聚对二甲苯

无法匹敌的表面保护

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聚对二甲苯

无法匹敌的表面保护

Diener electronic 提出要求,要为所有情况提供理想的表面解决方案。在许多情况下,聚对二甲苯涂层保护高质量部件、组件或设备的理想解决方案。

聚对二甲苯是一组化学上称为对二甲苯聚合物。在只适合用于此材料类别的工艺技术中,可以生产几乎透明的保护层

聚对二甲苯可提供

✓ 轮廓独立于偏差小于 1 µm 的恒定层厚度
✓ 1 µm 以上可可靠实现“无孔”,即:无缺陷处
✓ 可承受热负荷(取决于聚对二甲苯类型)
✓ 化学惰性(耐多种化学物质)
✓ 耐环境影响和紫外线辐射
✓ 非常好的阻隔特性
✓ 在等离子体上经过清洗和预处理的表面 非常好的 粘附性
✓ 还适用于覆盖 复杂的轮廓、边缘、裂缝和 空腔

聚对二甲苯是什么?

为什么它们如此独特?

1947 年,化学家 Michael Szwarc二甲苯(也称为 “Xylene”)在高达 1000 °C 高温下的反应进行了研究。由此,其在其整套设备的冷表面上发现了一种透明的沉淀物。并将此固体膜作为聚对二甲苯进行了分析。

作为更有效的制造工艺,Union Carbide 公司于 1955 年提出了对二甲苯二聚体的热解方法(此方法如今仍很常用),这为商业应用开辟了道路。Union Carbide 还就聚对二甲苯聚合物给出了一个更简便的名称“派瑞林 (Parylene)”。

聚对二甲苯是一种 有机聚合物(其基本形式为聚对二甲苯 N),仅由(H) 和(C) 原子组成。聚对二甲苯是疏水的,并且对几乎所有化学物质都有耐受性。这也适用于其他聚合物如 PTFE,但是这些非常特殊的特性源自于非凡的生产技术。其 只有作为薄涂层才具有经济意义。该聚合物是通过气态单体在冷的基材表面上聚合而形成的。所有液体涂层都包含气体夹杂物,即使在表面张力较低的情况下也有局部收缩的趋势。这会导致出现空隙、边缘变薄和层厚度发生变化的情况。通过对直接来自气相的聚对二甲苯进行聚合来逐个放置分子,可实现没有孔、没有边缘逸出,以及分子规模的恒定层厚度。聚对二甲苯在冷表面上聚合。由此导致基材上没有温度负荷。几乎所有材料都可以通过聚对二甲苯进行涂覆

聚对二甲苯涂层对几乎所有物质都具有极好的阻隔特性,因此 形成了无与伦比的高度保护,尤其是可靠的耐化学侵蚀、环境影响和老化的保护

更多信息

前体:二聚体

化学上的准确术语: 对二甲苯二聚体或二聚对二甲苯 

常用术语: 聚对二甲苯二聚体
 

热解后:单体

化学上的准确术语: 醌三甲烷或 对二甲苯

常用术语:聚对二甲苯单体
 

最终产物:聚合物

化学上的准确术语:  聚(对二甲苯)

常用术语:聚对二甲苯 N

聚对二甲苯是做什么的?

聚对二甲苯涂层在以下 特性 方面胜过所有其他涂覆方法:

✓ 层厚度的稳定性
✓ 遮盖边缘尖部
✓ 可以渗入极细小的缝隙中
✓ 在最小的层厚度下确保密封性
✓ 防止气体和液体渗透的阻隔特性
✓ 防保护
✓ 防电击穿保护
✓ 氧化保护
✓ 耐老化性和防材料老化保护
✓ 生物相容性

聚对二甲苯的特性

聚对二甲苯是衍生物。聚对二甲苯 N 的基本形式是由一个苯分子组成的,其两个角处苯环上的氢原子已被 CH2 基团所取代。前缀“对-”(缩写为“ p-”)表示,这两个 CH2-基团连接在苯六边形的相对角上。

