塑料基板之真空镀膜技术及其应用
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塑料真空镀膜的相关概述介绍一、工艺流程塑料真空镀膜的常用工艺流程包括:基材表面处理、真空蒸发、离子镀膜、清洗与包装。
基材表面处理是首要步骤,其目的是清除塑料表面的污染物以提高镀膜质量。
真空蒸发是将要镀的材料加热至昇华状态,蒸发后附着在塑料表面形成镀层。
离子镀膜是在真空环境中通过离子束轰击镀层,使其更加致密、附着力更强。
最后进行清洗与包装,确保产品的质量和外观。
二、技术原理1.蒸发:将要镀的材料加热至昇华状态,使其转化为蒸汽形式,然后通过真空环境将蒸汽输送到塑料表面,形成附着在塑料表面的镀层。
2.离子镀膜:离子镀膜是在真空环境中,通过引入离子束轰击镀层,使其重排结构,提高附着力和密着度。
离子束轰击还能改善镀层中的应力和控制其颗粒大小。
3.基材表面处理:基材表面处理是清除表面的污染物、氧化物、油脂等,以便提高镀层的附着力。
常用的表面处理方法包括久置灰、化学清洗、离子轰击等。
三、应用领域1.电子产品:塑料真空镀膜能够使电子产品的外观更加美观,并提高耐磨性和耐化学性,例如镀膜后的手机外壳、鼠标等。
2.汽车行业:塑料真空镀膜能够提高汽车零部件的防腐、阻隔性和耐磨性,例如车内装饰品、外观件等。
同时还能提升汽车外观的质感。
3.包装行业:塑料真空镀膜可以提高包装材料的阻氧、阻湿、阻光性能,适用于食品、医药等行业的包装材料,延长产品保质期。
4.家用电器:塑料真空镀膜技术可以为家用电器增添高端质感,提高产品外观的吸引力和市场竞争力。
5.其他领域:塑料真空镀膜技术还可以应用于玩具、眼镜、手表、珠宝等各个领域,为其增加附加值和市场竞争力。
总结:塑料真空镀膜技术是一种常用的塑料表面处理技术,通过工艺流程包括基材表面处理、真空蒸发、离子镀膜、清洗与包装等步骤来实现。
该技术的原理主要包括蒸发、离子镀膜和基材表面处理。
塑料真空镀膜广泛应用于电子产品、汽车行业、包装行业、家用电器等各个领域,提高产品的外观和性能,增加市场竞争力。
真空镀膜的工作原理
真空镀膜是一种将材料沉积在基底表面形成薄膜的方法,其工作原理基于薄膜材料的物理气相沉积过程。
下面是详细的工作原理解释:
1. 需要镀膜的材料(称为靶材)被置于真空腔室中。
腔室被抽成高度真空状态,以消除气氛中的气体分子,以确保薄膜的质量和延展性。
2. 充电电源将高电压应用于靶材上,将其激发成等离子体。
通过此过程,靶材的原子和分子被解离,形成带有正电荷的离子和自由电子。
3. 离子和自由电子在真空室中快速移动,并与基底表面相互碰撞。
4. 离子以极高的动能撞击基底表面,使得离子沉积在基底上,形成薄膜。
5. 薄膜的组成和性质取决于靶材的材料和原子成分,以及镀膜过程中的其他参数调控,如沉积速率、温度等。
值得注意的是,真空镀膜过程中常见的薄膜材料有金属、陶瓷、半导体等,在不同应用领域中具有各自的特性和功能。
真空镀膜广泛应用于光学、电子、通信等领域,用于增强表面特性、改善光学性能、提供防腐蚀保护等。
塑料真空电镀工艺流程
《塑料真空电镀工艺流程》
塑料真空电镀工艺是一种将金属覆盖在塑料表面以增加其外观和功能性的方法。
它能够赋予塑料产品金属质感,增加光泽和耐磨性。
首先,塑料制品被简单地清洁和处理以去除表面的污垢和油脂。
然后,该产品被放置在真空室中,真空室内的气体被抽除。
接下来,金属被加热至高温并蒸发成气体,随后被沉积到塑料表面。
这种过程称为真空沉积。
通过控制温度和沉积时间,可以控制金属沉积的厚度。
在金属沉积完成后,清洁剂被使用来清洁产品表面,并且产品被检查以确保沉积的金属均匀和完整。
最后,产品经过抛光处理以增加光泽并呈现出最终的外观。
塑料真空电镀工艺流程可以应用于各种类型的塑料制品,例如汽车零部件、电子产品外壳和首饰。
它可以增加产品的价值,并提高其外观品质。
随着技术的不断进步,塑料真空电镀工艺正在变得更加高效和环保,逐渐成为塑料制品表面处理的首选工艺之一。
真空镀膜技术一、概述真空镀膜技术是一种利用真空条件下的物理或化学反应,将金属或非金属材料沉积在基材表面形成一层薄膜的技术。
该技术具有广泛的应用领域,包括光学、电子、医疗、环保等。
二、原理真空镀膜技术利用真空条件下的物理或化学反应,将金属或非金属材料沉积在基材表面形成一层薄膜。
其主要原理包括:1. 离子镀膜:利用离子轰击基材表面使其表面活性增强,然后通过离子束轰击目标材料产生离子和原子,最终在基材表面形成一层薄膜。
