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1、PVD制程介紹制作人：PVD-QC 日期：2010/06/21目 錄1. PVD原理及其特點原理及其特點2. PVD工藝流程工藝流程3. PVD產品品質管控要求產品品質管控要求4. PVD 工藝的優點工藝的優點1. PVD原理及特點 PVD(Physical Vapor Deposition)PVD(Physical Vapor Deposition)即物理氣即物理氣即物理氣即物理氣相沉積技朮相沉積技朮相沉積技朮相沉積技朮即在電場作用下形成的等離子體即在電場作用下形成的等離子體即在電場作用下形成的等離子體即在電場作用下形成的等離子體中中中中, , 塊體材料被濺射出來塊體材料被濺射出來塊體材料被
2、濺射出來塊體材料被濺射出來, , 而沉積在工件表面而沉積在工件表面而沉積在工件表面而沉積在工件表面, , 形成一定厚度的薄膜形成一定厚度的薄膜形成一定厚度的薄膜形成一定厚度的薄膜. . 濺射出的靶材粒子濺射出的靶材粒子氣體離子氣體離子電子電子靶材工件 氬氣在電場作用下被離化同時被加速, 向加有負電壓的靶面飛去, 轰击靶材表面，引起靶材表面各种粒子，如原子、分子或团束逸出即產生溅射。溅出的中性原子與真空腔內同時被離化的氣體粒子反應而沉积到工件表面上，於是形成了一定厚度的膜层。以TiN為例, 過程如下: 1. 1 PVD過程第一步 氣體離化eAr+Ar能量離子化Argon氣體團氣體團Ar + e
3、Ar+ +2e 第二步 濺射PowerAr+ + Ti Ti(Atom) +Ar+靶材被濺射出的靶材粒子氣體離子Ar+接地磁控濺射PVD原理a)電場及磁場的布置電場及磁場的布置b)電子的運動軌跡電子的運動軌跡c)平面磁控電極表面電子的運動平面磁控電極表面電子的運動d)Z方向的收聚力方向的收聚力e)靶工作的圖片靶工作的圖片第三步 反應成膜Ar+ + N2 2N +Ar+ Ti + N TiN基底材料上挂清洗烘烤鍍膜下挂入庫全檢來料抽檢涂抗指紋油固化終檢2.PVD工藝流程zz3.1PVD外觀管控zz3.2PVD顏色管控zz3.3PVD膜厚管控zz3.4PVD信賴性測試項目介紹3.PVD產品品質管控
4、要求產品品質管控要求( (1 1) ) PVD PVD產品外觀標準產品外觀標準產品外觀標準產品外觀標準 依據不同客戶定義，依據不同客戶定義，文件文件定定義義要要求求，客客戶戶簽簽 樣要樣要求求，品品工簽樣要工簽樣要求求，通常通常PVDPVD產產 多為外觀件，多為外觀件，一一般按照一級面來管控般按照一級面來管控( (2 2) ) PVD PVD產品主要外觀不良產品主要外觀不良產品主要外觀不良產品主要外觀不良1)1)擦刮傷擦刮傷2 2) )臟污臟污3 3) )黑黑/ /白點白點 3.1 PVD外觀品質管控外觀品質管控1. PVD1. PVD日常生產過程的顏色標準日常生產過程的顏色標準：經過客戶承認
5、的限度樣板經過客戶承認的限度樣板（如左圖如左圖）。）。2.2. 目前顏色管控辦法目前顏色管控辦法：1) 1) 每一爐次不同位置每一爐次不同位置：通常為最上通常為最上層層，中間層中間層，和最底層各抽取和最底層各抽取1 1pcspcs進行顏色確認進行顏色確認。2 2) ) 若以上樣品若以上樣品OK, OK, 則則PVDPVD生產將進生產將進行顏色全檢和外觀全檢行顏色全檢和外觀全檢。3. 3. PVDPVD顏色內部管控顏色內部管控： 采用色差儀針對每爐上中下各采用色差儀針對每爐上中下各1 1pcspcs進行進行L, L, a, ba, b值量測供工藝調值量測供工藝調整作參考整作參考。 色差儀客戶承認
6、的限度樣板3.2 PVD顏色管控顏色管控1.1.目前目前P PVDVD正常生產膜厚管正常生產膜厚管控辦法控辦法： 1 1) ) 頻率頻率：3 3pcs/pcs/爐爐( (上中下上中下，各各 1PCS1PCS) ) 2) 2) 測試方法測試方法：球磨法球磨法2. 2. 新產品開發階段管控辦法新產品開發階段管控辦法： 1)1)頻率頻率：每次每次BuildBuild一次一次，各各3 3pcs;pcs; 2 2) )測試方法測試方法：切片法切片法 3) 3)球磨法作為內部管控球磨法作為內部管控，按照按照檢規要求在進行檢規要求在進行，收集數據收集數據，供參考供參考。 3.3 PVD膜厚管控膜厚管控 3.
