编撰：张学章真空镀膜(PVD)工艺介绍真空镀膜(PVD)工艺知识介绍2010年01月20日拟订:张玉立讲解:刘红彪目录1. 真空镀膜技术及设备发展;2. 真空镀膜的工艺基本流程;3.真空镀膜的工艺特性;4.真空镀膜工艺对素材的适镀性及要求;5.真空镀膜工艺关键技术与先进性;6.真空镀膜新工艺展示;7.东莞劲胜精密组件股份有限公司PVD专利介绍；前言真空镀膜行业兴起背景；随着欧盟RoHS指令的实施及各国针对环保问题纷纷立法。
传统高污染之电镀行业已不符合环保要求，必将被新兴环保工艺取代。
而真空镀膜没有废水、废气等污染，在环保上拥有绝对优势，必将兴起并普及。
1：真空镀膜技术及设备发展1. 制膜(或镀膜)方法可以分为气相生成法、氧化法、离子注入法、扩散法、电镀法、涂布法、液相生成法等。
气相生成法又可分为物理气相沉积法（简称PVD法）化学气相沉积法和放电聚合法等。
我们今天主要介绍的是物理气相沉积法。
由于这种方法基本都是处于真空环境下进行的，因此称它们为真空镀膜技术。
惰性气体等离子状态Ar+2：真空镀膜的工艺基本流程素材检检组装治具擦拭产品底涂上下料喷底涂、IR镀膜上下料镀膜（PVD)喷面漆、IR（颜色）下治具检验包装IR 烘烤不导电真空上料PVD 技术操作简易流程图片技术操作简易流程图片：塑胶件采用专用的UV 涂料，用自动涂装线喷涂，对素材进行封闭、增加基材平整性。
高纯度锡金属作为蒸发材料进行物理气相沉积镀膜，镀层金属膜层厚度为纳米级（30-50NM ）金属原子微观上不连接，从而保证不导电性能，同时具备较强的金属质感。
塑胶件采用专用的UV 涂料，用自动涂装线喷涂，对素材进行封闭、增加基材平整性。
UV 涂层膜厚，表面硬度（IR 烤箱温度、UV 紫外光固化能量、波峰值）精确控制，严格测试。
通过制程各项工程参数（如真空度、电流、电压、时间、膜材用量）的精确控制及严格的品质监测流程、设备（镀层阻抗测量、网络分析仪RF 射频测试）确保制程品质稳定。
采用自动涂装线对镀层喷涂面UV 进行有效保护，并与底层UV 有效咬合，通过涂料专业品质及制程工艺参数精确控制确保成品各项品质要求。
同时通过特殊的颜色获得技术（已申报专利）获得具金属质感的丰富多彩的各种颜色效果的制成品。
通过完善先进的测试设备，方法严格管控，实现产品过程及制程品品质，确保产品外观，电子性能（RF 、ESD 性能）耐侯性（RCA 耐磨、铅笔硬度、盐雾、冷垫冲击、耐化妆品）等行业品质标准。
让产品具备极强的市场生命力。
2.2：真空镀膜的工艺基本流程PVD 技术流程技术流程：3：真空镀膜的工艺特性1.纳米级厚度、膜厚均匀。
真空镀膜膜层厚度仅数十至数百纳米(一般≤0.2um)，膜层各部位厚度极为均匀。
例：镀铝层厚度达0.9nm时就可导电，达到30nm时性能就和固态铝材相同，银镀层小于5nm时不能导电。
各塑胶产品本身具有约0.5um的粗糙度，结合第1条因素故塑胶表面均在镀膜前喷涂UV进行封闭流平，以达到理想的镜面效果。
因镀膜层太薄，故对底涂UV材料外观要求近乎苛刻，这就要求涂装室洁净度极高。
同时产品外观面积越大，不良率就可能就越高（目前奥科生产车间洁净度为10000级，喷涂室、烤箱、镀膜车间洁净度3000级）。
镀膜厚度目前主要通过光透过率及反射率来控制，镀层越厚，透光率越差，反射率越高。
3.1：真空镀膜的工艺特性2. 镀膜产品放置具有方向性：在立式、卧式镀炉中，产品均须于镀炉工装平行平面放置。
因为金属材料随蒸气流作直线或弧线运动，而镀膜材料一般均与工装平行放置。
镀膜室空间一定, 产品平面面积越大, 曲面越深, 产能就越低, 相应生产成本就越高。
3.底涂UV后及镀膜后产品表面极其脆弱敏感,需特殊保护。
因镀膜层仅几十纳米, 对底涂UV层表面不良不具备遮蔽能力, 另镀层因太薄，镀膜层金属极其柔弱，极易刮伤、碰伤。
