派瑞林工藝過程及派瑞林優勢

Parylene 薄膜的製備聚合過程

常用製備派瑞林的方法是化學氣相沉積法(CVD),反應物質在氣態條件下發生空間氣相化學反應,在固態基體表面直接生成固態物質,進而在基材表面形成塗層的一種工藝技術。派瑞林薄膜製備過程為環狀二聚體在高溫下兩個相連甲基碳碳鍵斷裂,生成具有活性的對二亞甲基苯單體,當其從高溫環境進入室溫環境的沉積室時,不穩定的單體就會聚合成膜。整個製備工藝過程分為三步:單體的汽化、裂解、在基材表面進行附著沉積。

第一,在真空環境下,固體四氯代對二甲苯環二體在150℃左右昇華為氣態;

第二,在650℃左右四氯代對二甲苯環二體裂解成帶自由基的活性2,5-二氯對二亞甲基苯;

第三,在室溫(25℃)條件下,遊離態的2,5-二氯對二亞甲基苯在固態基材表面沉積聚合,形成一層無針孔的保形性薄膜。

塗覆工藝流程圖如下所示:

派瑞林工藝過程及派瑞林優勢


Parylene薄膜具有厚度均勻、緻密無針孔、透明無應力、優異的電絕緣性和防護性等特點,可應用在光電材料、磁性材料、服裝及文物保護等領域,因其生物兼容性和生物穩定性,還可以應用在醫用領域。然而,需要注意的是,Parylene塗覆對於材料表面的要求比較高,要求附著力好,無雜質,因此在進行塗覆前,必須對物件的表面進行一定預處理,以增加塗覆物件的附著力。

派瑞林應用領域

1、 磁性材料

隨著信息產業的不斷髮展,磁性元件越來越趨向於小型化,3-5㎜的軟磁芯,2-3㎜的稀土永磁材料,甚至尺寸更小的磁材都不斷被應用,對磁材的防護提出了新的要求。小型軟磁芯作饒線器件時,經聚對二甲苯塗敷後能耐1500-2000V甚至更高的電壓,由於聚對二甲苯摩擦係數低,饒成操會更滑溜,不傷線,更便於操作,稀土釹鐵硼永磁材料是一種高性能強磁材料,但這種材料在空氣中很不穩定,尺寸較大的通常用電鍍或環氧電泳漆作防護塗層,尺寸較小的磁材,特別是環型和筒形的磁材,已不能用上述傳統方法實現可靠防護,滿足使用要求。Parylene獨特的製備工藝和優異性能相結合,使它能對小型超小型磁材進行無薄弱點全塗敷的磁材可浸鹽酸10天以上不腐蝕,目前國際上小型超小型磁材,幾乎都採用Parylene作絕緣和防護塗層。

2、 印製電路組件和元器件

隨著表面貼裝技術發展和元器件的日益小型化,印製電路組件也日益向小型化和高密度方向發展,這給印製電路組件的三防措施提出了新的要求。傳統使用的環氧樹脂、聚氯脂、有機硅樹脂、聚丙烯酸脂等防護塗料都是液體塗料。由於液體的粘度和表面張力等原因,塗層厚度不均勻,在稜、角等處塗層較薄,當元器件之間,基板之間僅有很小間距時,會因塗層流不到而形成氣隙。塗層固化,烘乾後會因溶劑或小分子助劑的揮發,產生收縮應力或形成微小針孔。這些傳統塗層的介電強度一般也在2000V/25um以下,因此必須經多次塗敷,用較厚的塗層才能實現較可靠的防護,Parylene塗敷是由活性的對二甲苯雙遊離基小分子氣在印製電路組件表面沉積聚合完成。氣態的小分子能滲透到包括貼裝件下面任何一個細小縫隙的基材上沉積,形成分子量約50萬的高純聚合物。它沒有助劑溶劑等小分子,不會對基材形成傷害,厚度均勻的防護層和優異的性能相結合,使Parylene塗層僅需0.02-0.05㎜就能對印製電路組件的表面提供非常可靠的防護,甚至經過鹽霧試驗,表面絕緣電阻也不會有很大改變,而且較薄的塗層對元器件工作時所產生的熱量消散也非常有利。另外由於分子結構對稱性較好,使它在較高的頻率下仍有較小的介質損耗和介電常數,它的這種高頻低損耗特性使它為高頻微波電路的可靠防護創造了條件。

3、 微電子集成電路

Parylene的真空氣相沉積工藝不僅和微電子集成電路製作工藝相似,而且所製備Parylene塗層介電常數也低,還能用微電子加工工藝進行刻蝕製圖,進行再金屬化,因此Parylene不僅可用作防護材料,而且也能作為結構層中的介電材料和掩膜材料使用,經Parylene塗敷過的集成電路芯片,其25um細直徑連接線,連接強度可提高5-10倍。

4、 微電子機械系統(MEMS)

Parylene能在0.2um厚時就完全沒有針孔,5um時就能耐1000V以上直流擊穿電壓,又是摩擦係數很低的一種自潤滑材料,化學惰性和阻隔性能也好,因此在微電子機械系統中,除了作電介質材料外,還用作微型傳動機構和微型閥門的結構材料和防護材料。

5、 傳感器

Parylene在傳感器領域中的應用,除了作絕緣介質外,更多用作防護材料,它能耐酸、鹼和有機溶劑,對水汽和鹽霧等惡劣環境有極好的阻隔防護能力,用極薄的塗層提供良好的防護。

6、生物醫用電子

Parylene不僅電性能,防護性能好,而且生物相溶性也好,它已通過美國FDA論證,滿足美國藥典生物醫用材料VI類標準,被列為是一種可以在體內長期植入使用的生物醫用材料。

7、光纖光纜接頭密封件

光纖光纜接頭在使用中可能遇到各種不同的環境,通常使用含有硅橡膠密封圈的接頭使光纜與環境相隔離,經Parylene塗敷後的硅橡膠密封圈,能更好的適應各種惡劣環境,防止硅橡膠老化,延長密封圈的壽命。



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