涂覆的電組件的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】涂覆的電組件 發(fā)明領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及涂覆的電組件，并且涉及制備涂覆的電組件的方法。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 共形涂層（conformal coating)已經(jīng)在電子工業(yè)中被使用許多年以保護(hù)電組件在 操作期間免受環(huán)境暴露。共形涂層是符合諸如印制電路板的電組件及其部件的輪廓的保護(hù) 漆的薄的柔性層。
[0004] 根據(jù)IPC定義，有5種主要的共形涂層種類(lèi):AR(丙烯酸樹(shù)脂）、ER(環(huán)氧樹(shù)脂）、 SR(硅酮）、UR(聚氨酯）和XY(對(duì)二甲苯）。在這5種類(lèi)型中，對(duì)二甲苯（或聚對(duì)二甲苯） 通常被接受以提供最好的化學(xué)保護(hù)、電氣保護(hù)和物理保護(hù)。然而，沉積過(guò)程是耗時(shí)的且昂貴 的，并且起始物料是昂貴的。
[0005] 聚對(duì)二甲苯是具有以下結(jié)構(gòu)的聚合物：
[0006]
[0007] 聚對(duì)二甲苯使用三階段氣相沉積法來(lái)沉積。固體前體在真空下被加熱并且升華。 重要的是理解，聚對(duì)二甲苯（盡管有時(shí)被錯(cuò)誤地稱為"對(duì)二甲苯"），事實(shí)上不由化合物對(duì)二 甲苯制備。事實(shí)上，前體是[2. 2]對(duì)環(huán)芳烷：
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[0009] 然后使化學(xué)蒸氣經(jīng)過(guò)在約680°C下的高溫爐，使得前體分裂為反應(yīng)性單體。然后將 此反應(yīng)性單體進(jìn)料到沉積室中并且在基底的表面上聚合。用于聚對(duì)二甲苯的典型的涂層厚 度是在5微米和25微米之間。
[0010] 上文描述的聚對(duì)二甲苯沉積技術(shù)由于起始物料的高成本、在單體生成期間的高熱 能消耗、高真空要求和低生長(zhǎng)率而不是理想的。
[0011]因此，有對(duì)提供與聚對(duì)二甲苯至少相似的水平的化學(xué)保護(hù)、電氣保護(hù)和物理保護(hù)、 但可以更容易地且更廉價(jià)地制造的共形涂層的需求。對(duì)于某些應(yīng)用，還可以重要的是，共形 涂層可以耐受在返工過(guò)程和回流過(guò)程中使用的條件。
[0012] 發(fā)明概沐
[0013] 本發(fā)明的發(fā)現(xiàn)是，包含通過(guò)氟代烴和式（I)的化合物的混合物的等離子體聚合形 成的第一層以及通過(guò)式（I)的化合物的等離子體聚合形成的第二層的多層涂層提供高度 有效的共形涂層。該涂層比基于通過(guò)每種單體單獨(dú)的等離子體聚合可獲得的單層涂層的性 質(zhì)將預(yù)期的效果更有效。添加等離子體聚合的聚合物的另外的層，使得共形涂層包含三個(gè) 或更多個(gè)層，可以提供共形涂層的性質(zhì)的進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0014] 本發(fā)明的另外的發(fā)現(xiàn)是，多層涂層提供物理上堅(jiān)固的共形涂層，其可以耐受返工 過(guò)程中溶劑（諸如2-丙醇）的使用和回流過(guò)程中的熱斜坡（thermal ramp)。
[0015] 相應(yīng)地，因此，本發(fā)明提供具有共形涂層的電組件，其中，所述共形涂層通過(guò)包括 以下的方法是可獲得的：
[0016] (a)使式⑴的化合物和氟代烴進(jìn)行等離子體聚合，其中，式⑴的化合物與氟代 烴的摩爾比是從5:95至50:50,并且將所得聚合物沉積至電組件的至少一個(gè)表面上：
[0017]
[0018] 其中：
[0019] R1代表C「C3烷基或C 2_C3烯基；
[0020] 私代表氫、C fC3烷基或C 2_C3烯基；
[0021] R3代表氫、C fC3烷基或C 2-C3烯基；
[0022] 心代表氫、C fC3烷基或C 2-C3烯基；
[0023] R5代表氫、C fC3烷基或C 2-C3烯基；并且
[0024] &代表氫、C fC3烷基或C 2_C3烯基，以及
[0025] (b)使式（I)的化合物進(jìn)行等離子體聚合，并且將所得聚合物沉積至在步驟（a)中 形成的聚合物上。
[0026] 本發(fā)明還提供用于共形地涂覆電組件的方法，所述方法包括：
[0027] (a)使式⑴的化合物和氟代烴進(jìn)行等離子體聚合，其中，式⑴的化合物與氟代 烴的摩爾比是從5:95至50:50,并且將所得聚合物沉積至電組件的至少一個(gè)表面上：
[0028]
[0029] 其中：
[0030] R1代表C「C3烷基或C 2_C3烯基；
[0031] 私代表氫、C fC3烷基或C 2-C3烯基；
