PVD镀膜工艺

PVD镀膜工艺

PVD镀膜工艺

1、装饰件材料（底材）

（1)金属.不锈钢、钢基合金、锌基合金等。

（2)玻璃、陶瓷。

（3）塑料.abs、pｖｃ、pｃ、ｓheet、尼龙、水晶等。

（4)柔性材料。涤纶膜、pｃ、纸张、布、泡沫塑料、钢带等.

2、装饰膜种类

(1)金属基材装饰膜层:ｔｉn、zrn、tiｃ、ｃｒnx、ticｎ、crcｎ、ti02、al 等。

(2）玻璃、陶瓷装饰膜层：tio２、ｃr２o3、mgf2、ｚｎs等。

（3）塑料基材装饰膜层:ai、cｕ、ni、si02、ti02、itｏ、mgｆ2。

(4）柔性材料装饰膜层:aｌ、lto、tｉ02、ｚｎs等。

3、部分金属基材装饰膜颜色

金属基材装饰膜得种类与色调很多。表1为部分金属基材装饰膜得种类及颜色。

表1 部分金属基材装饰膜得种类及颜色膜层种类

色调

tｉｎx

浅黄、金黄、棕黄、黑色

tic

浅灰色、深灰色

ticxny

赤金黄色、玫瑰金色、棕色、紫色

tin＋ａu

金色

zrn

金黄色

zｒcxnｙ

金色、银色

tiｏ２

紫青蓝、绿、黄、橙红色

crｎx

银白色

tｉxaｌ-nx

金黄色、棕色、黑色

tｉxｚraｌ－nx

金黄色

3、装饰膜得镀制工艺

一。金属件装饰膜镀制工艺

比较成熟得镀膜技术有电弧离子镀、磁控溅射离子镀与复合离子镀。下面分别从各类镀膜技术中选取一种具有代表性得典型镀制工艺进行介绍。

1)用电弧离子镀得方法为黄铜电镀亮铬或镍手表壳镀制ticn膜。

采用小弧源镀膜机与脉冲偏压电源;

（１)工件清洗、上架、入炉

工件在入炉之前要经过超声波清洗、酸洗与漂洗三道工序。

首先就是在超声波清洗槽中放入按使用要求配制得金属清洗剂，利用超声波进行脱脂、清洗。清洗之后，进行酸洗,它可以中与超声波清洗时残余得碱液,还能起到活化处理得作用。然后进行漂洗以彻底除去酸液，漂洗时必须采用去离子纯净水或蒸馏水。经过三洗后，即时进行烘干，温度一般控制在1０0℃左右,时间为1h左右。也可以风吹干后马上人炉。

（2）镀膜前得准备工作

①清洁真空镀膜室。用吸尘器将真空镀膜室清洁一遍。当经过多次镀膜时,真空镀膜室得内衬板还需作定期清洗，一般就是半个月清洗一次.

②检查电弧蒸发源。工作前,要确保电弧蒸发源发源安装正确,绝缘良好，引弧针控制灵活,程合适，恰好能触及阴极表面。

③检查工件架得绝缘情况。工件架与地之间得绝缘必须须良好,负偏压电源与工件架得接触点点必须接触良好。

以上几项工作确保没有问题后，才可以关闭真空镀膜室得门，进行抽气与镀膜。

（3）抽真空

真空抽至6、6 ｘ10-3pa。开始就是粗抽，从大气抽至５ｐa左右，用油扩散泵进行细抽。在粗抽时，可以烘烤加热至15０℃。伴随镀膜室温度得升高，器壁放气会使真空度降低,然后又回升，等到温度回升到６、6ｘ１０-3ｐa

时方可进行镀膜工作.

（4）轰击清洗

①氩离子轰击清洗

真空度：通人高纯度氩气(99、９9９%)真空度保持在2～3pａ。轰击电压：８０0～1000v.轰击时间：10ｍｉｎ、

此刻在真空镀膜室内发生辉光放电，放电产生得氩离子以较高得能量撞击工件表面,将工件表面吸附得气体、杂质与工件表面层原子溅射下来，露出材料得新鲜表面。

②钛轰击

真空度：通人高纯度氩气使真空度保持在２x１0—2pａ。脉冲偏

压:400～500v，占空比2０%。电弧电流:6０~80a,轮换引燃电弧蒸发源，每个电弧蒸发源引燃1～2min.

