先進PVD鍍膜/DLC類鑽碳膜塗層技術－漢泰

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型號： ESD-DLC

ESD-DLC鍍膜特點

數量

ESD(靜電消散)－DLC(類鑽碳)膜層

產業現況因應半導體元件及線寬奈米尺寸微縮化(< 20 nm)，對靜電耐受能力降低的問題點，即有可能於半導體先進製程及封裝製程中晶片受靜電損害，影響產品良率、可靠度等問題，因此需有更好的解決方案，進而提升傳統載盤之靜電防護能力(~107-8 ohm/sq)。而現有產品面臨無法靜電消散、壽命過低、價格昂貴、技術無法自主化等，因此才產生ESD(靜電消散)解決方案。

為了解決靜電放電對產品的影響，漢泰/信紘/工研院三方產研合作，技術以高階PVD(物理氣相沉積)中的離子鍍合作為開端，研發表面改質類鑽碳膜層(ESD-DLC)，透過改良式磁爐電弧離子系統，實現卓越的抗靜電效果。漢泰ESD-DLC膜層在製造過程中扮演著至關重要的角色。它能夠有效抑制初始電荷，使電荷以較慢的方式移轉至地面或其他導電體，大幅降低靜電對產品的潛在威脅。

此外，漢泰DLC類鑽膜遵循ANSI/ESD S541電阻值分類標準，表面阻抗係數介於絕緣和導電材料之間，屬於靜電消散性的材料，主要應用於金屬表面改質。

靜電消散類鑽碳膜(ESD-DLC)膜層特點

規格項目	內容	特點
塗層材料	類鑽碳薄膜 ( DLC, Dimond-like Carbon )	靜電消散 ( ESD-DLC )
塗層顏色	黑色、亮 / 霧面	表面黑化
鍍膜技術	陰極電弧沉積	緻密、3D鍍膜、低汙染、平價
結構	多層結構設計	附著良好、不易脫膜
厚度	0.5-10 µm	不影響物件原始尺寸
粗糙度 (Ra)	0.05-0.15 µm	表面平滑、厚度均勻
表面電阻/體積電阻	105-1010 ohm	品質穩定、客製化服務
耐溫	Max. 270-300 oC	耐高溫製程、高溫環境使用
塗層硬度	20-30 Gpa	耐磨、防刮、延長物件壽命
耐蝕能力	耐酸、耐鹼之能力佳	高化學穩定性、適用酸鹼製程
適用物件	載板、治具、噴嘴、吸頭、夾頭、機械手臂、墊片等，不鏽鋼、碳鋼、鋁合金或其他導電材料	大多數導電材料皆適用
產業應用	半導體、IC、封測、檢測、傳送之設備和組件等	靜電防護要求高、產品或製程對靜電敏感

膜層特性差異

膜層特性差異
#	ESD-DLC⭐	硬膜陽極
硬度(HV)	2500-3500	500-1000
平整度	緻密性高，較好	緻密性低，較差
摩擦系數	低	較高
附著力	高，不易脫膜	佳，膜層易脆裂
耐溫性	高，可達300oC	中等，無法長時間使用
阻抗係數(ohm)	10⁵-10⁹	10⁹-10¹⁴均勻性低
化學穩定性	高，可耐鹼洗製程	低，不耐鹼洗製程

靜電消散類鑽碳 ( ESD-DLC ) 膜層/技術介紹

集團與工研院技術合作

抗静電DLC類鑽碳膜使用PVD離子鍍膜技術

在硬質塗層中，DLC塗層因卓越的性能而被廣泛採用。漢泰利用輝光放電的方式，將靶材原子激發出來，透過能量粒子的持續撞擊，將材料沉積於工件表面。此過程透過PVD中的陰極電弧離子鍍膜技術產生ESD-DLC(靜電消散-類鑽碳) 膜層，使膜層均勻度、緻密性、附著度以及機械特性皆為佳。

DLC類鑽膜在各類工件中應用範圍廣泛，如刀具、模具，它能夠提升工具的耐用性和效能。尤其在半導體封裝載板治具上的應用，漢泰ESD-DLC類鑽膜層更能有效提高半導體先進製程及封裝過程的耐磨損性和壽命，保證半導體的高效運行。另外，在生醫器材中，類鑽碳膜能夠提供出色的防護性能，降低器材的磨損，從而提高壽命和可靠性。

