真空电镀.docx

1、真空电镀电镀技术作为一种功能精饰技术，其合金镀层具有优异的耐磨性、耐蚀性、镀层厚度均匀性、致密度高等特点，已在电子产品中获得大量应用。随着电子工业的迅猛发展，对电镀技术的要求越来越高，新技术、新产品、新工艺层出不穷。NCVM又称不连续镀膜技术或不导电电镀技术，是一种起缘普通真空电镀的高新技术。真空电镀，简称VM，是vacuum metalization的缩写。它是指金属材料在真空条件下，运用化学、物理等特定手段进行有机转换，使金属转换成粒子，沉积或吸附在塑胶材料的表面，形成膜，也就是我们所谓的镀膜。真空不导电电镀，又称NCVM，是英文Non conductive vacuum metaliza

2、tion的缩写。它的加工工艺高于普通真空电镀，其加工制程比普通制程要复杂得多。NCVM是采用镀出金属及绝缘化合物等薄膜，利用各相不连续之特性，得到最终外观有金属质感且不影响到无线通讯传输之效果。首先要实现不导电，满足无线通讯产品的正常使用；其次要保证“金属质感”这一重要的外观要求；最后通过UV涂料与镀膜层结合，最终保证产品的物性和耐候性，满足客户需求。NCVM可应用于各种塑料材料，如PC、PC+ABS、ABS、PMMA、NYLON、工程塑料等，它更符合制作工艺的绿色环保要求，是无铬（Non-Chrome）电镀制品的替代技术，适用于所有需要表面处理的塑料类产品，特别适用于有讯号收发的3C产品，尤

3、其是在天线盖附近区域，如MobilePhone、PDA、Smart Phone、GPS卫星导航、蓝芽耳机等。NCVM的主要特征是结合了传统真空镀膜技术的特性，采用新的镀膜技术、新的材料，做出普通真空电镀的不同颜色的金属外观效果，起到美化工件表面之功用。采用NCVM技术制出的成品可以通过高压电表几万伏特的高压测试，不导通或不被击穿。正是因为它的不导电性，当手机或蓝牙耳机收讯或是发射讯号时，产生的电磁场不被导电的镀层所屯积，从而不影响手机的RF（射频）性能以及ESD（静电放电）性能，也就是说使得无线产品达到更好的收讯效果，无杂音，更不会对人体产生任何影响。从电性能角度出发，它能够通过导电测试和电子

4、干扰测试。从真空镀膜本身，它能同时保证正常的物理和耐候测试，如附着力、耐磨耗、耐醇、耐人工汗液、高温高湿储存等。当通讯产品的机壳采用NCVM制程时，产品的天线模块不需再设计回路接地至机板上，由此可节省在天线模块上的检测，并节省成本；同时产品的外观金属质感较强烈，进而提高产品的科技含量，增加产品的附加价值。另外NCVM在使塑料具有金属质感的同时可实现半透光性控制，即体现金属质感同时具备光线可穿透性。产品机壳采用NCVM制程时，利用透光或半透光特性，可使产品的设计更富变化，外观更为靓丽多姿。目前在我国的部分跨国企业，如MOTO、SONY ERCSSON和NOKIA等生产的通讯产品已导入NCVM镀膜

5、加工。国内一些企业也纷纷研发NCVM技术，如厦门夏新、深圳金源康、佛山德莱宝、深圳市济达公司等，可对蓝牙耳机、手机外壳进行不导电真空电镀加工，或提供PMMA、PC、塑胶等材料的各种彩色电镀和不导电电镀等。NCVM技术以其特殊的不导电、金属质感和优良的物性与耐候性，正在真空电镀技术领域中脱颖而出，抢占鳌头，成为3C企业在电子通讯产品上重点技术，为塑胶材料表面镀膜实现新价值。NCVM技术消除了电镀过程中六价铬和电镀层中镍、镉元素对人体的危害，解决了电镀给环境带来的污染。虽然NCVM技术的整体工艺目前仍不成熟，但其产品价值高，市场潜力大，盈利空间大，将逐步替代传统电镀工业而成为主流的塑料类产品表面处

