Parylene敷形涂层
Parylene敷形涂层 0 引言 当今军事电子设备的发展趋势是体积小、功率大、集成化高，并且可 靠性要求高，为保证其能在恶劣的环境下正常工作，采取必要的防护手段显得非 常重要。军事电子装备中高频零部件的防护一直是一个难点，高频部件要求防护 涂层不影响或者少影响其在微波范围的工作性能，而现有的环氧、聚氨酯、丙烯 酸酯、有机硅等敷形涂层对其微波性能影响都比较大。Pajylene是一种新型敷形 涂层材料，用独特的真空气相沉积工艺制备，由活性小分子在基材表面“生长” 出完全敷形的聚合物薄膜涂层，它能涂敷到各种形状的表面，包括尖锐的棱边， 裂缝和内表面，该涂层厚度均匀、致密无针孔、透明无应力、不含助剂、不损伤 工件、有优异的电绝缘性和防护性，是最有效的防潮湿、防霉菌、防盐雾以及高 频部件防护涂层材料。1、Paiylene的性能及分类介绍 Paiylene译名“派拉伦”，又译“派瑞林”，是一种对二甲苯的聚合物， Paiylene是其商品名。它是一种性能优异的高聚合物材料，不会影响任何被涂敷 材料的性能，因此被美国等国家广泛应用于航空、航天、军事电子、微电子、半 导体、医疗、文物保护等领域。
Paiylene不吸收可见光，是一种无色透明的薄月膜可用于光学器件、 可擦性光电储存器件和静电复印器件。它的耐低温性能也很突出，可用作液氮中 使用器件的防护涂层。Paiylene的真空出气性小于0.1%,真空中释放的可凝性挥发 物含量小于0.01%,表面可以蒸镀金属，可用于制作半导体器件、集成电路和航天 探测器件。Paiylene化学惰性，不溶于酸、碱和有机溶剂，并能抗水解剥蚀。它 的表面呈疏水性，对水汽和腐蚀性气体的渗透性很低，并有较高的电绝缘性能和 热稳定性。Paiylene在使用时能精确地控制涂层厚度在1~100^m,甚至几百纳米。
精细的尺寸和优异的性能相结合，使Paiylene在要求高性能和高可靠性的当代高 新技术产品中得到了越来越多的应用。
Paiylene涂层可以通过热解焊、空气打磨等一些常规的方法除去，进 行电路返修。修理后可再用Pary-同决定了不同型别的Paiykne在热稳定性和绝缘 性能lene涂敷防护，或用少许其它涂层材料修复。等方面有所不同，表1列出了 各型别Paayfene涂层的Parylene有ParyleneC、PaiyleneN、PaiyleneD等型特性及分子结构式。
Parylene涂层的主要性能及与其别，主要区别在于其分子上的取代基不同，分子 式的不他敷形涂层的性能比较见表2。
2、Paiylene涂覆的机理和制备工艺 通常的敷形涂层由于液态涂层固有的表面张力和固化应力容易造成 涂层出现桥接、开裂、不均匀、针孔等现象，而且挥发性涂层对操作个人也存在 一定的身体损害。Paiylene涂层的涂覆米取的是气相沉积原理，聚对二甲苯的二 聚体在真空状态中受热后从固态转变为气态，又在工件表面由气态转变为固态沉 积下来，整个过程均在密闭空间中完成，避开了中间独立的液态过程，从而避免 了对操作人员和环境的损害。
Paiylene涂层的气相沉积制备过程主要分三步:首先是聚对二甲苯二 聚体原料在蒸发腔内升温至175°C升华;第二步是升华后的二聚体气体进入裂解 腔，在680°0左右的温度下，二聚体的分子键被断开，产生活性的Paiylene单体;
最后Paiylene单体被送到室温的真空沉积室里，在工件表面进行聚合沉积。
3、Paiylene沉积设备 Paiylene沉积设备包括四个部分，如图1所不，分另IJ为175°C/1Ton- 的升华腔，680°C/0.5Ton"的裂解腔，250.1Toit的沉积腔和一70°C以下的冷阱。三 个腔室相互连通相辅相成，不同的温度和真空度决定了它们应具有不同的结构特 点，如何保证三个连通的腔室分别具有不同的温度和真空度是Paiylene沉积设备 的关键问题。另外各腔室的结构工艺设计对Paiylene膜的均匀性和质量，以及成 膜速率和材料利用率等都有着直接的影响。图1示出了Paiylene沉积设备的组成概 图。
4、Paiylene应用领域 Paiylene是一种具有优异性能的敷形涂层材料，问世后首先在电子领 域得到了应用。1972年列入美军标46058C允许作为军用印刷电路板的敷形涂层 材料，涂层厚度为0.0005~0.002英寸。Paiylene应用领域非常广泛，下面简单介绍一些使用领域见表3。
1结束语 Paiylene作为性能优异的涂层，在美国等国家广泛应用于航空、航天、 军事电子、微电子、半导体、医疗、文物保护等领域在国内的使用还刚刚处于起 步阶段，大多的军工、民用企业仍停留在过去的三防漆上，没有进一步发展。据 国外资料报道作为防护涂层，它能覆盖从低频到10GHz以上频率段电路使用，国 内这方面的研究还很少。希望经过广大科研人员的努力，使我国的涂覆水平能够 得到发展，建立起全新的涂覆概念，并变成一个具有广阔前景的特殊行业。
吴礼群 (南京电子技术研究所，江苏南京210013)