PVD鍍膜製程與膜層特性比較

物理氣相沉積(PVD)可分為真空蒸鍍、濺鍍、離子鍍，其中PVD鍍膜常指的是離子鍍。漢泰採用PVD鍍膜中的離子鍍的技術，從下方的表格比較，可以得出PVD鍍膜中的離子鍍製程能量與鍍率更好，膜層的附著力與密度更佳。

製程分類	製程特性			膜層特性
製程分類	粒子狀態	能量 (eV)	鍍率 (A/s)	附著力	密度
蒸鍍 Evaporation	原子	0.1~1	100~75K	極差	<80%
濺鍍 Sputtering	原子	1~10	25~15K	差	~80%
離子鍍 Ion Plating	原子	>10	100~250K	極高	>95%

表面改質類鑽碳膜層(DLC) 優秀的抗酸鹼效果

多層結構設計、非晶結構

增加附著性及良率、提升膜層韌性

膜層兼具高硬度及高彈性

硬度換算表

Vickers	Brinell（HB）		Rockwell（HR）			Rockwell Superficial			Shore	抗拉強度TS	Vicker	Brinell （HB）		Rockwell （HR）				Rockwell Superficial			Shore	抗拉強度 TS
HV	標準球	硬質球	A	C	D	15N	30N	45N	HS	Mpa	HV	標準球	應直球	A	B	C	D	15N	30N	45N	HS	Mpa
940	-	-	85.6	68.0	76.9	93.2	84.4	75.4	97		420	397	397	71.8		2.7	57.5	81.8	61.9	46.4	57	1370
920	-	-	85.3	67.5	76.5	93.0	84.0	74.8	96		410	388	388	71.4		41.8	56.8	81.4	61.1	45.3	-	1330
900	-	-	85.0	67.0	76.1	92.9	83.6	74.2	95		400	379	379	70.8		40.8	56.0	81.0	60.2	44.1	55	1290
880	-	(767)	84.7	66.4	75.7	92.7	83.1	73.6	93		390	369	369	70.3		39.8	55.2	80.3	59.3	42.9	-	1240
860	-	(757)	84.4	65.9	75.3	92.5	82.7	73.1	92		380	360	360	69.8	(110.0)	38.8	54.4	79.8	58.4	41.7	52	1205
840	-	(745)	84.1	65.3	74.8	92.3	82.2	72.2	91		370	350	350	69.2	-	3737	53.3	79	57.4	40.4	-	1170
820	-	(733)	83.8	64.7	74.3	92.1	81.7	71.8	90		360	341	341	68.7	(109.0)	36.6	52.8	78.6	56.4	39.1	50	1130
800	-	(722)	83.4	64.0	73.8	91.8	81.1	71.0	88		350	331	331	68.1	-	35.5	51.9	78.0	55.4	37.8	-	1095
780	-	(710)	83.0	63.3	73.3	91.5	80.4	70.2	89		340	322	322	67.6	(108.0)	34.4	51.1	77.4	54.4	36.5	47	1070
760	-	(698)	82.6	62.5	72.6	91.2	79.7	69.4	86		330	313	313	67.0	-	33.3	50.2	76.8	53.6	35.2	-	1035
740	-	(684)	82.2	61.8	72.1	91.0	79.1	68.6	84		320	303	303	66.4	(107.0)	32.2	49.4	76.2	52.3	33.9	45	1005
720	-	(670)	81.8	61.0	71.5	90.7	78.4	67.7	83		310	294	294	65.8	-	31.0	48.4	75.6	51.3	32.5	-	980
700	-	(656)	81.3	60.1	70.8	90.3	77.6	66.7	81		300	284	284	65.2	(105.5)	29.8	47.5	74.9	50.2	31.1	42	950
690	-	(647)	81.1	59.7	70.5	90.1	77.2	66.2	-		295	280	280	64.8	-	59.2	47.1	74.6	49.7	30.4	-	935
680	-	(638)	80.8	59.2	70.1	89.8	76.8	65.7	80		290	275	275	64.5	(104.5)	28.5	46.5	74.2	49.0	29.5	41	915
670	-	630	80.6	58.8	69.8	89.7	76.4	65.3	-		285	270	270	64.2	-	27.8	46.0	73.8	48.4	28.7	-	905
660	-	620	80.3	58.3	69.4	89.5	75.9	64.7	79		280	265	265	63.8	(103.5)	27.1	45.3	73.4	47.8	27.9	40	890
650	-	611	80.0	57.8	69.0	89.2	75.5	64.1	77		275	261	261	63.5	-	26.4	44.9	73.0	47.2	27.1	-	875
