RTEP真空镀膜设备为PVD 物理气相沉积的一种镀膜方式, 即 电阻式蒸镀设备. 主要基于电阻加热蒸发原理, 在真空环境下,电流通过具有较高电阻的蒸发源(如钨丝、钼舟等),根据焦耳定律(Q = I²Rt),蒸发源产生热量。当热量传递到放置在蒸发源上的待蒸发材料(如金属、化合物等)时,材料温度升高达到沸点后开始蒸发,蒸发后的气态原子或分子以直线方式在真空室内运动,遇到温度较低的被镀工件表面后,会在其表面凝结并沉积形成薄膜。
设备特点
1. 设备简单且成本较低:
相比于其他 PVD 设备(如磁控溅射设备),电阻式蒸镀设备的结构相对简单,主要由真空系统、蒸发系统和工件装载系统等基本部分组成,没有复杂的磁场或等离子体发生装置,因此设备的制造成本和维护成本较低。 并且蒸发源(如钨丝、钼舟)的成本也不高,所以整体设备的价格较为亲民。在材料消耗方面,对于一些容易蒸发的材料,损耗相对较小,进一步降低了成本。
2. 沉积速率快:在适当的加热功率下,蒸发材料可以迅速达到蒸发温度并大量蒸发,能够实现较快的沉积速率。这对于需要快速制备厚膜或者大规模生产的情况非常有利。
3. 材料适用性较广
3.1 金属材料:如铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)等。这些金属薄膜具有良好的导电性、反射性和装饰性。例如,在电子工业中,蒸镀铝薄膜用于制作电容器电极;在光学领域,蒸镀金或银薄膜用于制造反射镜。
3.2 合金材料:包括镍铬合金(Ni - Cr)、钛铝合金(Ti - Al)等。合金薄膜可以结合不同金属的特性,如镍铬合金薄膜具有良好的耐高温和抗氧化性能,常用于加热元件表面的镀膜。
3.3化合物材料:像氟化镁(MgF?)、氧化硅(SiO?)、氮化硅(Si?N?)等。氟化镁薄膜是一种常用的光学增透膜材料,在光学镜片表面蒸镀氟化镁薄膜可以减少镜片表面的反射,提高镜片的透光率。氧化硅和氮化硅薄膜在半导体制造和光学器件制造中也有广泛的应用,如作为绝缘层或保护膜。
4. 设备简单易操作:相比于其他镀膜技术(如磁控溅射),电阻式蒸发镀膜设备的结构相对简单,主要由真空系统、蒸发系统和工件装载系统等基本部分组成,没有复杂的磁场或等离子体发生装置。操作也相对容易,对于操作人员的技术要求不是特别高。
5. 膜层质量问题:可能会出现膜层不均匀的情况,尤其是对于形状复杂的工件。这是因为在蒸发过程中,蒸发材料是以直线方式运动的,如果工件有凹陷、孔洞等复杂结构,可能会导致这些部位镀膜不均匀。改进方向包括优化工件夹具和旋转装置,设计更合理的真空室内部结构,引导蒸发材料更好地覆盖工件的各个部分。
6. 材料限制:对于高熔点材料,需要较高的加热功率,这可能会对设备造成损害,并且在蒸发过程中可能会出现材料分解等问题。可以通过研发新型蒸发源,如采用电子束蒸发源辅助电阻蒸发,或者寻找更合适的材料替代高熔点材料来解决。
对真空环境要求高:如果真空度不够,蒸发出来的材料原子或分子会与空气分子发生碰撞,导致膜层质量下降,如出现膜层疏松、附着力差等问题。因此,需要保证真空泵的良好性能,定期维护和检测真空系统,确保真空度符合要求。
1. 包装领域
食品包装:在塑料薄膜(如CPP, BOPP、PET 等)上镀铝,可以有效阻隔氧气、水蒸气和光线,延长食品的保质期。例如,镀铝的塑料薄膜可用于包装薯片、饼干等休闲食品,保持食品的新鲜度和口感。
药品包装:对湿度和氧气敏感的药品,如一些胶囊、片剂等,使用镀铝塑料包装可提供良好保护,同时镀铝层还能起到一定防伪作用 。
日用品包装:化妆品、洗发水、沐浴露等日用品的外包装常采用镀铝塑料,增加产品的金属光泽和质感,提升外观档次,吸引消费者目光 。
2. 装饰领域
塑料制品装饰:塑料玩具、塑料家具、汽车内饰塑料件等通过镀铝处理,可获得金属光泽和质感,如汽车仪表盘的塑料装饰条镀铝后,更显高档 。
节日装饰品:塑料圣诞球、彩带、灯笼等镀铝后,具有闪亮的金属效果,广泛应用于节日庆祝活动中的装饰 。
金银丝:利用聚酯薄膜镀铝后加工而成的金银丝,是纺织品常用的装饰材料,用于服装、窗帘、家纺等产品,增加华丽感 。
3. 电子行业
电子产品外壳:部分塑料材质的电脑机箱外壳、手机外壳、平板电脑外壳等镀铝后,不仅美观,还能起到电磁屏蔽作用,减少内部电子元件产生的电磁干扰
电容器:在电力工业中,由塑料真空镀金属薄膜卷绕成的薄膜式电容器是重要元器件,经过真空镀膜处理的聚酯、双轴向拉伸聚丙烯等塑料薄膜可作为电容器的电极 。
4. 建筑领域
玻璃幕墙:在玻璃幕墙上应用真空镀铝膜,可增加玻璃的反射率和隔热性能,提高建筑的节能效果,降低室内空调能耗 。
建筑材料与门窗:塑料门窗、保温板等建筑材料表面镀铝,可增强美观度和耐腐蚀性能,延长使用寿命 。
5. 汽车行业
汽车灯具:汽车前灯、雾灯、尾灯和其他装饰灯的反射镜、反射视圈、装饰视圈和灯体等部件,常采用塑料镀铝工艺,以满足照明和美观需求.
