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三防（fáng）塗覆與固化爐

發布日期（qī）：2025-04-08 13:49:01
信息（xī）摘要：
電子封裝、PCB電路板（bǎn）三防保護的革新--parylene鍍膜聚對二甲苯在混合電路中應用技術（shù）本課題來源於國家航（háng）空科研（yán）基金預先（xiān）研究項（xiàng）目，西安微電子
電子封裝、PCB電路板三防保護的革新--parylene鍍膜
聚對二甲苯在（zài）混合電路中應用技術
本課題（tí）來源於國家航空科研基金預先研究項（xiàng）目，西安微電子技術研究所技（jì）術創新項目，本論文主（zhǔ）要針對當前（qián）混合電路存在亟待解決的防潮防（fáng）護問題，提出並實現了一（yī） 種采用新型材料-聚對二甲苯的解（jiě）決方案。 論文首先從介紹（shào）混合電路在各個領（lǐng）域的廣泛應（yīng）用（yòng）需求（qiú）出發（fā），分析了薄厚膜混合（hé）電路的可靠性問題。在（zài）此基礎上，針對電路組裝的密封問題，提出用聚對二甲（jiǎ）苯解決防 潮防護問題的方案。論文（wén）對聚對二甲苯的性質、應用（yòng）情（qíng）況及工藝特點進行係統（tǒng）分（fèn）析，對材料的（de）應用（yòng）目標和工藝兼容性進行深入討論，對（duì）鍵合（hé）絲熱脹係數的匹配性進行 驗證，對塗覆工藝中的（de）各種保護措施進行了詳細（xì）闡述對比。通過選擇不（bú）同類型的樣品，分組進行了材料塗覆試驗。並按照國軍標要求對塗（tú）覆（fù）的樣品進行一係列可靠性 考核試驗，對試驗測試結果進行了分析總結。 考（kǎo）核試驗結果表明該材料（liào）可以應用於混合電路，可以解決（jué）當前混合電路工藝中的防潮防護（hù）問題.     當（dāng）今軍事（shì）電子設備的發展趨勢是體積（jī）小、功率大、集成化高,並且（qiě）可（kě）靠性要求高,為保證其能在惡劣的環境下正常工作,采取必要的防護手段顯（xiǎn）得（dé）非常重要。 軍事電子裝備中（zhōng）高頻零部件的防（fáng）護一直是一（yī）個難點,高頻部件要求（qiú）防護塗層不影響或者少影響其在微波範圍的工作（zuò）性能,而現有的（de）環氧、聚氨酯、丙烯酸酯、有機矽 等敷形塗層對其微波性能影響都比較大。
Parylene是一種新型敷（fū）形塗層材料,用獨特的真空氣相沉積工藝（yì）製備,由活性小分子在基材表麵“生長”出完全敷形的聚（jù）合物薄膜塗層（céng）,它能塗敷到各種形 狀的表麵,包括尖銳的棱邊,裂縫和（hé）內表麵,該（gāi）塗層號稱（chēng）“無（wú）孔不入”可深入裂縫裏和內表（biǎo）麵。這種真空狀態下室溫（wēn）沉積製備（bèi）的0.1-100微米薄膜塗層，厚度（dù） 均勻、致密無針孔、透明無應（yīng）力、不含助劑、不損傷工件、有（yǒu）優異的電絕緣性和防護性，是當代最有效的防潮、防黴（零級）、防腐、防鹽霧塗層材料。
一：印製電路板的（de）腐蝕主（zhǔ）要原因
         大（dà）氣腐蝕：
在沿海崎嶇高溫，高濕，高鹽霧的嚴酷環境下（xià），大氣（qì）中的有（yǒu）害離子加速了腐蝕進程（chéng），是引起腐蝕的主要原因。
        縫隙腐蝕
在印製製版上 裝配元器件，其餘印刷版之間有一定的縫隙存在。如果縫隙的（de）寬度足以使水，化鈉等電（diàn）解質溶液進入並保存在內，則可引起（qǐ）元器件下印製線之間（jiān）的腐蝕，造成短路或開路。
l         電解腐（fǔ）蝕
組件（jiàn）裝配在印（yìn）製板上，在組件下麵有兩條正負級（jí）的印製線，在（zài）潮氣作用下，使帶正極的印製線受到腐蝕，帶負極的（de）印（yìn）製線沉積，引起印製線間漏導增加，短（duǎn）路甚至擊（jī）穿。
除上述幾種原因（yīn）外，還有應力，黴菌，有機（jī）氣（qì）氛均可引起印製電路板產生腐蝕。
二：印製電路板的防護工藝措施