640	-	601	79.8	57.3	68.7	89.0	75.1	63.5	77		270	256	256	63.1	(102.0)	25.6	44.3	72.6	46.4	26.2	38	855
630	-	591	79.5	56.8	68.3	88.8	74.6	63.0	-		265	252	252	62.7	-	24.8	43.7	72.1	45.7	25.2	-	840
620	-	582	79.2	56.3	67.9	88.5	74.2	62.4	75		560	247	247	62.4	(101.0)	24.0	43.1	71.6	45.0	24.3	37	825
610	-	573	78.9	55.7	67.5	88.2	73.6	61.7	-		255	243	243	62.0	-	23.1	42.2	71.1	44.2	23.2	-	805
600	-	564	78.6	55.2	67.0	88.0	73.2	61.2	74		250	238	238	61.6	99.5	22.2	41.7	70.6	43.4	22.2	36-	795
590	-	554	78.4	54.7	66.7	87.8	72.7	60.5	-	2055	245	233	233	61.2	-	21.3	41.1	70.1	42.5	21.1	-	780
580	-	545	78.0	54.1	66.2	87.5	72.1	59.9	72	2020	240	228	228	60.7	98.1	20.3	40.6	69.6	41.7	19.9	34	765
570	-	535	77.8	53.6	65.8	87.2	71.7	59.3	-	1985	230	219	219	-	96.7	(18.0)	-	-	-	-	33	730
560	-	525	77.4	53.0	65.4	86.9	71.2	58.6	71	1950	220	209	209	-	96.0	(15.7)	-	-	-	-	32	695
550	(505)	517	77.0	52.3	64.8	86.6	70.5	57.8	-	1905	210	200	200	-	93.4	(13.4)	-	-	-	-	30	670
540	(496)	507	76.7	51.7	64.4	86.3	70.0	57.0	69	1860	200	190	190	-	91.5	(11.0)	-	-	-	-	29	635
530	(488)	497	76.4	51.1	63.9	86.0	69.5	56.2	-	1825	190	181	181	-	89.5	(8.5)	-	-	-	-	28	605
520	(480)	488	76.1	50.5	63.5	85.7	69.0	55.6	67	1795	180	171	171	-	87.1	(6.0)	-	-	-	-	26	580
510	(473)	479	75.7	49.8	62.9	85.4	68.3	54.7	-	1750	170	162	162	-	85.0	(3.0)	-	-	-	-	25	545
500	(465)	471	75.3	49.1	62.2	85.0	67.7	53.9	66	1705	160	152	152	-	81.7	(0.0)	-	-	-	-	24	515
490	(456)	460	74.9	48.4	61.6	84.7	67.1	53.1	-	1660	150	143	143	-	78.7	-	-	-	-	-	22	490
480	448	452	74.5	47.7	61.3	84.3	66.4	52.2	64	1620	140	133	133	-	75.0	-	-	-	-	-	21	455
470	441	442	74.1	46.9	60.7	83.9	65.7	51.3	-	1570	130	124	124	-	71.2	-	-	-	-	-	20	425
460	433	433	73.6	46.1	60.1	83.6	64.9	50.4	62	1530	120	114	114	-	66.7	-	-	-	-	-	-	390
450	425	425	73.3	45.3	59.4	83.2	64.3	49.4	-	1495	110	105	105	-	62.3	-	-	-	-	-	-	-
440	415	415	72.8	44.5	58.8	82.8	63.5	48.4	59	1460	100	95	95	-	56.2	-	-	-	-	-	-	-
430	405	405	72.3	43.6	58.2	82.3	62.7	47.4	-	1410	95	90	90	-	52.0	-	-	-	-	-	-	-
											90	86	86	-	48.0	-	-	-	-	-	-	-
											85	81	81	-	41.0	-	-	-	-	-	-	-

備註：

換算表依據 SAE J 417 編輯，粗體字同 ASTM E 140，為 SAE-ASM-ASTM 共同調整結果。
表中括弧( )數值為通常不太可能使用的範圍，僅提供參考用。
抗拉強度（Tensile Strength）近似值，依據 JIS Z 8413 與 JIS Z 8438（已廢止）換算。使用上需注意質量效果、鋼材成份與熱處理方法等影響。

單位換算： 1 MPa ＝ 1 N/㎜ 2、1kgf/mm2 ＝ 9.8 MPa ＝ 9.8 N/㎜ 2 1 Ksi ＝ 1000 psi ＝ 0.7037 kgf/mm2＝ 6.89626 Mpa