产品底涂UV后, 镀膜后不能进行人工全检,(用小批量试产的办法确定良品率)作业过程中, 通过治具专用手柄、戴指套、口罩及车用无尘罩等办法预防产品表面被污染、破坏。
3.2：真空镀膜的工艺特性4.镀膜材料或蒸气流入射速度极高，一般磁控溅射及蒸发镀金属原子入射速度均在2000米/秒左右。
每炉镀膜时间（金属原子累积入射沉淀时间）一般在15-20分钟左右，磁控溅射视工艺不同有所区别。
每炉产能以普通翻盖手机外壳为例约450-800PCS/炉不等，产品大小不同，每炉产能不同。
5.颜色制作途径多样化，目前有三种颜色制作途径：一、是在中涂UV或面涂UV中添加色精。
因色精会与UV紫外光起作用，故添加量一般5%左右；二、是在镀膜过程中充入气体，使气体与金属材料反应获得颜色（如Ar2+O2+铝金属可获得黑色,O2+Al获得黄色）；三、是前述两者相结合进行生产。
一般来说颜色越深、越浓、越艳；附着力会越差（加色精工艺）。
3.3：真空镀膜的工艺特性6.镀膜用金属材料范围极广，除铁金属外，各种金属及金属合金，理论上都可用作镀材。
常用的有铝、铜、锡、镍、铬等。
另因镀膜是物理过程，对产品材料本身性能几乎没有影响。
7.镀膜产品能达到的品质水准:附着力：无脱落-。
RCA耐磨：200-300次。
硬度：1H-3H ABS+PC素材一般在500g擦1H；PMMA素材则可达3H，甚至4H。
其它诸如高低温、冷热冲击、盐雾测试、紫外线测试、化妆品测试、抗人造汗测试等均可达到常规要求。
3.4：真空镀膜的工艺特性8、生产过程时间局限性：因金属镀层长时间露置在空气中会氧化发黑，不同材料氧化速度不同，其中锡镀层氧化速度最快，8H就会明显发黑，另底漆UV静置时间如过长，漆膜太厚也会影响镀膜层附着力。
故底漆UV、镀膜及面涂UV几个工序之间作业时间间隔依据实际作业经验一般限定在8-12H范围内。
9、UV涂料及涂料施工特性：镀膜用的底涂UV及面涂UV涂料相比普通塑胶喷涂UV涂料有两个明显不同之特性：1）涂料材料组成之固含量高，底漆UV最高；2）不含且不能添加普通喷涂用的惰性溶剂，须特殊调配专用溶剂。
故产品单位涂料用量及成本明显比普通塑胶喷涂高出很多，另底漆UV、面涂UV及色精对UV能量范围的要求也较普通UV苛刻，一般底漆UV要求800-1000mj/cm2面涂UV要求900-1100 mj/cm2不同颜色之色精根据实际情况调整UV灯能量。
UV生产时过滤要求也比普通塑胶UV严格，一般要求用600目左右过滤网进行过滤。
UV膜厚要求为底涂18-25um，面涂UV18-22um。
4：真空镀膜工艺对素材的适镀性及要求作为真空镀膜的塑胶素材，其最基本的性能应包括附着性能、真空放气量和耐热性外观设计等几方面的指标。
1.附着力：被镀素材应与真空镀膜材料有良好的附着结合强度，一般认为聚脂类材料和镀铝膜层的结合力最强（如PET）.衡量附着性能良好的标准是塑胶件表面自由能（表面活性指数）一般表面自由能＜33-35×10-5 N/CM 的为弱极性塑胶（如PP）常用塑胶材质中附着力高低依次为ABS →ABS+PC→PC →PVC。
真空镀层与素材之间的附着力可以通过实施底涂来加以提高，还可以通过化学材料清洗、浸泡,等离子体预处理等来提高。
2.真空放气量：某些素材中可能含易挥发小分子（包括水分、增塑剂、残留溶剂、未反应单体、增加剂等）在真空状态下将以气体形式溢出，破坏镀膜层的附着力：平整性和外观.素材在常温下放气并不明显，但在真空状态下，随温度上升，放气量增大。
不同材质素材，其放气量差异较大，如一般ABS、ABS+PC含水量多在0.5％--0.2％之间，真空状态下ABS放气主要含水分,CO和氢气，尼龙、尼龙+纤，聚乙烯醇材料等较易吸潮，水分含量更高严重干扰镀膜，目前处理此类问题的办法有二种：一种是预热烘烤处理,将水分含量控制在0.1%以下;另一种方法用底涂UV封闭。
