纳米镀膜给电子产品穿上防水“外衣”

2024-08-20 16:25:50 来源：科技日报

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以前手机掉进水里就会面临报废风险，而现在不少手机已经具有高等级防水功能。这一看似不起眼实则带来极大便利的进步，主要源于近些年迅速发展的纳米镀膜技术。纳米镀膜相当于给产品整机或元器件穿上一件防水防潮、耐腐蚀的纳米“外衣”，可大幅提高产品使用寿命。目前，纳米科技已经广泛应用于我国新能源、新材料等领域。

近日，江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司（以下简称“菲沃泰”）研发的纳米镀膜一站式解决方案更进一步，可全面解决电驱动系统在复杂环境下的耐压和防腐蚀问题，为新能源汽车核心部件提供有力保障。该方案已在新能源汽车领域的头部企业项目中实现量产。

“从手机、耳机、电子阅读器等电子消费品，到无人机、汽车产品核心部件，纳米镀膜技术的应用范围越来越广泛。”菲沃泰研发总监夏欣告诉科技日报记者。

真空沉积的纳米薄膜是一种通过在真空环境中沉积材料制备出的薄膜。这种薄膜的厚度通常为纳米级别，广泛应用于消费电子、工业控制和新能源等领域。“此前，电子产品通常采用结构防护，或者给密封处涂上一层防水胶等。但随着电子产品逐渐微型化、轻量化，这些防护方式不再满足要求。”夏欣说。

早在20世纪60年代，学界已探索出等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术，但多应用于半导体行业。通俗来讲，PECVD是利用等离子体发出的能量，让气体发生化学反应并沉积在基体表面。“该技术的难点在于，要设计科学合理的等离子体装置，同时找到合适的材料，让等离子体作用于这种材料，激发生长出符合要求的薄膜。”菲沃泰材料研发总监康必显说。

这种技术制备的膜层更为均匀、表面质量更好、应用范围更广。但国内尚没有装备可将这一技术应用到消费电子领域，形成标准化生产。

菲沃泰针对上述难题进行了多年攻关，研发出国内首台FT-35X行星转架纳米镀膜等离子化学气相沉积设备，解决了纳米镀膜工艺复杂、涂层不均匀、功能单一、结合力差等问题。此举实现了纳米镀膜领域国产量产设备零的突破，打破了智能化电子产品防护领域由国外品牌垄断的局面。

菲沃泰相关技术人员介绍，该装备通过精确控制等离子体来沉积高质量薄膜。由这套装备制备的纳米薄膜具有非常特殊的微观结构：薄膜下层是致密结构，上层是具有一定粗糙度的结构。两层结构相互补充为产品提供液体防护能力，使得电子产品具有高等级防水功能。

该装备生产的多功能纳米薄膜具有拒水性、耐腐蚀性和防潮性，可实现IPX8等级防水，即将电子产品在大于1米深的水中浸泡30分钟以上仍能正常使用。目前，菲沃泰的纳米镀膜已应用于华为、小米、vivo等科技企业。截至2023年底，该纳米镀膜技术已经累计为10亿多部手机及配件、3亿多个耳机及配件和5000万多个LED产品提供防护。

业界分析，目前，PECVD纳米薄膜的应用领域已从整机、结构件的表面防护拓展到内部元器件、电路板及芯片的保护，为纳米薄膜打开了广阔的市场空间。除了消费电子行业，PECVD技术在光学仪器、汽车电子、医疗器械、电动机构等行业领域也有着广阔的应用前景，例如汽车行业中的各类传感器、三电系统、控制器和执行器模块的保护，医疗行业的助听器组件防水防汗、各类医疗器械的组件防护等。纳米薄膜可以为这些电动机构提供绝缘、防霉、防盐雾等持续保护，提高产品的使用寿命和使用体验。

“通过纳米级材料的精准控制，我们实现了汽车零部件及总成性能的全面升级。”康必显说，这种防护解决方案不仅大幅提升了产品的耐久性、抗腐蚀性、防水防污、防硫化及耐压绝缘等关键性能，还满足了汽车行业绿色化、智能化转型的需求。同时，菲沃泰还实现了纳米镀膜技术在汽车产品核心部件上的量产应用。