2. 蒸发镀膜:将目标材料加热至其沸点以上,在真空环境中使其升华并沉积在基材表面形成一层薄膜。
3. 磁控溅射镀膜:利用高能量离子轰击靶材产生靶材原子,并通过磁场控制靶材原子沉积在基材表面形成一层薄膜。
三、设备真空镀膜技术需要使用专门的设备,主要包括:1. 真空镀膜机:包括离子镀膜机、蒸发镀膜机和磁控溅射镀膜机等。
2. 真空泵:用于将反应室内的气体抽出,使其达到真空状态。
3. 控制系统:用于控制反应室内的温度、压力、离子束能量等参数。
四、应用真空镀膜技术具有广泛的应用领域,包括:1. 光学:利用金属或非金属材料在基材表面形成一层反射或透过特定波长光线的薄膜,制作光学器件如反射镜、滤光片等。
2. 电子:利用金属或非金属材料在基材表面形成一层导电或绝缘的薄膜,制作电子元器件如晶体管、集成电路等。
3. 医疗:利用金属或非金属材料在基材表面形成一层生物相容性好的涂层,制作医疗器械如人工关节、心脏起搏器等。
4. 环保:利用金属或非金属材料在基材表面形成一层具有催化作用的薄膜,制作环保设备如汽车尾气净化器、工业废气处理设备等。
五、优势真空镀膜技术具有以下优势:1. 薄膜厚度可控:通过控制反应条件和时间,可以精确控制薄膜的厚度。
2. 薄膜质量高:在真空环境中进行反应,可以避免杂质和气体的污染,从而保证薄膜质量高。
3. 应用广泛:真空镀膜技术可以应用于多种材料和领域,具有广泛的应用前景。
六、挑战真空镀膜技术面临以下挑战:1. 成本高:真空镀膜设备和耗材成本较高,限制了其在大规模生产中的应用。
真空镀膜技术真空镀膜技术是一种先进的表面处理技术,它可以在各种材料表面上形成一层薄膜,从而改变其物理、化学和光学性质。
这种技术已经广泛应用于电子、光学、航空航天、汽车、医疗和建筑等领域,成为现代工业中不可或缺的一部分。
真空镀膜技术的原理是利用真空环境下的物理和化学反应,将金属、合金、陶瓷、聚合物等材料蒸发或溅射到基材表面上,形成一层薄膜。
这种薄膜可以具有不同的功能,如增强材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、导电性、光学透明性等。
真空镀膜技术可以通过控制薄膜的厚度、成分和结构来实现不同的功能。
真空镀膜技术的应用非常广泛。
在电子领域,它可以用于制造集成电路、显示器、太阳能电池等。
在光学领域,它可以用于制造反射镜、透镜、滤光片等。
在航空航天领域,它可以用于制造发动机叶片、航空仪表等。
在汽车领域,它可以用于制造车灯、镜面等。
在医疗领域,它可以用于制造人工关节、牙科修复材料等。
在建筑领域,它可以用于制造玻璃幕墙、防紫外线涂料等。
真空镀膜技术的优点是显而易见的。
首先,它可以在不改变基材性质的情况下,改变其表面性质,从而实现不同的功能。
其次,它可以制造出高质量、高精度的薄膜,具有良好的光学、电学和机械性能。
再次,它可以在大面积、复杂形状的基材上进行镀膜,具有很高的生产效率。
最后,它可以使用多种材料进行镀膜,具有很高的灵活性和适应性。
当然,真空镀膜技术也存在一些挑战和限制。
首先,它需要高昂的设备和技术投入,成本较高。
其次,它对基材表面的处理要求较高,需要进行清洗、抛光等处理,否则会影响薄膜的质量。
再次,它对环境的要求较高,需要在无尘、无湿、无氧的环境下进行。
最后,它的应用范围受到材料的限制,某些材料不适合进行真空镀膜。
总的来说,真空镀膜技术是一种非常重要的表面处理技术,具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和应用领域的不断扩展,真空镀膜技术将会得到更加广泛的应用和发展。
塑料真空镀膜的相关概述介绍目前真空镀膜应用的行业领域广泛,塑料薄膜也经常使用到真空镀膜。
塑料的真空镀层厚度均匀性可以使用透光率在线监测仪来连续监测。
以珠光膜为具代表性,光学透光率可以测量真空镀薄膜厚度的均匀性,确保真空镀薄膜的在线生产品质。
塑料的真空镀层与光固化有机涂层的复合,一般采用真空镀铝与光固化有机涂层的复合;但在防护等性能上受到很大的限制。
真空镀铬是今后的发展方向之一。
真空镀铬层具有比铝镀层更美丽的银白金属光泽,在大气中有很强的钝化性能;在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐、有机酸等腐蚀介质中稳定,还有较高的硬度,良好的耐磨性和耐热性。
