第一節(jié) 產(chǎn)品定義及應(yīng)用特點(diǎn)

一、產(chǎn)品定義

真空金屬鍍膜是指以金屬為基材，在高真空條件下蒸發(fā)非金屬無機(jī)物(如SiO、SiO2、Al2O3、MgO、Y2O3、TiO2、Gd2O3等)或金屬物（Al、Cu、Sn、Ag、Au等），使之在基材表面附積生成致密均勻、結(jié)合牢固的薄膜，起到良好阻隔層作用的工藝。

真空鍍金屬不導(dǎo)電膜，實(shí)質(zhì)是在產(chǎn)品表面物理氣相沉積一層金屬或金屬化合物薄膜，使產(chǎn)品表面擁有金屬光澤和色彩并要求該膜層具有較大的電阻（并非完全不導(dǎo)電），一般以銀白色不導(dǎo)電膜為主，還有部分是在銀白色不導(dǎo)電膜表面進(jìn)行各種顏色著色。

真空金屬鍍膜主要目的為增加產(chǎn)品的附加價值：

1、提升反射特性

2、電磁波防護(hù)

3、達(dá)到表面裝飾效果（如應(yīng)用于手機(jī)，起到保護(hù)裝飾的作用）。

二、應(yīng)用特點(diǎn)

真空蒸發(fā)、濺射鍍膜和離子鍍等通常稱為物理氣相沉積法，是基本的薄膜制備技術(shù)。它們都要求淀積薄膜的空間要有一定的真空度。所以，真空技術(shù)是薄膜制作技術(shù)的基礎(chǔ)，獲得并保持所需的真空環(huán)境，是鍍膜的必要條件。

真空金屬鍍膜主要應(yīng)用于手機(jī)、不銹鋼表面鍍膜、電子產(chǎn)品、通信領(lǐng)域等。

1、手機(jī)真空鍍膜

隨著人們生活水平的提高，手機(jī)的使用也越來越普遍，但是，手機(jī)在帶給人們方便的同時，其輻射對人體的危害也日益凸現(xiàn)。 研究 表明，手機(jī)產(chǎn)生的電磁波強(qiáng)度是空間電磁波的4到6倍。少數(shù)劣質(zhì)手機(jī)產(chǎn)生的電磁波甚至達(dá)到空間電磁波百倍以上。

手機(jī)輻射可引發(fā)神經(jīng)衰弱、內(nèi)分泌失調(diào)，還能影響少年兒童的生長發(fā)育，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)腦瘤。如何減輕手機(jī)輻射對人體健康的影響，已成為擺在我們面前的一個急需解決的問題。

應(yīng)用手機(jī)真空鍍膜技術(shù)，就可以較好地解決這個難題。真空鍍膜是在原子水平上進(jìn)行材料生成的技術(shù)，鍍層的晶料度在10納米左右，屬于納米材料的范疇。通過對手機(jī)殼內(nèi)壁真空鍍電磁防護(hù)膜層，可以極大地防止因電磁波輻射而對手機(jī)使用者造成的危害。氧化性、膜層表面光亮度以及復(fù)雜區(qū)域的膜層附著問題。

手機(jī)真空鍍膜技術(shù)的 研究 與應(yīng)用，不僅推動了手機(jī)制造業(yè)的發(fā)展，也推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。有電磁輻射的產(chǎn)品都可以應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行電磁屏蔽，以對其使用性能進(jìn)行優(yōu)化，保護(hù)人類健康，保護(hù)環(huán)境。

2、等離子體鈦金鍍膜

1）等離子體鈦金鍍膜原理：

多弧離子鍍膜是把真空弧光放電用于蒸發(fā)源的鍍膜技術(shù)。即真空環(huán)境下引火器引燃弧光放電源（陰極）與真空室（陽極）之間形成自持弧光放電，使從陰極弧光輝點(diǎn)射出的陰極物質(zhì)離子形成空間電荷層，產(chǎn)生強(qiáng)電場，使陰極表面上功函數(shù)小的開始發(fā)射電子；電流局部集中產(chǎn)生的焦耳熱使陰極材料局部地爆發(fā)性地等離子化，發(fā)射電子和離子，同時也放出熔融的陰極材料，在工件偏壓的作用下與反應(yīng)器件化合而沉積在工件表面上，從而在工件上形成被鍍的膜。

