【视频】一文看懂表面处理工艺——真空电镀

真空电镀:Vacuum Metalizing,即是物理气相沉积(PVD),即在真空下将原子打到靶材表面上达到镀膜的目的。最早运用于光学镜片,如航海望远镜镜片,后来随着技术的改进,延伸到了唱片、磁盘、光盘、手机外壳、机械刀具等材料上的装饰镀膜、材料表面改性等。


归档
中文名 真空电镀
英文名 Vacuum Metalizing
别称名 物理气相沉积(PVD)
技术分类 薄膜技术 > 物理气相沉积(PVD)
下属分类

物理气相沉积

(Physical Vapor Deposition,PVD)

> 真空蒸发(真空蒸发)

> 磁控溅射(真空溅射)

> 离子镀 (真空离子镀)

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工艺特点

工艺成本

模具费用(无)

单件费用(中)

批量生产(中)

典型应用

反射涂层;

消费电子产品和隔热板的表面处理;

产量范围 单件到大批量皆可
质量优势 适合高质量,高亮和产品表面保护层
生产效率 速度慢,具体取决于设备内靶材存放量,通常为6小时/周期(包括喷漆工序)


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适用材料

几乎所有金属、合金、及陶瓷材料。

  1. 自然材料会影响真空环境,不适合真空电镀

  2. 除了自然材料以外,适合真空电镀的材料包括金属类材料、软硬塑料(ABS料、ABS+PC料、PC料等等)、复合材料、陶瓷、和玻璃等

  3. 最常用于真空电镀表面处理的是铝、其次是银和铜

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应用领域

真空蒸发应用领域

按技术分
典型应用
电阻加热 1)制镜工业

2)塑料、纸、钢板上金属化涂层

电子束加热 1)光学工业(如塑料透镜)

2)抗腐蚀和高温氧化涂层

3)热障涂层

4)塑料、纸、钢板上金属化涂层

感应加热 核工业
电弧加热 导电层
激光加热 超导薄膜


真空溅射应用领域

按行业分
应用分类
电子工业 IC半导体
电极,引线。绝缘层,表面钝化膜
显示元件 透明导电膜,光色膜,绝缘膜,表面钝化膜
磁记录 软/硬性磁膜,磁头缝隙材料,绝缘层,特殊材料
磁记录 软/硬性磁膜,磁头缝隙材料,绝缘层,特殊材料
约瑟夫森元件

超导膜,绝缘膜

光电子学 光IC
其他电子元件 电阻薄膜,印刷机薄膜热写头,压电薄膜,电极引线
太阳能利用 太阳能电池,选择吸收膜,选择反射膜
光学应用 反射镜,光栅
机械、化学应用 润滑,耐磨损,耐腐蚀,耐热
塑料工业 塑料装饰,硬化


真空离子镀应用领域

按应用分
材料:典型应用
表面硬化

型钢、低碳钢:模具、机器零件

不锈钢:手表壳

硬质合金、高速钢:刀具、模具

耐腐蚀

高纯钢:飞机、船舶

低碳钢螺栓:一般结构用材料

装饰

不锈钢、黄铜:手表、装饰品、建筑装饰

塑料:着色涂层、塑料镜片镀玻璃

电子工业

Si薄膜:导电膜、集成电路

金属:电容

陶瓷、树脂:印刷板、薄膜集成电路

铜合金:触点材料

石英:耐火陶瓷—金属焊接

光学

玻璃:镜片耐磨涂层

透明塑料:眼镜用镜片

核能

铀:核反应堆

ZrAI:核聚变装置

铜壳体:加速器

塑料 ABS塑料:汽车零件、电器零件

耐高温

腐蚀

Ni基或Co基高温合金:发动机叶片
耐热 钢、不锈钢:排气管、耐火金属材料

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设计考虑因素

  1. 真空电镀所使用设备通常较为高昂,加上工艺流程复杂,对环境要求高;为此真空电镀单价比水电镀昂贵

  2. 真空电镀受设备内真空环境体积影响,因此对靶材尺寸有一定的要求,不适合大靶材,常见的真空腔室内靶材应小于1.2 * 1.1m(3.94 * 3.3ft),3D工件应小于1.2 * 0.5m(3.94 * 1.6ft)

  3. 真空电镀的工件表面必须保持干燥、光滑,否则会影响处理效果。

  4. 真空电镀可镀色彩丰富,可以镀7色,比水电镀的颜色要丰富,可达到阳极铝、亮铬、金、银、铜和炮铜(一种铜锡合金)等丰富多彩的效果。水电镀一般只有镀铜(红色),镀镍(偏黄的银色),镀金,镀银,镀枪(黑色,有深黑,浅黑等),镀铬(银白色)等单调色彩。

  5. 真空电镀是最常见的金属表面处理技术。


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工艺成本

真空电镀工艺流程复杂,非常依赖人工操作。工件(靶材)需要喷涂、装卸、再喷涂,并且也取决于工件的复杂度和数量,所以人力成本很高。


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环境影响

真空环境下辐射小、环境污染小,真空电镀现为各行业中广泛应用。


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工艺过程详解(图文+视频)


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步骤:在工件上先喷一层底漆,再做电镀。由于工件是塑料件,在注塑时会残留空气泡,有机气体,而在放置时会吸入空气中的水分。另外,由于塑料表面不够平整,直接电镀的工件表面不光滑,光泽低,金属感差,并且会出现气泡,水泡等不良状况。喷上一层底漆以后,会形成一个光滑平整的表面,并且杜绝了塑料本身存在的气泡水泡的产生,使得电镀的效果得以展现。



真空蒸发镀工艺流程

工件>镀前处理>装件>烘烤>离子轰击>预熔>蒸发沉积>冷却>取件>后处理>成品

真空溅射镀工艺流程

工件>镀前处理>装件>抽真空>烘烤、轰击>预熔>溅射沉积>冷却>取件>后处理>成品

真空离子镀工艺流程

工件>镀前处理>装件>抽真空>烘烤>离子轰击>离子沉积>冷却>取件>后处理>成品



实例1:香水瓶的真空电镀(图文+视频)


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实例2:其他相关产品(多图)

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来源:意识夹(ID:MINDCLIP)


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作者 ab