涂覆的電組件的制作方法
【專利說明】涂覆的電組件 發明領域
[0001 ] 本發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] 發明背景
[0003] 共形涂層（conformal coating)已經在電子工業中被使用許多年以保護電組件在 操作期間免受環境暴露。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 漆的薄的柔性層。
[0004] 根據IPC定義，有5種主要的共形涂層種類:AR(丙烯酸樹脂）、ER(環氧樹脂）、 SR(硅酮）、UR(聚氨酯）和XY(對二甲苯）。在這5種類型中，對二甲苯（或聚對二甲苯） 通常被接受以提供最好的化學保護、電氣保護和物理保護。然而，沉積過程是耗時的且昂貴 的，并且起始物料是昂貴的。
[0005] 聚對二甲苯是具有以下結構的聚合物：
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[0007] 聚對二甲苯使用三階段氣相沉積法來沉積。固體前體在真空下被加熱并且升華。 重要的是理解，聚對二甲苯（盡管有時被錯誤地稱為"對二甲苯"），事實上不由化合物對二 甲苯制備。事實上，前體是[2. 2]對環芳烷：
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[0009] 然后使化學蒸氣經過在約680°C下的高溫爐，使得前體分裂為反應性單體。然后將 此反應性單體進料到沉積室中并且在基底的表面上聚合。用于聚對二甲苯的典型的涂層厚 度是在5微米和25微米之間。
[0010] 上文描述的聚對二甲苯沉積技術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率而不是理想的。
[0011]因此，有對提供與聚對二甲苯至少相似的水平的化學保護、電氣保護和物理保護、 但可以更容易地且更廉價地制造的共形涂層的需求。對于某些應用，還可以重要的是，共形 涂層可以耐受在返工過程和回流過程中使用的條件。
[0012] 發明概沐
[0013] 本發明的發現是，包含通過氟代烴和式（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。該涂層比基于通過每種單體單獨的等離子體聚合可獲得的單層涂層的性 質將預期的效果更有效。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 或更多個層，可以提供共形涂層的性質的進一步的改進。
[0014] 本發明的另外的發現是，多層涂層提供物理上堅固的共形涂層，其可以耐受返工 過程中溶劑（諸如2-丙醇）的使用和回流過程中的熱斜坡（thermal ramp)。
[0015] 相應地，因此，本發明提供具有共形涂層的電組件，其中，所述共形涂層通過包括 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表面上：
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[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。
【附圖說明】
[0037] 圖1示出具有共形涂層的本發明的電組件的實施例。
[0038] 圖2至圖4示出穿過圖1中的共形涂層的橫截面，并且描繪本發明的優選的涂層 的結構。
[0039] 發明詳沐
[0040] 本發明的共形涂層通過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。聚合反應在原位發生。因此，聚合通常在沉積發生的表面上發生。因此，聚合和 沉積通常是同時的。
[0041] 等離子體聚合的聚合物是不可以通過傳統的聚合方法制備的獨特類別的聚合物。 等離子體聚合的聚合物具有高度無序的結構并且通常是高度交聯的，包含無規的支化并且 保留某些反應性位點。因此，等離子體聚合的聚合物在化學上與通過本領域技術人員已知 的傳統的聚合方法制備的聚合物不同。這些化學和物理的區別是熟知的并且被描述在例如 Plasma Polymer Films, Hynek Biederman, Imperial College Press 2004 中。
[0042] 通常在產生氣體等離子體的反應器中實施等離子體聚合，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。反應器通常包括室、真空系統和一個或更 多個能源，然而可以使用被配置為產生氣體等離子體的任何合適的類型的反應器。能源可 以包括被配置為將一種或更多種氣體轉化為氣體等離子體的任何合適的裝置。優選地，能 源包括加熱器、射頻（RF)發生器和/或微波發生器。
[0043] 通常，電組件被放置在反應器的室中，并且真空系統被用于栗吸該室以降至在10 3 毫巴至10毫巴的范圍內的壓力。通常，然后將一種或更多種氣體栗吸到該室內并且能源產 生穩定的氣體等離子體。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。當被引入到氣體等離子體中時，前體化合物通常被離子化和 /或分解，以在等離子體中產生聚合以產生聚合物的一系列活性物質。
[0044] 沉積的聚合物的確切性質和組成通常取決于以下條件中的一個或更多個：（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 前體化合物的壓力和流量的組合來確定）；（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)等離子體驅動頻率；(viii)脈沖寬度調速（pulse width timing) ;(ix)涂覆時間；(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)進入組件（incoming assembly)的準備。
[0045] 通常，等離子體驅動頻率是IkHz至IGHz。通常，等離子體功率是100W至250W， 優選地150W至200W，例如約175W。通常，質量流量是5sccm至lOOsccm，優選地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 時間是10秒至20分鐘。
[0046] 然而，作為技術人員將理解，優選的條件將取決于等離子體室的大小和幾何結構。 因此，取決于被使用的特定等離子體室，技術人員修改操作條件可以是有益的。
[0047] 本發明的共形涂層包含通過式（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固性。據信，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的相互作用和粘附而產生。
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