真空蒸镀与真空溅镀工艺介绍

1 2 真空镀膜工艺 产品设计部 周赛 2014年6月30日 2 2020 4 24 前言 真空镀膜作为一种新兴的镀膜技术 其产品表面有超强的金属质感 被越来越多的应用在化妆品 手机等电子产品的外壳 汽车标志 汽车车灯等的表面处理 其膜面不仅亮度高 质感细腻逼真 可做出多种靓丽色彩 同时它还有制作成本较低 有利于环境保护 较少受到基材材质限制的优点 PAGE01 3 2020 4 24 真空镀膜 真空镀膜是指在真空环境下 将某种金属 或者金属化合物 以气相的形式沉积到材料表面 通常是非金属材料 属于物理气相工艺 PAGE01 真空镀膜 真空溅镀 真空蒸镀 离子镀 4 2020 4 24 真空蒸发镀膜法 简称真空蒸镀 真空蒸镀是将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华 使之在工件或基材表面析出的过程 PAGE01 真空蒸镀中的金属镀层通常为铝膜 但其他金属如铬也可通过蒸发沉淀 厚度在30um左右 5 2020 4 24 真空蒸镀原理 PAGE02 6 2020 4 24 蒸发源的类型 PAGE02 关于蒸发源的形状可根据蒸发材料的性质 结合考虑与蒸发材料的湿润性 制作成不同的形式和选用不同的蒸发源物质 7 2020 4 24 主要工艺流程 PAGE03 前处理 装配 清洗处理 UV光油底漆 成品 真空蒸镀 UV照射烘干 UV光油面漆 UV照射烘干 提高基材待镀层的附着性 提高基材已镀层的硬度和配色 所以真空蒸镀有三层 底漆层 6 12um 镀膜层 1 2um 面漆层 10um 8 2020 4 24 装配前处理 PAGE04 将基材表面杂质 灰尘等用布擦拭干净 提高喷射良率 9 2020 4 24 装配 PAGE05 将基材装配在专用挂具上 用以固定于流水线上 并按设计要求实现外观和功能的遮镀 10 2020 4 24 喷底漆 PAGE05 由于基材是塑胶件 在注塑时候会残留空气泡 有机气体 塑胶表面不够平整 直接蒸镀吸附差且不光滑平整 涂一层底漆会提高镀层的附着性且表面光滑平整效果好 11 2020 4 24 UV照射 PAGE05 UV照射固化 12 2020 4 24 真空蒸镀 PAGE05 将挂件装配于真空容器内 加热 实现蒸镀 13 2020 4 24 喷面漆 PAGE05 提高表面的硬度和耐磨性 要对基材已镀层喷面漆 可喷不同的颜色 然后UV照射固化 14 2020 4 24 UV照射 PAGE05 UV照射固化 15 2020 4 24 真空溅镀 通常指的是磁控溅镀 属于高速低温溅镀法 在真空状充入惰性气体 Ar 并在塑胶基材 阳极 和金属靶材 阴极 之间加入高压直流电 由于辉光放电 glowdischarge 产生的电子激发惰性气体产生氩气正离子 正离子向阴极靶材高速运动 将靶材原子轰出 沉积在塑胶基材上形成薄膜 PAGE01 16 2020 4 24 粒子碰撞原理 PAGE01 17 2020 4 24 粒子碰撞原理 PAGE01 靶材 氣體 Ar 靶材原子等粒子 Ar 靶材 氣體 基材 18 2020 4 24 真空溅镀气压要求 真空溅镀要求在真空状态中充入惰性气体实现辉光放电 该工艺要求真空度在1 3 10 3Pa的分子流状态 PAGE01 真空泵实现高真空状态 19 2020 4 24 主要工艺流程 PAGE03 前处理 装配 清洗处理 UV光油底漆 成品 真空溅镀 UV照射烘干 UV光油面漆 UV照射烘干 提高基材待镀层的附着性 提高基材已镀层的硬度和配色 