DLC類金剛石表面涂層技術(shù)在模具中的應(yīng)用

DLC涂層技術(shù)是新興發(fā)展起來的一種表面涂覆處理技術(shù)，以其優(yōu)異的高硬度、低摩擦因數(shù)和自潤滑性能而被用于對摩擦和磨損有特殊要求的場合。

2022-07-14 14:29:02中山市利晟納米科技有限公司

DLC(類金剛石)涂層技術(shù)是一種應(yīng)用于工模具表面改性領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)。DLC涂層的工業(yè)化生產(chǎn)開始于20世紀(jì)末。與應(yīng)用于模具上的硬質(zhì)涂層(如TiN,TiAlN,CrN,TiCN等)相比是一種嶄新的涂層技術(shù)。在半導(dǎo)體封裝、管腳切割和成形制造過程中，高精度的模具是確保產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵。

DLC涂層技術(shù)的基本原理：

DLC涂層處理使用的是一種物L(fēng)氣相沉積工藝技術(shù)PVD(physical vapor deposition)。是在真空條件下(1.3x10-2～1.3x10-4Pa)，采用低電壓、大電流的電弧放電技術(shù)，利用氣體放電使靶材蒸發(fā)并使被蒸發(fā)物質(zhì)與氣體都發(fā)生電離，利用電場的加速作用，使被蒸發(fā)物質(zhì)及其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在工件上。

DLC涂層是一種在微觀結(jié)構(gòu)上含有金剛石成分的涂層。構(gòu)成DLC的主要元素為碳，碳原子之間的不同結(jié)合方式，終產(chǎn)生不同的物質(zhì)：金剛石(diamond)--碳碳以sp3鍵的形式結(jié)合；石墨(graphite)一碳碳以sp2鍵的形式結(jié)合。類金剛石(DLC)一碳碳以sp3和sp2健的形式結(jié)合；其涂層結(jié)構(gòu)是由碳的sp3和sp2形態(tài)混合而成的無定型組織(沒有顯性的晶格結(jié)構(gòu))，涂層性能的好壞取決于形成的膜層結(jié)構(gòu)中sp3和sp2各自所占的百分比，sp3所占的比率越高，膜層性能越接近天然金剛石，顯微硬度越高；sp2所占的比率越高，膜層的自潤滑性能越好，摩擦因數(shù)越小，但顯微硬度會降低(它和金屬之間的摩擦因數(shù)的范圍一般是0.05～O.2)。通過設(shè)定生產(chǎn)流程中的工藝參數(shù)和選擇不同的靶材，可以控制終成形膜層的屬性來滿足不同場合的需求。

DLC涂層技術(shù)的典型應(yīng)用：

DLC涂層以其特有的優(yōu)勢應(yīng)用于對摩擦和磨損有特殊要求的場合，典型應(yīng)用以下幾個領(lǐng)域。

(1)切削領(lǐng)域：鉆頭、銑刀、硬質(zhì)合金刀片等。

(2)金屬材料成形領(lǐng)域：凸模、凹模、精密沖裁、壓印成形零件等。

(3)模壓成形領(lǐng)域：模腔和型芯、頂桿及各類鑲件等。

(4)引擎領(lǐng)域：閥類、活塞銷、頂桿、活塞等。

(5)半導(dǎo)體領(lǐng)域：引腳成形模具的刀口件、封裝模具的成形鑲件和鑲塊等。

(6)其他零部件：軸類、齒輪、軸承、凸輪和從動滾輪等。

現(xiàn)介紹DLC涂層在半導(dǎo)體封裝模具特別是引腳成形模具領(lǐng)域中的應(yīng)用，以其了解DLC涂層Z越的性能和其在模具領(lǐng)域中的使用價值。

在半導(dǎo)體封裝模具領(lǐng)域中，由于綠色環(huán)保樹脂的普遍應(yīng)用使得成形后產(chǎn)品的脫模越來越困難。在傳統(tǒng)工藝加工的模具中，經(jīng)常出現(xiàn)由于脫模困難而造成產(chǎn)品的報廢，相對應(yīng)需要洗模的周期也越來越短，產(chǎn)品的優(yōu)良率和生產(chǎn)效率也越來越低，模壓工序中生產(chǎn)成本的居高不下成為半導(dǎo)體后道生產(chǎn)中的瓶頸。而使用DLC涂覆工藝處理的模具可以很好地解決這一問題，通過對模具中關(guān)鍵零件(型腔和型芯)的表面涂覆一層DLC涂層，可以降低產(chǎn)品脫模力，杜絕因脫模力太大而造成產(chǎn)品報廢的現(xiàn)象。同時，生產(chǎn)效率也得到了極大的提高，以前生產(chǎn)不到100模就需要洗模，現(xiàn)在生產(chǎn)1000模以上才需要洗模。