应用领域--按照工件材料分, 哪些塑料材质适合PVD电阻式蒸发镀膜?
聚碳酸酯(PC)
特性:聚碳酸酯具有优异的机械性能,如高抗冲击性、良好的韧性和硬度,能够承受镀膜过程中的一定温度变化和机械操作。它的透明度高,可使镀铝后的材料在保持良好光学性能的同时展现金属光泽,常用于制造光学镜片、光盘等产品。
镀膜优势:其表面相对光滑,有利于铝原子的均匀沉积,并且能够与铝膜形成较好的附着力。在进行电阻式蒸发镀膜时,PC 材料的热稳定性可以保证在适当的蒸发温度下不会发生严重变形,能够有效保证镀膜质量,如在电脑机箱透明侧板、汽车大灯灯罩等产品中应用镀铝 PC 材料,可以起到装饰和反射光线的作用。
聚酯(PET)
特性:PET 是一种坚韧的热塑性聚酯,具有良好的拉伸强度、耐化学性和尺寸稳定性。它是一种常见的包装材料,如饮料瓶、食品包装等,也用于制造薄膜、纤维和注塑产品。
镀膜优势:PET 材料的表面能适中,通过适当的预处理(如电晕处理或等离子体处理)后,能够很好地与铝膜结合。在电阻式蒸发镀膜过程中,PET 的低吸湿性有助于保持镀膜环境的稳定性,而且其良好的柔韧性使得镀铝后的材料可以用于各种需要弯曲或折叠的应用场景,如镀铝 PET 薄膜用于食品包装、标签等,既可以提供阻隔性能又能增加美观度。
聚苯乙烯(PS)
特性:聚苯乙烯有良好的光学性能,如高透明度和光泽度,同时具有质轻、易加工成型的特点。它包括普通聚苯乙烯(GPPS)和高抗冲聚苯乙烯(HIPS),GPPS 透明度极高,常用于制造透明包装、文具等;HIPS 则具有更好的抗冲击性能,用于需要一定韧性的产品。
镀膜优势:PS 材料的表面相对容易被激活,在镀膜前进行简单的化学或物理预处理后,铝膜能够牢固地附着在其表面。在电阻式蒸发镀膜时,其较低的软化点需要注意控制蒸发温度和时间,但只要操作得当,能够获得高质量的镀铝层,可用于制造玩具、装饰品等具有装饰性外观的产品,如镀铝的聚苯乙烯玩具具有类似金属的外观,很受欢迎。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
特性:PBT 是一种热塑性聚酯,具有高熔点、良好的热稳定性和机械性能,特别是耐疲劳性和耐磨性较好。它常用于制造电子电器零件、汽车零部件等要求较高强度和稳定性的产品。
镀膜优势:在 PVD 电阻式蒸发镀膜中,PBT 的高熔点使其能够承受蒸发源的高温,不会轻易变形。其表面的化学结构也有利于与铝原子形成化学键合,从而保证镀铝层的附着力。例如在电子设备的外壳或汽车内饰件中应用镀铝 PBT 材料,可以同时实现美观和功能的提升,如电磁屏蔽、耐磨等功能。
丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(ABS)特性:ABS 具有良好的综合性能,包括高抗冲击性、良好的韧性、硬度和可加工性。它是一种常用的工程塑料,用于制造汽车零部件、电子设备外壳、玩具等多种产品。
镀膜优势:ABS 材料的表面可以通过多种方式进行预处理,以增强与铝膜的附着力。在电阻式蒸发镀膜过程中,其良好的热稳定性允许在一定温度范围内进行镀膜操作,并且其机械性能可以保证镀铝后的材料在后续加工和使用过程中不会轻易损坏,如在汽车内饰装饰条、电器外壳等产品中应用镀铝 ABS 材料,能够提高产品的外观品质和耐磨性。
此外如 PMMA, PVC 以及化合物(ABS+PC)等均适合PVD蒸镀铝的工艺制程.
