真空蒸镀需要在高温下加热蒸发金属靶材,而复合集流体使用的高分子基膜(如PET)耐热性有限,高温容易造成基膜热损伤,进而降低复合铜箔良率——这正是三步法技术壁垒的核心所在。三步法(磁控溅射+真空蒸镀+水电镀)的工艺难点,集中在如何在真空蒸镀的高温环节中保护高分子基膜,同时兼顾镀层均匀性与生产效率。

真空蒸镀为何“高温”且“伤膜”

真空蒸镀的基本原理,是在真空条件下利用加热蒸发的方式使镀膜材料气化,材料粒子逸出形成蒸气流,入射到基片表面凝结成固态薄膜。由于铜的蒸发需要较高温度,而PET等高分子材料具备结晶度大、极性小、表面能低的特点,对温度较为敏感,因此高温环境容易造成高分子材料的损伤,从而导致复合铜箔的良率降低。

相比之下,磁控溅射工艺中溅射原子能量高,沉积的金属层附着力更强,但铜膜沉积速率较慢、生产效率较低。真空蒸镀的优势在于工艺简单、操作容易、对铜的沉积效率更高,能够大大加快生产节拍,这也是重庆金美和万顺新材尝试用它替代部分磁控溅射的原因。

三步法路线的工艺窗口与设备挑战

两步法(磁控溅射+水电镀)是当前成熟度最高的主流路线,磁控溅射先镀上种子铜层,满足导电要求后,再由效率更高的水电镀完成增厚。三步法在两步法基础上引入真空蒸镀,形成“磁控溅射+真空蒸镀+水电镀”的组合,以提升效率,但复杂度也相应增加。

三步法需要跨越的壁垒主要有两方面:其一,真空蒸镀的工艺窗口较窄,既要保证金属蒸发沉积的速率,又要控制热辐射对基膜的损伤,这需要在张力控制、冷却系统设计、镀层均匀性等方面作出针对性调整;其二,设备层面的改造与工艺参数的重新匹配,使整条产线的复杂度上升,产业上对这一问题还需要时间来解决。

常见问题

为什么不用真空蒸镀完全替代磁控溅射?

磁控溅射沉积的金属层附着力强、致密均匀,而真空蒸镀虽然效率高,但附着力低、高温影响基膜强度,致密性、膜厚、重复性也弱于磁控溅射。因此三步法只是用真空蒸镀替代部分磁控溅射,磁控溅射仍承担提供结合力的打底作用。

一步法能否绕开真空蒸镀的高温难题?

一步法分为全干法和全湿法两类。全湿法(化学沉积)工序简单、良率高,但金属在基膜表面的附着力相对不强烈,存在脱铜风险;全干法(磁控溅射)结合力强但效率相对较低。不同路线各有优劣,下游客户目前都在测试阶段,未来哪种方案成为主流尚未确定。

真空蒸镀的良率问题近期能解决吗?

真空蒸镀导致的高分子材料损伤问题,在产业上还需要时间来解决。可能的改善方向包括材料改性、设备工艺改进等方式,但具体进展与量产时间表,建议以各厂商后续公布及第三方实测为准。