聚对二甲苯 N 被认为是纯碳氢化合物

但是,在聚对二甲苯分子中,可以通过卤素原子取代一个或多个氢原子。卤素是例如化学元素氟和氯。通过这些变化,理论上可以形成多种聚对二甲苯衍生物。但是,就实际意义而言,商业上仅使用了类型聚对二甲苯 N、聚对二甲苯 C、聚对二甲苯 D、F-VT4 和聚对二甲苯 F-AF4。

在聚对二甲苯设备上,可以用相似的参数对所有这些类型进行处理。这些涂层也会具有相似的特性。但是,如果聚对二甲苯 N 本来就非常出色的特性在介电、热和阻隔特性方面不足,则可以使用其他聚对二甲苯类型。

聚对二甲苯类型的独特特性

聚对二甲苯 N:

基本形式,仅由氢原子碳原子构成。但不是最常用的类型。极好的裂缝穿透性。优化的介电特性击穿强度,因此是对电子部件和组件进行涂覆的首选。最低的摩擦系数,因此常 用于导管

聚对二甲苯 C:

最常用的产品,具有卓越的阻隔效果。基于其特别显著的疏水特性,其还具有较高的防潮性弹性高,因此可用于塑料弹性体 涂层。层厚度增长速度快(高达 10 µm/h)

聚对二甲苯 D:

使用时间长,特别是由于其提高的温度稳定性,而且还非常疏水。用于保护航空航天工业中的电子组件。

聚对二甲苯 F-VT4:

因为能够承受比聚对二甲苯 D 还高的热负荷,所以正在逐渐取代其在高温应用领域中的使用。

聚对二甲苯 F-AF4:

到目前为止,是所有聚对二甲苯类型中耐温性最高的。此外,此类型还对腐蚀性的辐射,特别是紫外线辐射极不敏感。最昂贵的变体,因此仅在绝对需要这些特殊特性的情况下才会使用。

轮廓完美适配的涂层:

与液态涂抹的涂层相反,气相中的单体还会到达组件上 液体无法到达的位置。

对健康和环境有益

由于聚对二甲苯具有非常好的化学惰性,并且不含任何异物,因此它们被分类为无毒对健康无害。聚对二甲苯符合对食品纯正性生物相容性的所有要求。此外,还不会危害饮用水,也不会影响环境。 聚对二甲苯符合欧洲指令 RoHS 2002/95/EC 的规定(关于在电子与电气技术设备中限制使用某些有害物质的指令)。

原料始终是纯二聚体。通常情况下,采用 聚对二甲苯涂覆方法不会由于添加剂、稳定剂、合金造成改性。因此,这些 表值原则上适用于所有制造商的聚对二甲苯类型。但是,存在质量差异。基于二聚体的极高纯度,可实现出色的聚对二甲苯涂层

聚对二甲苯设备

聚对二甲苯设备基本上是真空设备。因此,在任何情况下其都包括一个真空密封耐压的真空腔室和一个真空泵。虽然,约为 0.02 -0.1 mbar 的工作压力并不是特别低。但是,为了获得良好的层质量,建议尽可能地去除外来分子。因此,需要进行高质量的密封、避免存在放气组件,还需要一个性能强大的真空泵

真空腔室真空泵之间安装了一个冷阱,在其中对从真空腔室中再次抽吸出来聚对二甲苯单体的残留物进行聚合。如果单体进入真空泵中并在那里聚合,则会损坏泵。

配有水平腔室的聚对二甲苯涂覆设备的示意图结构

1) 蒸发器(电阻加热:典型温度为 130-180 °C)

2) 热解管(电阻加热:典型温度为 550 -650 °C)

3)  真空腔室(基础压力约为 0.01 mbar;工作压力介于 0.02 – 0.1 mbar 之间)

4) 转盘(可旋转的基材支架)

5) 冷阱(例如液态氮:温度约为 -196 °C)

6) 真空泵

7) PC 控制系统:工艺参数的设置和监控

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