什麼材質適合做真空電鍍？
什麼材質適合做真空電鍍？
「明明上次的樣品顏色很漂亮，這次卻偏一點紅、偏一點霧，是不是機器出問題？」
這幾乎是每一位 PVD 工程師都聽過的問題。
但實情是——在真空電鍍中，顏色差異不一定是製程錯，而是材質本身的差別在作祟。不同金屬的導電性、表面能、熱膨脹係數與清潔狀態，都會悄悄改變成膜條件。
當你看到那一抹看似「色差」的變化，其實是材料在「說話」。
為什麼同樣的製程會有色差？
對一般客戶來說，PVD 製程看似標準化：
真空、電漿、金屬靶材、沉積、冷卻，流程幾乎一樣。
但對工程師而言，這當中每一個環節都與「材質」息息相關。
- 導電性不同
不鏽鋼與鋁合金在真空中的導電特性差異極大。鋁的導電性高，電漿能量分佈會不均，造成離子沉積速率不同，導致膜厚略有差異——視覺上顏色就偏深或偏亮。 - 表面粗糙度
金屬表面越平整，光的干涉越穩定，顏色也更均勻。
若拋光不足或存在微細劃痕，反射角雜亂，就會出現明顯「霧化」現象，看起來像是不同顏色。 - 前處理品質
油脂、氧化層或水鍍鎳底層厚度不均，會造成局部鍍膜失效。膜厚差 0.05 μm，就可能讓金色偏紅、黑色偏藍。
所以同樣的機台參數，如果前處理不到位，結果仍然「不一樣」。
👉 重點是：色差不是偶然，而是整個前段製程的影子。
真空電鍍適用材質總覽
不同基材對真空鍍膜的反應不一。
日勝在長期製程經驗中，依據導電性、熱穩定性與附著表現，整理出下表作為基準：
| 基材類型 | 適合度 | 前處理建議 | 可能風險 | 工藝建議 |
|---|---|---|---|---|
| 不鏽鋼 (SUS304 / 316) | ★★★★★ | 拋光、脫脂、超音波清洗 | 幾乎無風險 | 最穩定材質，適用所有色系 |
| 鈦金屬 (Ti) | ★★★★★ | 拋光、等離子清潔 | 鍍層易薄但附著強 | 適用高硬度膜與醫療應用 |
| 鋁合金 (AL6061 / AL7075) | ★★★★☆ | 水鍍鎳底＋酸蝕 | 氧化快，未打底會脫膜 | 鍍前確保表面無氧化層 |
| 黃銅 / 銅 (Cu / Brass) | ★★★☆☆ | 水鍍鎳底 | 熱膨脹大，顏色偏紅 | 適合中厚膜製程 |
| 鋅合金(Zn Alloy) | ★★☆☆☆ | 水鍍銅＋鎳底 | 延展性低，易針孔氧化 | 不建議高亮色系 |
| 碳鋼 / 鐵(Fe) | ★★★☆☆ | 防鏽底層＋脫脂 | 若未除油乾淨易脫膜 | 適合工業防護膜 |
| 塑膠 (ABS / PC) | ★☆☆☆☆ | 噴導電層 | 真空中易變形氣化 | 僅適用仿金屬效果件 |
💡 PVD 對導電性要求高，塑膠與陶瓷若需鍍膜，須先噴導電層或化學鍍。
前處理的重要性：附著力與導電的關鍵
在 PVD 世界裡，「前處理」幾乎決定一切。
即使使用相同靶材與電漿能量，若表面沒有完全清潔，或基層未導電，後續的膜層都可能出現剝落、變色或導電異常。
| 項目 | 目的 | 補充說明 |
|---|---|---|
| 脫脂清洗 | 去除油污、指紋與研磨劑殘留 | 使用中性脫脂劑並高溫烘乾 |
| 酸洗（Etching） | 去除氧化層並活化表面 | 對鋁、銅材尤為重要 |
| 水鍍打底（Ni/Cr） | 提供導電與附著層 | 非導電材質需此步驟 |