但是,铬的熔点为1900℃,在1397℃时铬的蒸气压为1.33Pa,铬的蒸发温度高,用真空蒸发镀铬较为困难。
如果采用磁控溅射法,由于铬质脆,难以做成圆柱靶,那么在一般的磁控溅射条件下;平面磁控溅射因受靶框材料污染等原因,镀铬层的色泽显著偏离银白色。
再次,所选择的底涂层必须有足够的耐热性和耐辐射性,与基材及真空镀膜层有良好的结合力;不能相互发生化学反应,并有良好的流平性,在真空条件下只有很少的挥发成分,不吸收水分,固化后表面高度光滑等。
在众多的涂料中,聚丁二烯涂料基本能满足上述条件,但是这种涂料属于热固化涂料,并且固化温度高,固化时间长,不能用于塑料的真空镀膜。
真空镀膜后通常要涂覆面涂层,使真空镀膜层得到保护。
对面涂层的基本要求是:与真空镀膜层(一般是金属镀层)的附着力良好,固化后涂层无较大内应力,与底涂层有一定的相容性;有足够的硬度、耐划伤性、耐磨性,较高的耐水性、耐蚀性、耐候性、耐化学品性等性能,有适宜的黏度和良好的流平性。
对于需要突出真空镀膜层色泽时,面涂层还应具有高的可见光透过率和表面光泽度。
对于真空镀铬层用光固化面涂层,至今尚未找到理想的品种;主要问题是:与镀铬层的附着力不良,硬度、耐磨性、耐候性等不能满足产品的高要求。
目前研究方向是改进配方,采用纳米粒子改性以及选用合适的无机镀层。
真空镀膜真空镀膜是一种产生薄膜材料的技术。
在真空室内材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上。
其工艺流程一般如下:1、表面处理:通常,镀膜之前,应对基材(镀件)进行除油、除尘等预处理,以保证镀件的整洁、干燥,避免底涂层出现麻点、附着力差等缺点。
对于特殊材料,如PE(聚乙烯)料等,还应对其进行改性,以达到镀膜的预期效果。
2、底涂:底涂施工时,可以采用喷涂,也可采用浸涂,具体应视镀件大小、形状、结构及用户设备等具体情况及客户的质量要求而定。
采用喷涂方法,可采用SZ-97T镀膜油;采用浸涂方法,可采用的SZ-97、SZ-97+1等油,具体应视镀件材料而定。
参见产品展示中各产品的适应范围。
3、底涂烘干:我公司生产的SZ-97镀膜油系列均为自干型漆,烘干的目的是为了提高生产效率。
通常烘干的温度为60-70℃,时间约2小时。
烘干完成的要求是漆膜完全干燥。
4、镀膜:镀膜时,应保证镀膜机的真空度达到要求后,再加热钨丝,并严格控制加热时间。
同时,应掌握好镀膜用金属(如铝线)的量,太少可能导致金属膜遮盖不住底材,太多则除了浪费外,还会影响钨丝寿命和镀膜质量。
5、面涂:通常面涂的目的有以下两个方面:A、提高镀件的耐水性、耐腐蚀性、耐磨耗性;B、为水染着色提供可能。
深展公司生产的SZ-97油系列产品均可用于面涂,若镀件不需着色,视客户要求,可选用911、911-1哑光油、889透明油、910哑光油等面油涂装。
6、面涂烘干:通常面涂层较底涂层薄,故烘干温度较低,约50-60℃,时间约1~2小时,用户可根据实际情况灵活把握,最终应保证面涂层彻底干燥。
如果镀件不需着色,则工序进行到此已经结束。
7、水染着色:如果镀件需要进行水染着色,则可将面漆已经烘干的镀件放进染缸里,染上所需颜色,之后冲洗晾干即可。
染色时要注意控制水的温度,通常在60~80℃左右,同时应控制好水染的时间。
水染着色的缺点是容易褪色,但成本较低。
各种水染色粉我公司有配套销售。
af真空镀膜工艺AF真空镀膜工艺是一种常用的表面处理技术,广泛应用于光学、电子、材料等领域。
本文将介绍AF真空镀膜工艺的原理、应用及其优势。
一、AF真空镀膜工艺的原理AF真空镀膜工艺是指在真空环境下,利用物理或化学的方法将一层或多层材料沉积在基板表面,形成一种具有特定功能的薄膜。
该工艺主要包括蒸发、溅射和离子镀三种方式。
1. 蒸发镀膜:将待镀材料置于加热源中,使其升华并沉积在基板表面。
这种方式适用于高熔点材料的镀膜,如金属和氧化物材料。
2. 溅射镀膜:通过物理碰撞的方式使材料从靶上脱落,并在基板表面沉积。
这种方式适用于大多数材料的镀膜,如金属、合金和化合物材料。
3. 离子镀膜:利用离子轰击的方式使材料离子化,并在基板上形成薄膜。
这种方式适用于高质量的镀膜,如光学薄膜和陶瓷薄膜。
二、AF真空镀膜工艺的应用AF真空镀膜工艺在各个领域都有广泛的应用。
1. 光学领域:AF真空镀膜工艺可以制备具有特定光学性质的薄膜,如反射镜、透镜、滤光片等。
这些光学元件广泛应用于激光器、光纤通信、太阳能电池等领域。
