Diener electronic претендует на то, чтобы предложить идеальную технологию обработки поверхностей для любого случая. Действительно, во многих случаях париленовое покрытие будет идеальным решением для защиты дорогостоящих компонентов, узлов и приборов.
Парилены – это группа полимеров, имеющих химически точное определение пара-ксилилен. Производственная технология, применимая только к этому классу материалов, позволяет создавать почти прозрачные защитные слои.
Преимущества парилена
✓ Не зависящая от контура постоянная толщина слоя с погрешностью менее 1 мкм
✓ Начиная с 1 мкм гарантированное отсутствие пропусков и просветов
✓ Устойчивость к температурным нагрузкам (в зависимости от типа парилена)
✓ Химическая инертность (устойчивость к большому количеству химикатов)
✓ Стойкость к воздействиям окружающей среды и УФ-излучению
✓ Очень хорошие барьерные свойства
✓ Очень высокая адгезия на очищенных плазмой и предварительно обработанных поверхностях
✓ Закрытие даже сложных контуров, кромок, прорезей и полостей
Что такое парилены?
И почему они уникальны?
Химик Майкл Шварц в 1947 году исследовал реакции ксилола (также называется ксиленом) при высоких температурах до 1000 °C. В ходе работ он обнаружил прозрачные отложения на холодных поверхностях оборудования. Эта твердая пленка была анализирована как поли-п-ксилилен.
В 1955 году компания Union Carbide открыла более эффективный процесс изготовления – используемый и сегодня метод пиролиза димера парациклофана. Это положило начало коммерческому применению материала. Также компания Union Carbide дала полимеру поли-п-ксилилену имя Parylene (парилен).
Парилен – это органический полимер, состоящий в базовой форме Parylene N только из атомов водорода (H) и углерода (C). Парилен характеризуется гидрофобностью и стойкостью к практически всем химикалиям. Это относится и к другим полимерам, например PTFE, однако совершенно особенные свойства парилена основаны на исключительной технологии изготовления. В промышленности используются только тонкие слои материала. Полимер образуется за счет полимеризации газообразного мономера на холодных поверхностях субстрата. Все жидкие покрытия содержат газовые включения и при низком поверхностном натяжении склонны к локальному стягиванию. Это становится причиной пропусков, отсутствия покрытия на кромках и колебаний толщины слоя. При полимеризации парилена непосредственно из газовой фазы молекула укладывается к молекуле, отсутствуют поры, покрытие наносится на кромки, и в молекулярном масштабе получают слой одинаковой толщины. Парилен полимеризуется на холодных поверхностях. Благодаря этому отсутствует температурная нагрузка на субстрат. Париленом можно обработатьпочти любой материал.
Париленовые покрытия обладают очень высокими барьерными свойствами по отношению почти ко всем субстанциям и за счет этого обеспечивают недостижимо высокую и надежную защиту от химического воздействия, влияний окружающей среды и старения.
Дополнительная информация
Исходный продукт: димер
Химически точное определение: Paracyclophan или Di-p-xylylene
Распространенное определение: Parylene dimer
После пиролиза: мономер
Химически точное определение: Chinondimethan или p-xylylene
Распространенное определение: Parylene monomer
Конечный продукт: полимер
Химически точное определение: Poly(p-xylylene)
Распространенное определение: Parylene N
Какими свойствами обладают парилены?
Париленовый слой превосходит все другие методы нанесения покрытий по следующим качествам:
✓ Стабильность толщины слоя
✓ Защита кромок и заострений
✓ Проникновение в очень тонкие зазоры
✓ Герметичность при минимальной толщине слоя
✓ Создание барьера от проникновения газов и жидкостей
✓ Защита от влаги
✓ Защита от электрического пробоя
✓ Защита от окисления
✓ Защита материалов от старения
✓ Биосовместимость
Свойства парилена
Парилены являются производными бензола. Базовая структура Parylene N состоит из одной молекулы бензола, на бензольном кольце которой в двух углахатом водорода заменен группой CH2. Приставка «para-» (сокращенно «p-») показывает, что обе эти группы CH2привязаны на противоположных углах бензолового шестигранника.
Parylene N считается чистым углеводородом.
