真空金属镀膜产品概述

第一节 产品定义及应用特点

一、产品定义

真空金属镀膜是指以金属为基材，在高真空条件下蒸发非金属无机物(如SiO、SiO2、Al2O3、MgO、Y2O3、TiO2、Gd2O3等)或金属物（Al、Cu、Sn、Ag、Au等），使之在基材表面附积生成致密均匀、结合牢固的薄膜，起到良好阻隔层作用的工艺。

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。

真空金属镀膜主要目的为增加产品的附加价值：

1、提升反射特性

2、电磁波防护

3、达到表面装饰效果（如应用于手机，起到保护装饰的作用）。

二、应用特点

真空蒸发、溅射镀膜和离子镀等通常称为物理气相沉积法，是基本的薄膜制备技术。它们都要求淀积薄膜的空间要有一定的真空度。所以，真空技术是薄膜制作技术的基础，获得并保持所需的真空环境，是镀膜的必要条件。

真空金属镀膜主要应用于手机、不锈钢表面镀膜、电子产品、通信领域等。

1、手机真空镀膜

随着人们生活水平的提高，手机的使用也越来越普遍，但是，手机在带给人们方便的同时，其辐射对人体的危害也日益凸现。研究表明，手机产生的电磁波强度是空间电磁波的4到6倍。少数劣质手机产生的电磁波甚至达到空间电磁波百倍以上。

手机辐射可引发神经衰弱、内分泌失调，还能影响少年儿童的生长发育，严重的甚至会引发脑瘤。如何减轻手机辐射对人体健康的影响，已成为摆在我们面前的一个急需解决的问题。

应用手机真空镀膜技术，就可以较好地解决这个难题。真空镀膜是在原子水平上进行材料生成的技术，镀层的晶料度在10纳米左右，属于纳米材料的范畴。通过对手机壳内壁真空镀电磁防护膜层，可以极大地防止因电磁波辐射而对手机使用者造成的危害。氧化性、膜层表面光亮度以及复杂区域的膜层附着问题。

手机真空镀膜技术的研究与应用，不仅推动了手机制造业的发展，也推动了相关产业的发展。有电磁辐射的产品都可以应用这项技术进行电磁屏蔽，以对其使用性能进行优化，保护人类健康，保护环境。

2、等离子体钛金镀膜

1）等离子体钛金镀膜原理：

多弧离子镀膜是把真空弧光放电用于蒸发源的镀膜技术。即真空环境下引火器引燃弧光放电源（阴极）与真空室（阳极）之间形成自持弧光放电，使从阴极弧光辉点射出的阴极物质离子形成空间电荷层，产生强电场，使阴极表面上功函数小的开始发射电子；电流局部集中产生的焦耳热使阴极材料局部地爆发性地等离子化，发射电子和离子，同时也放出熔融的阴极材料，在工件偏压的作用下与反应器件化合而沉积在工件表面上，从而在工件上形成被镀的膜。

2）等离子体镀膜的特点：

（1）直接从阴极产生等离子体；

（2）入射粒子能量高，膜的致密度高，强度和耐久性好；

（3）离子率高，一般可达60~80%，因此最大优点是蒸镀速率快。

3）等离子体镀膜应用：

（1）在金属表面镀钛金膜可大大提高其硬度和防腐耐磨性，提高使用寿命。在表壳、表带、眼睛架、健身球、首饰、灯具、餐具、工艺美术品上镀制氮化钛膜，其效果可与黄金媲美，具有广泛的实用价值。

（2）工具、刀具、模具上镀制氮化钛膜可使其使用寿命增加2~3倍，最高可达8~10倍。

3、parylene真空镀膜在电子元器件上的应用

1）Parylene对传感器绝缘耐腐蚀

Parylene对传感器的保护除了绝缘防护外，更多是用做恶劣环境防护材料。Parylene涂层能耐酸、碱和有机溶剂，对水汽和盐雾等恶劣环境有极好的阻隔防护能力。Parylene涂层的超薄特性，可以不改变传感器的外观、尺寸、弹性、重量，同时为传感器提供良好的防护。用parylene涂层防护的传感器包括汽车传感器、腐蚀环境用传感器、生物医学传感器、声学传感器等等。

2）Parylene在SMD上的应用

Parylene涂层是在室温下在元件上自发形成的，不需要经升温固化过程，不需要对基材施加室温以上的温度和更多的时间来让膜生长。Parylene有高的机械强度和低的摩擦系数，这二者的结合使Parylene成为对小型绕线伤害元件唯一的绝缘层。Parylene是这些先进组装方式最好的防护材料。Parylene活性分子的良好穿透力能在元件内部，底部和周围形成无气隙的优质防护层。

3）PCB板表面绝缘防腐蚀处理

Parylene真空镀膜是线路板(PCB板)最好的防护涂层，具有各种三防漆所不可比拟的性能，它符合美国军标认证中的XY型各项指针。在盐雾试验及其它恶劣环境下仍能保持电路板的高可靠性，并且不会影响电路板上电阻、热电偶和其它元器件的功能。

Parylene真空镀膜还具有不含溶剂、防霉零级，超薄，散热良好，彻底杜绝潮湿对线路板的不利影响，大幅提高线路板在恶劣条件下的可靠性。特别是小型高密集度电子电路的防护及军事、航天等高可靠性应用领域，真空镀膜更显示出其独到的优势。