2. 电子领域:AF真空镀膜工艺可以制备导电薄膜、隔热薄膜和保护膜等。
这些薄膜常用于液晶显示器、太阳能电池、半导体器件等电子产品中。
3. 材料领域:AF真空镀膜工艺可以改善材料的表面性能,如硬度、耐磨性和抗腐蚀性等。
这些材料广泛应用于航空航天、汽车制造、工具制造等行业。
三、AF真空镀膜工艺的优势AF真空镀膜工艺相比传统的表面处理方法具有以下优势。
1. 高纯度:在真空环境下进行镀膜,可以避免杂质的污染,获得高纯度的薄膜。
2. 高均匀性:通过控制沉积速率和沉积时间,可以获得均匀的薄膜厚度和成分。
3. 高精度:AF真空镀膜工艺可以控制薄膜的厚度和成分,从而实现对光学、电学和磁学性能的精确调控。
4. 环保节能:AF真空镀膜工艺不需要使用有害溶剂和化学试剂,减少了对环境的污染,并且能耗较低。
5. 多功能性:AF真空镀膜工艺可以制备多层复合膜、多层堆积膜和纳米薄膜等,满足不同领域的需求。
真空镀膜工艺介绍真空镀膜是一种利用真空条件下进行表面薄膜沉积的工艺方法。
通过将材料加热到蒸发温度并使气体或金属源蒸发,然后使蒸发物质沉积在基材表面上,形成薄膜。
真空镀膜技术广泛应用于光学、电子、航空航天、建筑和装饰等领域。
真空镀膜工艺大致分为四个主要步骤。
首先是蒸发源制备,该步骤包括选择适当的材料作为蒸发源,通常为金属或化合物。
然后,将蒸发源放置在真空室中的加热系统中,加热到材料的蒸发温度。
蒸发温度取决于材料的熔点和所要制备的薄膜的特性。
第二步是真空系统的准备,通常需要将真空室抽真空以减少残留气体的影响。
真空级别通常达到10^-3或更高,以确保在蒸发过程中气体分子对薄膜形成的影响最小化。
真空系统还应具备稳定的真空度和泄漏度,以确保蒸发过程的可重复性和稳定性。
接下来是薄膜沉积过程,通常有三种主要的薄膜沉积技术:蒸发沉积、溅射沉积和反应蒸发沉积。
在蒸发沉积中,蒸发源加热到蒸发温度时,蒸发的材料由于热蒸汽的运动而扩散到基材表面,形成均匀的薄膜。
溅射沉积是将高速离子束或电子束轰击材料表面,将材料溅射到基材表面上,形成薄膜。
反应蒸发沉积是通过在蒸发源和基材之间引入可反应的气体,使其与蒸发物质反应生成薄膜。
最后是工艺的监控和控制。
在薄膜沉积过程中,应对薄膜的厚度、成分和结构进行监控和控制。
常用的技术包括薄膜厚度测量、光学薄膜监控和电子束控制。
这些技术可以保证薄膜具有所需的光学、电学和机械性能。
真空镀膜工艺有许多优点。
首先,真空条件下薄膜的成分和结构可以得到精确控制,可实现针对不同应用的需求。
其次,真空镀膜过程不会产生污染和氧化,可以得到高质量的薄膜。
此外,真空镀膜具有高效、节能的特点,是一种相对环保的表面处理技术。
总而言之,真空镀膜是一种应用广泛的表面处理技术,可以用于制备具有各种功能的薄膜。
通过合理选择材料、优化工艺参数和精确的监控,可以获得具有高质量、可重复性和稳定性的薄膜,满足不同领域的需求。
塑胶真空镀膜工艺虽然塑料可以在很多场合代替金属,但显而易见缺乏金属的质感,为此,需要采用一定的方法,在塑料表面镀上一层金属(铝,锌,铜,银,金,铬等),一种方法是采用类似化学镀和电镀的方法,另一种方法是在塑料表面进行真空喷镀金属-----即在真空状态下,将金属融化后,以分子或原子形态沉积在塑料表面形成5-10um的金属膜。
真空喷镀金属需要与塑料表面底漆之间良好的配合,底漆的厚度通常为10-20um。
主要作用是防止塑料中水、有机溶剂、增塑剂等排出影响金属附着。
要涂层硬度高、底漆具有可以修复塑料缺陷,提供一个光滑、平整的平面以利于真空镀的性能,并与塑料底材和所镀金属附着牢固。
通常选用双组份常温固化的聚氨酯和环氧涂料,低温烘烤的氨基涂料以及热塑性丙烯酸酯涂料。
金属镀膜在空气中容易氧化变暗,同时还存在细微的针孔等缺陷,所以要再涂上一层5-10um的保护面漆。
对面漆的要求是:透明、优良的耐水性、耐磨性、耐候性、不操作金属镀膜,对金属镀膜附着牢固,通常可采用丙烯酸酯清漆、聚酯清漆、聚氨酯清漆等。
当底漆采用的是热塑性丙烯酸酯涂料时,为防止面漆溶剂通过镀膜缺陷溶蚀私底漆,可以选用弱溶剂、快干性的面漆,如丙烯酸改性醇酸清漆、聚乙烯醇缩丁权清漆、聚氨油等。
真空镀金属的工艺流程为:塑料表面处理(净化、活化)涂底漆干燥真空镀金属涂面漆干燥,其工艺流程做简要介绍:产品表面清洁去静电喷底漆烘烤底漆真空镀膜喷面漆烘烤面漆包装。
在全部的工艺流程中,有如下几点决定了工艺的成败。
