Tiga Teknologi Inti Pelapisan Vakum untuk Casing Ponsel: Pelapisan Penguapan, Pelapisan Sputtering Magnetron, dan Pelapisan Ion
Di pasar aksesori ponsel pintar, fungsi casing ponsel telah melampaui perlindungan sederhana. Mereka juga memiliki sifat anti gores, tahan aus, anti sidik jari, dan dekoratif yang penuh warna. Realisasi fitur-fitur ini tidak terlepas dari dukungan teknologi pelapisan vakum. Pelapisan vakum adalah proses yang dilakukan dalam lingkungan vakum tinggi, di mana bahan seperti logam, keramik, dan polimer disimpan pada permukaan casing ponsel melalui metode fisik atau kimia untuk membentuk film. Di antara ini, pelapisan penguapan vakum, pelapisan sputtering magnetron, dan pelapisan ion adalah tiga metode yang paling banyak digunakan. Artikel ini akan memberikan pemahaman komprehensif tentang misteri dari tiga teknologi inti ini dari aspek-aspek seperti prinsip teknis, alur proses, karakteristik kinerja, dan skenario aplikasi.
1. Pelapisan Penguapan Vakum: Pilihan Tingkat Pemula dengan Biaya Rendah dan Kualitas Penampilan Tinggi
Pelapisan penguapan vakum (Vacuum Evaporation Coating) adalah teknologi pelapisan vakum paling awal yang diterapkan dalam produksi casing ponsel. Dengan keunggulan seperti biaya peralatan yang rendah, pengoperasian yang sederhana, dan kecepatan pelapisan yang cepat, ia masih menjadi pilihan utama untuk casing ponsel berwarna kelas menengah ke bawah hingga saat ini.
1.1 Prinsip Teknis: Penguapan Suhu Tinggi dan Deposisi Fase Gas
Prinsip inti dari pelapisan penguapan vakum adalah proses fisik "penguapan suhu tinggi - penerbangan fase gas - deposisi suhu rendah". Dalam ruang vakum tertutup, melalui metode seperti pemanasan resistansi dan pemboman berkas elektron, bahan pelapis (seperti aluminium, kromium), oksida (seperti silikon dioksida, titanium dioksida) dipanaskan di atas titik lelehnya, menyebabkannya menguap atau menyublim dengan cepat, membentuk partikel keadaan gas berdensitas tinggi. Partikel-partikel ini, hampir tidak terpengaruh oleh molekul udara di lingkungan vakum tinggi, bergerak dalam garis lurus dan bertabrakan dengan permukaan casing ponsel yang telah didinginkan. Karena penurunan suhu yang cepat, mereka dengan cepat mengembun, membentuk lapisan film yang seragam.
Proses ini mirip dengan memeluk kaca dingin dengan uap air di musim dingin. Perbedaannya adalah bahwa pelapisan penguapan vakum terjadi di lingkungan tanpa gangguan udara, memungkinkan partikel keadaan gas untuk mengendap secara teratur, menghindari cacat seperti lubang udara dan kotoran dalam lapisan film.
1.2 Alur Proses Inti
Proses lengkap pelapisan penguapan vakum untuk casing ponsel dapat dibagi menjadi tiga tahap: pra-perawatan, pelapisan penguapan, dan pasca-perawatan. Perbedaan dari teknologi pelapisan vakum lainnya terletak terutama pada tahap penguapan:
Tahap pra-perawatan: Pertama, urutkan casing ponsel dan proses sesuai dengan bahan PC, TPU, kaca, dll.; kemudian, gunakan pembersihan ultrasonik untuk menghilangkan minyak permukaan, debu, dan bahan pelepas, dengan suhu pembersihan dikontrol pada 40-60°C dan waktu 10-20 menit; setelah dibersihkan, tempatkan casing ponsel dalam oven pengering vakum dan keringkan pada suhu 60-80°C selama 15-30 menit untuk memastikan tidak ada residu kelembaban di permukaan; untuk PC/TPU dan bahan plastik inert lainnya, beberapa produsen dapat menambahkan langkah aktivasi plasma untuk meningkatkan daya rekat lapisan film.