真空溅镀也可根据基材和靶材的特性直接溅射不用涂底漆 真空溅镀的镀层可通过调节电流大小和时间来垒加 但不能太厚 太厚了表面原子垒加会出现小小的空洞间隙 厚度范围0 2 2um 20 2020 4 24 真空溅镀设备 PAGE03 21 2020 4 24 真空镀膜的优缺点 优点 PAGE01 1 表面有较好的金属质感且细腻 2 颜色较水电镀可解决七彩色的问题如魔幻蓝 闪银灯 水电镀颜色较单调 一般只有亮银 亚银等少数几种 3 基材材质选用范围广 如PC ABS PMMA 水镀只能选择ABS ABS PC 1 蒸镀靶材受熔点限制 太高熔点的不易采用 2 真空蒸镀不过UV油 其附着力较差 要保证真空蒸镀的附着力 均需后续进行特殊的喷涂处理 缺点 4 通过镀铟锡可做成半透的效果 灯光可以从产品中发出来 5 不污染环境 22 2020 4 24 PAGE01 真空镀膜与水电镀的对比 23 2020 4 24 相关问题 PAGE01 因为在真空蒸镀完之后还要喷一层UV光油面漆 这层面漆上可以做不同的颜色 蒸镀通过镀一些硅化物可以做成七彩色 但比较薄 近看可以 远看不明显 溅射通过CSi CO Si等物质进行反应镀可镀出七彩色 或者通过低温多层不同颜色的镀膜来呈现多彩 而水电镀的一般为金属本色 要呈现其他颜色的需要涂UV面漆然后UV照射 2 为什么真空镀膜可以做成不同的颜色 还有七彩色 1 真空蒸镀和真空溅镀的镀膜的吸附性差异的原因 蒸镀是附着 溅射是正负电极的强烈吸附 所以溅射的吸附更均匀密度也更大硬度也大 价格溅射比蒸镀要贵10 20 24 2020 4 24 相关问题 PAGE01 3 为什么真空镀膜可以做成半透效果而且不导电 并非完全不导电 利用了分子在薄膜状态下的不连续性金属或金属化合物都具有导电性 只是导电率不同 但是 当金属或金属化合物呈一种薄膜的状态时 其相应的物理特性会有所不同 常规的镀膜材料中 如 银是银白效果和导电性能最好的金属 但它厚度在5纳米以下时 它是不导电的 铝的银白效果和导电性比银稍微差一些 但它厚度在0 9纳米时 就已经具备导电性 为什么会这样呢 那是因为银分子的连续性没有铝的好 所以在相对膜厚下 它的导电性反而较差 我们真空镀金属不导电膜其实就是利用了某些金属的分子连续性差的原理 把它厚度控制在某个范围 使其具备银白色外观并且电阻超大 由此可见 金属不导电膜的效果跟它的膜厚是直接相关的 只有在相对应的膜厚下 才能得到相应稳定的银白色不导电膜 上面已经讲到 银白效果和导电性能最好的银在5纳米以下的厚度时 它是不导电的 那么 是不是可以用银来做我们需要的金属不导电膜呢 答案是否定的 因为5纳米以下厚度的银基本上是透明无色的 尽管它不导电 但它不能同时具备银白色反光膜的效果 同样 铝也不行 所以 我们需要一种能够镀出银白色金属光泽并具有较大的电阻金属材料 我们采用的是纯度在99 99 以上左右的锡或铟及铟锡合金 厚度在30纳米以下的锡 连续性相当的差 但能取得银白色金属光泽并具有较大的电阻 铟也是一样 但铟的银白色反光率更胜于锡的外观 因为价格较高 我们采用铟锡合金 这样既能得到不导电膜又能得到更白更亮的反光金属效果 铟和锡不导电膜都是半透明的 所以我们要求被镀基材为透明或黑色为佳 因为铟和锡都是在250度就开始溶化 所以蒸发的温度也相对较低 这样加热熔化及蒸发的电流和时间相对也较低 25 2020 4 24 相关问题 4 为什么真空镀膜的镀铝不导电 PAGE01 因为镀膜总共有三层 最外层的UV光油经UV照射后起到固化耐磨绝缘的作用 但是一旦这层膜被破坏就导电了 26 202