(1)需要加工的零部件表面状态。
这包括产品是否存在缺陷,表面状态,表面污染物等。
(2)表面缺陷的存在会导致外观件最终的美观度。
相当于微小缺陷的存在,喷涂工艺可以掩盖。
但是在注塑或者冲压成型的过程中造成的批量瑕疵品必须在进货检验前剔除。
(3)表面状态,这涉及是否透明件,表面特殊粗糙度设计。
设计外观状态要求的,必须在工艺制定前考虑整体工艺路线,否则完成后难以得到预想的外观效果。
在塑料基板具轻、薄、耐冲击及可挠曲的优势下,取代玻璃基板应用于各种光学镀膜及导电膜制镀是未来发展之趋势。
但塑料基板上在镀膜上也遭遇到一些瓶颈待克服,如薄膜附着性、低温镀膜所造成膜质不佳等问题。
本文旨将针对在塑料基板上制镀各种薄膜之技术,包含光学级塑料基板选择、镀膜前处理及表面改质、各种镀膜制程及其应用的近况做一简单介绍。
More attentions are being given to pPlastic based devices have received i ncreasing attention because of owing to their potential properties such as lightweight, thin, flexible and high impact resistance on the applications of integrated circuits (IC) and flat panel displays. Nowadays the Current demands on the flexible devices are more robust, high-thermal enduring that could be suitable appropriate for various kind of vacuum coating processes. This paper will illustratearticle describes the applications of vacuum coating technology on a plastic substrate. ThatExactly how to select a moderately plastic substrate for the vacuum coating purpose, pre-treatment of plastic substrate and various of coating process are is also discussed in this paper.一、前言未来塑料基板取代玻璃基板成为次世代显示器材料是可期的。
深圳塑胶真空镀膜的工艺
深圳塑胶真空镀膜的工艺如下:
1.材料准备:准备需要镀膜的塑料制品,如PC、PP、PE等。
2.清洗处理:将塑料制品进行清洗,去除表面的污垢和油脂,保证表面干净。
3.干燥处理:清洗后的塑料制品进行干燥处理,以去除水分,保证表面干燥。
4.封边处理:在塑料制品上涂上一层胶带,保护塑料制品边缘和表面,同时提高粘附力。
5.放置位置:将塑料制品放置在真空镀膜设备中的夹具上,确保塑料制品表面整洁。
6.制备镀膜材料:在真空镀膜设备中,将需要制备的镀膜材料放入加热器中进行加热,以制备镀膜材料。
7.真空环境:将镀膜设备密封,并将其置于真空状态下,以去除所有空气。
8.镀膜处理:将制备好的镀膜材料通过电子束熔化,形成蒸汽,沉积在塑料制品表面形成镀膜。
9.完成处理:镀膜结束后,将塑料制品从夹具上取下,去除胶带,检查表面质量,确保镀膜质量。
最终,完成了深圳塑胶真空镀膜的工艺。
真空镀膜(PVD)工艺知识介绍简介真空镀膜(Physical Vapor Deposition,简称PVD)是一种常用于表面修饰和功能改善的工艺。
通过在真空环境中蒸发或溅射物质来形成薄膜,将薄膜沉积在基材上,以改变基材的性质和外观。
本文将介绍PVD工艺的原理、应用和优势。
PVD工艺原理在PVD工艺中,基材和目标材料被放置在真空环境中。
通过热蒸发或物理溅射的方式,目标材料从固态转化为气态。
这些气体分子会沉积在基材上,形成一层薄膜。
PVD工艺常用的方法有热蒸发和物理溅射。
热蒸发是将目标材料加热至其沸点以上,使其转化为气态,然后沉积在基材上。
而物理溅射则是通过向目标材料表面轰击高能粒子,将其击打下来沉积在基材上。
PVD工艺的应用PVD工艺在多个领域得到了广泛应用。
