手机后盖板金属增亮膜镀膜工艺研究

通过镀膜提高复合材料的光学性能，结合2D、3D及其他触控技术，在连续性真空磁控溅射镀膜生产线上制备5G手机后盖增亮膜，不仅从根本上解决传统金属手机背板对信号屏蔽这一桎梏，而且具有金属背板的金属质感，符合广大消费者的审美。通过在复合材料基板上叠加金属材料，设计开发具有金属质感的外观装饰膜系。使用光学设计软件设计镀膜膜系及膜层所需厚度，并模拟光学效果，以金色膜系做实验。理论模拟金色膜系膜层厚度见表1。增亮膜磁控溅射镀膜工艺流程见图1。表1理论模拟金色膜系膜层厚度图1增亮膜磁控溅射镀膜工艺流程图以满足膜层的光学特性和使用要求为准，确定所需材料及材料纯度要求：①Nb2Ox陶瓷靶（2N）：厚度为6mm，所选用的Nb2Ox陶瓷靶（2N）反应溅射后制备10～15nm保护层，具有不导电特性，用作保护层；作为炫彩膜层，具有高折射率的特性；②Si靶（2N）：厚度为6mm，所选用Si靶在复合材料表面镀制一层底层膜，又称为附着力增强膜，所选增强膜的材料采用Si，镀制金属态Si也是提高复合材料与膜层附着力的主要工艺措施之一，所镀制的Si膜厚度为10nm左右。对于金属膜层为40nm以上的膜系，需增加SiO2作为保护层；③In靶（In∶Sn＝70∶30）：厚度为5mm，所选的In靶为In、Sn合金靶材，利用其金属分子连续性差的原理，把它的厚度控制在一定范围内，使其具有银白色的外观并且电阻超大；④高纯氩气（Ar）：纯度99.999%，作为溅射气体；磁控溅射镀膜的基本原理是在真空条件下充入氩气，使氩气进行辉光放电，这是氩气被电离成氩离子，在电场的作用下，加速轰击阴极靶材，靶材会被溅射出来而沉积到膜片表面；⑤高纯氧气（O2）：纯度99.999%；作为反应气体，与磁控溅射出Nb2Ox原子、Si原子反应生产Nb2O5

和SiO2。测定各层膜物质的溅射速率，设定固定镀膜走速，调整功率，获取较厚的膜层，利用台阶仪进行膜层厚度测定。根据实验测定，得出镀膜设备各膜层工艺参数，见表2。表2镀膜工艺参数镀膜工艺技术分析：（1）膜层附着力工艺分析，镀制所需膜层之前，先在复合材料表面镀制一层底层膜，又称为附着力增强膜，通常采用金属Zr制备。但金属Zr制备的附着力增强层会影响In膜层的导电性能；采用镀制金属态Si，是提高复合材料与膜层附着力的工艺措施之一，所镀制的金属态Si膜厚度为1～10nm。另外，在金属In前镀制Si可以与腔体中残留的O2反应，稳定金属In的制备环境。（2）金属膜层制备工艺研究，复合板手机后盖磁控溅射法制备增亮膜大多是沉积In（In/Sn合金）等金属材料，在生产时如果真空环境气氛不稳定，所制备的In膜会被氧化而形成导电层，不能满足产品的性能要求。同时，需要制备SiO2/Nb2O5等不导电膜层作为颜色衬底或保护层，SiO2的沉积必须通入过量的氧气，而Nb2O5沉积的时候氧气过量则会影响沉积速率；Nb2O5沉积的厚度不一致，就会造成产品存在颜色差异。根据薄膜性能要求，确定了阴极排布等关键工艺，制备膜系设计要求的薄膜并验证其导电性能。除采用安装超低温水汽捕集泵的方式吸附腔体中的水汽提高真空度外，必须在两个阴极之间隔离一段距离并满装分子泵进行气体隔离，或者工艺室之间采用阀门隔离的方式防止氧气或者其他气体的影响，从而保证沉积膜厚的稳定性和均匀性，进而确保颜色的一致性。在装有In靶的阴极前加装隔离挡板（图2），有效隔离氧气及其它杂质气体，阴极溅射区域真空得到有效保障；利用金属In分子连续性差和在常温下金属In不被空气氧化的原理，被溅射金属粒子离开温度较高的阴极靶面后不会被氧化，通过狭缝沉积在复合材料表面形成金属In膜层，在一定厚度范围内，所得到的金属膜层电阻较大。图2在阴极前加隔离板示意图设计出的膜系符合项目指标的要求，通过优化设备及工艺参数，制备出了5G增亮膜膜层，在50nm膜厚范围内符合项目指标要求，电阻值大于4000Mw，既具有金