Tahap pelapisan penguapan: Perbaiki casing ponsel yang dikeringkan pada dudukan perlengkapan yang dapat diputar dan kirimkan ke dalam ruang vakum dan tutup pintunya; nyalakan pompa vakum untuk mengosongkan ruang vakum, mengurangi tekanan menjadi 10⁻³-10⁻⁵Pa dalam keadaan vakum tinggi; lakukan degassing 50-80°C di ruang vakum untuk menghilangkan uap air yang tersisa di dalam ruang; tempatkan bahan penguapan di dalam perahu penguapan (pemanasan resistansi) atau wadah (pemanasan berkas elektron) dan nyalakan sumber pemanas; suhu pemanasan berkas elektron dapat mencapai 1000-2000°C, menyebabkan bahan penguapan menguap dengan cepat; perlengkapan berputar pada 5-10 r/min untuk memastikan deposisi film yang seragam, dengan ketebalan film dikontrol pada 50-200 nm; untuk mencapai efek warna-warni, bahan penguapan indeks bias yang berbeda dapat diganti secara berurutan untuk membentuk warna pelangi, warna gradien, dll. efek visual.
Tahap pasca-perawatan: Setelah pelapisan selesai, masukkan gas nitrogen kering untuk memecah vakum di ruang vakum, tunggu suhu turun hingga suhu kamar, dan kemudian keluarkan casing ponsel. Untuk beberapa produk, proses pasca-pengeringan pada suhu 80-100°C selama 30-60 menit dilakukan; akhirnya, melalui pengujian seperti uji grid dan inspeksi penampilan, produk yang memenuhi syarat dapat dikemas dan dikirim.
3. Karakteristik Kinerja dan Skenario Aplikasi
Keunggulan pelapisan penguapan vakum sangat menonjol: investasi peralatan rendah, dan harga satu mesin pelapisan penguapan skala kecil hanya beberapa ratus ribu yuan; kecepatan pelapisan cepat, dan waktu pemrosesan satu batch biasanya dalam waktu 30 menit; dapat mencapai efek dekoratif yang kaya, seperti tekstur logam dan gradien warna-warni, memenuhi kebutuhan penampilan konsumen umum untuk casing ponsel.
Namun, teknologi ini juga memiliki kekurangan yang jelas: daya rekat dan kepadatan lapisan film buruk, dan ketahanan ausnya rata-rata. Umumnya, hanya dapat menahan 200-500 kali uji gesekan karet; struktur lapisan film relatif longgar, dan rentan terhadap pengelupasan dan goresan selama penggunaan jangka panjang.
Berdasarkan karakteristik ini, pelapisan penguapan vakum terutama diterapkan pada casing ponsel dekoratif kelas menengah ke bawah, terutama casing PC dan casing TPU yang menekankan "tingkat penampilan tinggi dan harga rendah", produk umum termasuk casing ponsel berwarna logam, casing gradien pelangi, dll., dengan harga biasanya di bawah 50 yuan.
II. Pelapisan Sputtering Magnetron: Pilihan Pilihan untuk Ketahanan Aus Tinggi dan Kinerja Anti Sidik Jari
Pelapisan Sputtering Magnetron (Magnetron Sputtering Coating) adalah teknologi pelapisan yang dikembangkan pada tahun 1970-an. Ia menggunakan medan magnet untuk membatasi elektron untuk membombardir bahan target, menyebabkan atom bahan target disputter dan diendapkan untuk membentuk film. Dibandingkan dengan pelapisan penguapan vakum, daya rekat, kepadatan, dan ketahanan aus lapisan film telah meningkat secara signifikan, dan itu adalah metode implementasi inti untuk fungsi anti gores dan anti sidik jari dari casing ponsel kelas menengah ke atas.
