真空镀膜(PVD)工艺介绍

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。