上海永容光电科技有限公司设计与制造 性能稳定的工业用生产型的高真空PVD电阻式蒸镀设备.
PVD真空金属化过程(以单体机, 双开门电阻式蒸镀设备为例说明)
1. 将工件装载到治具上,,然后将其固定在设备转架上。
2. 关闭室内门(第1号门),然后使用HMI程序开始自动过程
3. 操作员为另一扇门卸下/加载工件(第2号门)
4. 自动工艺运行结束, 放气到标准大气压,并打开1号门;关闭2号门,重复周期。
整个镀膜周期可控制在 10~15分钟之内。
优势
高生产率,
节省运营时间,
生产成本低
PVD 蒸发镀铝具有以下优势:
1. 工艺与成本方面
设备相对简单:与其他一些镀膜技术相比,PVD 蒸发镀铝的设备相对简单,操作和维护成本较低。通常由真空室、蒸发源、加热装置、冷却系统等基本部件组成,不需要复杂的等离子体发生装置或化学反应系统,降低了设备投资和运行成本,也便于技术人员进行操作和管理。
成膜速度快:在高真空环境下,铝材料可以快速蒸发并在塑料基材表面沉积形成薄膜,生产效率较高。例如在大规模生产塑料薄膜镀铝产品时,如食品包装镀铝膜、装饰用镀铝塑料片材等,能够快速完成镀膜过程,提高生产效率,满足大规模工业化生产的需求。
材料利用率高:蒸发镀铝过程中,铝材料的蒸发和沉积效率较高,能够充分利用蒸发的铝原子,减少材料的浪费,降低生产成本。而且铝是一种相对廉价且广泛可得的金属材料,进一步降低了镀铝产品的成本,使其在许多领域具有较高的性价比。
2. 薄膜性能方面
良好的金属光泽和装饰性:镀铝层具有金属铝的典型光泽,可赋予塑料基材优异的金属外观,如高反射率和光泽度,使塑料制品具有类似金属的质感和视觉效果,常用于装饰、包装、电子等领域,如镀铝的塑料玩具、化妆品包装、电子产品外壳等,能显著提升产品的美观度和吸引力。
优异的阻隔性能:铝层能够有效地阻隔氧气、水蒸气、紫外线等,显著提高塑料的阻隔性能,延长被包装产品的保质期和使用寿命。在食品、药品、电子产品等对包装阻隔性要求较高的领域应用广泛,如食品包装中的镀铝膜可以防止食品氧化、受潮和变质,药品包装中的镀铝泡罩可以保护药品免受湿气、光线和氧气的影响。
良好的导电性和电磁屏蔽性:铝具有良好的导电性,镀铝层可以使塑料具备一定的导电性能,在电子设备中可用于静电消除、电磁屏蔽等方面。例如在电子仪器的外壳、电缆的屏蔽层等应用中,镀铝塑料能够有效地防止电磁干扰,保护内部电子元件的正常工作。
3. 环保与安全方面
清洁无污染:PVD 蒸发镀铝是一种物理气相沉积过程,不涉及化学反应,不需要使用化学溶液或产生大量的有害化学物质,在镀膜过程中不会产生废水、废气和废渣等污染物,对环境友好,符合现代绿色制造的要求。
工作环境安全:由于整个镀膜过程在真空环境中进行,减少了操作人员与有害物质的接触机会,降低了对人体健康的危害。同时,避免了因化学物质泄漏、燃烧、爆炸等可能带来的安全风险,提高了生产过程的安全性。
4. 对基材的适应性方面
广泛的材料适应性:可以在多种塑料材质上进行镀铝,如聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(ABS)等,几乎涵盖了常见的塑料类型,能够满足不同应用场景对材料性能和成本的要求。
对基材性能影响小:在适当的工艺条件下,蒸发镀铝过程不会对塑料基材的原有性能产生显著的负面影响,如机械性能、透明度、柔韧性等。例如对于一些需要保持柔韧性的塑料薄膜或需要高透明度的光学塑料,在镀铝后仍能基本保留其原有的性能特点,拓宽了塑料材料的应用范围。
上海永容光电科技有限公司有标准的 小、中、大尺寸型号供您选择,请在我们技术人员的协助挑选最适合您的设备型号以及配置.
1. 腔室为圆柱形和立方体形状。
2. 立式和卧式两种镀膜腔体设备可供选择
3. 行星旋转转架结构确保涂层的高均匀性
4. 制造材料为不锈钢SS304,电子元器件以及真空硬件均为行业内高标准,以保证永容科技生产的设备的稳定性和高可靠性。
主要单元
钨丝蒸发源 观察窗 工件转架
坩埚蒸发源 Polycold HMI 程序界面