2）等離子體鍍膜的特點(diǎn)：

（1）直接從陰極產(chǎn)生等離子體；

（2）入射粒子能量高，膜的致密度高，強(qiáng)度和耐久性好；

（3）離子率高，一般可達(dá)60~80%，因此最大優(yōu)點(diǎn)是蒸鍍速率快。

3）等離子體鍍膜應(yīng)用：

（1）在金屬表面鍍鈦金膜可大大提高其硬度和防腐耐磨性，提高使用壽命。在表殼、表帶、眼睛架、健身球、首飾、燈具、餐具、工藝美術(shù)品上鍍制氮化鈦膜，其效果可與黃金媲美，具有廣泛的實(shí)用價值。

（2）工具、刀具、模具上鍍制氮化鈦膜可使其使用壽命增加2~3倍，最高可達(dá)8~10倍。

3、parylene真空鍍膜在電子元器件上的應(yīng)用

1）Parylene對傳感器絕緣耐腐蝕

Parylene對傳感器的保護(hù)除了絕緣防護(hù)外，更多是用做惡劣環(huán)境防護(hù)材料。Parylene涂層能耐酸、堿和有機(jī)溶劑，對水汽和鹽霧等惡劣環(huán)境有極好的阻隔防護(hù)能力。Parylene涂層的超薄特性，可以不改變傳感器的外觀、尺寸、彈性、重量，同時為傳感器提供良好的防護(hù)。用parylene涂層防護(hù)的傳感器包括汽車傳感器、腐蝕環(huán)境用傳感器、生物醫(yī)學(xué)傳感器、聲學(xué)傳感器等等。

2）Parylene在SMD上的應(yīng)用

Parylene涂層是在室溫下在元件上自發(fā)形成的，不需要經(jīng)升溫固化過程，不需要對基材施加室溫以上的溫度和更多的時間來讓膜生長。Parylene有高的機(jī)械強(qiáng)度和低的摩擦系數(shù)，這二者的結(jié)合使Parylene成為對小型繞線傷害元件唯一的絕緣層。Parylene是這些先進(jìn)組裝方式最好的防護(hù)材料。Parylene活性分子的良好穿透力能在元件內(nèi)部，底部和周圍形成無氣隙的優(yōu)質(zhì)防護(hù)層。

3）PCB板表面絕緣防腐蝕處理

Parylene真空鍍膜是線路板(PCB板)最好的防護(hù)涂層，具有各種三防漆所不可比擬的性能，它符合美國軍標(biāo)認(rèn)證中的XY型各項(xiàng)指針。在鹽霧試驗(yàn)及其它惡劣環(huán)境下仍能保持電路板的高可靠性，并且不會影響電路板上電阻、熱電偶和其它元器件的功能。

Parylene真空鍍膜還具有不含溶劑、防霉零級，超薄，散熱良好，徹底杜絕潮濕對線路板的不利影響，大幅提高線路板在惡劣條件下的可靠性。特別是小型高密集度電子電路的防護(hù)及軍事、航天等高可靠性應(yīng)用領(lǐng)域，真空鍍膜更顯示出其獨(dú)到的優(yōu)勢。

4）Parylene在磁芯上的應(yīng)用

Parylene真空涂敷技術(shù)有優(yōu)異的電性能，介電性能和低的介質(zhì)損耗及高的介電強(qiáng)度。同時它還具有優(yōu)良的機(jī)械性能，高的機(jī)械強(qiáng)度和低的摩擦系數(shù)，它不僅能提供絕緣而且也能消除摩擦引起的繞線時對線的損傷。Parylene涂層較薄且厚度均勻使繞線器件能保持最大的繞線窗，并在棱角處有足夠的涂層厚度，使性能參數(shù)極大的提高。明顯優(yōu)于刷涂，浸涂，噴涂等其它涂敷技術(shù)。它的先進(jìn)性主要是氣相單體直接形成固體涂層而沒有液態(tài)的過程。涂層是從基材的表面向外˜生長˜，形成一個均勻厚度涂層，在1微米以下時也是無針孔的。又由于Parylene涂層是在室溫下形成的，因此可以防止固化時由熱膨脹引起的應(yīng)力問題。

5）Parylene在微電子/微馬達(dá)上的應(yīng)用

Parylene涂層不僅有優(yōu)異的介電性能、低的介質(zhì)損耗和高的介電強(qiáng)度，同時具有優(yōu)良的機(jī)械性能和耐輻射性能。Parylene如此高的介電強(qiáng)度主要?dú)w功于Parylene能形成連續(xù)無缺陷和無其它填充物的薄膜。Parylene具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性和低溫性能，在幾乎不改變器件尺寸的情況下提供1。5KV，2。0KV甚至更高的耐電壓擊穿性能。因此，Parylene可用作微電子，微馬達(dá)的表面處理和絕緣體。使用高純度的Parylene作鈍化層和介質(zhì)層，能提供安全、穩(wěn)定的防護(hù)。

