新型表面工程技術在光電連接器行業應用挑戰與前景展望.pdf

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1、廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.新型表面工程技術在光電連接器行業應用挑戰與前景展望廣東省新興激光等離子體技術研究院等離子體裝備科技（廣州）有限公司2022.12.08廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechno

2、logy(Guangzhou)Co.,Ltd.目錄CONTENTS01020304表面處理技術電連接器應用光連接器應用市場前景展望05關于我們廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1表面處理技術介紹廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEq

3、uipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1.1傳統表面處理技術電鍍涂裝印刷端子表面電鍍貴金屬（金、銀），提高導電性能及防腐性能。連接器表面涂裝方法包括噴涂、粉末涂裝、電泳涂裝等。涂層可以使金屬外殼具有更高的表面硬度，減少劃痕和磨損。印刷主要使用導電銀漿、導電油墨等在基材上印刷導電線路。廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1.2新型表面處理技術等離

4、子體表面處理激光熔覆等離子表面處理是一種對材料表面進行加工處理的工藝，整個流程的核心就是等離子體，通過等離子體獨特的特性來改變材料原本的物理和化學性能，從而帶來表面處理的結果。激光熔覆（Laser Cladding）是通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成冶金結合的添料熔覆層。廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1.2

5、.1等離子體表面處理技術等離子體：是由部分電子被剝奪后的原子及原子團被電離后產生的正負離子組成的離子化氣體狀物質，尺度大于德拜長度的宏觀電中性電離氣體。廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1.2.1等離子體表面處理技術等離子體鍍膜是在真空條件下，利用氣體放電使氣體或被蒸發物質部分電離，并在氣體離子或被蒸發物質離子的轟擊下，將蒸發物質或其反應物沉積在基片上的方法。真空等離子體鍍膜

6、物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition，PVD）化學氣相沉積（Chemical VaporDeposition，CVD）等離子體增強化學氣相沉積（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）金屬有機物氣相沉積（metal organic chemical vapor deposition，MOCVD）原子層沉積（Atomic layer deposition，ALD）廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技

7、（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1.2.1等離子體表面處理技術物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，PVD)技術是指在真空條件下采用物理方法將材料源（固體或液體）表面氣化成氣態原子或分子，或部分電離成離子，并通過等離子體過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術。蒸發法濺射法電弧法廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnol

8、ogy(Guangzhou)Co.,Ltd.1.2.1等離子體表面處理技術濺射法物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，PVD)技術，按照使用電源又可分為直流濺射、中頻濺射、射頻濺射。直流濺射（DC）中頻濺射（MF）（頻率：40Kz）射頻濺射（RF）（頻率：13.56MHz）直流濺射是指使用直流電源提供能量，產生的粒子束能量較低，適用于濺射金屬和高熔點材料，如鋁、銅、鐵、鈦等。直流濺射速率較慢，薄膜質量較高，常用于制備金屬薄膜和高溫穩定性材料薄膜。中頻濺射是指使用中頻電源提供能量，產生的粒子束能量較高，適用于濺射絕緣體和低熔點材料，如氧化物、氮化物、硅等。中頻濺射速率

9、較快，薄膜質量較低，但可以得到均勻且致密的薄膜，常用于制備金屬薄膜和化合物薄膜。射頻濺射是指使用射頻電源提供能量，產生的粒子束能量介于直流濺射和中頻濺射之間，適用于濺射金屬和復雜合金材料。射頻濺射速率較快，薄膜質量一般，但可以得到較大面積的均勻薄膜，常用于制備導電薄膜和金屬合金薄膜。MF廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1.2.1等離子體表面處理技術化學氣相沉積(Chemic

10、al VaporDeposition，CVD)是通過氣態物質在氣相或氣固界面上發生反應生成固態粉體或薄膜材料的過程。CVD鍍膜示意廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1.2.1等離子體表面處理技術PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)是指借助微波或射頻等使含有薄膜成分原子的氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子體化學活性

11、很強，很容易發生反應，在基片上沉積出所期望的薄膜。PECVD原理示意濺射法廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1.2.1等離子體表面處理技術MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)是把反應物質全部以有機金屬化合物的氣體分子形式,用H2氣作載帶氣體送到反應室,進行熱分解反應而形成化合物的一種新技術。MOCVD原理示意廣東省新興激