В то же время, в молекуле парилена один или несколько атомов водорода могут быть заменены атомами галогена. Галогенами являются, например, химические элементы фтор и хлор. Такие вариации позволяют теоретически создавать большое количество производных парилена. Но практическое применение нашли только используемые в промышленности типы Parylene N, Parylene C, Parylene D, F-VT4 и Parylene F-AF4.
В париленовых установках возможна обработка всех этих типов при схожих параметрах. Получаемые слои материалов тоже обладают аналогичными свойствами. Если же и без того высоких диэлектрических, температурных и барьерных качеств материала Parylene N окажется недостаточно, можно воспользоваться альтернативными типами парилена.
Parylene N
Parylene C
Parylene D
Parylene F-VT4
Parylene F-AT4
Характерные свойства типов парилена
Parylene N:
Базовая структура, состоящая только из атомов водорода и углерода. Не самый распространенный тип материала. Крайне хорошая способность проникать в зазоры. Оптимальные диэлектрические качества и прочность на пробой, поэтому хорошо подходит для нанесения покрытий на электронные детали и узлы. Минимальный коэффициент трения, поэтому часто используется при обработке катетеров.
Parylene C:
Наиболее широко используемый продукт с великолепным барьерным действием. Высокая защита от влаги обеспечивается также ярко выраженными гидрофобными свойствами. Хорошая эластичность позволяет наносить качественные покрытия на пластмассы и эластомеры. Высокая наращиваемость толщины слоя (до 10 мкм/ч)
Parylene D:
Давно используется, в первую очередь благодаря повышенной температурной стабильности в сочетании с отличными гидрофобными качествами. Применяется для защиты электронных узлов и деталей в авиационной и космической технике.
Parylene F-VT4:
Еще более устойчив к воздействию температур чем Parylene D, постепенно вытесняет его в высокотемпературных технологиях.
Parylene F-AF4:
Обладает самой высокой термостойкостью среди всех типов парилена. Крайне нечувствителен к агрессивной лучевой нагрузке, в частности – к ультрафиолетовому излучению. Самый дорогой материал, поэтому используется только при очевидной необходимости в его особых свойствах.
Полное покрытие контуров:
В отличие от нанесения покрытий жидкими материалами, мономеры в газовой фазе достигают участков детали или заготовки, недоступных для жидкостей.
Нейтральность к окружающей среде
Парилены химически очень инертны и не содержат каких-либо примесей, поэтому классифицируются как неядовитые и не вредные для здоровья. Парилены отвечают всем требованиям в отношении натуральности продуктов питания и биосовместимости. Они не загрязняют питьевую воду и не оказывают негативного воздействия на окружающую среду. Парилены соответствуют положениям европейской директивы RoHS 2002/95/ЕС (Ограничение содержания вредных веществ в электронике и электротехнике).
Сырьевым материалом всегда является чистый димер. Как правило, в технологиях нанесения париленовых покрытий не применяются модификации с использованием присадок, стабилизаторов и примесей. Поэтому табличные значения действительны для типов парилена всех производителей. Однако, необходимо учитывать некоторые различия в качестве. Высочайшее качество париленовых покрытий достигается при условии максимальной чистоты димера.
Париленовые установки
Париленовые установки всегда работают с вакуумом. Таким образом, в их конструкцию обязательно входят вакуумплотная и прочная на давление вакуумная камера, а также вакуумный насос. Рабочее давление 0,02 -0,1 мбар нельзя назвать очень низким. Но для получения покрытия хорошего качества желательно по возможности полностью удалить посторонние молекулы из рабочей зоны. По этой причине процесс требует качественной герметизации, отсутствия выделяющих газы компонентов и производительного вакуумного насоса.
Между вакуумной камерой и вакуумным насосом устанавливается холодная ловушка, в которой полимеризуются остатки мономера парилена, отсасываемые из вакуумной камеры. Если бы мономер попал в вакуумный насос и полимеризовался в нем, это привело бы к повреждению насоса.
Evaporator (130 - 180°C)
Dimer - powder
Pyrolysis tube (550 - 650°C)
Vacuum chamber (~25°C)
Rotating table
Component
Cold trap (-196°C)
Вакуумный насос
