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真空镀膜加工工艺之蒸镀溅镀
编辑:中山市天元真空设备技术有限公司   发布时间:2020-02-28

真空镀膜加工产品其膜面不仅亮度高,质感细腻逼真,同时制作成本较低,有利于环境保护,较少受到基材材质限制的优点,被越来越多的应用在化妆品外壳的表面处理,本文浅述真空镀膜的相关知识,内容供优品包材系统的采供朋友们参考:


一、真空镀膜加工的概述

真空镀膜加工是真空应用领域的一个重要方面,它是以真空技术为基础,利用物理或化学方法,并吸收电子束、分子束、离子束、等离子束、射频和磁控等一系列新技术,为科学研究和实际生产提供薄膜制备的一种新工艺。简单地说,在真空中把金属、合金或化合物进行蒸发或溅射,使其在被涂覆的物体(称基板、基片或基体)上凝固并沉积的方法,称为真空镀膜。


二、真空镀膜加工的方法分类

三、真空镀膜的优缺点

1、优点

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。

2、缺点

蒸镀靶材受熔点限制,太高熔点的不易采用。

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。


四、真空蒸发镀膜法(简称真空蒸镀)

1、简介

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。)

2、原理

是在真空室中加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料使其原子或分子从表面气化逸出,形成蒸气流入射到固体(称为衬底或基片)表面凝结形成固态薄膜。

3、蒸发源类型

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4、主要工艺流程

真空蒸镀有三层:底漆层(6~12um)+镀膜层(1~2um)+面漆层(10um)

装配前处理

将基材表面杂质、灰尘等用布擦拭干净,提高喷射良率。

装配

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。

喷底漆

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。

UV照射

UV照射固化。

真空蒸镀

将挂件装配于真空容器内,加热,实现蒸镀


五、真空镀膜加工的溅镀介绍

1、简介

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(glow discharge)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。

2、原理

用高能粒子(通常是由电场加速的正离子)轰击固体表面,固体表面的原子、分子与入射的高能粒子交换动能后从固体表面飞溅出来的现象称为溅射。溅射出的原子(或原子团)具有一定的能量,它们可以重新沉积凝聚在固体基片表面形成薄膜。

3、真空镀膜加工的溅镀气压要求

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。

4、工艺流程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。


六、真空镀膜和水电镀的对比


七、真空镀膜加工的常见问题解答

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%。


2、为什么真空镀膜加工可以做成不同的颜色,还有七彩色?

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。


3、为什么真空镀膜加工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更好的金属,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建议的银在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!镀铟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。因为镀铟锡都是在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。


4、为什么真空镀膜加工的镀铝不导电?

因为真空镀膜加工总共有三层,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。

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