一种塑胶镀层PVD工艺及塑胶镀层结构的制作方法

本发明涉及3c类电子产品塑胶外壳表面处理技术领域,尤其涉及一种在塑胶件上镀金属层的pvd工艺及其镀层结构。

背景技术：

随着工业的迅速发展，将塑料表面披覆上金属，不仅增加美观，而且补偿塑料的缺点，赋予金属的性质，充分发挥塑料及金属的特性于一体。如今，已有大量塑料电镀产品应用在电子、汽车、家庭用品等工业上，成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一。目前国内外已广泛在abs、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙、酚醛玻璃纤维增强塑料、聚苯乙烯等塑料表面上进行电镀,而abs塑料因其结构上的优势，不仅具有优良的综合性能，易于加工成型，而且材料表面易于侵蚀而获得较高的镀层结合力，所以目前在电镀中应用极为普遍。

传统水电镀化学镍层具有附着力强、结合力高、导电性好的性能特点，能够为塑胶表面处理提供一种稳定成熟的前处理工艺。而物理气相沉积工艺由于缺乏对塑胶基材的处理工序，其所形成的膜层在附着力与结合力方面不足以满足要求，这种不足虽然可以通过添加喷漆涂层来弥补，但造成成本高额难以推广应用。

然而，传统水电镀化学镍工艺需要经过亲水、粗化、中和、钯水、解胶、化学镍电镀工序，其生产耗水量较大，添加的化学药剂种类多，不利于水资源环境的利用与保护；而且，由于该结构中的化学镍层，电镀单层镍或多层镍层，电镀六价铬层等工序的存在，不仅存在镍敏感症，六价铬毒性大，容易致癌，污水处理费用高的弊端，而且产品不能符合欧盟weee和rohs指令要求，造成出口难，不能真正实现电镀的清洁生产。

若采用喷漆涂层与物理气相沉积膜层相结合的替代方案，但这种方案的成本高昂，批量生产受到相应限制。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种塑胶镀层结构，该塑胶镀层结构不含化学镍层，同时在不需添加喷漆涂层辅助的情况下，仅使用物理气相沉积工艺即能够满足塑胶表面处理前处理工序对附着力、结合力及导电性的要求，并能有效降低成本，并在生产中推广应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种塑胶镀层结构，其包含塑胶基体、所述塑胶基体上覆盖有物理气相沉积金属膜层，物理气相沉积金属膜层上覆盖有铜层，铜层上覆盖有镍层，镍层上覆盖有铬层。

优选地，所述物理气相沉积金属膜层包括钛金属层与铜金属层，所述钛金属层覆盖在塑胶基体上，所述铜金属层覆盖在钛金属层上。

优选地，所述镍层设有多层。

优选地，所述铬层为纯铬。

一种塑胶镀层pvd工艺，其包括：

步骤一：对塑胶基体进行表面清洁处理，并将清洁完毕的塑胶基体装在夹具上；

步骤二:对夹具上的塑胶基体进行磁控溅射离子镀处理，使塑胶基体沉积一层钛金属层；

步骤三：进行磁控溅射离子镀工艺，使钛金属层上依次沉积一层铜金属层、镍层、铬层、碳化铬层；

步骤四：将经过步骤三处理后的塑胶基体进行活化或钝化处理；

步骤五：将经过步骤四处理后的塑胶基体放入纯铬缸液中，以获得铬层。

优选地，在步骤二中磁控溅射离子镀处理时间为200-300秒；

优选地，在步骤二中沉积的钛金属层膜层厚度约0.1-0.2um之间。

本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：本发明的镀层结构不需走化学镍工艺，减少了用水量及化学药剂投放量，有效降低水资源处理成本；物理气相沉积金属膜层不需添加喷漆涂层辅助，节省了漆料使用，减少了生产工序，有效提高生产效率，降低生产成本；而且，该物理气相沉积金属膜层符合附着力强、结合力高、导电性好的性能要求，有效提高产品生产良率。

附图说明

图1为本发明所述的塑胶镀层结构示意图；

图2为本发明所述的塑胶镀层结构pvd工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

具体实施例

如图1所示，本实施例提供一种塑胶镀层结构，其包含塑胶基体1、所述塑胶基体1上覆盖有物理气相沉积金属膜层2，物理气相沉积金属膜层2上覆盖有铜层3，铜层3上覆盖有镍层4，镍层4上覆盖有铬层5及碳化铬层。

其中，所述物理气相沉积金属膜层2包括钛金属层201与铜金属层202，所述钛金属层201覆盖在塑胶基体1上，所述铜金属层202覆盖在钛金属层201上。通过在物理气相沉积金属膜层设置钛金属层，是该镀层结构具有较高的硬度及较好的耐磨损性能，降低了电镀金属对塑胶接触表面造成金属损伤。

作为本发明的一种改进，所述镍层4设有多层。通过设置多层镍层，有效提高整个电镀层的厚度及硬度，并提高相邻层的结合力。

作为上述方案的一种优选，所述铬层5为纯铬。采用环保纯铬替代常规六价铬电镀层，使镀层不含有六价铬，消除了致癌物质，提高了操作的安全性，减少了污水处理费用，更有利于环境保护。

本发明的镀层结构适应多种塑料基材，可以减少不同塑料基材配套的前处理药剂研发及使用成本。

本发明所述的塑胶镀层结构pvd工艺流如下：

步骤一：对塑胶基体进行表面清洁处理，并将清洁完毕的塑胶基体装在夹具上；

步骤二:对夹具上的塑胶基体进行磁控溅射离子镀处理，使塑胶基体沉积一层钛金属层；

步骤三：进行磁控溅射离子镀工艺，使钛金属层上依次沉积一层铜金属层、镍层、铬层、碳化铬层；

步骤四：将经过步骤三处理后的塑胶基体进行活化或钝化处理；

步骤五：将经过步骤四处理后的塑胶基体放入纯铬缸液中，以获得铬层。

进一步地，在步骤二中磁控溅射离子镀处理时间为200-300秒；

进一步地，在步骤二中沉积的钛金属层膜层厚度约0.1-0.2um之间。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种塑胶镀层PVD工艺，其包括：步骤一：对塑胶基体进行表面清洁处理，并将清洁完毕的塑胶基体装在夹具上；步骤二:对夹具上的塑胶基体进行磁控溅射离子镀处理，使塑胶基体沉积一层钛金属层；步骤三：进行磁控溅射离子镀工艺，使钛金属层上依次沉积一层铜金属层、镍层、铬层、碳化铬层；步骤四：将经过步骤三处理后的塑胶基体进行活化或钝化处理；步骤五：将经过步骤四处理后的塑胶基体放入纯铬缸液中，以获得铬层。本发明所述的塑胶镀层PVD工艺沉积金属膜层具有附着力强、结合力高、导电性好的性能要求，有效提高产品生产良率。

技术研发人员：蒋贵霞;贾建国
受保护的技术使用者：昆山英利悦电子有限公司
技术研发日：2017.12.31
技术公布日：2019.07.09