等离子聚合涂层多用途外观涂覆工艺

表层建筑涂料是用于珍惜电子器件部件和电子设备，避免他们由于触碰的条件而毁坏，而且拓宽使用寿命，发展稳定性。外型建筑涂料是尤其配置的漆，可以用软毛刷、喷漆、预浸、或是可选择性涂覆的方式涂覆上来，常常务必施胶几类原材料，施胶时要把这些不能可有建筑涂料的位置遮挡住，必需很多時间并且价格颇丰。由于缺乏简易、质优价廉而有效的方式为电子元器件涂覆外型建筑涂料，许多生产商不能用外型建筑涂料来珍惜她们的商品。

现如今纳诺泰科早已研制开发出一种新式外型涂覆方式，它应用低输出功率等离子室镶上一层纤薄的高聚物。可以采用这些方式涂覆的原材料包含丙稀酸原材料到硅基高聚物和氟高聚物原材料。等离子表层的镀膜是一种简易的加工工艺，仅有一道工艺流程，可以用于涂覆薄而匀称的塑料薄膜，是真真正正的外型涂覆加工工艺，它多余干固，多余应用一切溶剤。在一些状况下，这一加工工艺也多余把连接端和射频连接器遮挡住，除掉了外型加工工艺中必需人力实际操作、消耗的时间的工艺流程。

  弁言

   外型建筑涂料的功效是珍惜电子器件部件，避免自然环境对他们导致危害。涂覆这种建筑涂料时，建筑涂料通常是液体的，应用手工制作方式涂覆，比如用软毛刷、喷漆或预浸的方式。针对喷漆、针涂和预浸这种方式，可以应用积极化的智能机器人来开展，能够更好地开展操纵。全部这种方式很有可能很耗时间，并且必需很多人力，一样平时规定在模块的敏感地带，比如射频连接器和微波射频（RF)元器件，在涂覆以前要把他们遮挡住，避免液体的外型建筑涂料进人与触碰哪些位置。在涂覆外型建筑涂料后，一样平时都务必让外型建筑涂料干固。通常的作法是，应用紫外光固化，或是加温干固，或是以一种方法把二者結合起來。干固工艺流程占涂覆加工工艺的许多時间，在建筑涂料干躁时,很有可能会造成让人不激动的味道和很有可能有危害的有机溶剂。大家必需一种新的涂覆方式，它可以涂覆非常薄的珍惜建筑涂料，建筑涂料可以在各类条件下具有所有必要的珍惜功效，又多余这些不用的工艺流程。等离子聚就在便是如许的涂覆方式。

  等离子聚就在

   等离子聚就在是在等离子标准的直接影响下产生汇聚原材料【1】。自1960年至今，对等离子标准下的固体建筑涂料的施胶开展了充足的科学研究，有很多原材料可以用这一方式施胶【2】。在等离子标准下施胶的固体原材料通常称之为等离子高聚物，但他们全是独一无二的高聚物，他们与传统式高聚物不同点是，等离子高聚物沒有反复构造，这类反复构造通常明确一个高聚物链。此外，等离子高聚物原材料常常是相对高度交叉链接的，不溶解一切有机化学溶剤。等离子高聚物的作用之一是，在一个非常简单的一个程序中，等离子高聚物会产生非常薄的膜，沒有针眼。这一脾气是等离子高聚物可以做为电子元器件的外型建筑涂料的重要脾气。

   图1是传统式的网盘直链聚四氟乙烯(PTFE)高聚物的化学结构和应用等离子淀积技术性产生的含氟量高聚物的化学结构。应用等离子淀积表层的镀膜技术性产生的含氟量高聚物由混和的碳-氟(C-F)键和碳-碳(C-C) 键组成，是相对高度交叉链接的，而PTFE原材料只包括CF2模块的反复连接。等离子聚就在的另一个焦虑不安脾气是，曝露在活跃性的等离子汽体的全部外型上，建筑涂料以低温等离子系统软件统表层的镀膜的方法产生尤其很是匀称的外型镀层。这代表着，低温等离子系统软件统非常容易在元器件的角和边沿上施胶，而传统化的液体原材料施胶方式也许会造成题型，因为液体建筑涂料非常容易从这种锐利的边沿流产。等离子高聚物非常容易和施胶的基材黏合，镀层在高溫或超低温时不可能产生脱层的题型。

