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时间：2018-08-08
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1、日期:08年03月20日编写人：张玉立核准人：张经理真空镀膜(NCVM)项目工程师培训教材前言：1>.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。一．真空镀膜技术及设备两百年发展史(1805-2007)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（physicalVaporDeposition简称PVD法）化学气相沉积法和放电
2、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。一．真空镀膜技术及设备两百年发展史(1805-2007)2>.物理气相沉积法依据制作过程工艺不同又分为真空蒸发镀膜、磁控溅射镀膜和离子镀膜。.真空蒸发镀膜法：在真空室(镀炉)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(待镀产品)表面，凝结形成固态薄膜的方法（加热源又分为电阻加热源、电子束（枪）蒸发源、激光束蒸发源等）。.磁控溅射镀膜法：在与靶材(待镀金属原材料，一般制作成圆筒形，靶束状故称靶材)平行的方向上
3、施加磁场，利用电场与磁场正交的磁控原理使高速粒子(电子)在低温状态下轰击靶材表面，使靶材金属原子从表面射出沉积在固体（待镀产品）表面形成金属膜层。.离子镀膜法：是1963年美国Sandia公司首先提出来的，是在真空蒸发和真空溅射技术基础上发展起来的一种镀膜技术。它是在真空条件下应用气体放电实现镀膜的。即在真空室（镀炉）中使气体或蒸发物质电离，在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下，同时将蒸发物或其反应物蒸镀在产品上。膜材气化方法有：电阻加热、电子束加热、阴极孤光放电加热。气体分子或原子的离化和激活方式有：辉光放电型、电子束型、热电子型等离子电子束型及高真空电弧放电型。奥科使
4、用的方法是：利用电阻加热使膜材气化，被镀产品做为阴极，利用高电压电流辉光光放电将充入的气体（氩气Ar）离化。离子镀膜附着力最高。3.真空镀膜技术1805年开始探索研究,19世纪一直处于探索,预研阶段。20世纪后50年(1950年后)获得腾飞,其发展历程摘要如下:1805年开始研究接触角与表面能的关系。1817年透镜上形成减反射膜。1904年圆筒上溅射镀银获得专利。1946年用X射线吸收法测量薄膜的厚度,英国GoodFellow公司成立,紧接着1947年200英寸望远镜镜面镀铝成功。1947年美国国家光学实验室（DCLI）建立，用光透过率来控制薄膜的厚度。1950年溅射理论开始
5、建立,半导体工业开始起步,各种微电子工业开始起步,塑料装饰膜开始出现。1953年美国真空学会成立，以卷绕镀膜的方法制成抗反射的薄膜材料(3M公司)。1954年开始研制新型真空蒸发式卷绕镀膜机（德国Leybold莱宝公司）。1956年美国第一台表面镀有金属膜的汽车问世（Ford汽车公司）。1957年美国真空镀膜学会成立，真空镀镉方法被航空工业所接受。1959年磁带镀膜设备研制成功（Temescal公司）。1963年开始研制部分暴露大气的连续镀膜设备，离子镀膜工艺研制成功，20世纪70年代(1970年后）各种真空镀膜技术的应用全面实现产业化，薄膜技术的发展进入黄金期。1995年用
6、于汽车车灯的在线团束溅射镀膜技术研制成功(Leybold公司)。4、不导电工艺前景利用金属氧化物与金属化合物之表面加工技术,外部表面呈现金属色泽且不导电(阻抗值无限大),此项有利于人体健康和提高产品性能的新型工艺势将成为表面处理技术之主流二．真空镀膜的工艺特性:生产工序：素材前处理->底涂UV->镀膜->中涂UV->面涂UV1.产品镀膜过程为真空环境,真空度极高。镀膜机内真空度1-5X10-4T0RR（1TORR=1毫米水银柱高的压力,大气压为760TORR。我司镀膜机内真空度1.3X10-3Pa）。*镀膜机内气压极低,产品中的添加剂、油脂、水分均会溢出,所以产品注塑时不可打
7、脱模剂,不可添加增塑剂,不可直接加色粉成型。二．真空镀膜的工艺特性:2.纳米级厚度、膜厚均匀。真空镀膜膜层厚度仅数SHI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
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