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NCVM 即 Non - Conductive Vacuum Metallization,意思是不导电真空金属化。 这是一种在真空环境下进行的表面处理技术。它通过物理气相沉积(PVD)的方式,如蒸发镀膜或溅射镀膜,在物体表面形成金属薄膜。但与传统真空金属化不同的是,NCVM 技术在镀膜过程中会加入绝缘层,使得最终形成的镀膜具有不导电的特性。 这种绝缘层可以通过多种方式添加,例如在金属层与被镀物体之间或者在多层金属膜之间加入由无机材料(如二氧化硅、氮化硅等)或有机材料(如某些特殊的聚合物)构成的绝缘层。 在实际应用中,NCVM 技术可以让塑料制品等原本不具有金属外观和质感的材料,在获得金属光泽和质感的同时,又能避免导电问题。例如在电子产品中,既可以实现产品外壳类似金属的美观效果,又不会对内部电子元件产生电磁干扰,广泛应用于手机、平板电脑、汽车内饰、家电等众多领域。

背景


上海永容光电科技有限公司自2006年成立以来, 为国内外 消费电子产品领域, 汽车领域等提供了超过200台NCVM设备. 

NCVM(Non - Conductive Vacuum Metallization)即不导电真空金属化,是一种特殊的真空镀膜技术。

真空镀膜原理

与普通真空金属化类似,NCVM 也是在真空环境下进行。首先,利用真空泵将镀膜腔室抽至高真空状态,一般真空度能达到 10?3 - 10??Pa。在这种低气压环境中,气体分子极为稀少,减少了对镀膜过程的干扰。

然后通过物理气相沉积(PVD)的方式来实现金属沉积。物理气相沉积主要包括蒸发镀膜和溅射镀膜两种方式。

在蒸发镀膜中,将金属材料(如 铟锡, 铝、铬等)放在加热源(如电阻加热丝或电子束蒸发源)上,当加热到金属的蒸发温度时,金属原子会从固态转变为气态并逸出。这些金属蒸汽原子在真空环境中直线运动,当遇到被镀物体表面时,就会沉积在上面形成金属薄膜。

溅射镀膜则是利用离子源产生的高能离子轰击金属靶材,使靶材表面的原子被溅射出来,这些被溅射出来的原子同样会在真空环境中沉积到被镀物体表面。

 

NCVM 特殊之处 - 绝缘性实现

NCVM 在金属薄膜沉积过程中,会在金属层与被镀物体之间或者在多层金属膜之间加入绝缘层。这个绝缘层通常是由无机材料(如二氧化硅、氮化硅等)或有机材料(如某些特殊的聚合物)构成。

例如,在利用磁控溅射法进行 NCVM 镀膜时,可以先溅射一层绝缘材料作为底层,然后再溅射金属层,最后再覆盖一层绝缘材料。这样形成的多层结构,使得最终的镀膜具有不导电的特性。

应用

NCVM 真空金属化镀膜设备的应用领域十分广泛,以下是一些主要的领域:

1. 消费电子领域

手机及平板电脑:手机和平板电脑的外壳常采用 NCVM 技术,既能呈现出金属质感,又能避免对内部电子元件产生电磁干扰,还可实现丰富的色彩效果和独特的外观设计,如渐变色、磨砂质感等,满足消费者对于产品美观和个性化的需求。

笔记本电脑:笔记本电脑的外壳、键盘、触摸板等部件也会使用 NCVM 镀膜,提升产品的整体质感和耐用性,同时防止因静电积累而导致的电子元件损坏。

耳机及可穿戴设备:耳机的外壳、耳塞部分,以及智能手表、智能手环等可穿戴设备的表身和表带等,运用 NCVM 镀膜可以在保证设备正常运行的前提下,增加金属光泽和时尚感,提升产品的品质和吸引力。

2. 汽车领域

内饰件:汽车的仪表盘、方向盘、门把手、换挡杆、内饰按键等部件,采用 NCVM 镀膜后可获得金属质感,提升内饰的豪华感和品质感,且不影响汽车电子设备的正常运行,还能避免因静电产生的吸附灰尘等问题。

外饰件:汽车的车标、后视镜外壳、车身装饰条等部位也会应用 NCVM 技术,在提升外观美观度的同时,增强部件的耐腐蚀性和耐磨性,使其在恶劣的户外环境下仍能保持良好的性能和外观。

3. 家电领域

冰箱、空调、洗衣机等外壳:这些家电产品的外壳使用 NCVM 镀膜后,不仅可以增加美观度和金属质感,还能提高外壳的硬度和耐磨性,防止日常使用中的刮擦和磨损,同时满足安全绝缘的要求,避免因意外漏电而引发安全事故。

