DLC表面涂覆在模具中的应用

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1、74模具工业2010年第35卷第4期DLC表面涂覆在模具中的应用李庆生(铜陵市三佳山田科技有限公司，安徽铜陵244000)摘要：简要介绍了ⅨC(类金刚石)涂层技术的发展、基本原理及工艺流程。重点介绍DLC涂层在半导体封装模具特别是引脚成形模具中的应用，以了解DLC涂层卓越的性能和其在模具领域中的使用价值。在模具成形零件上涂覆一层DIJ：涂层，可以有效提高产品的品质、减少维护时间、降低产品的生产成本。关键词：DLC涂层；PvD工艺技术；模具零件中图分类号："113174．44文献标识码：B文章编号：1001—2168(2010)04

2、—0074-03ApplicationofDLCcoatingintheformingpartsofmouldLIQing-sheng(TonglingSanjiaYamadaTechnologyCo．，Ltd，Tongling，anhui244OOO，China)Abstract：Statementswel'emadeonthedevelopment，principleandprocessofdiamondlikecarbon(DLC)coatingtechnology，in阳rticular，ontheapplicationt

3、othemouldforsemiconductor阳ck-agingandthemouldforpins．1hecoatinghasadesirablecombinationoflOWfrictioncoeficientandhighmicrohardness．whichisextremelyusefulinmanyfields．，n1eserviceltfeoftheformingpartscoatedwithaDLCfilmis10timeslongerthanthatofanuncoatedpart．Keywords：dia

4、mondlikecarbon(DLC)coating；physicalvapordeposition(PVD)processtechno1．ogy；mouldparts1引言件下(1．3×10～1．3×10一'Pa)，采用低电压、大电ⅨC(类金刚石)涂层技术是一种应用于冲切工流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使具领域的专业技术。DIE涂层的工业化生产开始于被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作20世纪末，与应用于模具上的硬质涂层(如TIN，用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。图1A，C／N，等)相比是一种崭新的

5、涂层技术。是DIE涂覆原理简图，图2是DIE处理设备。在半导体封装、管脚切割和成形制造过程中，高精进气口度的模具是确保产品品质的关键。模具表面质量又●决定了产品优良率、生产效率和产品电学性能等。所以，应用于半导体封装行业的模具不但要求高精度，同时也要求模具刃口件向表面低摩擦因数和高硬度的方向发展，而运用等离子体DIE涂层技术的涂层是这一问题的主要解决方案。2基本原理DLC涂层处理使用的是一种物理气相沉积工艺技术lrqD(physicalvapordetx~ition)，是在真空条收稿日期：2009-10-22。图1DIE涂覆原理图

6、作者简介：李庆生(1974一)，男，安徽安庆人，工程师，从事半导体工业的自动化设备设计工作，地址：安徽省铜陵市三佳山田科DLC涂层是一种在微观结构上含有金刚石成分技有限公司技术部，(电话)18956204516，(电子信箱)IqS@china-的涂层。构成DLE的主要元素为碳，碳原子之间的uinity．{x／no模具工业2010年第36卷第4期75不同结合方式，最终产生不同的物质：金刚石基体表面处理不能留有死角，这关系到膜层是否能(diamond)一碳碳以sp3键的形式结合；石墨与基体牢固地结合。(graphite)一碳碳以sp2

7、键的形式结合。类金刚石将要涂覆的工件还要充分清洗。清洗工艺取决(D)一碳碳以sp3和sp2健的形式结合；其涂层结于涂覆的质量水平、母材和几何形状。工件装在设构是由碳的sp3和sp2形态混合而成的无定型组织定的夹具上，夹具是在使腔体装载尺寸最优化和保(没有显性的晶格结构)，涂层性能的好坏取决于形证涂覆均匀的基础上设计的。真空室抽真空至10成的膜层结构中sp3和sp2各自所占的百分比，sp3托(高真空)来排除系统中的任何污染物。真空室中所占的比率越高，膜层性能越接近天然金刚石，显通入惰性气体并使其离子化，导致产生辉光放电(等微硬度越高

8、；sp2所占的比率越高，膜层的自润滑性离子体)。这是气体清洗阶段并使零件做好最初的能越好，摩擦因数越小，但显微硬度会降低(它和金金属沉淀准备。属之间的摩擦因数的范围一般是0．05～0．2)。通过在靶材(用于沉淀的固体金属)上加载高电流、设定生产流程