等离子聚就在的原理及机器设备

等离子聚就在的原理尤其很是繁杂。在低温等离子系统软件统中产生的较高能水解，把管理体系中工作中汽体水解成正离子、自由电荷、氧自由基和中性化的残片，全部这种残片与管理体系中原先汽体的有机化学脾气，及其等离子表层的镀膜管理体系的许多主要参数相关，这种主要参数如腔室设计方案、电级合理布局、微波射频（RF)工作频率和输出功率、原先汽体的负担和总流量。销售市场上面有一系列低温等离子系统软件统合适作为等离子汇聚镀膜设备。

图2是Nanotech企业订制的三个这类管理体系，他们的大小不一样，可以用于开展自小容积的研制工作中到批量生产的表层的镀膜。这种管理体系是因为开展改进的表层的镀膜工艺技术的，把原来是汽态和液体的二种原材料转变成等离子汇聚镀层。小容积系統的內部容积是0.12立方，适中容积系統的内部容积是0.43立方，用以大批生产的系統的內部容积超出0.85立方。

涂覆加工工艺的事例

   等离子聚正当中应用的涂覆加工工艺通常是一个简易的一歩及时加工工艺。试品用合理的滑轨送进等离子室，让全部的焦虑不安外型曝露在活跃性的等离子体汽体中。随后依据具体的加工工艺，对等离子室真空包装，把真空值着陆到几十到好几百毫托。随后把原先的资料以汽体形势引进等离子室。这一原先的原材料在一切正常空气情况下是汽体，如一些氮氧化合物、氟碳喷涂、胺气，或是是早已发展为汽体的液态。这一从液态向汽体的转变可以利用对液态的高蒸汽压顶端室内空间开展简易的真空包装方式做到，做为媒介的空气根据液 体，随后把这种原来是饱和状态的媒介汽体引进等离子室，或是用更繁杂的方式，对蒸汽压尤其很是低的液体原材料根据做雾化加工工艺立即喷出液态。一旦注入低温等离子室的工作中汽体早已牢固，打开微波射频产生器，工作中汽体被水解成汽态等离子。在恰当的前提下运转时，工作中汽体淀积在试品外型上，产生镀层，可以调节淀积的时间段来操纵镀层的薄厚，等离子汇聚涂覆加工工艺批准开展这类调节。做到所有必要的涂覆薄厚后，微波射频产生器关掉，把工作中汽体从等离子室解决出来。随后等离子室返回大气压力，从管理体系中移出来涂上镀层的试品。无须对试品开展进一步的干躁或干固。这一全过程如下图3所显示。

等离子淀积外型镀层

如上所述，等离子汇聚加工工艺可以淀积范畴普遍的各类原材料。这种原材料包含简易的氮氧化合物、较比较复杂的氮氧化合物，如丙烯酸树脂和甲基丙烯酸酯单个，氟高聚物和别的的含卤氮氧化合物，及其硅基环氧树脂和别的含光伏材料。

表1列举早已作为外型镀层的原材料，他们的优点及其主要的特点。

等离子高聚物镀层的薄厚可以从几十纳米技术到好多个μm，详尽的薄厚在于涂覆加工工艺的必需。可以应用物理学技术性精确测量涂覆层薄厚，如外型显微镜光波干涉仪或原子力显微镜，或是应用椭圆形率检测仪或反射面计开展电子光学精确测量。

图4 是用Dektak外型显微镜光波干涉仪精确测量的2个等离子高聚物镀层的薄厚。在这个事例中，镀层的薄厚大概是300纳米技术和600纳米技术。可以应用高像素显微镜和扫描仪透射电镜(SEM)获得等离子淀积产生的外型镀层的图象。针对应用等离子汇聚加工工艺施胶外型镀层的电子器件部件，在施胶后随意切成片，对微切片检查镀层的涂覆情况。

图5是PCB部件上的焊层外型有一层薄薄的外型镀层。能够看见薄镀层是顺着焊层边沿的金属材料轮廊遮盖的，随后承继沿PCB的外型遮盖焊盘的阻焊模。图象中的亮度和对比度已被调整和加強，以突起塑料薄膜的存有。在这个事例中，镀层的薄厚约为1.5μm。

图6是高像素扫描仪电子器件显微照片，镀层匀称地遮盖金属材料焊层和邻近的阻焊膜。请详尽在焊层和阻焊膜交接处中间的繁杂轮廊，镀层遮盖得很顺畅，这一点十分焦虑不安。镀层沿着各种各样材质的突起铺平，乃至铺满焊锡丝上细微的凹隙。