7、4 PVD主要信賴性測試項目主要信賴性測試項目No.No. 信賴性測試項目信賴性測試項目測試頻率測試頻率允收標準允收標準1 1震動研磨震動研磨3 3pcs/pcs/爐爐由客戶定義允收由客戶定義允收標準標準2 2硬度測試硬度測試3 3pcs/pcs/爐爐HV400 or HV400 or HV600HV6003 3耐刮測試耐刮測試僅在開發階段僅在開發階段測試測試通常要求通常要求 2 2N N n no scratcho scratch 4 4膜厚測試膜厚測試3 3pcs/pcs/爐爐通常要求通常要求0.51.5um0.51.5um5 5附著力測試附著力測試3 3pcs/pcs/爐爐1 1級以上級
8、以上3.4.1震動研磨測試方法zz將產品放置于左側圖將產品放置于左側圖示的研磨機中，研磨示的研磨機中，研磨時間為時間為2hrs;2hrs;zz其中其中0.5hr, 1.0hr & 0.5hr, 1.0hr & 2.0hrs2.0hrs產品分別取出，產品分別取出，觀察產品變化並拍照；觀察產品變化並拍照；zz2hrs2hrs耐磨結束后，觀耐磨結束后，觀察產品表面變化，有察產品表面變化，有無顏色光澤變化，刮無顏色光澤變化，刮傷情況，或者脫落情傷情況，或者脫落情況；況； 3.4.2 硬度測試方法zz加載25g力的荷重，獲得如左上圖所示的菱形壓印，量測菱形對角綫的長度而獲得產品的表面硬度；3.4.3 耐
9、刮測試方法zz使用如左圖所示的測量使用如左圖所示的測量筆，利用彈簧力來設定筆，利用彈簧力來設定不同載荷，來划過產品不同載荷，來划過產品表面；表面；zz耐刮測試后，目視觀察耐刮測試后，目視觀察產品表面有無刮痕來判產品表面有無刮痕來判定；定；3.4.4 膜厚測試方法 膜厚測試的測試工具，設備，方法，膜厚測試的測試工具，設備，方法，前面已經介紹，就進行下一個測試項前面已經介紹，就進行下一個測試項目介紹目介紹3.4.5 附著力測試1.測試條件:11*11格(厚度50um, 每格1*1mm2); 6*6格(50um厚度120um, 每格2*2mm2); 划痕長度不小于20mm; 2. 判定級別: 0級-無任何剝落1級-剝落面積5%2級-5%剝落面積15%; 3級-15%剝落面積35%;4級-35%剝落面積65%;4.PVD工藝的優點工藝的優點1.高金屬質感和艷麗飽滿的色彩效果2.優異的功能性(與基材的良好結合高的硬度和耐磨性等)3.底材選擇的多樣化(如不鏽鋼鈦合金甚至鋁合金)4.制程的良好的穩定性和再現性5.適應現代環保潮流
