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因镀膜机在真空状态下蒸发靶材生成镀层,故将此制程称为真空电镀。
真空电镀原理:其过程是在真空条件下,采用低电压、高电流的方式将蒸源通电加热,靶材在通电受热的情况下分散到工件表面,并以不定形或液态状沉积在工件表面,冷却成膜的过程
真空镀膜的镀层结构一般为:基材、底漆、真空膜层、面漆,因靶材理化特性直接决定膜层的特性,根据膜层的导电与否,可分为导电真空镀膜(VM)和不导电真空镀膜(NCVM)两种。
VM:一般用在化妆品类、NB类、3C类、汽配类按键、装饰框、按键RING类饰品的表面处理,其表面效果与水电镀相媲美,靶材一般为铝、铜、锡、金、银等。
NCVM:具有金属质感、透明,但不导电,一般用在通讯类、3C类对抗扰要较高的机壳、装饰框、按键件、RING类饰品的表面处理,其表面效果为水电镀不可取代,靶材一般为铟、铟锡。
膜层结构分布
基材:ABS、PC、ABS、PP、PPMA、POM等树脂类均可成型真空电镀,要求底材为纯原料,电镀级别更佳,不可加再生材;
底漆:UV底漆,对基材表面做预处理,为膜层的附著提供活性界面,底漆厚度一般在5-10um,特殊情况可酌情加厚;
膜层:靶材蒸发的结果,VM膜层可导电,NCVM镀层不导电,且抗干扰性效果很好,膜层厚度0.3um以下。
面漆:面漆利用三基色原理可与色浆搭配出各类顏色,同時对真空膜层起保护作用,再加上UV、PU的表面装饰,效果更漂亮,厚度 一般在8-10um,特殊情況可酌情加厚 。
面漆颜色多变效果机理:利用三基色原理将面漆与色浆混合调试达成.
真空电镀的质量很大程度上取决于设备质量和环境清洁度(无尘度)。
1、设备简介
大型设备有自动流水线体(含UV流水线)、真空镀膜机、辅助设备有产品治具、工装夹具、有的厂还配有机器人。
2、环境要求
1、喷漆房外室:作业环境至少在10万级以下
真空流水线体
喷漆房内
静电除尘段,作业环境至少在1万级以下。
真空镀膜机
一般为门式装置,打开门可装、卸(半)产品,关上门即可设定参数、真空作业,此过程工艺环境必须在10万级一下操作
我们以一个塑料件为例: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.在金属薄膜层的制备上,多采用真空电镀法。当下比较通用的的金属膜层分别有铝、锡、铟、铟锡合金、铬等。几种金属薄膜在应用上的差异主要表现在外观和导电性这两块上。
其中铟、锡、铟锡合金多用于电子产品,如手机、电脑边框和按,此类金属膜层不仅能赋予基材金属外观还具有其他几种金属膜不具备的膜延展性。这两种金属活性较低不易导电,对电子类产品信号产生影响较小也是其主要应用原因之一,所以通常我们也称之为不导电镀膜。铬金属膜外观黑亮,金属质感强,并且具有较好的硬度因此受到一些装饰品和玩具制造者的青睐。
同其他几种金属膜相比应用z广泛的铝膜层,如制镜工业的以铝代银,集成电路中的铝刻蚀导线;聚酯薄膜表面镀铝制作电容器;涤纶聚酯薄膜镀铝制作,防止紫外线照射软包装袋;以及我们日常生活中所常见到的玩具、化妆品外包装及一些装饰品。
真空蒸镀铝薄膜既可选用间歇式蒸发真空镀膜,也可选用半连续式真空镀膜机。其蒸发源即可为电阻源、电子束源,也可以选用感应加热式蒸发源,可依据蒸镀膜材的具体要求而定。
真空蒸发镀铝涂层的工艺参数,主要包括蒸镀室压力、沉积速率、基片温度、蒸发距离等。如果从膜片基体上分布的均匀性上考虑,还应注意蒸发源对基片的相对位置及工件架的运动状态等因素。例如选用电子束蒸发源进行铝层制备时,其典型的主要工艺参数可选用:镀膜室工作压力2.6*10-4Pa、蒸发速率为2~2.5nm/s、基片温度20℃,蒸距为450mm、电子束电压为9kV,电流为0.2A。
真空电镀前处理一般为化学清洗,根据油脂的种类和性质,除油剂包含两种主体成分,碱类助洗剂和表面活性剂。
1、碱类物质。碱类助洗剂常用的为q氧化钠、纯碱、硅酸钠和三聚磷酸钠。q氧化钠和纯碱作为碱剂,价格为便宜,废水较难处理,有时因为碱性偏强导致清洗物体受到损伤,另一方面q氧化钠和纯碱没有乳化作用对于矿物油清洗没有任何效果;
硅酸钠与三聚磷酸钠既能提供碱性,又能提供一定的乳化力,广泛的用于各种除油清洗剂中特别是对碱敏感的除油工艺。使用硅酸钠大的缺陷是除油后若不用热水先洗一道,直接冷水洗很难将残留的硅酸钠完全洗净,残留的硅酸钠会与下一道工序的酸反应生成附着牢固的硅胶,从而影响镀层的结合力;三聚磷酸钠则主要存在磷污染破坏环境的担忧。
2、表面活性剂。表面活性剂是除油剂的核x成分,早期的除油剂是以乳化剂的乳化作用为主,如脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)系列、烷j酚聚氧乙烯醚(TX、NP)系列等。过多的使用乳化剂会将脱落的油脂乳化增溶于工作液中,导致工作液除油能力逐渐下降,需要频繁更换工作液。
但是随着表面活性剂价格的上升,越来越要求降低表面活性剂的使用量,提高除油的速率,这就要求除油剂具有很好的分散和抗二次沉积性能,将脱落的油脂从金属表面剥离,在溶液中不乳化、不皂化,只是漂浮在溶液表面,保持槽液的清澈与持续的除油能力。
另一方面,适合除油的表面活性剂一般为非离子类型的产品,非离子产品普遍价位较高,为了降低除油剂成本,阴离子的产品也会出现有的除油剂的配方中,特别是同时具有非离子性质的阴离子型表面活性剂脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐(FMES),具有优异的“分散卷离”特点,有助于油脂的非乳化式剥离去除。
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