Historia del desarrollo de la tecnología de recubrimiento al vacío

En 1852, WR. Grove descubrió el fenómeno de la pulverización catódica durante experimentos de descarga al vacío, sentando las bases teóricas del recubrimiento por pulverización catódica. En 1857, Michael Faraday logró la primera deposición intencional de película delgada al vacío evaporando materiales en condiciones de vacío. Thomas Edison presentó una patente de recubrimiento por evaporación al vacío en 1884 para la producción de componentes de fonógrafos, lo que marcó el primer intento de recubrimiento al vacío orientado a la industria.

Durante casi 80 años después, las tecnologías relevantes permanecieron en la investigación de laboratorio debido a los equipos de bombeo de vacío inmaduros y al entorno inestable de alto vacío. Hasta la década de 1930, la invención de las bombas de difusión de petróleo mejoró drásticamente la capacidad de adquisición de vacío e impulsó el recubrimiento al vacío desde la teoría hacia el uso práctico.

A partir de mediados de la década de 1930, se comercializó por primera vez la evaporación térmica al vacío: se pusieron en producción por lotes recubrimientos antirreflectantes para lentes ópticas, películas reflectantes de aluminio para carcasas de lámparas y metalización de espejos. La Segunda Guerra Mundial impulsó drásticamente la industria: la demanda masiva de piezas ópticas de precisión para equipos militares aceleró la popularización de la tecnología de evaporación al vacío en todo el mundo, y gradualmente tomaron forma líneas completas de producción de evaporación al vacío en Europa y Estados Unidos. En la década de 1950, el recubrimiento por evaporación dominaba los campos de metalización óptica y de envases, mientras que el recubrimiento húmedo químico tradicional fue reemplazado gradualmente en escenarios de alta precisión.

En 1966 se produjo la definición formal de PVD (deposición física de vapor) y CVD (deposición química de vapor) en la monografía Vapor Deposition, que clasifica oficialmente las principales categorías de recubrimiento al vacío. En 1967, se concedió a Mattox la patente del núcleo de revestimiento iónico, enriqueciendo el sistema de proceso PVD.

La pulverización catódica con magnetrón, la innovación más importante, se desarrolló y comercializó ampliamente entre los años 1970 y 1980. En comparación con la pulverización catódica con triodo temprana, la pulverización catódica con magnetrón presenta una mayor velocidad de deposición, un recubrimiento más denso y una temperatura del sustrato más baja, lo que la hace aplicable a plásticos, aleaciones de aluminio y materiales base frágiles. La pulverización catódica con magnetrón desequilibrado surgió en 1986 para mejorar aún más la adhesión y uniformidad del recubrimiento. Mientras tanto, el CVD maduró para aplicaciones de recubrimiento duro a alta temperatura y recubrimiento de obleas semiconductoras.

El recubrimiento al vacío entró en las industrias de electrónica de consumo, decoración de hardware, piezas de automóviles y películas ópticas. El arco PVD para revestimiento decorativo metálico (acabado dorado, negro, oro rosa) y el revestimiento antihuellas AF se convirtieron en procesos estándar para carcasas de teléfonos móviles, componentes de acero inoxidable y productos digitales. Se aplicó pulverización catódica al vacío continua rollo a rollo a la producción en masa de películas flexibles, paneles táctiles y películas de protección EMI, lo que aumentó enormemente la eficiencia de la producción. La fabricación nacional de recubrimientos al vacío se desarrolló rápidamente en China para respaldar la floreciente cadena de suministro de productos electrónicos.

El recubrimiento al vacío moderno evoluciona hacia una automatización inteligente, un recubrimiento compuesto multifuncional y con bajo contenido de carbono: en las fábricas prevalecen equipos PVD integrados con carga/descarga automática y monitoreo del espesor de la película en tiempo real. Siguen surgiendo nuevos recubrimientos funcionales que incluyen películas de protección anticorrosión, resistentes al desgaste, antibacterianas y ultrafinas. La investigación y el desarrollo se centran en procesos de recubrimiento que ahorran energía y materiales objetivo no tóxicos para satisfacer estándares globales de protección ambiental más estrictos.