| 等離子清洗 | 去除殘留氣體與有機物 | 改善膜層均勻性 |
| 真空預熱 | 穩定材質溫度，防止變形 | 控制在 ±5°C 內 |
💡 「前處理沒做好，就像沒洗臉就化妝——再漂亮的鍍層也會浮粉。」
常見問題材質處理建議
- 鋁合金件
鋁氧化膜活性極高，若未酸洗乾淨或打底不均，鍍層極易脫落。
建議步驟：
1️⃣ 酸洗去除氧化層 →2️⃣ 水鍍鎳底導電 →3️⃣ 烘乾後立即鍍膜。
此順序能穩定顏色與附著力，尤其對玫瑰金與黑色系影響明顯。
- 黃銅與銅件
銅導熱性高，若溫控略偏，顏色就會偏紅或偏黃。
建議控制溫差不超過 ±10°C，並加厚鎳底層以穩定顏色反射。
- 鋅合金
鋅的氣化溫度低，易形成氣孔。
建議先鍍銅底再鍍鎳底，才能避免氣泡與針孔，否則鍍膜會出現「斑駁」現象。
- 塑膠件
若需呈現金屬外觀，可改用「真空蒸鍍＋導電噴塗」工法。
但若欲達到 PVD 強度與耐磨性，目前僅能以金屬件替代。
色差實例：從微觀差異看成膜穩定度
| 基材 | 膜厚 (μm) | ΔE 色差值 | 觀察說明 |
|---|---|---|---|
| 不鏽鋼 | 0.7 | 1.8 | 顏色均勻、高亮度 |
| 鋁合金（Ni 底） | 0.8 | 3.2 | 偏淺金、反光略霧 |
| 銅 | 0.7 | 2.9 | 偏紅、表面光滑但導熱不均 |
| 鋅合金 | 0.9 | 4.5 | 顏色不穩，邊緣暗化 |
ΔE ≤ 2.0 為高階精品件標準，ΔE 2–3 為可接受工業級別，ΔE > 3 則為明顯色差[3]。
這些差異不只是外觀問題，而是材料導電與沉積速率差異造成的膜厚不一致。
傳統製程痛點 vs 日勝解決方案
| 傳統製程痛點 | 帶來的影響 | 解決方案 |
|---|---|---|
| 不同基材同鍍導致色差 | 客戶認為品質不一 | 建議單批同材質上鍍，建立顏色基準板 |
| 鋁合金脫膜或變色 | 前處理氧化層未除乾淨 | 強化酸洗與水鍍鎳底工序 |
| 銅件偏紅 | 導熱差造成局部過溫 | 採雙層底鍍或控溫 ±5°C |
| 塑膠變形 | 真空高溫導致氣化 | 改採導電塗層仿金屬效果 |
| 客戶誤以為「製程不穩」 | 誤判問題來源 | 教育市場：色差源自材質差異，不是電漿錯誤 |
FAQ
Q1：同一機台為什麼不同材料顏色不同？
A：因導電與熱傳導不同，電漿分佈與膜厚改變造成顏色差異。
Q2：鋁合金、銅件要怎麼避免脫膜？
A：需做水鍍鎳底導電層與酸蝕預處理，避免再氧化。
Q3：水鍍打底一定要做嗎？
A：對非導電或高氧化材質必須。否則膜層無法附著。
Q4：如何確保不同批次顏色一致？
A：日勝以 ΔE ≤ 2.0 為標準，並以 D65 光源 / 60° 角度檢測[3]。
Q5：塑膠或非金屬能做真空電鍍嗎？
A：不能直接鍍。需先噴導電層或化學鍍，否則會氣化變形。
引用資料
[1] Surface & Coatings Technology (2020). Plasma-enhanced PVD overview。
[2] Reviews on Advanced Materials Science (2019). 電漿應用於塗層研究。
[3] ASTM D1729 . 標準光源與光澤度檢測規範。
[4] Surface Engineering (2003). 電漿放電狀態與觀察。