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薄膜人生

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关于真空镀金属不导电膜NCVM-TNCVM  

2008-06-04 09:40:01|  分类: 镀膜技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 鉴于目前流行的手机类IT配件真空镀金属不导电膜的巨大市场需求和大量的加工企业的涌现,本人以一个资深从业者的身份发表一些看法,以便给各位已经上此项目和准备上此项目的人士一点参考意见,请勿见笑。

      

       所谓真空镀金属不导电膜,实质是在产品表面物理气相沉积一层金属或金属化合物薄膜,使产品表面拥有金属光泽和色彩并要求该膜层具有较大的电阻(并非完全不导电),一般以银白色不导电膜为主,还有部分是在银白色不导电膜表面进行各种颜色着色。在这里,我主要讲高要求的银白色金属不导电膜的制作。大家都知道,金属或金属化合物都具有导电性,只是导电程度不同而已。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最好的金属,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。只有在固定的膜厚下,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最好的银在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。按照现目前的市场行情,大家所采用的是纯度在99.99%左右的锡。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。

 

     下面,我将主要讲讲在手机配件表面物理气相沉积锡的工艺。

 

我们在做不导电膜时,整体工艺大致为: 素材检验---前处理---装夹具---上线---手动除尘---自动除尘---预热---底喷---流平---IR烘烤---冷却---UV固化---冷却---下线检验---上架---PVD---下架---上线---自动除尘---预热---面喷---流平---IR烘烤---冷却---UV固化---冷却---下线检验---拆夹具---包装。 由于其它工艺比较简单,而且可控性好,我就不多讲了,具体讲锡的PVD制作。 现目前市面上真空镀金属不导电膜主要分为用立式机蒸发镀和直流磁控溅射镀两种,其中又以立式真空机蒸发镀为主。

 

       下面我就和各位分析一下这两种做法:

1,立式机磁控溅射法:

A,技术分析:

       众所周知,磁控机的镀膜效果受靶材磁场均匀性,氩气在真空室的分布均匀性以及真空室内真空度的均匀程度等难以解决的问题的困扰,而这些问题依然是全世界都存在的技术瓶颈。还有镀膜时电压的稳定性,起弧和降压电流不稳定性等等问题。越是大的机型,这些问题越是明显,造成所制造的产品上中下部位甚至是同位置的产品膜厚和颜色相差悬殊,小型的设备相对好一些。但是,从生产成本和效率的角度来看,间歇式大型机有产量但没有质量保障,小型机质量较好但数量过低。因此,两种机型都不理想。

B,解决方案:

       用磁控机镀银白色金属不导电膜,既要产量,又要质量,唯一的办法是采用小型连续式磁控溅射生产线。这种机型,既能相对解决大小型间歇式机型品质与数量的矛盾,又能避开间歇式机型每次镀膜都得起弧和降压所带来的影响。整体上来讲,这是现目前最理想的磁控镀银白色金属不导电膜的方式,缺点是设备投资较高。这种设备,肇庆科润和中山天元真空设备有限公司国产制作的我觉得还不错。

 

2,立式蒸发镀膜法:

A,技术分析:

       影响蒸发镀膜的效果几大要素主要为:真空度,真空室空间大小。镀膜材料的品质和份量,蒸发源的选择,产品与蒸发源的距离,蒸发源相互之间间距,蒸发电流大小和分布,蒸发时间,机器公自转速度等等蒸发源与蒸发源之间的间距,蒸发电流的大小和分布,蒸发时间,机器公自转速度等等。对于立式机,其中,真空度,真空室空间大小。镀膜材的品质和数量,蒸发源的选择,产品与蒸发源的距离,蒸发电流大小和分布,蒸发时间,机器公自转速度等等因素的可控性较高,在技术上对镀膜效果影响不大。但由于蒸发源需要水平装置,因此蒸发源之间的间距会较大,而这直接关系到上中下部位的产品甚至单个产品的不同位置和蒸发源之间的距离,也就直接影响到它们的厚度,造成单次出炉的产品颜色和导电性不均匀。

B,解决方案:

       装置钨丝采用十字交叉并多层次高低交错,适当加装一些钨丝,尽可能的使蒸发源照射范围呈360度并层次分化距离较小。

 

3,卧式蒸发镀膜法:

A,技术分析:

       结合上面对蒸发镀膜法的分析,由于卧式机型本身就可以使水平装置的蒸发源之间零间距,相对立式机,能够叫好的解决上中下部位的产品甚至单个产品的不同位置和蒸发源之间的距离,也就是说可以得到较为理想的均匀膜层。唯一不足的地方就是对装挂方式的要求较高。

B,解决方案: 根据UV涂装设备的产品装挂方式,结合卧式机所需的方式,找出双方面都理想的装挂方式。

    

     综上所述,相信大家已经得到了小小启示。嘿嘿。。。

测试仪器:网络分析仪.金属探测扫描仪.静电高压测试

 

 

 

素材+前处理+底涂+镀膜+面涂

 

 

EMI

Sus(10nm)+Cu(10)+Ag(8nm)+sus(15nm)很薄才行,厚了就导电。添从分子间隙,连续性好。

兆欧表测试小于1欧姆。

NCVM要大于2兆欧。

 

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