装饰性涂层PVD工艺可以制备具有不同颜色、质感和光泽度的涂层,用于装饰各种产品,如钟表、珠宝、手袋、饰品等。
常见的装饰性涂层有黄金色、玫瑰金色、银色和黑色等。
防腐蚀涂层PVD工艺可以形成陶瓷涂层、金属涂层或复合涂层,这些涂层具有良好的耐腐蚀性能,可保护基材免受化学腐蚀、氧化和磨损的影响。
这些涂层常用于汽车、航空航天、电子产品等领域。
功能性涂层PVD工艺还可以制备具有特殊功能的涂层,如光学涂层、导电涂层和磁性涂层。
光学涂层可用于改善光学性能,导电涂层可用于制作导电膜,磁性涂层可用于制造磁性材料。
PVD工艺的优势相比其他表面处理工艺,PVD工艺具有以下几个优势:高质量涂层PVD工艺可以制备高质量的涂层,具有高硬度、低摩擦系数、耐磨损和耐腐蚀等特性。
这些特性使得PVD涂层在各种应用中表现出色。
环保节能PVD工艺不需要使用有机溶剂和其他有害化学物质,对环境友好。
同时,PVD 涂层具有较高的附着力和耐用性,可延长基材的使用寿命,减少资源消耗。
精密控制PVD工艺可以实现对涂层厚度、成分和结构的精确控制。
通过调整工艺参数,可以得到所需的涂层特性,以满足不同应用的需求。
真空镀膜原理
真空镀膜技术是一种在真空条件下将金属或非金属材料蒸发或溅射到基材表面
形成一层薄膜的工艺。
这种技术被广泛应用于光学、电子、建筑等领域,具有很高的经济效益和社会效益。
首先,真空镀膜的原理是基于蒸发和溅射的物理过程。
在真空环境中,利用电
子束、阴极电弧、离子束等方法,将金属或非金属材料加热至一定温度,使其蒸发或溅射到基材表面,形成一层均匀的薄膜。
这种薄膜可以改变基材的光学、电学、机械等性能,从而提高其使用性能。
其次,真空镀膜的原理还涉及到薄膜的成核和生长过程。
在蒸发或溅射过程中,蒸发物质会在基材表面成核形成微小晶粒,随着时间的推移,这些微小晶粒会逐渐生长并形成致密的薄膜。
因此,控制薄膜的成核和生长过程对于薄膜的性能具有重要影响。
此外,真空镀膜的原理还包括了薄膜的结构和成分控制。
通过调节蒸发或溅射
的工艺参数,可以控制薄膜的结构和成分,从而实现对薄膜性能的调控。
例如,可以通过改变蒸发速率、基材温度、薄膜厚度等参数,来调节薄膜的晶体结构、成分含量、应力状态等性能。
最后,真空镀膜的原理还需要考虑薄膜与基材的结合问题。
在真空镀膜过程中,薄膜与基材之间会存在一定的结合问题,这涉及到界面的结合机制和界面的稳定性。
因此,在真空镀膜过程中,需要考虑如何提高薄膜与基材的结合强度,以确保薄膜的使用寿命和稳定性。
总的来说,真空镀膜的原理涉及到蒸发和溅射的物理过程、薄膜的成核和生长
过程、薄膜的结构和成分控制,以及薄膜与基材的结合问题。
通过对这些原理的深入理解和掌握,可以更好地应用真空镀膜技术,实现对材料性能的调控和提升。
在塑料基板具轻、薄、耐冲击及可挠曲的优势下,取代玻璃基板应用于各种光学镀膜及导电膜制镀是未来发展之趋势。
但塑料基板上在镀膜上也遭遇到一些瓶颈待克服,如薄膜附着性、低温镀膜所造成膜质不佳等问题。
本文旨将针对在塑料基板上制镀各种薄膜之技术,包含光学级塑料基板选择、镀膜前处理及表面改质、各种镀膜制程及其应用的近况做一简单介绍。
More attentions are being given to pPlastic based devices have received i ncreasing attention because of owing to their potential properties such as lightweight, thin, flexible and high impact resistance on the applications of integrated circuits (IC) and flat panel displays. Nowadays the Current demands on the flexible devices are more robust, high-thermal enduring that could be suitable appropriate for various kind of vacuum coating processes. This paper will illustratearticle describes the applications of vacuum coating technology on a plastic substrate. ThatExactly how to select a moderately plastic substrate for the vacuum coating purpose, pre-treatment of plastic substrate and various of coating process are is also discussed in this paper.一、前言未来塑料基板取代玻璃基板成为次世代显示器材料是可期的。