1. Prinsip Teknis: Efek Sinergis Medan Magnet dan Medan Listrik
Prinsip inti dari sputtering magnetron adalah "pemboman plasma - sputtering atom - deposisi film". Dalam ruang vakum, gas inert seperti argon dimasukkan, dan medan listrik tegangan tinggi digunakan untuk mengionisasi gas argon untuk membentuk plasma (mengandung elektron dan ion argon). Pada saat yang sama, medan magnet diatur di belakang bahan target untuk membentuk medan komposit tegak lurus dengan medan listrik. Elektron bergerak dalam jalur spiral di bawah aksi medan komposit dan tidak dapat secara langsung membombardir anoda tetapi terus bertabrakan dengan molekul argon, menghasilkan lebih banyak plasma; ion argon dipercepat oleh gaya medan listrik dan bertabrakan dengan permukaan bahan target, menyebabkan atom bahan target mendapatkan energi yang cukup untuk melepaskan diri dari ikatan kisi dan membentuk partikel yang disputter; partikel-partikel yang disputter ini mengendap pada permukaan casing ponsel secara tidak teratur, karena energi partikel yang tinggi, lapisan film yang diendapkan sangat padat dan terikat kuat ke substrat.
Dibandingkan dengan pelapisan penguapan vakum, proses deposisi partikel pelapisan sputtering magnetron lebih "keras", dan lapisan film yang terbentuk seperti "tertanam" di permukaan substrat, daripada hanya menempel, yang juga merupakan alasan utama untuk ketahanan ausnya yang sangat baik.
2. Alur Proses Inti
Pra-perawatan dan pasca-perawatan pelapisan sputtering magnetron pada dasarnya sama dengan pelapisan penguapan vakum, dengan perbedaan utama adalah tahap pelapisan:
Tahap pelapisan: Casing ponsel dipasang pada dudukan dan dikirim ke dalam ruang vakum. Vakum dikurangi menjadi 10⁻³-10⁻⁵Pa; setelah degassing, gas argon dimasukkan ke dalam ruang vakum untuk mempertahankan tekanan udara 0,1-1Pa; medan listrik tegangan tinggi diterapkan antara bahan target dan casing ponsel, dan gas argon mengionisasi untuk membentuk plasma; medan magnet di belakang bahan target membatasi elektron, menyebabkan plasma terus membombardir bahan target, dan atom bahan target sputtering dan mengendap pada permukaan casing ponsel; dudukan berputar dan menerapkan bias negatif 0-100V untuk lebih meningkatkan daya rekat lapisan film; jika fungsi anti sidik jari diperlukan, setelah lapisan film logam diendapkan, bahan target fluoropolimer diganti untuk menyputter lapisan anti sidik jari 10-30nm; ketebalan film biasanya dikontrol pada 100-200nm, dan waktu pemrosesan satu batch adalah sekitar 40-60 menit. Jenis bahan target yang umum termasuk target baja tahan karat (lapisan tahan aus), target keramik (lapisan kekerasan tinggi), target karbon seperti berlian tipe DLC (lapisan super tahan aus), target fluoropolimer (lapisan anti sidik jari), dll. Bahan target yang berbeda dapat mencapai efek kinerja yang berbeda.
3. Karakteristik Kinerja dan Skenario Aplikasi
Keunggulan inti dari pelapisan sputtering magnetron terletak pada kinerjanya yang sangat baik: lapisan film memiliki daya rekat yang sangat kuat, tidak ada pengelupasan yang diamati dalam uji gores; ia memiliki kepadatan yang baik, ketahanan aus yang luar biasa, dan dapat menahan lebih dari 1000 uji gesekan wol baja; ia dapat mencapai berbagai fungsi seperti tahan gores, anti sidik jari, dan tahan korosi. Untuk beberapa produk yang menggunakan target DLC, kekerasan permukaan dapat mencapai HRC 50 atau lebih, mendekati kekerasan permukaan logam.