6、理技术，将为企业和社会带来显著的经济效益和社会效益。一般的制程工序为Base coating - middle coating - VM- top coating 即我们所谓的三涂，也有做两涂或四涂的，以产品不同 Q& I; P- G# 3 V |& & s据我所知，导电与不导电主要取决与靶金属的不同，举个例子，同样是银色效果，导电的话靶金属就是锌，若是不导电靶金属就是锡，而且膜厚要控制的很薄才行大概是UM，厚了一样会导电制程良率比较低导电的制程量产良率杂在之间不导电制程量产良率在以下况且宣称是不到电可我们那去测阻抗远不能达到不导电的效果% j; U. o4 B% B/ 我所知道的就是这些了！

7、1. 良率：NCVM的良率比传统的水电度要高，但是如果产品面积较大，则相应会低些；. L- l* S1 D p; Q9 O j p4 B0 o2. 应用：近几年NCVM在手机镜片、外壳、内部结构件以及汽车等内部su塑料件应用较多，特别在手机零件上的应用有上升趋势；目前众多手机厂商已经开始(可能已经有上市)将VM应用在整套手机可上的工艺研究(本人有见过，外观华丽)；0 W. J. Q2 j0 x P3. 性能：NCVM在第二道工艺后(也就是2楼所指的“middle coating ”)的性能其实相当脆弱，因为那是金属在原子雾状态下吸附于塑料壳表面的，完全暴露于空气中，由于此时的金属膜层具有一定“

8、金属活动性”，因此像4楼说的指紋刮碰等接触都是直接影响外观与性能，但是在经过TOP-COATING 后(表面经过UV烘烤)后，性能就大大提高，因为那时在最外层的不再是金属膜，而是硬化的油漆！8 y3 P* f9 M* t) c4. 衍生：NCVM可以达到金属亮色，白色，灰色的效果，依据不同的金属靶材决定，如铬，铝，镍，钴等；初次之外，VM可以达到“彩色金属”的效果，即”彩镀“；方法有很多，一是在VM炉中加入色粉，成本较低；另一种是通过TOP-COATING油漆的颜色实现，因此实际上并不一定是金属本色，而是油漆的颜色，工艺过程并不需要向2楼说的那样经过四五道工序；另外，VM还可以产生半透明效果(

9、彩色白色都可以)，在手机上用的较多 我在NOKIA，MOTO的一级供应商做过，看过论坛上各位大侠对NCVM/PVD或TNCVM/TPVD的生产工艺的评论。我觉得大家说得比较渺茫，在检测PVD/NCVM的RF测试上两家巨头的检验方式都不一样，只能说明NCVM用于手机装饰上还没答成共识。至于RF测试是否OK在生产过程中是通过网络测试对每个产品进行检验。对生产制程是没有有效控制的。所以我个人认为这个工艺还不完善。至于生产居然有人说可以做到70-80% ，我不认同！除非是做小件产品，做机壳据我了解比亚迪/富士康/耐普罗/贝尔罗斯/赫比是没有达到过这个良率的。原因有两个：一是配套的PVD油漆还不成熟，物

10、性测试能过的良率低的吓人，只有20-30%。如Cashew PAINT.量率高（70-80%）的物性又过不了，而且是惨不忍睹。如韩国三成，大日净化。二是次工艺要至少经过两道UV漆喷涂，如要上色还需喷中涂，如是加玻纤还要打Primer.总之，惨！請原諒我的不客氣,各位的回答都對但是沒有針對問題回答,& |2 G( |% a E6 Q5 S- N3 s請容許小弟針對問題做簡略的說明:请问目前大家是否有用过NCVM的制程？是的!NCVM現為市場上的主流2.到底有何好处及功用？(這問題有水準) 現階段的3C產品都有EMC的需求及要求,而通訊產品則更需要,而NCVM的產品就因此而生.其好處在於使得訊號能