因为塑料基板拥有较玻璃基板之轻、薄、耐冲击、可卷曲等优势,可应用于许多可携式及穿戴式显示装置,以提高使用寿命并增加使用范围。
目前塑料基板镀膜在光电产业的应用有:(一) 透明导电薄膜 (Transparent Con-ductive Film):利用塑料基材的特性,镀上透明导电膜作为电极,应用于触控式面板屏幕、液晶显示面板 (LCD panel)、有机发光二极管 (OLED)、电子书(e-book) 等,可增加产品的竞争力。
除了更轻更薄外,可挠曲的基板优点更是未来被光电产业应用所吸引的主因。
(二) 抗反射防静电薄膜 (Anti-reflection/ Anti-static):抗反射膜能增加对比、降低反射并增加穿透率,同时经由膜层的设计,尚能有抗静电、耐污、防紫外线照射破坏的功能。
以往将抗反射膜镀于玻璃上的需求已明显降低,取而代之的是在镀于塑料基材如偏光板、lightguide等,以增加产品的功能性。
(三) 表面硬化膜 (hard coating):Hard Coating也是塑料基板镀膜的应用之一,对于表面硬度不足的塑料基材而言,镀上hard coating,如类钻石膜 (Diamond Like Carbon)等,能大幅增加塑料基材表面的硬度,增加产品的使用寿命。
产品的应用如:触控面板、偏光板、各式塑料型显示器等。
(四) 光储存:如CD-R、DVD-R等在polycarbonate (PC) 基板上制镀反射层。
(五) 其它:其它塑料基板镀膜之产品应用方面尚有如,在PI (Polyimide) 膜上镀上Cu薄膜以作为制镀铜箔的导电电极,此为FPC (Flexible Print Circuit) 的制程之基板材料。
另外如switching glazing (图一)、optical filter以及降低水氧气渗透所制镀的阻绝层等,均是能利用塑料基板以镀膜方式增加其功能性所发展出来的用途。
二、光电产业所需之塑料基板特性基板在整个光电产业应用中所占的成本比例虽不高,但却影响整体产品性能甚巨。
因此,选择与产品匹配度最高的塑料基板是各厂家要跨进塑料基板镀膜首要面临的课题,基本上塑料基材的选择其中有几个大方向是不变的,光电、显示器产业应用需考量较高的穿透率、其它如坚固不易碎的物理性质、基材尺寸较不易受外力影响而改变、较平坦的表面、较低的水氧气透过率等等,当然价格也是主要考量的因素。
(表一)是目前常用的塑料基材材料特性表。
其中O-PET目前常应用于触控式屏幕中透明导电膜ITO film、EL (Emitting Light) 以及可挠曲式面板的应用。
PC则常应用于光储存媒介产品,以上两种皆是价格较低廉的塑料基材适合用于大量且价格低廉的产品。
PES由于有着较高的Tg值,能用于较高温的制程,目前Sharp公司已于1999年开发出以PES为基材之plastic LCD面板,其重量与玻璃基板比较下,约减少了24%。
ARTON与COC均有较高的穿透率 (>92%) 及较高的耐热温度 (Tg可高于170℃以上),是蛮适合发展的材料,惟其价格昂贵,目前仅见于高单价的产品如光通讯和光储存用件、lightguide 等。
在台湾厂商以价格取向的竞争策略下,唯有待其经济规模开出使价格降低,方能符合其它产品的生产效益。
另外新日铁 (Nippon Steel Chemical) 开发出以Acrylic及Epoxy为base的塑料基板,其Tg值可达400℃,但价格仍是一道高门坎。
三、塑料基材镀膜之前处理与表面改质塑料基材在大气下较玻璃基板易吸附水气,因此在镀膜过程中会因真空环境及受热的关系而有释气(outgas) 的现象。
释气会造成镀膜时成膜气氛的不稳定,使得镀膜制程参数不易控制。
为了将释气的影响减至最低,在镀膜前要先将塑料基材内所含的气体大部分释放出来,(图二)为卷式塑料基材释气设备。
其利用温度与湿度的控制,将基材所吸附的气体释放出来,且有安定塑料基材尺寸的功能,使基材再经过往后镀膜制程或其它加热程序时尺寸不易产生变化。