印製電路板為了達到（dào）防腐蝕（shí）的（de）目的，目前（qián）對於工作在室內等良好環境下的印製電路板，一般采用塗覆三防塗料進行保護。但對於工作在艦船艙外的電（diàn）路（lù）板，或者機載 設備中工作在高電壓力下的（de）印製導線及低氣壓下的印（yìn）製電路組件，為（wéi）了防潮濕，黴菌，鹽霧（wù）對電路的腐蝕，有效避免導線之間爬（pá）電，擊穿現象的發生，僅（jǐn）僅是塗覆（fù）三 防（fáng）漆進行保護是（shì）遠遠不（bú）夠的。
         印製（zhì）電路板的防護選擇（zé）
  現有的環氧、聚氨酯、丙烯酸酯、有機矽等敷形塗層等，普通的印製電路（lù）板可采用上述塗覆（fù）塗料進行防護（hù），但其敷形塗層（céng）對其（qí）微波性能（néng）影響都比較大。
而對於高（gāo）頻，中頻印製電路板（bǎn），為防止三（sān）防塗料的塗覆可能引起其電路參（cān）數和特性改變，一般建議使用（yòng）新的（de）塗覆材（cái）料 Parylene塗層。
三：Parylene性質：
Parylene塗層逐（zhú）漸形成一（yī）種（zhǒng）均衡的、共形的薄膜，均勻覆蓋暴露在外的基底（dǐ）表層的（de）邊角。Parylene的（de）沉積不（bú）會產生液相或氣相（xiàng）的副產品，無需（xū）溶劑及其他受環（huán）保要求所限製的材料。
Parylene聚合物通常有三個品種：聚對二甲苯（Parylene N）、聚氯代對二甲苯（ Parylene C）和聚二氯代（dài）對二甲苯（Parylene D）。它們（men）各自有不同的特點和優點。他們主要的不同有（yǒu）沉積速度、使用溫度和介質損耗因子。Parylene聚合物是（shì）一種化學惰性好又具有（yǒu）良好（hǎo）生物相容性的 高純塗（tú）層材料，已經經過美國FDA認可，已廣泛使用與各（gè）種醫療器材和包材上。
Parylene的其他性質還包括：
•Parylene具有實用的絕緣和屏障特性，同時（shí）具有極端的化學惰性，不受針孔的困擾。它能防有機溶劑、防無（wú）機試劑且防酸（suān）。由（yóu）於Parylene在整（zhěng）個過程中的（de）任（rèn）何階段都不會呈現液態，因而它不（bú）會聚（jù）集、橋接或者（zhě）因為虹（hóng）吸作用而產生液麵彎曲。
•由於自身很薄，Parylene的機械減震和負載特性極小。這種材料可以塗抹在許多種基底的表麵。這些基底包括玻璃、金屬、紙張、樹脂、塑料、陶瓷、鐵氧體，甚至人造橡膠以及粉末狀與顆粒狀物質等。
•Parylene的靜態和動態摩擦係數在0.25~0.33之間，其幹（gàn）膜的光滑程度對塗層材料的某些應用（yòng）來說是一個重要的屬性。
四：Parylene材料塗覆工藝
真空覆膜工藝技（jì）術的要求是：要（yào）選擇使用專門的真空塗覆設備，確保設備性能符合工（gōng）藝要（yào）求。
Parylene沉（chén）積（jī）過（guò）程為第一步在約150℃溫度下將固態原料對二甲苯進行（háng）蒸發，第二（èr）步是在680℃溫度下將兩個側鏈碳碳鏈裂解生成穩定的活性單體，最（zuì） 後活性單體進入室溫狀態下的沉積室進行聚合沉積，瞬間吸附在基（jī）體上聚合成為聚對（duì）二甲苯薄膜。剩餘的氣體經冷阱捕（bǔ）集，以避免沉積物進入真空泵。
五：Parylene材料的（de）應用：
Parylene能在0.2μm厚時無（wú）針（zhēn）孔，5μm厚（hòu）時耐1000V以上直流（liú）擊穿（chuān）電壓，同時又是摩擦（cā）係（xì）數（shù）很低的一種自潤滑材料，化學惰性和阻隔性能優異。因此，在（zài）微電子機械係統中，Parylene除了作（zuò）電介質材料外，還（hái）用作微型傳動機構和微型（xíng）閥門的（de）結構材（cái）料和防護材料。
Parylene應用：目前，從普通領域到不為人知的領域，Parylene都有（yǒu）應用，其所涵蓋的應用市場從太空深處的飛行器、汽車（chē）發動機一直到心髒調（diào）搏 器、軍事電子產品等。可以預見，得（dé）益於自動化（huà）沉積設備的出（chū）現，不同技術領域對這種聚合（hé）物的日益熟悉，以及塗敷效率的不斷改進（jìn）等等，Parylene的應（yīng）用 廣度將（jiāng）進一步得到拓寬。以下是目前幾種有代表（biǎo）性的應用：