11、更穩定發涉及接收其功用在於防止訊號從正面機構件發出或接收進而穩定訊號,增加通訊產品的通話品質3.为何被电镀厂说的如神奇？一切為接單手法基說詞目前我發現業界對NCVM一知半解,我會於近期做出較完整的NCVM報告,以供大家做為參考 1、13楼的说法是比较靠谱的。目前NCVM的初步良率也就2030。量产以后能够达到40就很不错了，当然这是针对壳体！索爱的产品比较喜欢用这个工艺。但是由于良率太低造成成本过高，这也是制约这种工艺普及的一个原因吧！/ U, x4 * g9 G2、测试方法用的就是网络测试，但是我也不是很明白相应的原理！目的是为了测试产品导电还是不导电！) T( _: S5 I6 % w .

12、 C. g/ ?0 N3、似乎没有功能上的帮助，楼上说的EMC的解决方案应该是EMI而不是NCVM。NCVM是不导电的，所以对EMC没有影响！如果有影响，就是不良品了！我的理解，NCVM主要是处于装饰的考虑。: x8 d3 y1 W( X业界对NCVM的了解确实不多，包括我们厂中的技术人员，也是在摸索中前进！NCVM又称不连续镀膜技术或不导电电镀技术，是一种起缘普通真空电镀的高新技术。真空电镀，简称VM，是vacuum metalization的缩写。它是指金属材料在真空条件下，运用化学、物理等特定手段进行有机转换，使金属转换成粒子，沉积或吸附在塑胶材料的表面，形成膜，也就是我们所谓的镀膜。真

13、空不导电电镀，又称NCVM，是英文Non conductive vacuum metalization的缩写。它的加工工艺高于普通真空电镀，其加工制程比普通制程要复杂得多。4 w. a! F/ W. N5 u& Z1 t5 ENCVM是采用镀出金属及绝缘化合物等薄膜，利用各相不连续之特性，得到最终外观有金属质感且不影响到无线通讯传输之效果。首先要实现不导电，满足无线通讯产品的正常使用；其次要保证“金属质感”这一重要的外观要求；最后通过UV涂料与镀膜层结合，最终保证产品的物性和耐候性，满足客户需求。NCVM可应用于各种塑料材料，如PC、PC+ABS、ABS、PMMA、NYLON、工程塑料等，它更

14、符合制作工艺的绿色环保要求，是无铬（Non-Chrome）电镀制品的替代技术，适用于所有需要表面处理的塑料类产品，特别适用于有讯号收发的3C产品，尤其是在天线盖附近区域，如MobilePhone、PDA、Smart Phone、GPS卫星导航、蓝芽耳机等。PVD简介 G* . 3 J% A: A. ) x/ O1 a/ O: d1 k2 M$ _8 m0 H1. PVD的含义 / e: d/ A6 D! W% z2 n* ; g2 p# b$ L: S& s8 . q VPVD是英文Physical Vapor Deposition的缩写，中文意思是“物理气相沉积”，是指在真空条件下，用物理的

15、方法使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。 : L J0 s7 V# f Z3 r0 E8 f O! C& a; W2. PVD镀膜和PVD镀膜机 ! B n1 q* N) B K3 _% H; D2 E4 2 G/ d) c h U7 mPVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。对应于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。 / 2 Y# V; * D3 V, ) ?; . h D. k2 ?/ w近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是最快的，它已经成为当今最先进的表面处理方式之一。我们通常所

16、说的PVD镀膜 ，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。 0 : z% + K. t2 T5 A/ H) I e/ m/ w4 z! m+ Z/ ?/ w3 A3. PVD镀膜技术的原理 ! e+ q% Z v/ U9 K2 p% 0 c A! i9 y/ I1 y( M2 C9 ?% z+ C0 b) D5 YPVD镀膜（离子镀膜）技术，其具体原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。 2 L; ?% W0 9 k. v9 j# _9