但含量太高则不行，如增塑剂含量10％以上的增塑剂就会溢出。
4.1：真空镀膜工艺对素材的适镀性及要求3、耐热性：真空镀膜无论采用何种工艺，素材都必须面临升温考验，蒸发源的辐射热,镀膜材料的高能粒子、气化原子、分子等离子体等，在素材上的冷凝热和动能都将使素材（浅表层）迅速升温，如果素材的耐热性差，真空镀膜时将出现皱纹，甚至整体收缩，过度受热还可以导致塑料分解，镀膜起泡、剥落。
不同塑料的耐热性千差万别。
一般来说PVC材料的热稳定性较差，热变形温度较低，通常最高只能在60-70℃下使用，一般工程塑料可以在200℃以下使用，电子塑胶件不是特薄，特细件一般做真空镀膜均不会产生变形状况。
4、新项目设计开发时素材边缘处尽量设计带R角和有弧度的面,这样可以使喷涂的膜厚均匀测试性能稳定。
5.1：真空镀膜工艺关键技术与先进性产品检测中射频网络分析仪检测展示5.3：真空镀膜工艺关键技术与先进性1：真空镀膜制程无废水，废渣、废气排放，极其环保健康，完全杜绝了传统工业水电镀的六价铬、镍镉对环境的污染、对劳动者身体健康的威胁。
2：使塑料制品具备高质感，多颜色的金属效果，同时又杜绝了金属制品对通讯产品的电磁屏蔽影响，具备良好的产业发展前景。
3：通过强大的技术研发实力，使整个产品实现过程工艺简单、品质确保、效率高、成本低，具备良好的市场竞争力。
4：真空镀膜设备配置，检测设备配置处于行业领先水平。
6：真空镀膜PVD新工艺展示1:新工艺-PVD颜色渐变效果展示颜色渐变效果附简图颜色渐变效果清新自然,金属质感强。
信赖性测试稳定，盐雾测试、恒温恒湿、化妆品、紫外线、耐水煮等测试均OK.6.1：真空镀膜PVD新工艺展示2:新工艺-PVD珠光效果展示珠光效果附简图喷涂珠光效果产品耐化学性好，具有独特的光泽效果及金属效果，属于不导电特性；半透明体，反射光极强，颜色种类齐全可随意选择。
信赖性测试稳定，盐雾测试、恒温恒湿、化妆品、紫外线、耐水煮等测试均OK.6.2：真空镀膜PVD新工艺展示3:新工艺-PVD拉丝效果展示PVD拉丝效果附简图PVD拉丝效果清晰，金属质感强，可以做哑光、亮光不同颜色的效果。
信赖性测试稳定，盐雾测试、恒温恒湿、化妆品、紫外线、耐水煮等测试均OK。
6.3：真空镀膜PVD新工艺展示4:新工艺-PVD喷墨效果展示PVD喷墨效果附简图PVD喷墨效果清晰，图像质量高，色彩逼真；信赖性测试稳定，盐雾测试、恒温恒湿、化妆品、紫外线、耐水煮等测试均OK7：东莞劲胜精密组件股份有限公司PVD专利介绍7.1：东莞劲胜精密组件股份有限公司PVD专利介绍7.2：东莞劲胜精密组件股份有限公司PVD专利介绍东莞劲胜精密组件股份有限公司上沙车间外景东莞劲胜精密组件股份有限公司上沙车间内景及真空镀膜NCVM工艺示意图东莞劲胜精密组件股份有限公司真空镀膜（PVD)之应用领域JANUS真空镀膜之应用领域:1.手机外壳、按键、ESD按键、EMI屏蔽、塑胶外壳装饰镀膜等；2.不导电制程加工;3.电子通讯塑胶制品表面处理加工；4.数码相机、摄像机液晶窗镜片及按键；5.MP3/MD/CD机视窗镜片;6.液晶窗镜片,镜片处理及CNC加工.东莞劲胜精密组件股份有限公司真空镀膜（PVD)样品展示东莞劲胜精密组件股份有限公司真空镀膜（PVD) 比传统电镀具有的优点①产品表面附着力强;②产品导电系数稳定可控(可做不导电镀膜);③无电解,环保制程,对环境无污染;④被镀物与镀层不产生化学反应,产品可回收;⑤连续性生产产量大;⑥产品不含化学物, 符合RoHS标准要求;环保制程，不导电镀，薄膜技术，奈米科技；真空腔体，连续生产，无尘车间，质量保证；劲胜公司不导电真空离子镀膜环保不含禁止物质所有操作均符合RoHS标准要求The End ,Thanks!完编撰：张学章。