PVD工藝特點課件

PVD工藝特點----ＰＶＤ制程查核重點管控及重點鍍槽的維護周期、注意事項

2006.9.121精選2021版課件

PVD的發(fā)展前景2005年全球物理氣相沈積法（PVD）的市場規(guī)模達到52億美元，未來則將以10.1％的年成長率持續(xù)擴展至2010年的84億美元左右。擅長多領(lǐng)域市調(diào)分析，著重成長市場的BusinessCommunicationsCompany,Inc.（總公司：康州），調(diào)查分析了物理氣相沉積法的全球市場后，出版了一本綜合報告書"PhysicalVaporDeposition(PVD)"。報告書內(nèi)容包括：沉積技術(shù)與未來趨勢概要、PVD的應(yīng)用與特性、需求趨勢評估與對PVD的影響、各行業(yè)的市場牽引力、沉積材料、至2010年的各市場預(yù)測、全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)查分析等等。全書含138幅圖表共215頁。2精選2021版課件

建霖PVD工藝流程:2.1上掛2.2清洗2.3鍍膜2.4下掛、細檢2.5包裝、裝箱3精選2021版課件

2.3.1鍍膜原理及設(shè)備介紹離子鍍膜技術(shù)是一種的在真空中進行的物理氣相沉積（PVD），包括電弧鍍膜、空心陰極鍍膜、磁控濺射、離子束鍍膜等許多方法，其中電弧鍍膜被認為最具市場價值。它的基本原理是：在真空室中利用弧光放電將鍍料（鈦等金屬或合金）熔化并蒸發(fā)離化生成等離子體，通過電場進行加速并與反應(yīng)氣體生成金屬化合物（如TiN），最后沉積在工件表面。與其它真空鍍膜方法相比,電弧鍍膜具有離化率高，可鍍多種膜層，膜層質(zhì)量好，成膜效率高，靶可以任意方向放置，可制造大型設(shè)備，可在較大范圍內(nèi)控制溫度等優(yōu)點，使其成為工業(yè)化生產(chǎn)的首選鍍膜方法。其典型涂層有TiN,TiC,ZrN,TiCN,TiAlN,CrN,Ti,Cr,Ni等，主要用于各種材料的裝飾鍍膜和工膜具功能鍍膜。4精選2021版課件

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PVD鍍種及應(yīng)用3.1鋯化合物鋯的氮化物除了穩(wěn)定的ZrN外，還有Zr3N2，Zr3N4，Zr2N2和Zr3N8，氧化物有Zr2O3（綠色）和ZrO（紫色）3.2PVD

技術(shù)應(yīng)用真空陰極弧物理蒸發(fā)過程包括將高電流，低電壓的電弧激發(fā)于靶材之上，并產(chǎn)生持續(xù)的金屬離化。被離化的金屬離子以60至100eV平均能量蒸發(fā)出來形成高度激發(fā)的離子束，在含有惰性氣體或反應(yīng)氣體的真空環(huán)境下沉積在被鍍工件表面。真空陰極弧物理蒸發(fā)靶材的離化率在90%左右，所以與磁控離子濺射相比，沉積薄膜具有更高的硬度和更好的結(jié)合力。然而，由于陰極弧蒸發(fā)過程非常激烈，與蒸發(fā)過程較為平和的磁控離子濺射相比，陰極弧蒸發(fā)過程中會產(chǎn)生較多的有害雜質(zhì)顆粒，這限制了真空陰極弧物理蒸發(fā)在要優(yōu)質(zhì)表面質(zhì)量場合的應(yīng)用。10精選2021版課件

PVD

技術(shù)目前在裝飾鍍膜與工具鍍膜兩方面得到廣泛應(yīng)用：

一、超硬薄膜

應(yīng)用于工業(yè)的超硬薄膜，要求硬度而且耐磨的產(chǎn)品，例如:沖、壓、擠等之模具及精密模具。所有表面需耐磨、抗腐蝕、需要潤滑之機械等零件。提高了產(chǎn)品壽命（2—10倍），提高了切削速度和工件表面的光潔度。二、裝飾薄膜應(yīng)用于生活用品的裝飾薄膜，要求表面裝飾美觀產(chǎn)品，例如：鐘表、首飾、燈飾各種門把、鎖、餐具類、body

piercing衛(wèi)浴設(shè)備、五金.、鏡架、眼鏡配配件等裝飾物。顏色有槍色、藍槍色、鈦金色、紅鈦金色、鋯金色.香檳色、鈦灰色等不同的顏色，還有根據(jù)客戶需要設(shè)計推薦極具市場爭力的色種。11精選2021版課件