Kekurangannya terutama terletak pada biaya peralatan yang tinggi, dengan harga satu mesin pelapisan sputtering magnetron biasanya melebihi 1 juta yuan; kecepatan pelapisan lambat, dan efisiensi produksi lebih rendah daripada pelapisan penguapan vakum; efek dekoratif relatif sederhana, terutama terdiri dari warna murni dan warna metalik, dan sulit untuk mencapai efek warna-warni yang kompleks.
Berdasarkan karakteristik ini, pelapisan sputtering magnetron terutama diterapkan pada casing ponsel fungsional kelas menengah ke atas, seperti casing kaca dengan fitur "anti gores dan tahan aus", casing komposit PC + TPU, dan casing ponsel bisnis yang membutuhkan fungsi anti sidik jari. Harga produk biasanya antara 50 dan 200 yuan, dan umumnya ditemukan pada aksesori model kelas atas seperti Huawei dan Apple.
III. Pelapisan Ion: Pilihan Kelas Atas untuk Keseimbangan Kinerja dan Penampilan
Pelapisan Ion adalah teknologi komposit yang menggabungkan keunggulan pelapisan penguapan vakum dan pelapisan sputtering magnetron. Dengan memperkenalkan pemboman ion selama proses pelapisan, lapisan film memiliki daya rekat tinggi, kepadatan tinggi, dan efek dekoratif yang sangat baik. Ini adalah teknologi pelapisan pilihan untuk casing ponsel unggulan kelas atas.
1. Prinsip Teknis: Optimasi Sinergis Penguapan dan Pemboman Ion
Prinsip inti dari pelapisan ion adalah "penguapan penguapan + pemboman ion + pembentukan deposisi". Ia mempertahankan metode pelapisan "penguapan suhu tinggi" dalam pelapisan penguapan vakum sambil memanfaatkan cara penguatan "pemboman ion" dalam pelapisan sputtering magnetron. Dalam ruang vakum, sumber penguapan dipanaskan untuk menguapkan bahan pelapis, membentuk partikel gas; pada saat yang sama, gas inert seperti argon dimasukkan untuk mengionisasi dan menghasilkan plasma; casing ponsel digunakan sebagai katoda dan bias negatif yang lebih tinggi sebesar 200-500V diterapkan untuk menarik ion yang membombardir permukaan casing ponsel dan lapisan film yang diendapkan.
Peran pemboman ion terutama tercermin dalam dua aspek: salah satunya adalah untuk membersihkan permukaan casing ponsel, menghilangkan kotoran dan lapisan oksida yang tersisa, lebih meningkatkan daya rekat lapisan film; yang lainnya adalah untuk memperbaiki butiran kristal lapisan film, membuat struktur lapisan film lebih padat, dan pada saat yang sama meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus lapisan film. Metode komposit "penguapan pertama kemudian pemboman" ini memungkinkan lapisan film yang dibentuk oleh pelapisan ion memiliki penampilan yang seragam dari pelapisan penguapan dan kinerja yang sangat baik dari pelapisan sputtering magnetron.
