「專利解密」最新公開！華為全固態絕緣透波PVD技術

【嘉德點評】華為的該項專利採用複合材料作為圖層材料，整體膜層具有絕緣性以及極低的高頻介電損耗，同時在光學效能方面為非透明塗層，可以在異質結合基體上獲得一致的裝飾效果，且具有優良的機械保護效能和耐候效能。最重要的是，這種方案在沉積過程中氣壓、靶功率維持一致不變，從而使其生產工藝流程具有較好的穩定性！

集微網訊息，物理氣相沉積（PVD）技術表示在真空條件下，採用物理方法，將材料源——固體或液體表面氣化成氣態原子、分子或部分電離成離子，並透過低壓氣體（或等離子體）過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術。

磁控濺射是物理氣相沉積（PVD）的一種，一般的濺射法可被用於製備金屬、半導體、絕緣體等多材料，且具有裝置簡單、易於控制、鍍膜面積大和附著力強等優點。傳統PVD技術是金屬產品表面及無機材料（玻璃，陶瓷，藍寶石等）表面的常規表面處理技術。

應用於金屬或金屬化合物與無機材料（陶瓷，玻璃，藍寶石等）一體基材時，由於金屬表面和無機材料表面的物理性質截然不同，且鑑於外觀一致的裝飾性及可靠性要求，同一常規工藝難以同時在金屬和無機材料表面上進行處理，除此之外，工件因其訊號傳遞因素需要所沉積之薄膜具備優良的絕緣介電效能。

而且，隨著目前通訊技術發展，電磁訊號傳播頻率越來越高，傳統的PVD表面處理技術多為良導體，無法滿足目前新型終端產品對於通訊的要求。使用常規異質材料基材之裝飾性PVD塗層工藝，由於基本為良導體塗層，會造成電磁訊號極大損耗，無法做到整體膜層具備優良的絕緣透波效能，除此之外，整體絕緣膜系的可靠性最佳化空間小，往往無法兼顧。

因此，華為在今年1月3日申請了一項名為“一種全固態絕緣透波PVD膜層及其製備方法和應用”的發明專利（申請號：202010006682。2），申請人為華為技術有限公司。

根據目前公開的專利資料，讓我們一起來看看這項PVD技術吧。

如上圖所示為不鏽鋼陶瓷一體基材表面絕緣透波裝飾灰色PVD塗層工藝所生產的產品，其包括以下製作工序：

1）將不鏽鋼陶瓷一體基材自動化清洗線完成液態清洗；

2）將不鏽鋼陶瓷一體基材放置於磁控濺射鍍膜機內預抽真空；

3）在磁控濺射鍍膜機內進行輝光清洗；

4）在磁控濺射鍍膜機內進行膜層沉積；

5）冷卻出爐。

其中第四步是關鍵，尤其是膜層（底層）沉積的PVD塗層原子比，是由充氮量，矽靶和鎢靶電流決定的。如減少充氮量，則塗層中矽元素無法充分化合形成絕緣氮化矽，絕緣性將受到極大影響，介電損耗急劇增加，無法作為透波塗層使用。

如增加矽靶電流或降低鎢靶電流都會導致塗層中矽的原子比增加，這個的塗層整體顏色不均一，尤其在反射率不同的基體（金屬和陶瓷）上無法獲得統一的裝飾性。

如降低矽靶電流或增加鎢靶電流都會導致塗層中鎢的原子比增加，這樣會導致整體塗層不具備優良的絕緣效能，無法獲得良好的透波性。

經過上述這樣的工藝製造而成的不鏽鋼陶瓷一體基材樣品如上圖所示，可以看到其表面光潔，目測無色差，且外觀顏色（灰色）統一。

如上圖所示為不鏽鋼玻璃一體基材透波裝飾PVD黑色塗層工藝所生產的產品，其包括以下製作步驟：

1）將不鏽鋼玻璃一體基材自動化清洗線完成液態清洗；

2）將不鏽鋼玻璃一體基材放置於磁控濺射鍍膜機內預抽真空；

3）在磁控濺射鍍膜機內進行輝光清洗；

4）在磁控濺射鍍膜機內進行膜層沉積，即底層層積；

5）膜層沉積後進一步地再在磁控濺射鍍膜機內進行面層沉積；

6）冷卻出爐。

與上面灰色PVD塗層工藝相比，黑色塗層多了第五個操作步驟，即進入鍍膜系統，衝入氬氣400sccm，充入乙炔200sccm。啟動偏壓電源後設定偏壓為150V、佔空比為50％，待爐內環境穩定後同時開啟矽靶和鎢靶，矽靶設定電流為15A，鎢靶設定電流為4A，時長60分鐘。

而這個步驟中的面層沉積的PVD塗層原子比也是關鍵因素，是由充乙炔量，矽靶和鎢靶電流決定的。如減少充乙炔量，則塗層中矽元素無法充分化合形成絕緣碳化矽，絕緣性將受到極大影響，介電損耗急劇增加，無法作為透波塗層使用，足夠的乙炔量也是獲得黑色裝飾塗層的必要條件，增加充乙炔量對透波效果影響不大，塗層黑度會進一步升高。

經過上述這樣的工藝製造而成的不鏽鋼玻璃一體基材樣品如上圖所示，可以看到其表面光潔，目測無色差，且外觀顏色（黑色）統一。

以上就是華為發明的全固態絕緣透波PVD膜層專利，該專利採用複合材料作為圖層材料，整體膜層具有絕緣性以及極低的高頻介電損耗，同時在光學效能方面為非透明塗層，可以在異質結合基體上獲得一致的裝飾效果，且具有優良的機械保護效能和耐候效能。最重要的是，這種方案在沉積過程中氣壓、靶功率維持一致不變，從而使其生產工藝流程具有較好的穩定性！

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（校對/holly）