3.3鍍種已穩(wěn)定在裝飾鍍膜與工具鍍膜兩方面上被覆處理多種超硬薄膜包括氮化鈦（TiN）、碳化鈦（TiC）、氮碳化鈦（TiCN）、氮化鋯（ZrN）、氮化鉻（CrN）、氮化鋁鈦（TiAlN），MoS2等。

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PVD氮化鉻超硬陶瓷薄膜具高硬度(Hv2100-2400),抗蝕性強,耐高溫氧化(800℃),超高附著力及可在中、低溫範圍(200-400℃)加工處理之特性,非常適合作模具表面加工。

類金剛石涂層(DLC)---Ti+DLC涂層具有良好硬度及低摩擦系數(shù)，適用于耐磨性表面、鑄模、沖模、沖頭及電機原件；Cr+DLC涂層為不含氫的固體潤滑濺射涂層，適用于汽車部件、紡織工業(yè)、訊息儲存及潮濕環(huán)境。

含MoS2的金屬復(fù)合固體潤滑涂層—適用于銑刀、鉆頭、軸承、及極低磨擦需求的環(huán)境、如航空及航天科技的應(yīng)用

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涂膜的類型及應(yīng)用氮化鈦（TiN）

氮化鈦（TiN）涂膜呈金黃色，表面硬度接近81洛氏硬度，摩擦系數(shù)約為4。氮化鈦（TiN）涂層是現(xiàn)金最常見的氣相沉積（PVD）硬質(zhì)涂層。它既有艷麗的外表又有不錯的性能品質(zhì)，而且十分安全（達到了美國食品及藥物管理局有關(guān)植入人體器件以及食品接觸用具的安全標準）。氮化鈦涂層具有良好的防腐蝕、熱轉(zhuǎn)移、防磨損等功用，能應(yīng)用在很多種類的材料上，包括鐵、硬化鋼、不銹鋼等。

在成型操作中，對要處理的工件進行氮化鈦（TiN）涂膜可改善其表面性能，從而減少工件材料發(fā)生卡滯和咬焊現(xiàn)象。對刀具進行氮化鈦（TiN）涂膜，可使其壽命延長3至8倍，同時提高了進給速度和進給量。當然了，延長刀具壽命和提高進給速度、進給量也和其它一些因素有關(guān)，比如具體的操作類型、冷卻劑類型等。硬度：2800HV涂膜厚度：2-4微米熱穩(wěn)定性：550oC或1000oF14精選2021版課件

氮化碳鈦（TiCN）

氮化碳鈦（TiCN）涂膜呈中灰色或古銅色，表面硬度接近90洛氏硬度，摩擦系數(shù)約為3。氮化碳鈦（TiCN）涂層的熱穩(wěn)定性可達750oF。涂布氮化碳鈦涂層的刀具，其防止研磨料、易膠粘料以及難加工材料（如：鑄鐵、鋁合金、工具鋼、銅、鈦合金等）的磨損作用加強了。對刀具進行氮化碳鈦（TiCN）涂膜，可使其壽命延長8倍之多，同時提高了進給速度和進給量。當然了，延長刀具壽命和提高進給速度、進給量也和其它一些因素有關(guān)，比如具體的操作類型、冷卻劑類型等。硬度：3000HV

涂膜厚度：2-4微米熱穩(wěn)定性：400oC或750oF15精選2021版課件

氮化鋁鈦（TiAlN）

氮化鋁鈦（TiAlN）涂膜呈紫黑色，表面硬度高于80洛氏硬度，摩擦系數(shù)比氮化鈦（TiN）涂膜要小。涂布氮化鋁鈦涂膜的刀具，在加工研磨料、易膠粘料以及難加工材料（如：鑄鐵、鋁合金、工具鋼、鎳合金等）的性能明顯加強了。