17、z! / j5 u+ d( R9 W) L2 R w4. PVD镀膜膜层的特点 7 ( O& z! j7 s b# c( P) t6 o5 t7 5 O3 P) n采用PVD镀膜技术镀出的膜层，具有高硬度、高耐磨性（低摩擦系数）、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点，膜层的寿命更长；同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能。1 i$ f+ T U1 : 8 , U( n+ 2 p+ S$ h/ e3 c5. PVD镀膜能够镀出的膜层种类 1 Q& b u2 N; D, U |2 m9 u F1 K. q7 k- qPVD镀膜技术是一种能够真正获得微米级镀层且无污染的环保型表面处理方法，它能够制备各

18、种单一金属膜（如铝、钛、锆、铬等),氮化物膜（TiN、ZrN、CrN、TiAlN）和碳化物膜（TiC、TiCN),以及氧化物膜（如TiO等)。+ U# h0 Q1 V6 V1 E) T( r9 , j8 5 v6. PVD镀膜膜层的厚度 : V6 L* a6 D3 H6 , & f- m5 1 o J9 ( q, C e9 d A1 E6 iPVD镀膜膜层的厚度为微米级，厚度较薄，一般为0.3m 5m，其中装饰镀膜膜层的厚度一般为0.3m 1m ，因此可以在几乎不影响工件原来尺寸的情况下提高工件表面的各种物理性能和化学性能，镀后不须再加工。5 N# A4 F+ G i ?) S( K$ P)

19、M4 O$ B K4 C7. PVD镀膜能够镀出的膜层的颜色种类 4 K c8 D0 n* a) W F% 1 a. ! i) T8 R4 q) 3 dPVD镀膜目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色，浅金黄色，咖啡色，古铜色，灰色，黑色，灰黑色，七彩色等。通过控制镀膜过程中的相关参数，可以控制镀出的颜色；镀膜结束后可以用相关的仪器对颜色进行测量，使颜色得以量化，以确定镀出的颜色是否满足要求。/ f0 C; R p5 n( $ H9 J F7 0 Y, x3 h% s2 y7 8. PVD镀膜与传统化学电镀（水电镀）的异同 ! U K- w$ H Z T & W* f Z! K% n2 M L1

20、U6 h4 PVD镀膜与传统的化学电镀的相同点是，两者都属于表面处理的范畴，都是通过一定的方式使一种材料覆盖在另一种材料的表面。两者的不同点是：PVD镀膜膜层与工件表面的结合力更大，膜层的硬度更高，耐磨性和耐腐蚀性更好，膜层的性能也更稳定；PVD镀膜不会产生有毒或有污染的物质。; C! + ?* S: z; s i4 C( 5 P4 x3 j- G9. PVD镀膜技术目前主要应用的行业 9 ) H1 |& _; j. t- Y5 A6 f7 r & S- q7 ( t6 u, z7 tPVD镀膜技术的应用主要分为两大类：装饰镀膜和工具镀膜。装饰镀的目的主要是为了改善工件的外观装饰性能和色泽同时

21、使工件更耐磨耐腐蚀延长其使用寿命；这方面主要应用五金行业的各个领域，如门窗五金、锁具、卫浴五金等行业。工具镀的目的主要是为了提高工件的表面硬度和耐磨性，降低表面的摩擦系数，提高工件的使用寿命；这方面主要应用在各种刀剪、车削刀具（如车刀、刨刀、铣刀、钻头等等）、各种五金工具（如螺丝刀、钳子等）、各种模具等产品中。: ? q- + 5 m, i* J+ 1 W7 s! p a x. X9 10. PVD镀膜（离子镀膜）技术的主要特点和优势 * K W9 z- H( Z; N# z A% G8 6 和真空蒸发镀膜真空溅射镀膜相比较，PVD离子镀膜具有如下优点：! H1 n1 D4 3 A$ H1 膜

