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濺鍍/材料知識

濺鍍型材料可以無膠接合的秘密:種子層的作用與功效

卷對卷真空濺鍍製程是一種常用於金屬薄膜製備的技術,其中種子層(Seed Layer)在濺鍍過程中扮演著重要的角色。種子層是一層極薄的金屬薄膜,通常厚度在幾奈米到幾十奈米之間,被應用在基材表面作為金屬薄膜的起始點。
 
種子層在濺鍍製程中具有以下主要功能:

促進附著力:種子層能夠提供一個良好的附著表面,以確保後續濺鍍的金屬薄膜能夠牢固地附著在基材上。它在基材表面形成一個平滑的界面,有助於減少缺陷和界面應力,提高金屬薄膜的附著力和結構穩定性。

提供晶核形成:種子層通常具有良好的結晶性,可以作為金屬薄膜生長的晶核,促進金屬薄膜的結晶生長。這對於獲得高品質、臨近單晶的金屬薄膜非常重要。

均勻化層厚度:種子層的均勻性對於後續濺鍍過程中金屬薄膜的均勻生長至關重要。它可以提供一個均勻的起始點,使得金屬薄膜在整個基材表面上以均勻的方式生長,避免產生厚度變化或不連續性。

改善導電性:某些種子層材料本身就具有良好的導電性,能夠提高整個金屬薄膜結構的導電性能。這在許多應用中都是至關重要的,例如電子元件和太陽能電池等。 常用的種子層材料包括鎳(Ni)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鈦合金(如TiN)等。選擇適當的種子層材料取決於所需的金屬薄膜的特性、製程條件和應用需求。

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以下以濺鍍型​軟性銅箔基板FCCL為例介紹種子層的作用 : 

由於軟性銅箔基板的基底是聚醯亞胺薄膜(PI膜)等絕緣體,所以不能直接透過電鍍法製作銅的導體層。因此,改成使用濺鍍法(Sputter)先在基材膜上用鎳(Ni)或鉻(Cr)等金屬形成幾十奈米薄的種子層。種子層除了作為之後電鍍製程中陰極的作用外,還具有穩定導體(例如: 銅等金屬)與基膜(例如:PI膜/PET膜)之間的粘附強度的功能(類似粘合劑)。種子層形成後,後續若有電鍍銅製程,可以得到與製造電解銅箔的工序同樣可靠且穩定的密合特性。

濺鍍種子層
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