小家电:如吹风机、卷发棒、电动剃须刀等小家电的外壳,通过 NCVM 镀膜可以提升产品的外观品质和耐用性,使其更具市场竞争力。

4. 光学领域

光学镜片及镜头:在眼镜镜片、相机镜头、望远镜镜头等光学镜片和镜头的表面,NCVM 镀膜可用于制造增透膜、反射膜、滤光片等光学薄膜,通过精确控制镀膜的厚度和材料,可以实现对特定波长光线的反射、透过或吸收,提高光学元件的光学性能和成像质量。

光学仪器:如显微镜、投影仪、激光设备等光学仪器中的反射镜、分光镜、窗口等部件,采用 NCVM 镀膜可以提高其反射率、透过率和稳定性,从而保证仪器的正常运行和性能发挥。

5. 塑料及塑料制品:NCVM 工艺可应用于各种塑料材料,如 PC、PC+ABS、ABS、PMMA、nylon、工程塑料等,适用于所有需要表面处理的塑料类产品,可使其具有金属质感、不导电、透光或半透光等特性,拓展了塑料产品的应用范围和市场需求。


以下是一些会影响 NCVM 真空金属化镀膜设备镀膜效果的因素:

1. 设备参数与工艺方面

真空度:高真空度可使镀膜材料更纯净地蒸发或溅射,减少杂质混入薄膜,提高膜层质量。若真空度不足,残余气体会与镀膜材料粒子碰撞,降低其入射到基片的动能,影响膜的附着力和纯度。

蒸发速率或溅射功率:蒸发速率或溅射功率过大,可能使膜层内应力增加,导致膜层破裂、缺陷增大;而速率过小,涂层结构松散,易产生大颗粒沉积。不同的镀膜材料和产品要求需要合适的蒸发速率或溅射功率。

沉积时间:时间过短,膜层厚度不够,无法达到预期性能;时间过长,可能导致膜层过厚,内应力增加,影响膜层质量和附着力,还可能使生产效率降低。

镀膜温度:适宜的基片温度有助于排除吸附在基片表面的残余气体分子,促进物理吸附向化学吸附转变,增加粒子间结合力,但温度过高可能导致蒸发涂层再蒸发。

气体流量与气压:在溅射镀膜中,工作气体的流量和气压对薄膜的结晶质量、表面粗糙度和致密度等有影响。气压过高,溅射原子在到达衬底前碰撞次数增多,能量损失大,结晶质量变差、表面粗糙度增加、致密度降低;气压过低,气体电离困难,难以形成连续薄膜。

2. 镀膜材料方面

材料纯度:纯度高的镀膜材料可确保膜层性能稳定和可靠,杂质过多会使膜层出现缺陷、色泽不均、导电性和耐腐蚀性下降等问题。

材料种类:不同金属或化合物材料具有不同的物理和化学性质,如硬度、耐磨性、耐腐蚀性、导电性等,会直接影响镀膜后的产品性能和外观效果。

材料的兼容性:镀膜材料与基材的兼容性至关重要,两者的热膨胀系数、化学活性等差异过大,可能导致膜层附着力差、在使用过程中膜层脱落或开裂。

3. 基材方面

表面清洁度:基材表面的污垢、油脂、灰尘、氧化物等杂质会阻碍镀膜材料与基材的紧密结合,导致膜层附着力降低,出现起皮、脱落等现象,还可能使膜层表面不平整、有颗粒感。

表面粗糙度:过于粗糙的表面会使膜层厚度不均匀,影响外观和性能;过于光滑的表面可能导致附着力不足,适当的表面粗糙度有助于提高膜层与基材的结合力。

材料特性:不同的基材材料对镀膜的适应性不同,如塑料、玻璃、金属等基材的热稳定性、化学稳定性、导电性等特性会影响镀膜工艺和效果,需根据基材特性选择合适的镀膜工艺和材料。

