PVD —真空电镀介绍.pptVIP

真空電鍍基本知识介绍 生技二課 2010年2月23日 目錄 一、真空電鍍定義 二、真空電鍍原理 三、真空電鍍流程 四、真空電鍍流程補充說明 五、PVD鍍膜品質管控 六、退鍍方式 七、常見PVD品質不良 一、真空電鍍定義: 是指在真空條件下，將金屬『廠商稱為“靶材”』氣化成原子或離子絡合物，通過電壓直接沉積到鍍件表面的方法。 在日本方面簡稱“IP”『 是英語Ion Plating的縮寫』，在美國方面簡稱“PVD”『 是英語Physical Vapor Deposition的縮寫』，國內稱真空離子鍍。 真空鍍的可選顏色較多、鍍層薄、硬度高、附合環保要求等特點，目前已被廣泛運用於金屬表面處理上。 二、真空電鍍原理: 真空電鍍成膜原理有以下三種方法 1. 蒸發鍍是在真空條件下，加熱熔融金屬，使蒸發的金屬原子或離子絡合物沉積在鍍件的表面，形成金屬膜的方法。 2.濺射鍍是在真空條件下導入氬气，使之輝光放電，帶正電的氬離子(Ar+)在強電場的作用下轟擊陽極，使構成陽極的原子被濺射到鍍件表面形成膜層的方法。 3.離子鍍是在真空條件下，以惰性氣體(Ar)和反應气體(O2、N2、C2H2)作介質，利用气體放電而發生離子化的部分，蒸發物質的離子，中性粒子和非活性气體，一面轟擊帶負高壓的鍍件表面，一面生長成膜的方法。 二、真空電鍍原理: # 離子鍍是蒸發鍍和濺射鍍相結合的新技術，目前用在球頭上主是離子鍍。 # 真空鍍可以鍍金、鈦、鋯、鉻、銅等金屬，同一種金屬能透過不同的反應氣體(O2、N2、C2H2)及氣體的比例，會形成出不同顏色的鍍層；顏色的深、淺是靠通入反應气體的多少來決定，而色深要比色淺的硬度硬(因通入反應氣體少時，不能使Ti饱和反應，鍍膜中有反應Ti和鈍Ti，而鈍Ti的硬度比反應Ti要低，造成硬度下降)。 三、真空電鍍流程 入PVD廠→檢驗→清洗→擦拭→上掛具→烘烤(150℃?30分鍾以上)→進爐PVD (抽真空、升溫→離子轟擊清洗→鍍膜)→降溫至100℃以下→出爐→下掛→品檢→裝袋→回廠 四、真空電鍍流程補充說明 1. 球頭PVD時，爐內溫度一般設定在200~300℃，而球頭表面的溫度約350℃(經驗參考值)。 2. 球桿PVD時，爐內溫度一般設定在80℃。從進爐到出爐約50~60分鐘，鍍膜時間57秒，溫度設定80℃，真空度在1.5×10－2Pa左右。鍍層非常薄，只有表面一金屬的顏色而已，不作硬度和厚度要求。 3. 抽真空一般在6.0×10－3Pa左右，才通入反應氣體。鍍膜後通入惰性氣體(Ar)作為冷却氣體，把溫度降至100 ℃以下，才能開爐取出球頭，讓球頭保溫時間長一些，使鍍層穩定。(因為鍍層里還有沒與反應氣體反應的鈍Ti離子，它們會與大氣起反而造顏色會變深。輕微變深是正常的；變太多及色澤不均勻時，則為不正常。) 4.球頭PVD的膜層厚度一般在0.5~0.7um之間(深黑色膜厚已達到1um以上)。膜層厚度由鍍膜時間來控制。 四、真空電鍍流程補充說明 5.球頭PVD鍍前砂面完成面不能為噴氧化鋁砂，因為砂內的氧化物(或其他雜質)會與PVD處理時加入的氣體起反應，從而嚴重影響品質；所以，有噴過氧化鋁砂的部份須用玻璃砂或陶瓷砂重噴過。 6.鍍前完成面附著性由好至差依次為:亮面、毛面、噴砂面(陶瓷砂、玻璃砂)。 7.電壓和溫度越高膜層的硬度也越高，但這兩個條件越過一定值時，就會出現表面打火。 8.PVD最怕的是球頭不潔，如：油、膠(含球頭的感壓膠)、漆等，送鍍前必須要清洗乾淨，否則不單影響膜層，還會污染PVD爐子，影響設備的使用壽命。 五、PVD鍍膜品質管控: 1. 附著性及耐磨性測試：(G.S目前主要採用落砂測試) a.落砂測試：60#金鋼砂1kg，漏斗距離球頭1.3m，球頭受測面與水平面成45°，落砂2次。 b.冷熱測試：先放入100℃熱水中3分鍾，取出後馬上放入5℃以下的冷水中3分鍾，重復3次。 c.蒸气測試：將水煮沸，讓水蒸气從壺內沖出，使球頭全面與水蒸气充分接觸，球頭慢速回轉一圈(5~10 s)。 d.耐磨測試:(CLV客戶指定) 用客人指定的耐磨測試機測試，采用荷重為350g ,往复磨擦1000次，每200次觀察一次 ; 五、PVD鍍膜品質管控: 2. 鍍層硬度測試：用維氏硬度機測試鍍層表面硬度，一般硬度在HV600以上(即HRC50以上) ，此硬度非鍍層真實的硬度，因為設備的原因，實際上在測試時，已把鍍層打破。(實際的硬應在HV1000以上) 六、PVD退鍍方式: 1.不銹鋼球頭:可用葯水浸泡把鍍層退乾淨後回廠打亮； 2.鈦類材料球頭: 採用雙層電鍍方式,即先鍍一層Cr再鍍Ti,退鍍時用退Cr葯水退Cr層帶走Ti層,這樣可避免藥水腐蝕球頭本體。 ※PV