塑料基材表面改质的目的在于清洁基材表面、增加基材尺寸的安定性、强化镀膜时基材与薄膜之间的附着性、增加基材表面的硬度、或是形成一降低水氧气渗透的阻绝层等。
常见的处理方式有紫外光臭氧处理 (UV-Ozone treatment)、电浆法 (plasma treatment)、电晕法 (corona discharge)、离子束轰击(Ion Beam Bombardment)等。
紫外光臭氧处理其主要功能除了清洁基材表面的污染物质外,尚能利用于OLED制程中提升ITO透明导电膜表面之功函数,对于组件的发光效率及亮度有显著的影响。
业界目前尚有发展出Excimer UV光照射法 (图三),其优点为所发出之紫外光的波长范围窄,属于单一短波长型态(monochromatic) 可于大气下进行连续性处理,不产生高温且处理效果佳,设备简单,其缺点是Excimer UV光灯管寿命有限 (约900~1,500小时),需考虑汰换成本。
Plasma Treatment其优点为可连续性大面积处理且效果佳,利用通入气体的不同可做不同的表面处理,缺点是须于真空下进行,且设备成本昂贵,且须考虑到与现有镀膜设备之兼容性。
Corona Discharge优点为方法简单,亦可于大气下进行处理,成本较低,但处理效果不佳,仅对一些特殊塑料基材如FPC有明显的清洁效果,且制程参数控制不易,易对原基材本身造成伤害。
四、镀膜制程介绍塑料镀膜设备依机械工作设计原理可分为批量式 (Batch Type) (图四)、连续式 (In-line Piece by Piece Type) (图五)、卷取式 (Roll to Roll Type) (图六)。
传统Batch type及piece-by-piece type 之镀膜制程以广为文献所介绍,本文现仅就Roll to Roll Coater做一简介如后。
自从1930年第一台商业用Roll to Roll Coater被开发以来,各家厂商投入人力、物力相继开发出各式各样机型及用途的Roller Coater,Roller Coater相较于其它镀膜机台的优点在于可用于可挠曲式基材的镀膜,并可利用较少的人力达成大量的生产,并由于所需所占厂房面积较小,故在生产成本与土地成本上均较其它镀膜设备占优势。
其缺点为outgas不易控制需经由前处理来使outgas情形减低,不易控制镀膜时施于塑料基材的拉力使其形变减少,镀膜室与镀膜室之间由于不是完全密闭的,故如何将镀膜室之间气氛干扰的情形降至最低也是Roller Coater设计的重点之一。
Roller Coater的cathode选择可以从planner cathode到rotary cathode皆含括在内,其弹性是可见的。
Rotary cathode的特色在于靶材利用率较planner cathode高靶材被离子轰击时所产生之温度较低,故可提高溅镀功率,以加速镀膜速率,并可使用较高的功率来溅镀较硬的靶材,但cathode与magnetron的设计不当可能导致丧失了上述优点。
目前常见的Roller Coater产品有ITO film、Hard Coating film、水氧气阻绝层、Anti-Reflection film 等等,兹就以上几种产品做简单介绍。
(一) ITO film:2002年全球ITO film产量达到5百万米平方,其中日本占60%,北美占了15%。
应用方面以触控式面板使用最多占了45%,另35%做为其它产品的电极,15%做为抗静电的防护膜。
ITO film通常使用75μm~200μm的PET做为基材,根据不同的用途而镀上不同阻值的ITO,(表二)为不同阻值的ITO film在各应用产品领域的分布。
ITO film根据用途有不同的基材选择,在Triacetate Cellulose (TAC) 上镀ITO可做为显示器用之抗静电膜,在PC或是PES上镀ITO可做为塑料型液晶显示器用之电极等等。
对于大部分的塑料基板而言,制程的温度必须低于180℃,甚至100℃以下,而ITO透明导电膜为了满足低温或室温下成膜又不影响其特性的要求下,不管是在镀膜制程技术或是材料特性均有改善的空间。
未来可期的领域为ITO在OLED的应用,此种ITO透明导电膜不仅要求阻值的均匀性,为了防止ITO膜尖端放电效应而造成组件的短路及漏电,应用于OLED之ITO透明导电膜更要求其表面粗糙度至少应小于2nm。