氮化鋁鈦（TiAlN）涂膜改善了刀具的展延性，使其特別適合斷續(xù)切削操作。同時該涂膜具有極佳的抗氧化作用，亦特別適合用于高溫操作。氮化鋁鈦涂膜不會使刀刃變脆，用在斷續(xù)切削時不會產(chǎn)生碎片。氮化鋁鈦涂膜最適用于刀刃在操作中產(chǎn)生最高熱量的刀具。硬度：2800HV涂膜厚度：2-4微米熱穩(wěn)定性：750oC或1350oF16精選2021版課件

氮化鈦鋁（AlTiN）

具有氮化鈦鋁（AlTiN）涂膜的刀具切削速度有了提高，可切削任何的材料（包括：鎳、鈦、高溫合金等）。特別適合用于干加工、高速加工以及一些高溫加工和難加工材料的加工。刀具的進給速度和進給量有了顯著的提高，生產(chǎn)效率隨之提高。在許多情況下，可使直接利用刀具進行操作，省去了潤滑冷卻劑的費用，以及切屑清除、廢料處理、部件清洗等操作成本。

氮化鈦鋁涂膜的端銑刀需要飛快的運行，以產(chǎn)生足夠的熱量從而能在切削刃上形成一層堅硬的氧化鋁膜層。經(jīng)驗法：如果條件允許，至少要比氮化鈦涂膜的端銑刀快30%。氮化鈦鋁屬于一種新型的涂膜，其摩擦系數(shù)約為4。硬度：3500至4500HV

涂膜厚度：3-6微米熱穩(wěn)定性：800oC或1450oF17精選2021版課件

鍍膜種類氮化鉻(CrN)硬鉻(Cr)氮化鈦(TIN)應(yīng)用厚度(um)2-1020-502-10硬度(Hv)2100-2400750-10002100-2500氧化溫度800℃-----500℃耐酸性腐蝕極佳差差脫模能力極佳普通普通壽命350,000次100,000次180,000次(以成型模具沖撞為例)18精選2021版課件《PVD各工序及設(shè)備維護》一、前處理：1、除油槽（1300L）⑴鍍液組成主要成份水氫氧化鈉磷酸鈉除油劑SF-201備注化學(xué)式H2ONaOHNa3PO4-----溫度：45-55℃濃度----10-20g/L10-20g/L30-50g/L時間：3-10mins

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⑵維護要點：①一般情況下每班生產(chǎn)前補加NaOH0.5KG、Na3PO40.6KG、SF-2011L，具體添加量依化驗室濃度測量報告。把測得的濃度值記錄在【自動清洗線運行記錄表】上，添加量記錄在【鍍液維護記錄表】上。②生產(chǎn)前鍍液維護操作：檢查液位并補充液位至規(guī)定刻度線處，打開超聲波主機，調(diào)整至規(guī)定頻率，開啟加熱管、過濾機過濾。③清洗過濾機/周，更換槽液/月，并記錄在【鍍液維護記錄表】上。20精選2021版課件

④調(diào)配溶液：首先，排掉舊藥液,撈起所有掉槽工件，交上掛檢查、確認、分類處理。其次，用水沖洗槽內(nèi)臂，并用紗布擦干凈，清洗底部排水口的過濾網(wǎng)。加入槽體積60-70％的水，開啟加熱至50度左右。加入開缸量的NaOH（25KG）和Na3PO4（25KG）攪拌溶解。加入開缸量的SF-201（50KG）,再補水至標準液位，開啟加熱至50度左右；并記錄在【鍍液維護記錄表】上。最后，檢查液位，打開過濾機及超音波讓設(shè)備運行2H后關(guān)閉電源。在確定藥充分溶解后，請化驗室測量其濃度值是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。21精選2021版課件

⑤注意事項：吊臂出/入槽時注意掛具與槽臂之間距離，防碰撞槽，運行時嚴禁在吊臂下作業(yè)或攀爬。生產(chǎn)中水洗槽進水閥旋至規(guī)定刻度,使水溢流進行水洗，不生產(chǎn)時關(guān)閉水閥。掉槽工件及時撈起，每班下班前打撈掉槽工件，撈工件時不得用硬物碰撞超音波主板。22精選2021版課件