[0032] R3代表氫、C fC3烷基或C 2-C3烯基；
[0033] 化代表氫、C fC3烷基或C 2_C3烯基；
[0034] 1?5代表氫、C fC3烷基或C 2_C3烯基；并且
[0035] &代表氫、C fC3烷基或C 2_C3烯基，以及
[0036] (b)使式（I)的化合物進(jìn)行等離子體聚合，并且將所得聚合物沉積至在步驟（a)中 形成的聚合物上。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1示出具有共形涂層的本發(fā)明的電組件的實(shí)施例。
[0038] 圖2至圖4示出穿過(guò)圖1中的共形涂層的橫截面，并且描繪本發(fā)明的優(yōu)選的涂層 的結(jié)構(gòu)。
[0039] 發(fā)明詳沐
[0040] 本發(fā)明的共形涂層通過(guò)特定前體化合物的等離子體聚合和所得聚合物的沉積是 可獲得的。聚合反應(yīng)在原位發(fā)生。因此，聚合通常在沉積發(fā)生的表面上發(fā)生。因此，聚合和 沉積通常是同時(shí)的。
[0041] 等離子體聚合的聚合物是不可以通過(guò)傳統(tǒng)的聚合方法制備的獨(dú)特類(lèi)別的聚合物。 等離子體聚合的聚合物具有高度無(wú)序的結(jié)構(gòu)并且通常是高度交聯(lián)的，包含無(wú)規(guī)的支化并且 保留某些反應(yīng)性位點(diǎn)。因此，等離子體聚合的聚合物在化學(xué)上與通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知 的傳統(tǒng)的聚合方法制備的聚合物不同。這些化學(xué)和物理的區(qū)別是熟知的并且被描述在例如 Plasma Polymer Films, Hynek Biederman, Imperial College Press 2004 中。
[0042] 通常在產(chǎn)生氣體等離子體的反應(yīng)器中實(shí)施等離子體聚合，所述氣體等離子體包括 離子化的氣體離子、電子、原子和/或中性物質(zhì)。反應(yīng)器通常包括室、真空系統(tǒng)和一個(gè)或更 多個(gè)能源，然而可以使用被配置為產(chǎn)生氣體等離子體的任何合適的類(lèi)型的反應(yīng)器。能源可 以包括被配置為將一種或更多種氣體轉(zhuǎn)化為氣體等離子體的任何合適的裝置。優(yōu)選地，能 源包括加熱器、射頻（RF)發(fā)生器和/或微波發(fā)生器。
[0043] 通常，電組件被放置在反應(yīng)器的室中，并且真空系統(tǒng)被用于栗吸該室以降至在10 3 毫巴至10毫巴的范圍內(nèi)的壓力。通常，然后將一種或更多種氣體栗吸到該室內(nèi)并且能源產(chǎn) 生穩(wěn)定的氣體等離子體。通常，然后將一種或更多種前體化合物作為氣體和/或液體引入 到該室中的氣體等離子體中。當(dāng)被引入到氣體等離子體中時(shí)，前體化合物通常被離子化和 /或分解，以在等離子體中產(chǎn)生聚合以產(chǎn)生聚合物的一系列活性物質(zhì)。
[0044] 沉積的聚合物的確切性質(zhì)和組成通常取決于以下條件中的一個(gè)或更多個(gè)：（i)選 擇的等離子體氣體；（ii)使用的特定前體化合物；（iii)前體化合物的量（其可以通過(guò) 前體化合物的壓力和流量的組合來(lái)確定）；（iv)前體化合物的比率；(V)前體化合物的順 序；(vi)等離子體壓力；(vii)等離子體驅(qū)動(dòng)頻率；(viii)脈沖寬度調(diào)速（pulse width timing) ;(ix)涂覆時(shí)間；(X)等離子體功率（包括峰值等離子體功率和/或平均等離子體 功率）；(xi)室電極布置；和/或（xii)進(jìn)入組件（incoming assembly)的準(zhǔn)備。
[0045] 通常，等離子體驅(qū)動(dòng)頻率是IkHz至IGHz。通常，等離子體功率是100W至250W， 優(yōu)選地150W至200W，例如約175W。通常，質(zhì)量流量是5sccm至lOOsccm，優(yōu)選地5sccm至 20sccm，例如約lOsccm。通常，操作壓力是10毫托至100毫托，例如約50毫托。通常，涂覆 時(shí)間是10秒至20分鐘。
[0046] 然而，作為技術(shù)人員將理解，優(yōu)選的條件將取決于等離子體室的大小和幾何結(jié)構(gòu)。 因此，取決于被使用的特定等離子體室，技術(shù)人員修改操作條件可以是有益的。
[0047] 本發(fā)明的共形涂層包含通過(guò)式（I)的化合物和氟代烴的混合物或共混物的等離 子體聚合可獲得的至少一層。包含通過(guò)式（I)的化合物和氟代烴的混合物或共混物的等離 子體聚合可獲得的層增加共形涂層的堅(jiān)固性。據(jù)信，這可以由于共形涂層和待被涂覆的基 底之間以及共形涂層的各層之間的改進(jìn)的相互作用和粘附而產(chǎn)生。
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