12、光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1.2.1等離子體表面處理技術原子層沉積（ALD）：是通過氣相前驅體及反應物脈沖交替的通入反應腔并在基底上發生表面化學反應形成薄膜的一種方法，通過自限制性的前驅體交替飽和反應獲得厚度、組分、形貌及結構在納米尺度上高度可控的薄膜。該方法對基材不設限，尤其適用于具有高深寬比或復雜三維結構的基材。采用ALD制備的薄膜具有高致密性（無針孔）、高保形性及大面積均勻

13、性等優異性能，這對薄膜的使用具有重要的實際意義。ALD原理示意廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.1.2.2激光熔覆表面處理技術激光熔覆：是通過同步或預置材料的方式，將外部材料添加至基體經激光輻照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成包覆層的工藝方法。熔覆層稀釋度低但結合力強，與基體呈冶金結合，可顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化或電氣特性，從而達到表面改性或修復

14、的目的，滿足材料表面特定性能要求的同時可節約大量的材料成本。激光熔覆原理示意廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.2電連接器應用廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd

15、.電連接器應用連接器是實現電子設備電能、信號傳輸與交換的電子部件，連接器作為節點，是構成電子系統連接必需的基礎元件。連接器基本性能可分為機械性能、電氣性能和環境性能。機械性能主要包括插拔力和機械壽命，電氣性能主要包括接觸電阻、絕緣電阻、抗電強度以及其他電氣指標，環境性能則包括耐鹽霧、抗震動和沖擊等。耐磨、耐腐蝕降低接觸電阻、散熱絕緣、防水電磁屏蔽廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Lt

16、d.電連接器應用針對耐磨、耐腐蝕、降低接觸電阻、散熱的需求，等離子體表面處理可以通過PVD、CVD的方式在觸點表面沉積常規貴金屬（金、銀等）涂層，也可以沉積具有耐磨、耐腐蝕、低阻、高導熱的石墨烯涂層。目前，隨著等離子體設備及核心部件的國產化，等離子體沉積貴金屬涂層的成本已經低于傳統電鍍貴金屬涂層的成本。等離子體沉積金涂層沉積石墨烯涂層廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.電連接器

17、應用針對電磁屏蔽需求，等離子體表面處理可以通過PVD、CVD的方式在塑料表面沉積銅、鋁等金屬涂層達到電磁屏蔽的需求。等離子表面處理的方式對比傳統的電鍍具有結合力更好、膜層更致密達到同等電磁屏蔽要求消耗原材料更少，且環保無污染。廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.電連接器應用針對防水、絕緣需求，等離子體表面處理可以通過PEVCD的方式在塑料表面沉積憎水涂層，絕緣介質涂層。PECV

18、D沉積派瑞林防水效果PECVD沉積介質陶瓷涂層沉積SiO2、Al2O3等絕緣膜層廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.電連接器應用針對部分表面處理需求，等離子體表面處理可以采用刻蝕、掩膜的方法配合沉積工藝實現部分表面的膜層沉積?？涛g示意掩膜示意連接器典型應用FPC連接線廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAccelerat

19、orTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.3光連接器應用廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.光連接器應用光纖連接器：是光纖與光纖之間進行可拆卸（活動）連接的器件，它把光纖的兩個端面精密對接起來，以使發射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，并使由于其介入光鏈路而對系統

20、造成的影響減到最小，這是光纖連接器的基本要求。在一定程度上，光纖連接器影響了光傳輸系統的可靠性和各項性能。廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.光連接器應用光纖通信網絡是現代信息社會的基石。無止境的光纖連接需要大量的光纖連接器。目前，單光纖連接器已不能滿足光纖連接密度的要求。需要高密度多光纖連接器。在高密度光纖連接器中，光纖的數量從8、12、24、48不等。在未來，它可以增加到1

21、44、576甚至1024。然而，目前高密度光纖連接器的工作原理存在很大的問題，因為它依賴于光纖端面之間的物理接觸來傳輸光信號。例如，如果有48根光纖，每對光纖的端面必須相互接觸，這顯然是非常困難的。為了解決這個問題，非接觸式光纖連接器被提出，非接觸式光纖連接器兩根光纖的端面存在1-2um的縫隙，光纖不直接物理接觸，光纖端面通過等離子體沉積方式沉積AR（減反射）膜層，可以防止光的多次反射，從而不會形成法布里-珀羅腔，可有效的降低信號的衰減保證信號傳輸的穩定性。無AR涂層有AR涂層廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorT

22、echnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.市場前景展望4廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.光電連接器廣泛應用于通信、汽車、航空航天等領域。經過多年發展，連接器總體市場規模保持了持續增長的態勢。據 Bishop&Associates 統計數據，全球連接器市場規模由 2011年的489

23、億美元增長至 2020年的 627.27 億美元，年均復合增長率約 2.80%。根據思瀚產業研究院研究報告，2021 年全球連接器市場規模達 779.9 億美元。連接器行業對下游應用領域變化反應敏銳，終端市場的規模增長與技術更迭將推動未來連接器市場規模持續擴大，據 Bishop&Associates 預計，2023 年全球連接器市場規模將會超過 900 億美元。廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzho

24、u)Co.,Ltd.隨著通信、電子信息技術的發展，未來對連接器的要求越來越高，高速連接器的需求也越來越大，連接器的表面處理將會迎來大的發展機遇。國家“雙碳”目標的實施未來亦將逐步促進電鍍產業升級，以環保低能耗的表面處理工藝逐漸替代高污染高耗能的電鍍工藝，真空等離子體表面處理市場前景非?？捎^。廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.關于我們4廣東省新興激光等離子體技術研究院Guang

25、dongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.廣東省新興激光等離子體技術研究院（以下簡稱研究院）是廣東省，廣州市，白云區和北京大學共建的民辦非企新型研發機構，為廣東省高水平研究院。作為激光等離子體產業鏈“鏈主”，研究院依托北京大學的學科優勢和廣東省的產業優勢，深入高功率激光器、激光加速器、射頻加速器、等離子體裝備等領域研發和經營，打造具有國際競爭力的激光等離子加速技術生態圈。2020年9月9日，北京大學與白云區政府簽約共建廣東省

26、激光等離子體技術研究院。2020年12月7日，研究院注冊成立，業務主管單位為廣東省科學技術廳。廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.掃描鎖定全球技術/項目/人才激活初創企業，做強核心企業推動激光產業，提質增速上市聚焦科技創新打造100人精英團隊讓創造價值的人更有價值建立高端人才聚集高地實現人才學科優勢互補實現引才聚才育才研發服務支撐研發成果市場化運營產品企業化助推1個研究院中國企

27、業“白云生態”區中國核心技術源頭區世界激光等離子體技術集聚區1支基金1個產業園1個人才中心1家公司研究院實行“1+1+3”總體規劃的建設模式。研究院將以“打造出一個上千億級的產業集群”為未來藍圖，梳理“0到1學術創新鏈”，對接“地方政府產業鏈”，打通產學研“最后一公里”。廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.等離子體裝備科技(廣州)有限公司是一家集研發、生產、銷售與服務于一體的高

28、科技公司，專注于研制真空等離子體鍍膜裝備，致力于成為業內工藝與設備解決方案的專業領跑者。所研制設備可應用于汽車、消費電子、新能源、航天航空等多個行業。主要服務方向為：針對客戶的生產需求提供鍍膜工藝的研發和部署；根據相關工藝進行設備的制造和生產，主要提供cvd（化學沉積）和pvd（物理沉積）等鍍膜設備；針對舊設備提供維保升級服務。業務應用領域分為：光學鍍膜；裝飾鍍膜；功能鍍膜。公司的技術研發團隊由深耕真空等離子鍍膜行業數十年的行業精英組成，在真空等離子體表面處理以及柔性基材卷繞鍍膜方面擁有國內乃至國際領先的技術；還擁有來自于中國電工學會離子束電子束專業委員會、廣東省新興激光等離子體技術研究院、美

29、國西南研究院、北京大學、北京航空航天大學以及廣東工業大學等單位專家學者組成的業內頂尖顧問團隊。作為真空鍍膜服務企業，公司致力于真空鍍膜工藝技術研發，包括由工藝技術引領的真空鍍膜設備設計，真空鍍膜工藝方法等。公司利用各領域知識將真空鍍膜腔體機械結構設計、真空設備部件維護及保護技術、真空鍍膜工件穩固方式和多尺寸、多形態工件鍍膜工藝技術聯合，形成公司獨有的專有技術鏈。廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.廣東省新興激光等離子體技術研究院GuangdongInstituteofLaserPlasmaAcceleratorTechnology等離子體裝備科技（廣州）有限公司PlasmaEquipmentTechnology(Guangzhou)Co.,Ltd.