镀膜工艺

©CymMetrik.Allrightsreserved.真空鍍膜工藝介紹李振強2015.02.042015.01.13v1r02電鍍2015.01.13v1r03電鍍(Electroplating)電鍍(electroplating)被定義為一種電沈積過程(electrodepos-itionprocess)，是利用電極(electrode)通過電流，使金屬附著於物體表面上，其目的是在改變物體表面之特性或尺寸2015.01.13v1r04電鍍的目的電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit)，改變基材表面性質或尺寸。例如賦予金屬光澤美觀、物品的防鏽、防止磨耗、提高導電度、潤滑性、強度、耐熱性、耐候性、熱處理之防止滲碳、氮化、尺寸錯誤或磨耗之另件之修補。2015.01.13v1r05電鍍的基本構成元素外部電路陰極、或鍍件(work)、掛具(rack)。電鍍液(bathsolution)。陽極(anode)。鍍槽(platingtank)加熱或是冷卻器(heatingorcollingcoil)2015.01.13v1r06電鍍前處理流程分類上架(依素材外觀選擇適合掛具)脫脂清洗(溫度.濃度.時間)粗化(溫度.濃度.時間)中和(溫度.濃度.時間)水洗(自來水連續循環)敏化(溫度.濃度.時間)水洗(自來水連續循環)活化(溫度.濃度.時間)水洗(自來水連續循環)化學鎳完成2015.01.13v1r07電鍍處理流程(一)上架(選擇合適掛具)超音波清洗(時間.電流)鍍銅(溫度.濃度.時間.電流.電壓.大小)水洗(自來水連續循環)鍍鎳(溫度.濃度.時間.電流.電壓.大小.PH值)選擇以下六種不同電鍍鎳層色澤及功能性半光澤鎳•高流鎳全光澤鎳•微孔鎳沙丁鎳(霧鎳)•鎳合金(古銅)2015.01.13v1r08真空鍍膜2015.01.13v1r09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。2015.01.13v1r010真空鍍膜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。离子镀真空溅镀真空蒸镀真空镀膜2015.01.13v1r011真空鍍膜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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2015.01.13v1r012真空鍍膜蒸鍍原理：2015.01.13v1r013真空鍍膜真空蒸镀具有如下特点：（1）大大减少了用铝量，节省了能源和材料，降低了成本，复合用铝箔厚度多为0。07mm，而镀铝薄膜的铝层厚度约为0．5um左右，其耗铝量约为铝箔的1／140～1／180，且生产速度可高达450m／min。（2）具有优良的耐折性和良好的韧性，很少出现针孔和裂口，无揉曲龟裂现象，因此对气体、水蒸汽、气味、光线等的阻隔性提高。（3）具有极佳的金属光泽，光反射率可达97％；且可以通过涂料处理形成彩色膜，其装潢效果是铝箔所不及的。（4）可采用屏蔽式进行部分镀铝，以获得任意图案或透明窗口，能看到内装物。（5）镀铝层导电性能好，能消除静电效应；其封口性能好，尤其包装粉末状产品时，不会污染封口部分，保证了包装的密封性能。（6）对印刷、复合等后加工具有良好的适应性。2015.01.13v1r014真空鍍膜真空蒸镀工艺对被镀基材有以下几点要求：（1）耐热性好，基材必须能耐受蒸发源的辐射热和蒸发物的冷凝潜热。（2）从薄膜基材上产生的挥发性物质要少；对吸湿性大的基材，在镀膜前理。（3）基材应具有一定的强度和表面平滑度。（4）对蒸镀层的粘接性良好；对于PP、PE等非极性材料，蒸镀前应进行表面处理、以提高与镀层的粘接性。2015.01.13v1r015真空賤鍍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2015.01.13v1r016真空賤鍍賤鍍原理主要利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面,靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜来的好,但是镀膜速度却比蒸镀慢很多。新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的氩气离子化,造成靶与氩气离子间的撞击机率增加,提高溅镀速率。一般金属镀膜大都采用直流溅镀,而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀,基本的原理是在真空中利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面，电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面，这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜。2015.01.13v1r017真空賤鍍2015.01.13v1r018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2015.01.13v1r019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。2015.01.13v1r020PVD主要生產設備20PVD真空爐PVD真空爐2015.01.13v1r02121挂具進爐2015.01.13v1r022PVD鍍膜（鍍鈦）顏色系列鈦/鋯物理汽化鍍膜是在一真空容器內在不鏽鋼表面形成各顏色薄膜層，這層膜有很好的導電及潤滑能力，顏色多种，由淺至深為黃銅，金色，玖瑰金，紫銅，煙灰，黑色等。在發絲，NO.4，鏡面，壓花，蝕刻板等基礎上均可鍍色.222015.01.13v1r023232015.01.13v1r024真空镀膜的优缺点優點表面有较好的金属质感且细腻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基材材质选用范围广，如PC、ABS、PMMA，（水镀只能选择ABS、ABS+PC）通过镀铟锡可做成半透的效果，灯光可以从产品中发出来不污染环境。2015.01.13v1r025真空镀膜的优缺点缺點蒸镀靶材受熔点限制，太高熔点的不易采用真空蒸镀其附着力较差，要保证真空蒸镀的附着力，均需后续进行特殊的喷涂处理。2015.01.13v1r026PAGE01工艺项次蒸发镀膜磁控溅射镀膜水电镀设备成本低高中条件1.高真空度；2.低熔点靶材；3.加热电极1.低真空度；2.靶材；3.惰性气体；4.永久磁铁；5.电极1.电镀液；2.靶材；3.电极方法1.底漆+镀膜+面漆1.底漆+镀膜+面漆2.镀膜+镀SiO21.镀铜+镀镍2.镀铜+镀镍+镀铬镀层保护喷涂UV漆1.塑胶基材:喷涂UV漆2.金属基材:镀SiO2不需要常用压强2×10^(-2)1×10^(-1)1×10^5镀层材料低熔点金属Al、Sn、InAl、Sn、In、Ag、Ni、SUS、Cu、CrCu、Ni、Cr、Zn镀层光泽中高高镀层颜色丰富丰富银色、枪色、金色，不能镀七彩效果镀层密度较低高高镀层硬度硬（HB/H）较硬（HB—6H）较硬镀层厚度不可调控通过电流大小和溅射时间的重复叠加来调控通过电流密度和镀时间来调控镀层孔隙度中少极少镀层附着性差（附着）好（吸附）较好镀层均匀性不均匀均匀不均匀镀层导电性不导电或导电不导电或导电导电自动化程度低高高镀膜方式只镀直射表面只镀直射表面和少部分非直射表面所有表面均可镀膜工件摆放竖挂自转平放静止竖挂静止工件材质塑胶塑胶、金属、玻璃ABS、ABS+PC、金属环保无污染无污染有污染真空镀膜与水电镀的对比2015.01.13v1r027NCVM2015.01.13v1r028NCVMProcessFlow2015.01.01v1r0282015.01.13v1r029NCVM2015.01.01v1r0292015.01.13v1r030NcvmQualityControl2015.01.01v1r0302015.01.13v1r031FuturePlanFuture讓NCVM及VM實現塑膠制品金屬質感多彩化的設計.克服PC.POM.PC/ABS塗裝困難的盲點,傳統表面塗裝技術取代.再利用SIO2.TIO2光學鍍膜的原理.使單一產品更加彩色鮮艷.減少金屬部件的使用,使客戶改用塑膠制品讓成本更具竟爭力.2015.01.01v1r0312015.01.13v1r032相關問題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%。2015.01.13v1r033相關問題为什么真空镀膜可以做成不同的颜色，还有七彩色？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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2015.01.13v1r034相關問題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。2015.01.13v1r035相關問題为什么真空镀膜的镀铝不导电？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2015.01.13v1r036材料表面處理2015.01.13v1r037硬化處理（Hardcoating）作用增強面材表面硬度適合材料PMMAPCPET2015.01.13v1r038AG處理作用防眩光將光源發出的光，通過慢反射，改變反射強光對觀察者的視覺刺激適合材料PMMAPCPETPP2015.01.13v1r039AF處理作用防汙（防指紋）防止指紋及油污不容易粘附，易擦除適合材料PMMAPCPET2015.01.13v1r040AR處理作用抗反射增透膜減少反射光強度，表面反射最低降到0.5%以下，防止產生眩光增加面材的穿透率，單面AR處理穿透率95%，雙面AR處理穿透率97%--98%適合材料PCPETPMMA©CymMetrik.Allrightsreserved.Thankyou!