真空电镀原理.docx

在高真空度的条件下，高纯度的镀层金属（如铝）在高温下蒸发后会自由地飞散开并沉降在工件表面，形成镀层。

氩气为保护性气体，防止氧化反应影响镀层质量。
真空电镀原理：
一般而言，镀膜在真空镀膜机内以真空度 1~5 x 10 -4 Torr程度进行 (1 Torr = 1 公厘水银柱高的压力，大气压为 760 Torr)。其镀膜膜厚约为 0.1 ~ 0.2 微米。颜
如果镀膜在特定厚度以下时（即太薄），面油对底油将会产生侵蚀、引起化学变化（如表面雾化等）。如镀膜过厚时，会产生白化的状态。颜填料,助剂,树脂,乳液,分散Dr[1]v#W？n8D[1]G.e
关于镀膜的形成，首先利用强大电流将镀膜源 (钨丝) 加热，然后把挂在钨丝上的铝片或铝线熔解。铝材从而蒸发、飞散到各方面并附着于被镀件上。熔解的铝为铝原子，以不定形或液体状态存在并附着于被镀件上，经冷却结晶后从而变为铝薄膜。

因此设定钨丝为定数时，由真空度至蒸发铝的飞散方向、钨丝的温度，钨丝到被镀件的距离等；依其镀膜条件，镀膜的性能也除着改变而发生变化。
一如前述，镀膜在10 –4 Torr左右下进行，如真空度过低时，其蒸发中的铝遇到残留的气体或者碰着钨丝被加热时产生的气体，发生冲突而冷却，形成的铝粒 (非常小的铝粒子集合体) 会附着于被镀膜件上。此时所形成的镀膜因微细铝粒中可能仍含有残留气体而令其失去光泽，也会大大降低镀膜与底油的密着性。
如真空度高，而且钨丝的温度亦高时，蒸发铝的运动能量也因此会提高，被镀膜件表面所附着的会是纯铝 (并没有残留气体)，而且密度非常高，镀膜性能因此而得到提升 (包括密着性等)
B. 涂料及雾化：
依各种镀膜条件形成不同的镀膜。如前述，在现场作业最容易产生的问题是雾化现象。这种现象是有机高分子（涂膜）和金属（铝膜）的膨胀系数差异而发生。虽然可能由于涂料本质所导致，但一般而言，如果使用涂料的方法正确，雾化现象应该不会发生的。但是被镀膜件的素材日新月异（包括再生料），也可能会引起雾化。
容易引起雾化现象的原因有下述各点：
<1> 底油干燥不足（会侵蚀面油）
<2> 素材的残留应力（主要是突起部分）
<3> 离型剂的影响UV,辐射,水性,粉末,溶剂#xH*S ~*k v
t<4> 可塑剂的影响
UV,辐射,水性,粉末,溶剂

<5> 镀膜过薄的场合51coat技术网6G­[
<6> 面油干燥条件不适当涂料|油墨|树脂|胶粘剂|配方b(nF-r2gG
<7> 氧化重合型、空气流通不充分等
<8> 湿度太高时
涂料|油墨|树脂|胶粘剂|配方<9> 稀释剂含水量过高

Y结论：要得到良好的镀膜结果，要正确遵守涂料的使用条件，同时亦避免使用粗糙的成形品。
C. 塑料的残留应力（变形、内部应力）：涂料|油墨|树脂|胶粘剂|配方J(P%APR/TQ^
在真空电镀用合成树脂（ABS、PS、PP、PC 等）以各种形态成型会引起程度不同的变形，其变形会对密着有不良影响，并且会导致起龟裂。这种龟裂仅在热的可塑性之塑料才会引起，其原因可能为成型时的内部应力。虽在同一种素材亦依成型的条件，及成型的方法不同，亦同样发生，主要发生在突起部份。
这种现象可利用较弱的溶剂调整涂料使用，虽可解决部份问题，但降低素材热变形温度，保温使缓和应力，比较有把握解决龟裂的现象。
离型剂：