22、层与工件表面的结合力强，更加持久和耐磨& W; g$ ; E. m2 离子的绕射性能好，能够镀形状复杂的工件0 v+ R0 S4 S3 : r/ s, F8 X% h; O3 膜层沉积速率快，生产效率高 g6 H8 J, u% B4 Y! d4 可镀膜层种类广泛8 Q D9 q: P/ O. n5 膜层性能稳定、安全性高（获得FDA认证，可植入人体）7 B, b- & Y0 ?4 u3 U z) ) B7 t- 7 d+ x& u+ v4 c& : b6 A真空蒸发镀膜 真空溅射镀膜 真空离子镀膜 三种镀膜方式的比较* _1 p6 N/ * t9 M5 M E9 2 $ l i% a比较项目

23、真空蒸发镀膜 真空溅射镀膜 真空离子镀膜 / e- n N K) D9 p4 / Q# y- B- N, $ # I1 B: Y1 K2 v; E- g/ v压强（133Pa） 10E-510E-6 0.150.02 0.020.005 % t: P% b/ D% _. W. O, k) L: Q 8 _# h2 J. j3 $ |8 k6 S粒子能量 . f/ d2 / b; U* f- A: W H5 A中性 0.11eV 110eV 0.11eV 7 f E/ n0 P4 z4 v X + t( w c& o6 P% B离子 数百到数千 . G- O: g# a) I8 E6 8 D 3

24、 |9 $ z1 W5 A6 T7 F9 沉淀速率（微米 / 分） 0.170 0.010.5 0.150 * Q7 x1 ( c, s, _) l6 w0 Q O8 A. s0 9 H8 w绕射性 差 较好 好 % a3 b; J, Z+ d/ _5 z, s) G8 M) y+ p0 E# Z附着能力 不太好 较好 很好 * a7 k. T) b( o( N a4 0 N : j6 W) z : x; T! l4 薄膜致密性 密度低 密度高 密度高 9 u& n( f; $ 5 x1 * g r4 : y- r$ T$ h薄膜中的气孔 低温时较多 少 少 6 Q7 5 t2 G0 t/ s

25、- Z7 H; f4 a) K$ Z k! j内应力 拉应力 压应力 压应力真空蒸镀NCVM英文为non conductive vacuum metalization，中文翻译为：非导电真空金属化，所谓NCVM就是把镀膜转换成非金属离子,具有非导电性质,如此就能生产出具有金属光泽且不影响通讯功能产品. 使其在原有的素材上(一般是塑料)镀上一层金属薄膜使其增加质感，所镀膜层导电性能差甚至绝缘。在测试上通常有几件电气特性必须要通过：1、ESD , 阻值 (200M20G以上) ；2、RF的测试 ；3、常规信赖性测试。所用方法有蒸发和溅射，所用膜料为特殊的金属或合金，亦有氧化物材料可以达到此类性能。

26、测试方法：1、万用表；2、zircon； 而为了测量镀膜件的绝缘效果,如果底材为纯塑料的话可用zircon(皓石针扫描仪)进行测量,在塑件内镶钢板时用则需用网络分析仪测试其绝缘效果及RF特性. 为了有效的测量PVD部件的RF特性, 我们有必要在RF环境里测量PVD部件的装载效果.通过参考自由空间的天线,并对比PVD部件载入时影响天线的的调音及回波损耗, 我们可以测量装置的回波损耗有效的完成测试PVD部件的RF特性,测试部件折金属或绝缘量与载入的数量有直接的关系.网络分析仪的使用方法可咨询供应商.而对于NCVM及TNCVM的分别只是在于表面呈现的外观效果来区分,其实质是一样的,在制程上没有多大的

27、分别。即：底涂+VM+中涂+面涂。而TNCVM就是在中涂时加入色浆。在制程中最重要的是涂装这块，VM在制作非导工艺上相信大家也都了解，多采用SN及IN作为镀材。当然也有采用其它的材料做，但这里不加以讨论。涂装方面需看客户对于产品的要求而对应用不同体系的涂料(UV或PU型)的 ,也可两者混合使用,建议所有涂料都采用一家供应商,因为出了问题能很快分析出是那层漆出现问题. PC料- 表面处理- 喷涂UV底油漆UV- IR流平- UV曝光- 真空镀膜- 喷涂UV中涂UV- IR流平- UV曝光- 镭雕图案- 喷涂UV面漆UV- IR流平- UV曝光- 完成.溅镀工艺2008-07-07 09:10 溅