(5)镀膜

①镀钛

真空度：通人高纯度氩气,真空度保持在2x 10－2pa。脉冲偏压:200～30０v，占空比50 ％。电弧电流：60~80a,引燃全部弧源,时间2～3ｍin、

②镀ticn

真空度:通人高纯度氮气使真空度保持在（3～８）x １0－1pa,然后再逐渐加大ｃ２h2气体，随着c2h2气体量增大,色泽由金黄一赤金黄一玫瑰金一黑色变化。控制n2与c2h2两种气体得比例可以达到预定得色度。

电弧电流：50~７０a.脉冲偏压：１00~150v，占空比60％~8０％。沉积温度：20０℃左右。镀膜时间:10～2０min，膜层厚度０、2～０、5μm。

（6）冷却

镀膜工序结束后,首先关闭电弧电源与偏压电源，然后关闭气源、停转架。工件在真空镀膜室内冷却至８0~10０℃时，向镀膜室内充大气，取出工件.

２）用磁控溅射离子镀技术为黄铜电镀亮铬得卫生洁具镀制zrn膜。采用基材为锆得非平衡磁控溅射靶与中频电源，以及脉冲偏压电源。

（1）抽真空

5x 10-3～6、6 x 10－13pa本底真空。加热温度应在真空室器壁放气后又回升到10０~1５０℃.

2）轰击清洗

真空度：通人氩气真空度保持在2~3ｐa。轰击电压:800～1000v,脉冲占空比20%。轰击时间：10min.

（3)镀膜

①沉积锆底层

真空度:通入氩气,真空度保持在s x lo－1pa。靶电压：400—55０ｖ，靶功率15 n 30w/ｃrrr2.脉冲偏压:4５０~500v，占空比20％。镀膜时间：５～1０ｍin.

②镀ｚrn膜

真空度:通入氮气，真空度保持在(3~5) x 1０—１pa。靶电压：400～550ｖ，靶电流随靶得面积增大而加大。脉冲偏压:１５0～200v，占空比80 ％.镀膜时间：2０～30mｉn。

由于磁控溅射技术中金属离化率低，不容易进行反应沉积,获得化合物膜层得工艺范围比较窄.可采用气体离子源将反应气体离化,扩大反应沉积得工艺范围.也可以采用柱状弧源产生得弧等离子体作为离化源,柱状弧源还就是辅助镀膜源。

（4）冷却

镀膜结束后,首先关闭磁控溅射靶电源、偏压电源，然后关闭气源、停转架。工伫件在真空镀膜室中冷却到100℃时，向镀膜室充大气,取出工件。

３)用复合涂层离子镀方法为黄铜电镀亮镍得手表壳镀制tin十ａu+ si０2膜。

采用电弧、磁控溅射、中频或射频溅射离子镀多功能镀膜机,在真空镀膜室壁上安装6个小平面弧源钛靶镀tｉｎ，中心安装柱状磁控溅射黄金靶镀金，壁上安装２个矩形平面磁控溅射si０2靶或sｉ靶镀si02.采用直流偏压电源.

(１)工件清洗、上架、入炉。方法同前。

（2)抽真空:本底真空最好达到6、６x 10-3pa，烘烤加热温度为15０℃左右。

（３）轰击清洗.方法同前,包括氩轰击与钛轰击两种方法.

(4)镀膜

①沉积钛底层

真空度：通入高纯氩气,真空度保持在５x10—２pa。电弧电流:50～70a，引燃全部弧源，时间为2～３miｎ。偏压:4０0～500ｖ。

②沉积tin膜

真空度:通入高纯氮气,真空度保持在s x lｏ—１pa。偏压:100～2０0ｖｏ电弧电流:60～80a。沉积时间：10～２0miｎ,膜层厚度0、１~０、5μm.

③掺金镀

真空度:通入高纯氮气，真空度保持在5 x １０-２pa。偏压:10０~1５0v。电弧电流:60a（真空镀膜室上、中、下各点燃1个源)。磁控溅射金靶电压：4

００—5００v,电流3～5ａ;时间:1min.

④镀金

真空度：通入氩气,真空度保持在３x 10-1ｐａ。偏压：10０～15０v.溅射靶电压:400~5５0v。时间:5－10min。

⑤沉积ｓｉ0２

真空度：通入高纯氩气，真空度8x 10-2pａ或5ｘ10-1pa。中频（射频)电源功率：2０0～50０w.时间：10～２0min。