涂料|油墨|树脂|胶粘剂|配方塑料成型品在其射出过程中需要使用离型剂，此种离型剂导致涂料发生不沾、欠光泽、密着不良、雾化等现象。对涂装给予不良的影响。51coat技术网r}P.X
离型剂有很强的界面活性剂性质（如肥皂、硅类），因此需要除去离型剂。经乙烷洗凈后，状况会改善，但是以锭状混入离型剂，因此成型品内部整个都有包含，所以在表面的离型剂，虽能除去，但无法除去在里面的。在涂装时，溶解到表面上并混合在涂料中，令离型剂再次发生间接的不良影响。因此要电镀的成型品应避免使用离型剂。

涂料|油墨|树脂胶粘剂|配方大家都知道，塑料有良好的绝缘特性，因此由塑料中所带的静电气在电镀时会发生失光（欠光泽）的现象。
UV,辐射,水性,粉末,溶剂这种失光的电镀面，并非全面性，而仅有部分会发生，这是由于静电气会从空气中吸着尘埃，这些尘埃用压缩空气，也无法吹走。
电镀时无法发现失光的现象，但涂装表面漆时，其部分却明显出现出来。这是附着于底漆的尘埃上电镀，其部分由面漆侵蚀，才会明显表现出来。z%J}~[1]d"L7qU%n
结论为成型后经过长时期保存的工件，最会产生此现象。故这类工件是无法推荐。又底油如经烘干，马上就电镀，也比较不会发生毛病。51coat技术网%qM-z9s-o
]F. 由面油对底油的侵蚀。!QR­~(\(a%a
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电镀膜有很多微细的针孔，面油中的溶剂由针孔侵透至下层底油，侵蚀底油。因此虽然底油使用方法正确，如果与面油的配合不妥，当然也会引起问题。
面油的侵蚀由外现出，在斑点中心有微小突起为其特点。涂料|油墨|树脂|胶粘剂|配方%J
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由发生面油侵蚀的主要原因有：51coat技术网lS2Gp
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（１）底漆干燥不够。
涂料|油墨|树脂|胶粘剂|配方（２）由离型剂引起。
辐射,水性,粉末,溶剂（３）电镀膜过薄时。UV,辐射,水性,粉末,溶剂/{*i l.YB6o
（４）底油与面油的配合不良。}？GTV
（５）由可塑剂的影响。
涂料|油墨|树脂|胶粘剂|配方以上陈述了一些问题点，如果是单独出现还好解决。但现实是以复数的理由构成涂膜的毛病。解决问题，还虽一定的现场经验。