4. 设备稳定性与均匀性方面

设备稳定性:设备的稳定性包括电源、真空泵、加热系统、冷却系统等各部分的稳定运行。任何部件出现故障或波动都可能导致镀膜参数变化,影响镀膜效果的一致性和重复性。

磁场均匀性:在磁控溅射镀膜中,磁场均匀性直接影响氩离子对靶材的轰击均匀性,进而影响膜层的均匀性。磁场不均匀会导致膜厚不一致,出现色差、性能不均等问题。

气体分布均匀性:工作气体在镀膜室内的分布均匀性也对镀膜均匀性有重要影响,不均匀的气体分布会使溅射原子或蒸发分子的沉积速率不同,导致膜层厚度和性能不均匀。

5. 环境因素方面

温度:镀膜车间的环境温度过高或过低可能影响设备的运行稳定性、镀膜材料的蒸发或溅射效率以及膜层的干燥和固化速度,进而影响镀膜效果。

湿度:湿度过高会使基材表面容易吸附水分,影响镀膜材料的附着,还可能导致镀膜过程中出现水雾、氧化等问题,降低膜层质量。

洁净度:如果车间环境中有较多灰尘、颗粒等污染物,容易在镀膜过程中混入膜层,导致膜层表面出现瑕疵、颗粒感增强等问题,影响外观和性能。

技术优势

NCVM 真空金属化具有以下优势:

1. 性能方面

不导电且不影响无线通讯:采用特殊的镀膜技术和材料,使产品具有不导电的特性,可满足一些特殊产品对绝缘的需求,如在手机、蓝牙耳机等有讯号收发的 3C 产品中,不会对产品的射频性能以及静电放电性能产生影响,确保无线通讯的正常进行,使无线产品达到更好的收讯效果,无杂音。

良好的耐磨性和耐腐蚀性:所形成的金属薄膜具有较高的硬度和致密性,能有效抵抗外界的摩擦、划伤和腐蚀,提高产品的使用寿命,使产品在长期使用过程中仍能保持良好的外观和性能。

良好的物理和耐候性:从真空镀膜本身角度,能同时保证正常的物理和耐候测试,如附着力、耐磨耗、耐醇、耐人工汗液和高温高湿储存等,可适应不同的使用环境和条件。

2. 外观方面

呈现金属质感:结合了传统真空镀膜技术的特性,采用新的镀膜技术和材料,做出普通真空电镀的不同颜色的金属外观效果,起到美化工件表面的功用,可使塑料等非金属材料呈现出与金属相似的光泽度、质感等,提升产品的美观度和档次。

丰富的色彩选择:可通过在金属薄膜表面添加不同的颜料或采用多层镀膜技术,实现各种丰富的色彩效果,满足多样化的设计需求,使产品具有独特的外观和个性化的特点。

半透光性控制:在使塑料具有金属质感的同时可实现半透光性控制,即体现金属质感的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。

3. 工艺及环保方面

适用于多种材料:可应用于各种塑料材料,如 PC、PC+ABS、ABS、PMMA、nylon、工程塑料等,适用于所有需要表面处理的塑料类产品,拓展了其应用范围。

环保性能优越:相较于传统的电镀工艺,NCVM 在生产过程中无需使用大量的化学镀液,减少了对环境的污染,是一种相对环保的表面处理技术,符合现代绿色制造的发展趋势。

4. 成本及效率方面

节省天线模块检测成本: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成本。

可实现自动化生产:NCVM 真空金属化镀膜设备通常具有较高的自动化程度,可实现连续化、批量化生产,提高生产效率,降低人工成本。同时,设备的稳定性和可靠性较高,可减少生产过程中的故障和停机时间,进一步提高生产效率。



技术规范

替代传统水电镀镀铬工艺;

与传统喷涂方法相比生产成本大大降低, 产品合格率高;

涂装过程简单,操作方便。

设备的双开门设计可使生产效率提高一倍。

双组真空抽气系统,镀膜周期快:少于 12 分钟。

 

技术规格

型号: RT1600-NCVM

技术: PVD电阻式热蒸发镀膜,  PVD磁控溅射镀膜技术

材料: 不锈钢 (S304)

腔体尺寸: φ1600*1600mm (H)

腔体类型:  立式, 圆腔、双门

蒸发系统: NCVM 涂层专用设计
溅射系统: DC非平衡磁控溅射

沉积材料: 锡、铟 (Sn、In) 铝等

沉积源: 钨丝, 磁控溅射阴极等

控制: PLC(可编程逻辑控制器)+ 触摸屏

泵系统: 旋片真空泵, 罗茨真空泵, 油扩散泵+ Brooks Polycold

预处理: 免底涂或者 UV 底漆涂层

安全系统:  多重安全联锁装置, 保护操作员和设备

系统冷却: 冷却循环水

电源供应: 电气 480V/3相/60HZ(符合美国标准)

460V/3 相/50HZ(符合亚洲标准)

380V/3 相/50HZ(符合欧盟 CE 标准)

占地面积: L9000*W4200*H3000mm

总重量:  10.2 T

平均镀膜周期: 15 分钟(取决于基材、基材几何形状和环境条件)

最大功耗 (预估): 110KW

平均功耗(预估): 60KW


设备布局图


现场