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聚对二甲苯涂层对电子产品的重要保护作用
发布时间:2021-03-13 00:23:49 点击次数:1872

科技改变生活,我们的生活越来越离不开性能良好的电子产品,很多电子产品都是由各种电子元器件和基板组成。这些微小的元器件需要耐湿气、电荷和极端温度环境下运行。经过研发人员的不断探索,研究出聚对二甲苯涂层对于提升电子元器件性能起着非常重要的防护作用。

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据介绍,20世纪50年代末科学家研发出了聚对二甲苯,是一系列独特的聚合物有机涂层材料的通称。呈线性多晶结构,具有良好的绝缘性能、阻隔性能、化学惰性。聚对二甲苯涂层超薄、无针孔,并且由于它们的分子水平聚合而可真正敷形于部件——基本上一次一个分子地在基板表面上“生长”。聚对二甲苯涂层采用气相沉积工艺,而不是通过点涂、喷涂、刷涂或浸涂,该工艺开始时将待涂覆的部件放置在沉积室中,然后将称为“二聚体”的粉末原料放入系统另一端的蒸发器中,加热二聚体,使其升华为蒸气,然后再次加热使其分解成单分子蒸气,将该蒸气转移到环境温度室中,它会自发地聚合到部件上,形成薄聚对二甲苯膜,在受控真空封闭系统中进行聚对二甲苯沉积工艺,沉积室在整个工艺中保持在室温下,在涂覆工艺中不使用溶剂、催化剂或增塑剂。

 

气相沉积过程中没有液相,不会在液体涂层的应用中后续产生弯月面、淤积或桥接效应;整个部件受到相同保护,聚对二甲苯涂层工艺,使得产品镀膜厚度均匀的敷形涂层,而且由于聚对二甲苯由气体形成,它还可渗透到每个裂缝(无论看起来如何难以到达),确保了基板的完全包封。

 

此外,聚对二甲苯涂层非常轻,具有优异阻隔性能的同时,不会增加精密部件的大小或质量。典型的聚对二甲苯涂层的厚度范围为500埃至75微米(其他大多数涂层材料做不到如此薄),且仍然能提供相同水平的保护。

 

聚对二甲苯系有几种变体,但都是完全线性、高度结晶的材料,具有超薄和重量轻的优点,它们还可提供优异的介电、湿气和化学屏障,增加引线键合的强度,确保有效的信号传输,并且与生物相容,聚对二甲苯具有极低的介电常数和损耗因数,使其能够通过薄涂层提供具有介电绝缘功能的小而紧密的封装,实际上每单位厚度的击穿电压会随着聚对二甲苯膜厚度的减小而增加。

 

聚对二甲苯涂层已在国防航空航天电子、运输、和医疗设备行业中使用,事实上在其他解决方案不足以满足行业不断增长需求时,聚对二甲苯涂层可在产品需要小巧、更轻便、更坚固和更可靠时提供解决方案。


聚对二甲苯电子产品镀膜解决方案:

第一、微小电子元器件的镀膜保护作用

无论是针对消费市场还是国防市场,电子产品制造商始终面临着电子封装更小更轻的压力;无论整个设备的大小如何,都面临这个问题。虽然近年来移动电话实际上变得越来越大,但它们的功率和功能都比前代产品更多,因此它们的内部元器件不得不缩小,同样,汽车和飞机的尺寸几乎没有变化,但是两者不断使用额外的电子部件来增加其功能和可靠性,与此同时,这些行业越来越多地呼吁减轻重量以提高系统效率。

 

因为聚对二甲苯涂层是以蒸气涂覆,所以分子会长成一层薄膜,均匀粘附在每个表面和边缘以及裂缝内。涂层可完全封装复杂的基板,提供极佳的阻隔和介电保护。另外,由于它们的超薄性,它们可在不显著增加尺寸或重量的情况实现保护。

 

相比之下,液体涂料通常通过喷涂、刷涂或浸涂涂覆,并且由于淤积、桥接或弯月面效应可能无法提供完全覆盖,虽然这些涂层解决方案足以满足某些应用的要求,但对于当今先进的电子设计,他们的应用有局限性。

 

第二、聚对二甲苯涂层阻隔水分、灰尘和化学品

与此同时,各个行业的设备电子部件含量也在增加;这些系统必须可靠运行的苛刻环境范围也在扩大。无论是在太空真空中、在汽车引擎盖下、在油田的钻井平台上、还是在人体内,必须保护关键电子设备免受其环境(例如,潮湿、化学品、流体、灰尘等)的影响,以确保可靠运行;生活中就是这样。此外,近年来可穿戴设备的使用急剧增加,并且用户要求他们的设备(例如,电话、耳机、手表、健身监视器等)可以完全承受这些影响因素。从本质上讲,消费电子产品现在升级为需要国防级的防护。

 

第三、聚对二甲苯涂层防止电弧和静电放电

电子产品长期以来容易受到电弧和静电放电的影响,而且现代设备实际上更容易受到这些电气风险的影响,因为单个元件更小,此外接触点也更紧密,更紧密的布线根本不能承受与旧设备的较粗布线相同的突然震动。如果不受保护,这种电气故障可能导致设备过早失效。

 

聚对二甲苯具有非常高的介电强度——高达相同厚度其他涂层的2倍。因此,它们提供了极佳的绝缘保护,以防止电弧和静电放电损坏而不会显著增加质量。例如,25微米的聚对二甲苯涂层将具有7000伏的介电容量,没有其他涂层可以像聚对二甲苯那样薄的同时仍然可提供相同水平的保护。

 

第四、聚对二甲苯涂层耐受热循环极限、压力和振动的稳定性

聚对二甲苯用于汽车、飞机、石油钻探和太空探索的电子产品暴露在恶劣的环境中,人们希望这些产品可以在其中可靠地运行。例如,在飞机机翼或携带卫星进入太空的火箭中的电路板组件将从海平面温度快速下降至零下温度的平流层高度,除了温度变化之外,作为飞行的一部分,微小、精密的关键任务电路必须承受快速的压力变化和强烈的振动。

 

聚对二甲苯涂层虽然超薄且重量轻,但可以增强精细元器件和引键合,有助于确保精密电子产品的安全。此外,由于薄膜的分子生长,不会产生在压力快速变化时造成灾难性风险的空洞或气泡。

 

第五、聚对二甲苯涂层生物相容性和生物稳定性

神经刺激器、心脏起搏器、耳蜗和眼部植入物、电外科工具,以及越来越多的设备可对患者的生活产生巨大影响,前提是它们具有生物兼容性、生物稳定性,并且在接触或植入人体时具有操作可靠性。聚对二甲苯保护医疗电子元件免受潮湿、生物液体和生物气体的影响,这类影响可能导致组件过早失效。这种保护不仅延长了设备的使用寿命,还降低了在关键时刻发生失效的风险。

 

综上所述,聚对二甲苯parylene)涂层材料为提升电子产品防护性能起着非常重要的作用。更好的延长了产品的使用寿命,更好的提升产品市场竞争力。

 

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