2、活化（1200L）⑴鍍液組成鍍液組成規(guī)格化學(xué)式含量范圍開缸量備注硫酸化學(xué)純H2SO410-20mL/L25L⑵維護要點：①一般情況下每班生產(chǎn)前補加硫酸0.5L，具體添加量依化驗室濃度測量報告。把測得的濃度值記錄在【自動清洗線運行記錄表】上，添加量記錄在【鍍液維護記錄表】上。②生產(chǎn)前鍍液維護操作：檢查液位并補充液位至規(guī)定刻度線處，打開過濾機過濾。③清洗過濾機/周，更換槽液/月，并記錄在【鍍液維護記錄表】上。23精選2021版課件

④調(diào)配溶液：首先，排掉舊藥液,撈起所有掉槽工件，交上掛檢查、確認、分類處理。其次，用水沖洗槽內(nèi)臂，并用紗布擦干凈，加入槽體積60-70％的水，緩慢加入開缸量的濃硫酸（25L），加完后充分攪拌再補水至標準液位，并記錄在【鍍液維護記錄表】上。最后，檢查液位，打開過濾機讓設(shè)備運行2H后關(guān)閉電源。在確定藥充分溶解后，請化驗室測量其濃度值是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。24精選2021版課件

二、鍍膜設(shè)備維護：

1、維護前準備工作：無論處于任何目的進入真空室，必須要做到：⑴穿全套的防塵服及手套⑵在口鼻處佩帶防塵口罩⑶確認真空室內(nèi)沒有工件和轉(zhuǎn)架⑷確認電加熱器處于室溫狀態(tài)。25精選2021版課件

2、每日日常維護：⑴日常維護步驟：操作者應(yīng)該在每個工作日對設(shè)備進行日常維護。①每三至四個鍍膜周期清洗一次爐子，用高壓氣槍和吸塵器來清潔真空室壁、轉(zhuǎn)架罩、半月板、弧源及電加熱管等。用紗布或擦洗紙沾上無水酒精清潔爐壁、轉(zhuǎn)架罩、半月板、前門法蘭和密封膠條。然后用工業(yè)吸塵器清除掉落的粉屑。②每次清潔爐體后應(yīng)檢查陰極與CAE法蘭間的電阻是否大約在28歐，如果電阻大大低于此數(shù)值，要用高壓氣槍再一次對CAE進行清潔，以解決短路問題，如果此現(xiàn)象仍然存在，需卸下CAE。26精選2021版課件

③檢查CAE靶材是否牢固的安裝在水冷座上，以及引弧針與靶材燃燒面是否保持合適距離（大約8mm）。④檢查低溫捕集器制冷溫度和回溫溫度，制冷最低溫度應(yīng)該低于零下120攝氏度，回溫最高溫度應(yīng)該在50攝氏度左右。⑵日常維護記錄：①日常維護及點檢應(yīng)嚴格按照設(shè)備點檢表執(zhí)行，日常維護由設(shè)備開機人員執(zhí)行，設(shè)備人員及班組長負責(zé)督導(dǎo)。②日常維護項目應(yīng)記錄在《日常點檢表》中，以打“√”形式體現(xiàn)。27精選2021版課件

3、每周例行維護：⑴每周維護是設(shè)備例行維護，每周應(yīng)在設(shè)備人員的指導(dǎo)和監(jiān)督下對設(shè)備進行一次例行維護。步驟如下：①除了功率輸出控制柜，關(guān)閉所有電源前后面板上的空開。②檢查所有冷卻水循環(huán)管路并確認它們的流量正常，如果任何一個管路的流量異常處于低水平?？赡苁且驗樵诠苈穬?nèi)，特別是水表處有異物部分堵塞。28精選2021版課件

③檢查旋片泵內(nèi)的泵油：A.在工作狀態(tài)下，從其窗口上可看到泵油水平線B.按要求定期更換機械泵油C.發(fā)現(xiàn)泵油變成淡黃色，應(yīng)注意及時更換泵油。④檢查羅茨泵上的潤滑油杯是否滿著，并確認每次加滿油杯后可持續(xù)一周以上時間。⑤更換所有真空室內(nèi)襯，用高壓氣槍，吸塵器，丙酮，酒精清潔所有安裝在真空室上的部件。襯板用褪鍍液體褪鍍后用清水沖洗，然后用丙酮擦拭，再安裝回去。29精選2021版課件