28、镀,通常指的是磁控溅镀,属于高速低温溅镀法.该工艺要求真空度在110-3Torr左右，即1.310-3Pa的真空状态充入惰性气体氩气(Ar)，并在塑胶基材（阳极）和金属靶材（阴极）之间加上高压直流电，由于辉光放电(glow discharge)产生的电子激发惰性气体，产生等离子体，等离子体将金属靶材的原子轰出，沉积在塑胶基材上. 原理 以几十电子伏特或更高动能的荷电粒子轰击材料表面，使其溅射出进入气相，可用来刻蚀和镀膜。 入射一个离子所溅射出的原子个数称为溅射产额(Yield)产额越高溅射速度越快，以Cu,Au,Ag等最高，Ti,Mo,Ta,W等最低。一般在0.1-10原子/离子。 离子可以直

29、流辉光放电(glow discharge)产生，在10-110 Pa真空度，在两极间加高压产生放电，正离子会轰击负电之靶材而溅射也靶材，而镀至被镀物上。 正常辉光放电(glow discharge)的电流密度与阴极物质与形状、气体种类压力等有关。溅镀时应尽可能维持其稳定。 任何材料皆可溅射镀膜，即使高熔点材料也容易溅镀，但对非导体靶材须以射频（RF）或脉冲（pulse）溅射；且因导电性较差，溅镀功率及速度较低。金属溅镀功率可达10W/cm2,非金属5W/cm2 二极溅镀射： 靶材为阴极，被镀工件及工件架为阳极，气体（氩气Ar）压力约几Pa或更高方可得较高镀率。 磁控溅射： 在阴极靶表面形成一正

30、交电磁场，在此区电子密度高，进而提高离子密度，使得溅镀率提高(一个数量级)，溅射速度可达0.11 um/min膜层附着力较蒸镀佳，是目前最实用的镀膜技术之一。 其它有偏压溅射、反应溅射、离子束溅射等镀膜技术 溅镀机设备与工艺（磁控溅镀） 溅镀机由真空室，排气系统，溅射源和控制系统组成。溅射源又分为电源和溅射枪（sputter gun） 磁控溅射枪分为平面型和圆柱型，其中平面型分为矩型和圆型，靶材料利用率30- 40%，圆柱型靶材料利用率50% 溅射电源分为：直流（DC）、射频（RF）、脉冲（pulse）， 直流：800-1000V（Max）导体用，须可灾弧。 射频：13.56MHZ，非导体用。

31、 脉冲：泛用，最新发展出 溅镀时须控制参数有溅射电流，电压或功率，以及溅镀压力（510-11.0Pa）,若各参数皆稳定，膜厚可以镀膜时间估计出来。 靶材的选择与处理十分重要，纯度要佳，质地均匀，没有气泡、缺陷，表面应平整光洁。 对于直接冷却靶，须注意其在溅射后靶材变薄，有可能破裂特别是非金属靶。一般靶材最薄处不可小于原靶厚之一半或5mm。 磁控溅镀操作方式和一般蒸镀相似，先将真空抽至110-2Pa，再通入氩气(Ar)离子轰击靶材，在510-11.0Pa的压力下进行溅镀其间须注意电流、电压及压力。开始时溅镀若有打火，可缓慢调升电压，待稳定放电后再关shutter. 在这个过程中，离子化的惰性气体(Ar)清洗和暴露该塑胶基材表面上数个毛细微空，并通过该电子与自塑胶基材表面被清洁而产生一自由基，并维持真空状态下施以溅镀形成表面缔结构，使表面缔结构与自由基产生填补和高附着性的化学性和物理性的结合状态，以在表面外稳固地形成薄膜. 其中，薄膜是先通过把表面缔造物大致