2. Alur Proses Inti
Alur proses pelapisan ion mirip dengan dua teknologi sebelumnya, dengan perbedaan utama terletak pada tahap pemboman ion selama proses pelapisan:
Tahap pelapisan: Casing ponsel dipasang pada rangka gantung dan dikirim ke dalam ruang vakum; vakum dikurangi menjadi 10⁻³-10⁻⁵Pa; setelah dipanggang untuk menghilangkan udara, sumber penguapan dipanaskan untuk menguapkan bahan pelapis, membentuk partikel gas; gas inert seperti argon dimasukkan ke dalam ruang vakum untuk mengionisasi dan menghasilkan plasma; casing ponsel diterapkan dengan bias negatif 200-500V, dan ion dibombardir pada permukaan casing ponsel dan lapisan film yang diendapkan di bawah gaya medan listrik; rangka gantung berputar untuk memastikan keseragaman lapisan film, suhu deposisi dikontrol pada 100-150℃ untuk menghindari kerusakan pada substrat casing ponsel karena suhu tinggi; ketebalan film dikontrol pada 100-300nm, dan waktu pemrosesan satu batch adalah sekitar 50-70 menit; jika efek komposit multi-fungsi diperlukan, beberapa bahan target dapat digabungkan, mengendapkan lapisan tahan aus, lapisan dekoratif, dan lapisan anti sidik jari secara berurutan. Menurut perbedaan sumber penguapan dan sumber ion, pelapisan ion dapat dibagi menjadi berbagai sub-tipe seperti pelapisan ion busur dan pelapisan ion katoda berongga. Di antara mereka, pelapisan ion busur adalah yang paling banyak digunakan dalam pelapisan cangkang ponsel, mampu menghasilkan lapisan keramik kekerasan tinggi dan lapisan keramik logam.
3. Karakteristik Kinerja dan Skenario Aplikasi
Kinerja komprehensif pelapisan ion adalah yang paling luar biasa: lapisan pelapis memiliki daya rekat yang sangat kuat, jauh melebihi pelapisan penguapan dan pelapisan sputtering, dan dapat menahan lebih dari 2000 uji aus; lapisan pelapis memiliki kepadatan yang baik, kekerasan tinggi, dan ketahanan gores dan korosi yang luar biasa; ia dapat secara bersamaan mencapai efek dekoratif dan fungsional, menyajikan tekstur metalik yang halus dan efek matte, dan juga memiliki fungsi anti sidik jari dan anti noda minyak; ia memiliki kemampuan beradaptasi yang kuat dengan substrat dan dapat digunakan untuk cangkang ponsel yang terbuat dari PC, TPU, kaca, logam, dll.
Satu-satunya kelemahan adalah bahwa biaya peralatan sangat tinggi. Harga satu peralatan pelapisan ion biasanya beberapa juta yuan, dan efisiensi produksi sedikit lebih rendah daripada pelapisan penguapan, yang menghasilkan biaya produk yang lebih tinggi.
Berdasarkan karakteristik ini, pelapisan ion terutama diterapkan pada cangkang ponsel unggulan kelas atas, seperti cangkang kolaborasi merek mewah, cangkang anti-jatuh profesional, dan cangkang bisnis kelas atas. Harga produk biasanya di atas 200 yuan, dan umumnya ditemukan pada aksesori kelas atas model unggulan Samsung dan Apple, serta produk fungsional kelas atas "anti-jatuh kelas militer" dan "super tahan aus".
Empat. Tren Pengembangan Teknis dan Saran Pembelian Konsumen
1. Tren Pengembangan Teknis
Karena persyaratan konsumen untuk kinerja dan penampilan cangkang ponsel terus meningkat, teknologi pelapisan vakum berkembang dalam tiga arah: "komposit multi-fungsi", "biaya rendah kinerja tinggi", dan "perlindungan lingkungan".
Dalam aspek komposit multi-fungsi, teknologi pelapisan vakum di masa depan akan lebih sering mengadopsi metode "kombinasi bahan multi-target" dan "deposisi film multi-lapis", seperti proses komposit pelapisan ion + sputtering kontrol magnetik, yang dapat mencapai ketahanan aus super sambil juga memberikan efek dekoratif yang kaya; pada saat yang sama, fungsi anti sidik jari, anti noda minyak, dan antibakteri akan lebih lanjut diintegrasikan untuk memenuhi kebutuhan konsumen yang beragam.
Dalam hal biaya rendah kinerja tinggi, harga peralatan pelapisan sputtering kontrol magnetik secara bertahap menurun, dan beberapa produsen kelas menengah ke bawah telah mulai memperkenalkan peralatan yang disederhanakan, membuat harga cangkang ponsel kinerja kelas atas lebih terjangkau; pada saat yang sama, teknologi pelapisan penguapan mengoptimalkan proses pra-perawatan dan struktur lapisan film, secara bertahap meningkatkan ketahanan aus.