⑥檢查CAEs上的絕緣情況。每周保證至少對一個弧源進行一次拆下并全面維護，徹底清潔聚四氟乙烯套的被鍍上部分。烘烤（60-70度）尼龍墊2小時，安裝完后未通水其電阻值應(yīng)為10兆歐。⑦檢查工件轉(zhuǎn)架系統(tǒng)：A.檢查轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動是否靈活B.用高壓氣槍進行清潔C.檢查工件轉(zhuǎn)架的絕緣情況（注意：斷開轟偏源輸出電纜，測量夾具和爐體的電阻應(yīng)該為10兆歐姆。）⑧檢查所有供氣系統(tǒng)的管路是否泄露和控制異常。⑨每周維護時應(yīng)用干紗布擦拭設(shè)備，包括弧電源（柜），分子泵電源（柜子），所有真空泵，爐體。保持設(shè)備清潔。30精選2021版課件

⑵每周維護時間及人員：①每周周日為每周例行維護時間，每周維護時應(yīng)停止生產(chǎn)至少12小時。②每周例行維護每臺爐子至少有3人參加，一人主要負責(zé)更換襯板，一人負責(zé)水路和弧源維護，一人負責(zé)清潔各設(shè)備并協(xié)助更換襯板。參加維護的人員必須經(jīng)過培訓(xùn)。每周維護時設(shè)備人員負責(zé)對復(fù)雜設(shè)備的維護及維修，并對現(xiàn)場維護人員之工作進行核查。31精選2021版課件

⑶每周維護應(yīng)嚴格按照《每周例行維護計劃表》來執(zhí)行，并記錄在《每周例行維護計劃表》中，已執(zhí)行項目打“√”，未執(zhí)行項目打“×”?！睹恐芾芯S護計劃表》每季度更新一次。⑷設(shè)備維修：需要停機的設(shè)備維修每周末由設(shè)備人員或者在設(shè)備人員指導(dǎo)下進行。每一次設(shè)備維修和全面維護后應(yīng)該將進行的項目填寫在設(shè)備履歷表中，以供后續(xù)參考。32精選2021版課件

4、每月總體維護：⑴每月維護時間及人員：①每月最后一個周日為每月例行維護時間，每月維護時應(yīng)停止生產(chǎn)至少12小時。②每月例行維護至少有3人參加，參加維護人員需按各自職責(zé)完成每周維護項目外需要進行月維護項目。⑵每月維護是設(shè)備總體維護，每月應(yīng)在設(shè)備人員的指導(dǎo)和監(jiān)督下對設(shè)備進行一次總體維護。步驟如下：①每月總體維護時必須完成所有每周例行維護項目。33精選2021版課件

②每月維護需確認真空室是否處于正常工作狀態(tài)：a、子泵系統(tǒng)抽真空至1.0×10-3Pa；b、關(guān)閉V3，并等待30分鐘來檢查真空度是否為1Pa或更高；c、如果不是上述數(shù)據(jù)，應(yīng)查找原因并立即排除漏氣問題。③在4路質(zhì)量流量控制面板調(diào)整控制板上，檢查4路質(zhì)量流量控制器的工作“0”點。a、手動控制粗抽泵和羅茨泵進行抽真空，真空度將達到1Pa或更高；b、當所有3位開關(guān)都設(shè)置為“關(guān)”，手動開啟四路氣體質(zhì)量流量控制單元至少5分鐘；c、調(diào)整每一個精確校準電位計至0或1的位置。34精選2021版課件

⑶通過按每一個緊急按鈕來檢查所有緊急開關(guān)工作是否正常，然后關(guān)閉總配電柜內(nèi)的總空開。⑷檢查所有供氣系統(tǒng)及氣體恒壓分配板到真空室的手動控制閥上的管路，具體步驟如下：①手動關(guān)閉所有閥。并當所有的氣體質(zhì)量流量率設(shè)置為0的時候，開啟所有4路質(zhì)量流量控制器。②用粗抽泵和羅茨泵從真空室中抽真空到大約1Pa。③在“RUN”位置，平穩(wěn)的增加氣體流量直到最大值，然后撥至“VENT”位置。④確認氣體質(zhì)量流量降低至接近0。⑤對氣路2，3和4重復(fù)步驟５．5．3。⑥將所有設(shè)置返回到0，并關(guān)閉它們；35精選2021版課件

⑦根