复合镀铝膜白点现象可以这样描述，复合后的产品表观上看有明显的白色斑点，这种白色斑点可随机分布，大小不均。分两种情况，一种是：下机时有，但熟化后基本消失；另一种是：下机时有，熟化后并不消失。后一种是影响表观的最大问题。这类斑点最容易出现在满白底或浅底色的印刷的效果上。其实应该说只要出现此类白点，一般是满版的（设备原因除外）。只不过白色和淡底色遮盖力差容易看出来而已。产生白点的现象的原因较多，主要有三方面的颜填料,助剂,树脂,乳液,分散　　1.油墨粒度大或粒度分布太宽，一般白墨的粒度影响较大。粘合剂中乙酯是油墨的良溶剂，对不同粒度的油墨颗粒浸润结果不同，通过烘箱烘干后的色度变化会产生差异，看起来就产生“白点”了。一般此种情况下，下机时明显，熟化后白点现象会减轻，也许会消失。
­辐射,水性,粉末,溶剂　　2.粘合剂表面张力高，在镀铝膜上浸润铺展效果差。这是目前镀铝膜“白点现象”的一个主要原因。粘合剂的涂布效果不好，印刷层覆盖以后，会使不同部位上色泽发生变化，产生前面同样的效果，有时会产生很大的斑点。
3l z$T$w Z8x;\)Q$EUV,辐射,水性,粉末,溶剂　　3.设备工艺原因。这种原因一方面是工人没有意识到镀铝膜复合的特殊性，镀铝膜复合有它独特的地方；另一方面设备烘干、涂布、系统本身的问题无法保证粘合剂的充分均匀涂布或无法保证乙酯的充分挥发。
还有其它方面的原因，如满底印刷网线辊网纹过浅，降低了油墨遮盖力等。
　采取如下办法可消除白点：
颜填料,助剂,树脂,乳液,分散　　1.不同批次的油墨增加粒度检测指标，严格控制，尤其满底油墨品种粒度及粒度分布在标准范围外的不采用；选择优良的稳定的供应商。UV,辐射,水性,粉末,溶剂*i9N+GN{m1}g$d
　　2.采用镀铝膜专用粘合剂。镀铝膜复合专用粘合剂的表面张力较低，在镀铝层表面的涂布铺展效果明显优于通用型粘合剂。采用镀铝胶会非常易于控制胶液的流平，有较理想的涂布状态。单从粘合剂涂布状态上讲，采用镀铝胶可消除了白点现象产生的可能。51coat技术网 t+~1P"P5^.N"Q$ly
　　3.胶液的粘度与网线辊线数有一定的匹配关系，超出匹配区间太大会破坏胶的涂布状态，造成“白点”的产生和更严重的其它方面的影响，但在镀铝膜上似乎主要还是“白点”的产生更令人关注。UV,辐射,水性,粉末,溶剂qoNN3s z
　　4.采用镀铝膜涂胶方式。通常采用的涂布工艺是印刷膜（油墨面）涂胶，这里采用特殊涂布方法，避免了乙酯对油墨层的渗透不均的问题，同时涂布的粘合剂能够充分均匀地覆盖镀铝层表面，这样可以很好地消除白点。但这种工艺有它很大的局限性，首先，只限于VMPET的复合，而其它镀铝膜在烘箱中受热的影响在张力的作用下，会拉伸变形；其次，将牺牲一定的剥离强度。
　5.软包装企业必须坚持涂布辊的定期清洗制度，掌握正确的涂布辊清洗方法。在生产满白底或浅底色印刷膜时，要注意两点，首先，生产前将刮刀、涂布辊、展平辊等彻底清洗。
　6.应做到粘合剂的彻底干燥。因镀铝的阻隔性比较好，如在复合膜中粘合未彻底干燥，那么复合膜在进入熟化室后，残留的大量溶剂需快速地释放出来，在镀铝膜阻隔下，势必形成汽泡。甚至会出现下机时没有白点，而熟化后出现白点的现象。

磁控溅射原理
电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子（或分子）沉积在基片上成膜。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛仑磁力的影响，被束缚在*近靶面的等离子体区域内，该区域内等离子体密度很高，二次电子在磁场的作用下围绕靶面作圆周运动，该电子的运动路径很长，在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材，经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低，摆脱磁力线的束缚，远离靶材，最终沉积在基片上。
磁控溅射就是以磁场束缚和延长电子的运动路径，改变电子的运动方向，提高工作气体的电离率和有效利用电子的能量。
电子的归宿不仅仅是基片，真空室内壁及靶源阳极也是电子归宿。但一般基片与真空室及阳极在同一电势。磁场与电场的交互作用（E X B shift）使单个电子轨迹呈三维螺旋状，而不是仅仅在靶面圆周运动。至于靶面圆周型的溅射轮廓，那是靶源磁场磁力线呈圆周形状形状。磁力线分布方向不同会对成膜有很大关系。
在E X B shift机理下工作的不光磁控溅射，多弧镀靶源，离子源，等离子源等都在次原理下工作。所不同的是电场方向，电压电流大小而已。