Dalam hal perlindungan lingkungan, bahan pelapis berkembang menuju tidak ada kromium dan tidak ada logam berat, mengurangi polusi lingkungan; pada saat yang sama, konsumsi energi dalam proses pelapisan vakum terus menurun, dan beberapa peralatan menggunakan pompa vakum hemat energi dan sumber pemanas untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi.
2. Saran Pembelian Konsumen
Ketika konsumen biasa membeli cangkang ponsel, mereka dapat memilih berdasarkan kebutuhan dan anggaran mereka sendiri, menggabungkan karakteristik dari tiga teknologi pelapisan:
Jika Anda fokus pada penampilan dan anggaran terbatas, mencari efektivitas biaya, pilih cangkang ponsel dengan pelapisan penguapan vakum. Produk-produk ini memiliki penampilan yang kaya dan harga yang rendah, cocok untuk penggunaan sehari-hari yang ringan;
Jika Anda fokus pada kepraktisan, membutuhkan fungsi anti gores dan tahan aus, dan memiliki anggaran sedang, disarankan untuk memilih cangkang ponsel dengan pelapisan sputtering kontrol magnetik. Produk-produk ini memiliki kinerja yang seimbang dan dapat memenuhi sebagian besar kebutuhan penggunaan sehari-hari masyarakat, menjadi pilihan utama di pasar;
Jika Anda mengejar kinerja tertinggi, membutuhkan ketahanan aus super, anti-jatuh, dan tekstur kelas atas, dan memiliki anggaran yang cukup, Anda dapat memilih cangkang ponsel dengan teknologi pelapisan ion. Produk-produk ini biasanya menandai "anti-jatuh kelas militer" dan "super tahan aus" sebagai nilai jual, cocok untuk pengguna dengan persyaratan tinggi untuk perlindungan ponsel.
Selain itu, saat membeli, Anda juga dapat menilai kualitas lapisan pelapis melalui pengujian sederhana: gunakan kuku Anda untuk menggores permukaan, tidak ada goresan menunjukkan kekerasan yang baik; jatuhkan setetes air di permukaan, semakin besar sudut tetesan air, semakin baik efek anti sidik jari; periksa deskripsi produk untuk memahami jenis proses pelapisan dan data uji ketahanan aus, yang juga dapat membantu membuat pilihan yang lebih akurat.
Kesimpulan Tiga teknologi - pelapisan penguapan vakum, pelapisan sputtering magnetron, dan pelapisan ion - masing-masing memenuhi permintaan kelas bawah, menengah, dan atas dari pasar casing ponsel, bersama-sama membentuk sistem teknis pelapisan vakum untuk casing ponsel. Dari perspektif prinsip, ketiganya mencapai deposisi film dalam lingkungan vakum tinggi, tetapi melalui metode transfer energi yang berbeda, mereka telah membentuk lapisan film yang sangat berbeda; dari perspektif aplikasi, mereka mencakup seluruh rentang harga dari beberapa lusin yuan hingga beberapa ratus yuan, memenuhi permintaan konsumen yang beragam untuk penampilan, kinerja, dan harga.
Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, teknologi pelapisan vakum akan diterapkan lebih luas di bidang casing ponsel. Di masa depan, casing ponsel akan memiliki kinerja yang lebih tinggi, penampilan yang lebih beragam, dan harga yang lebih terjangkau. Bagi konsumen, memahami karakteristik dari berbagai teknologi pelapisan dapat membantu kita membuat pilihan produk yang lebih rasional; bagi industri, inovasi dan peningkatan teknologi yang berkelanjutan akan mendorong pasar aksesori casing ponsel ke arah yang lebih berkualitas tinggi dan beragam.
Pesan Anda harus antara 20-3.000 karakter!