電子傳感器。通過使用Parylene塗層（céng），人們無需在精細的傳感（gǎn）器表麵（miàn）進行物理性加（jiā）載就可達到環保（bǎo）要求。
測量（liàng）器件（jiàn）。多用途遙控測量電路的消耗據報（bào）告稱正在不斷（duàn）增（zēng）加，這些電（diàn）路必須確保能在要求的環境條件下運轉，而Parylene塗層能對潮濕、溶（róng）劑和其（qí）他汙染物的（de）侵蝕起到長（zhǎng）效保護作用（yòng）。
航天應用。利用（yòng）Palylene的一些（xiē）獨特性質實現空間強化，防止由於極端溫度變化導致的濃縮，限製氣體排出等。
軍事電子（zǐ）應用。在航空通訊和航海設備的電路上應用Palylene塗層電路，可以滿足與（yǔ）宇航應用情形相（xiàng）類似的要求。
電（diàn）子（zǐ）門禁係統。為了保護旅館的安全而安裝的電子門禁係統的電路就可以應用Palylene膜，從而免受冷凝與腐蝕作用的破壞，這一點在沿海地區尤為重要。
醫療設備。在應用（yòng）於外科手術的醫療設備（bèi）上有選擇性地塗敷Parylene，可以提高設備的光滑（huá）度及可選擇的電（diàn）絕緣性。這種塗（tú）層也能起到保護和潤滑皮（pí）下（xià）注射用針頭的作（zuò）用，還可以在可移植的器件和修複手術用部件的表層產生一（yī）種非排斥性（xìng）生物屏障。
矽鍵盤。許多係統都采用（yòng）矽膠鍵盤輸入數據，Palylene塗層經常（cháng）被塗覆於矽膠（jiāo）鍵盤的表麵，用來保護鍵盤上的印刻數字和圖形免受手指上的油脂或其他東西的汙染。
鐵氧體磁芯。在鐵氧（yǎng）體磁芯表層（céng）塗敷Parylene是出於以下目的：這種塗層可以為磁（cí）芯提供電介質的絕（jué）緣，避免電損耗，而對實際體積（jī）的大小不（bú）會有實質性改變；它還可以通過去除（chú）灰塵和汙染來加固鐵氧體和模壓金屬部件的表麵。
未來發展。美國專利局的紀錄顯示，2002年有267項被授予的（de）專利提到（dào）了Parylene的某種應用。這些應用包括（kuò）圖像製作設備，半導體加工製造，可移 植壓力傳感器，消毒藥塗（tú）敷設備和微流體控製裝置的製（zhì）造等。Parylene將繼續挖掘產品的潛力，利用它的獨特屬性來解決一些特殊的問題。其未來（lái）的應用包 括：
微電子（zǐ）機（jī）械係統（MEMS），這是當前較受矚目的工（gōng）業技（jì）術（shù）之一，它的特色在於微小設備可以（yǐ）通過集成電路製造業的設計和（hé）生產方法來（lái）製造。MEMS的精微（wēi）部件 用以把一些機械部件合並（bìng），如齒輪、控製杆、螺絲、閥門、微型發動機和微型（xíng）泵等。Parylene已經通過一種MEMST工藝成（chéng）功（gōng）應用於微流體控製（zhì）器件，在 這種（zhǒng）器件中通過的流體會和器件本身的組成材料不相容，因而（ér）Parylene成為流體的保護屏障。另外，Parylene可以製成某些（xiē）機械部件，用在這種微 小係統（tǒng）的泵和閥門中。最後，在MEMS器件的加工和封裝工藝中，
Parylene也被認為（wéi）可以充當預期的釋（shì）放層。
光纖。精密（mì）光纖連接器製（zhì）造商正在評測Parylene用作潮氣屏障的效果。透明的Parylene的光學特性，以及在極薄狀態下有效的屬性，使這種薄（báo）膜（mó）在光（guāng）纖的擴展應用中極具發展潛力。
六.真空鍍膜認證種類:
1.美國軍規MIL-I-46058C材料認證
2.美國太空總署(NASA)材料認證.
3.USP XXII無毒測試.
4.SGS無（wú）毒測試

5.UL9V-0認證

三防漆塗覆後， 須（xū）用紅（hóng）外或紫外固（gù）化（huà）爐（lú）進行烘幹固化（huà）
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