4）Parylene在磁芯上的应用

Parylene真空涂敷技术有优异的电性能，介电性能和低的介质损耗及高的介电强度。同时它还具有优良的机械性能，高的机械强度和低的摩擦系数，它不仅能提供绝缘而且也能消除摩擦引起的绕线时对线的损伤。Parylene涂层较薄且厚度均匀使绕线器件能保持最大的绕线窗，并在棱角处有足够的涂层厚度，使性能参数极大的提高。明显优于刷涂，浸涂，喷涂等其它涂敷技术。它的先进性主要是气相单体直接形成固体涂层而没有液态的过程。涂层是从基材的表面向外˜生长˜，形成一个均匀厚度涂层，在1微米以下时也是无针孔的。又由于Parylene涂层是在室温下形成的，因此可以防止固化时由热膨胀引起的应力问题。

5）Parylene在微电子/微马达上的应用

Parylene涂层不仅有优异的介电性能、低的介质损耗和高的介电强度，同时具有优良的机械性能和耐辐射性能。Parylene如此高的介电强度主要归功于Parylene能形成连续无缺陷和无其它填充物的薄膜。Parylene具有优异的尺寸稳定性和低温性能，在几乎不改变器件尺寸的情况下提供1。5KV，2。0KV甚至更高的耐电压击穿性能。因此，Parylene可用作微电子，微马达的表面处理和绝缘体。使用高纯度的Parylene作钝化层和介质层，能提供安全、稳定的防护。

第二节 真空金属镀膜行业发展历程

1、19世纪的探索和预研阶段

真空镀膜已有200年的历史。在19世纪可以说一直是处于探索和预研阶段。探索者的艰辛在此期间得到充分体现。1805年，开始研究接触角与表面能的关系（Young）。1874年，报道制成等离子体聚合物（Dewilde，Thenard）。1877年，薄膜的真空溅射沉积研究成功（Wright）。1880年，碳氢化合物气相热解（Sawyer，Mann）。1887年，薄膜的真空蒸发（坩埚）（Nahrwold，Pohl，Pringsheim）。

1896年，开始研制形成减反射膜的化学工艺。1897年，研究成功四氯化钨的氢还原法（CVD）；膜厚的光学干涉测量法（Wiener）。

2、20世纪前50年的发展阶段

1904年，圆筒上溅射镀银获得专利（Edison）。1907年，开始研究真空反应蒸发技术（Soddy）。1935年，金属纸电容器用的Cd、Mg和Zn的真空蒸发卷绕镀膜研究成功（Bausch，Mansbridge）；帕洛马100英寸望远镜镜面镀铝（Strong）；光学透镜上镀制单层减反射膜（Strong，Smakula）；金属膜生长形态的研究（Andrade，Matindale）。1937年，使用铅反射器的密封光束头研制成功（Wright）；真空卷绕蒸发镀膜研制成功（Whiley）；磁控增强溅射镀膜研制成功（Penning）。1938年，离子轰击表面后蒸发取得专利（Berghaus）。1939年，双层减反射膜镀制成功（Cartwright，Turner）。1945年，多层光学滤波器研制成功（Banning，Hoffman）。1947年，200英寸望远镜镜面镀铝成功。1948年，美国国家光学实验室（OCLI）建立；沉积粒子的真空快速蒸发（Harris，Siegel）；用光透过率来控制薄膜的厚度（Dufour）。1950年，溅射理论开始建立（Wehner）；半导体工业开始起步；各种微电子工业开始起步；冷光镜研制成功（Turner，Hoffman，Schroder）；塑料装饰膜开始出现（holland等）。

3、20世纪后50年的腾飞阶段

这是薄膜技术获得腾飞的50年。真空获得、真空测量取得的进展是薄膜技术迅速实现产业化的决定性的因素。1953年，美国真空学会成立；以卷绕镀膜的方法制成抗反射的薄膜材料（3M公司）。1957年，真空镀镉方法被航空工业所接受；研究光学膜的反应蒸镀方法（Brismaid，Auwarter等）；美国真空镀膜学会成立。1969年，磁控溅射在半球形部件内部进行，多种滋控溅射源取得专利（Mullay）；Leybold公司的新型溅射镀膜机问世；蒸发薄膜形态图出版发行。

20世纪70年代各种真空镀膜技术的应用全面实现产业化。薄膜技术的发展进入黄金时期。1980年，第一台大型溅射卷绕镀膜设备问世（Leybold公司）；多弧气相沉积在美国实现产业化；Ag基热控镀膜实现产业化（Leubold公司）。1990年，双交流中频磁控溅射技术成熟；用于金融柜安全的细网镀膜设备研制成功（ULVAC公司）；用于细网镀膜的摇盘研制成功（Leybold公司）；氧化铝的中频反应溅射沉积方法研制成功（Leybold公司。1997年，丙烯酸类聚合物镀膜技术更名为δV技术；硅上用物理气相沉积法镀TaN和Cu（IBM公司）；用于装饰膜的离线团束镀膜设备研制成功（Leybold公司）。1998年，采用滤波电弧源的刮刀镀膜设备投产（Gillette公司）。1999年，δV技术用于大面积玻璃的纵向镀膜。

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