图7中的SEM显微照片主要表现试品外型切成片的細微形状，在这一部分的镀层早已被去棹。这一图象主要表现了一个镀层，这一镀层在薄厚和相对密度上相当匀称，是以试品的外型逐渐匀称产生的。全部被查看的试品，镀层是持续的沒有缺点。

等离子淀积外型镀层的耐蚀性

前边早已表明，针对PCB，等离子淀积的氟高聚物可做为线路板的珍惜镀层【4】。早已见到，当PCB曝露在严苛的自然环境里时，这种镀层可以有商业用地避免空气氧化和浸蚀。早已确认等离子淀积的含氟量高聚物镀层对避免高硫自然环境造成的浸蚀格外有效。大家都知道，浸银外型层非常容易受应力松弛浸蚀的危害，现如今乃至早已确认氟高聚物可以避免浸银外型层的应力松弛浸蚀【5】。

图8主要表现浸银外型层电子线路的显微镜图象，在其中一个电子线路沒有镀层，一个电子线路有使 用等离子汇聚淀积的镀层，2个电源电路都是在曝露高硫、高低温自然环境七天。沒有镀层的试品主要表现有焦虑不安的应力松弛浸蚀，而有等离子镀层的试品看起来好像新的。许多外型镀层的一个焦虑不安的基本特征是，当电源电路在运行时，它珍惜电子器件部件中的电源电路，不容易曝露在湿气与腐蚀的自然环境。当商品是放置高温度环境中，倘若试品曝露在一个冷疑条件下，或是倘若有极少的水不测地流到电源电路的外型，便会发生湿气与腐蚀的状况。在这样的情况下，没合理外型镀层珍惜的电子器件部件很有可能常常造成灾难性的常见故障。导致常见故障的一个体制是电子器件部件的外型生长发育晶枝。这种晶枝是导电性的金属盐。这种金属盐是由水和腐蚀原素在部件外型上一同产生的，加在全部电源电路上的工作电压会促进晶枝生长发育。当电源电路曝露在饮用水下时，电源电路再加上工作电压，就可以见到湿冷自然环境对生长发育晶枝的危害。饮用水中有足够的盐，可以产生电化学电池，造成电源电路上的2个电级中间生长发育晶枝。在这个试验中，第一组试品应用等离子汇聚涂上一层薄厚1μm的外型镀层，而第二组样版沒有镀层。试验中的2组试品都应用裸铜外型和浸银外型。把试品收到电压源上，在显微镜下把试品浸人饮用水中，就可以开展观查。

图9是第一组试品中沒有镀层珍惜的铜电源电路和有等离子淀积外型镀层珍惜的铜电源电路的高倍和高倍变大图象。沒有镀层试品的图象清晰地主要表现电级中间生长发育的晶枝，而有等离子镀层试品的图象主要表现电源电路沒有缺点。

图10 主要表现浸人饮用水中的裸浸银外型和有等离子淀积外型镀层的浸银外型再加上工作电压后的高倍和高倍变大图象。沒有镀层的裸银试品主要表现电级中间存有晶枝，而有等离子镀层的试品，沒有缺点。

结果

   等离子表层的镀膜是一个尤其很是有诱惑力的珍惜电子设备的涂覆方式。淀积加工工艺自身尤其很是简易，可以对试品开展尤其很是細微的解决制造，在一些状况下，在涂覆以前乃至多余把连接端和射频连接器遮挡住。可以开展等离子汇聚的涂覆原材料的范畴让人惊专，因为几乎一切可以以气相色谱存有的资料都能够用等离子聚就在。由于等离子汇聚淀积方式非常容易运用、成本低，可以在很多的设备上涂覆外型镀层，大家预估，电子设备等离子汇聚技术将发展新一代电子元器件的稳定性。

论文参考文献

1 . Yasuda, Hk ‘Plasma Polymerization, Academic Press Inc.: Orlando, Florida,1985.

2 . N. Morosoff, “An Introduction to Plasma Polymerization,”

3 . Plasma Deposition, Treatment, and Etching of Polymers.

4 . H. Biederman, “Plasma Polymer Films, Imperial College Press, London, 2004.

5 . von Werne, T. Ph.D., Brooks, A., and Woollard, S., “Latest Developments inSurface Finishing of PCBs Using Plasma Deposition,” SMTA International Proceedings,2010.

6 . von Werne, T. Ph.D., Brooks, A., and Woollard, S., “Inhibition of CreepCorrosion using Plasma Deposited Fluoropolymer Coating, SMTA InternationalProceedings, 2011.

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