現代制造業的高速發展對模具在精度和功能上提出了更高的要求。在半導體封裝、管腳切割和成形制造過程中,高精度的模具是確保成品品質的關鍵。模具表面質量又決定了產品良率、生產效率和產品電學性能等。所以,應用于半導體封裝行業的模具不但要求高精度,同時也要求模具表面向鏡面的方向發展。類似的趨勢同樣也存在于汽車零部件制造、手機等消費電子類制造業中。帶有鏡面品質的高精密模具的材料選擇和表面改性是決定生產成本的一大關鍵,而運用等離子體PVD涂層技術的涂層是這一問題的主要解決方案。
市場上常見的PVD涂層如TiN,TiAlN等的主要是采用電弧技術或磁控濺射技術獲得。這些技術所生產的涂層具有高硬度、低摩擦系數以及涂層和基體之間結合力良好等特點。為為獲得這些涂層的有點,在生產涂層過程中需對被涂層的工件進行高溫加熱,溫度一般會在450oC左右。此外,由于技術所限,涂層本身微觀表面會帶有一定數量的微觀顆粒,這些微觀顆粒會使涂層表面的粗糙度增高。正是因為涂層的這些特點,使其無法良好地應用于高精密且具有鏡面表面的模具之上。
進入21世紀后,國際上一種全新的涂層,類金剛石-DLC涂層開始進入工業界。DLC以其超高表面硬度、極低的摩擦系數、良好的化學穩定性和好的表面品質而應用于各種工業領域之中。DLC的高硬度是因為在微觀組織結構上它是由金剛石和石墨混合而成,金剛石成分決定了它具有高硬度。DLC的另一特性是它的原子結構排布緊密,不象其它涂層內部微觀結構中有較多空隙和缺陷,加上由于主要成分為碳,DLC涂層的化學穩定性佳,在防腐和防止材料粘黏等應用上有良好的效果。星弧涂層的DLC涂層是采用離子束技術通過將碳氫化合物氣體離子而生成的一種含氫類金剛石涂層。由于其結構中含有較多的金剛石成分,其薄膜硬度比由其它技術,如此控濺射或離子增強型化學氣相沉積而獲得的DLC更高。同時,涂層制作工藝過程中的溫度可保持在150oC以下,這就確保在應用于高精密模具上時,不會使工件產生變形和回火等不良現象。
國內涂層界的現狀。無化規模化的DLC供應商,品質低下,多存在于裝飾鍍水平。(100)
應用實例:半導體封裝行業、汽車粉末冶金模具制造,壽命提高(200)