Parylene聚对二甲苯涂层技术与应用
Parylene 是聚对二甲苯 poly (para-xylylene) 聚合物组的缩写。这些聚合物由含有不同取代基的对二甲苯para-xylylenes 组成。用于沉积涂层的原始材料为二聚体。二聚体是由两个相同的单体组成的分子合成物。
沉积原料：二聚体粉末
Depositing material: dimer powder
聚对二甲苯涂层从镀面录离
Parylene coating recorded from the plating surface
• 完美的保型性能: 这意味着涂层适用于复杂的基底轮廓，例如尖锐的边缘或小孔
• 无气孔
• 对于多数化学物质呈现化学不溶性及耐受性
• 对于湿度及化学物质呈现极好的阻隔性质
• 拥有高介电强度
• 呈现干润滑特性 (低摩擦系数)
• 是疏水的，水滴接触角在92~ 98°
• 在可见光范围内具有 90% 至 96 % 的透明度 (取决于聚对二甲苯型号)。
• 拥有生物兼容性，根据 USP Class VI, ISO 10993 以及FDA 标准，聚对二甲苯 C 型 及 N 型可以被授予相应的许可证书。
手持式等离子清洗机
Parylene N
• 基础型号，只由碳原子、氢原子组成
• 非常好的防渗透性。
• 非常好的介电性质及介电强度 (低介电常数)
• 最低摩擦系数，常用于侵入式外科手术设备
• FDA 许可认证。
• 持久耐温性能: 60℃
Parylene C
• 在芳香环上有一个氯原子
• 最常用的聚对二甲苯型号。
• 对于湿度 (H2O) 及气体呈现最低的渗透性，具
• 有极佳的阻隔性质及良好的耐腐蚀保护。
• 相对较高的沉积率，它是最经济的沉积工艺
• 良好的机械性能。
• FDA 许可认证
• 持久耐温性能: 80℃
Parylene D
• 在芳香环上有两个氯原子
• 良好的机械性能
• 对于湿度 (H2O)及气体呈现较低的渗透性
• 拥有含氯化物型号中最高的耐温性能
• 持久耐温性能: 100℃
Parylene F-VT4
• 在芳香环上有四个氟原子。
• 由于相较于聚对二甲苯 D 型其热耐受性更优
• 秀，越来越多地用于替代 D 型
• 优良的介电性能
• 优良的防渗透性能
• 持久耐温性能: 200℃
Parylene F-AF4
• 脂烃基上有四个氟原子
• 最优秀的防渗透性能
• 目前为止所有聚对二甲苯中最耐温的型号， 在
• 350 °C高温下长期稳定.
• 耐紫外辐射
• 极低的摩擦系数
• FDA 许可认证
• 优异的介电性能及介电强度(低介电常数)
• 最为昂贵的型号，因此只在需要其特殊性能时
• 才有必要使用
各型聚对二甲苯性质及优势
|
|
Parylene N 聚对二甲苯 |
Parylene C 聚一氯对二甲苯 |
Parylene D 聚二氯对二甲苯 |
Parylene F-VT4 聚四氟对二甲苯 |
Parylene F-AF4 聚四氟对二甲苯 |
|---|---|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
密度[g/cm³] |
1.11 |
1.29 |
1.42 |
~1.6 |
~1.51 |
|
折射率 |
1.66 |
1.64 |
1.67 |
1.57 |
1.56 |
|
拉伸模量[GPa] |
2.4 |
3.2 |
2.8 |
3.0 |
2.6 |
|
屈服强度[MPa] |
42 |
55 |
60 |
52 |
35 |
|
抗拉强度[MPa] |
45 |
70 |
75 |
55 |
52 |
|
洛氏硬度Rockwell R [GPa] |
85 |
80 |
80 |
- |
122 |
|
屈服延伸率[%] |
2.5 |
2.9 |
3.0 |
2.5 |
2.0 |
|
断裂延伸率[%] |
30 |
200 |
10 |
10-50 |
10 |
|
静摩擦系数 |
0.25 |
0.29 |
0.35 |
0.39 |
0.15 |
|
动摩擦系数 |
0.25 |
0.29 |
0.32 |
0.35 |
0.13 |
|
持久耐热性[℃] |
60 |
80 |
100 |
200 |
350 |
|
瞬时耐热温度[℃] |
95 |
115 |
135 |
250 |
450 |
|
熔点[℃] |
420 |
290 |
380 |
- |
≤500 |
|
介电常数（1MHz） |
2.66 |
2.95 |
2.80 |
2.35 |
2.17 |
|
散逸因数 (1 MHz) |
0.001 |
0.013 |
0.002 |
0.008 |
0.002 |
|
介电强度[MV/cm] |
300 |
185`220 |
215 |
- |
225 |
|
体积电阻率[23℃,50%RH, Ω·cm] |
1.4E+17 |
8.8E+16 |
2.0E+16 |
1.1E+17 |
2.0E+17 |
|
表面电阻率[23℃,50%RH, Ω] |
1.0E+13 |
1．0E+14 |
5.0E+16 |
4.7+17 |
5/0E+15 |
|
线性热膨胀系数[µm/m·℃] |
69 |
35 |
38 |
- |
36 |
|
比热容[25℃,J/(gK)] |
1.3 |
1.0 |
0.8 |
- |
1.0 |
|
热导率[W/m-K] |
0.13 |
0.08 |
- |
- |
0.10 |
沉积涂层工艺在真空条件下通过聚合反应完成，此工艺亦被称为化学气相沉积。
首先粉末状“二聚体”(固态[2,2]-p-环蕃cyclophane )在蒸发器中升华。
惰生的“二聚体气体”在650C的裂解管内热分解成高活性的单体。工艺压力取决于被使用的二聚体型号及沉积系统的结构尺寸，通常在0.02至0.1 mbar。
反应单体通过扩散进入真空沉积室。沉积对象放置于真空室的旋转托架上。
反应单体更偏向于在温度较低的表面上进行聚合从而形成聚对二甲苯即Parylene薄膜层。
并非所有的单体会在真空沉积室内聚合故有必要在真空室后端安装冷阱用于收集多余单体以避免对真空泵造成涂敷或损伤。有别于机械制冷式冷阱，使多余的单体在冷阱中高效聚合。物理制冷式冷阱只需在工艺过程中注入液态氮即可
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