第二節(jié) 真空金屬鍍膜 行業(yè) 發(fā)展歷程

1、19世紀(jì)的探索和預(yù)研階段

真空鍍膜已有200年的歷史。在19世紀(jì)可以說一直是處于探索和預(yù)研階段。探索者的艱辛在此期間得到充分體現(xiàn)。1805年，開始 研究 接觸角與表面能的關(guān)系（Young）。1874年，報道制成等離子體聚合物（Dewilde，Thenard）。1877年，薄膜的真空濺射沉積 研究 成功（Wright）。1880年，碳?xì)浠衔餁庀酂峤猓⊿awyer，Mann）。1887年，薄膜的真空蒸發(fā)（坩堝）（Nahrwold，Pohl，Pringsheim）。

1896年，開始研制形成減反射膜的化學(xué)工藝。1897年， 研究 成功四氯化鎢的氫還原法（CVD）；膜厚的光學(xué)干涉測量法（Wiener）。

2、20世紀(jì)前50年的發(fā)展階段

1904年，圓筒上濺射鍍銀獲得專利（Edison）。1907年，開始 研究 真空反應(yīng)蒸發(fā)技術(shù)（Soddy）。1935年，金屬紙電容器用的Cd、Mg和Zn的真空蒸發(fā)卷繞鍍膜 研究 成功（Bausch，Mansbridge）；帕洛馬100英寸望遠(yuǎn)鏡鏡面鍍鋁（Strong）；光學(xué)透鏡上鍍制單層減反射膜（Strong，Smakula）；金屬膜生長形態(tài)的 研究 （Andrade，Matindale）。1937年，使用鉛反射器的密封光束頭研制成功（Wright）；真空卷繞蒸發(fā)鍍膜研制成功（Whiley）；磁控增強(qiáng)濺射鍍膜研制成功（Penning）。1938年，離子轟擊表面后蒸發(fā)取得專利（Berghaus）。1939年，雙層減反射膜鍍制成功（Cartwright，Turner）。1945年，多層光學(xué)濾波器研制成功（Banning，Hoffman）。1947年，200英寸望遠(yuǎn)鏡鏡面鍍鋁成功。1948年，美國國家光學(xué)實(shí)驗(yàn)室（OCLI）建立；沉積粒子的真空快速蒸發(fā)（Harris，Siegel）；用光透過率來控制薄膜的厚度（Dufour）。1950年，濺射理論開始建立（Wehner）；半導(dǎo)體工業(yè)開始起步；各種微電子工業(yè)開始起步；冷光鏡研制成功（Turner，Hoffman，Schroder）；塑料裝飾膜開始出現(xiàn)（holland等）。

3、20世紀(jì)后50年的騰飛階段

這是薄膜技術(shù)獲得騰飛的50年。真空獲得、真空測量取得的進(jìn)展是薄膜技術(shù)迅速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的決定性的因素。1953年，美國真空學(xué)會成立；以卷繞鍍膜的方法制成抗反射的薄膜材料（3M公司）。1957年，真空鍍鎘方法被航空工業(yè)所接受； 研究 光學(xué)膜的反應(yīng)蒸鍍方法（Brismaid，Auwarter等）；美國真空鍍膜學(xué)會成立。1969年，磁控濺射在半球形部件內(nèi)部進(jìn)行，多種滋控濺射源取得專利（Mullay）；Leybold公司的新型濺射鍍膜機(jī)問世；蒸發(fā)薄膜形態(tài)圖出版發(fā)行。

20世紀(jì)70年代各種真空鍍膜技術(shù)的應(yīng)用全面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。薄膜技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入黃金時期。1980年，第一臺大型濺射卷繞鍍膜設(shè)備問世（Leybold公司）；多弧氣相沉積在美國實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；Ag基熱控鍍膜實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化（Leubold公司）。1990年，雙交流中頻磁控濺射技術(shù)成熟；用于金融柜安全的細(xì)網(wǎng)鍍膜設(shè)備研制成功（ULVAC公司）；用于細(xì)網(wǎng)鍍膜的搖盤研制成功（Leybold公司）；氧化鋁的中頻反應(yīng)濺射沉積方法研制成功（Leybold公司。1997年，丙烯酸類聚合物鍍膜技術(shù)更名為δV技術(shù)；硅上用物理氣相沉積法鍍TaN和Cu（IBM公司）；用于裝飾膜的離線團(tuán)束鍍膜設(shè)備研制成功（Leybold公司）。1998年，采用濾波電弧源的刮刀鍍膜設(shè)備投產(chǎn)（Gillette公司）。1999年，δV技術(shù)用于大面積玻璃的縱向鍍膜。

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