涂覆的电组件的制作方法
【专利说明】涂覆的电组件 发明领域
[0001 ] 本发明涉及涂覆的电组件，并且涉及制备涂覆的电组件的方法。
[0002] 发明背景
[0003] 共形涂层（conformal coating)已经在电子工业中被使用许多年以保护电组件在 操作期间免受环境暴露。共形涂层是符合诸如印制电路板的电组件及其部件的轮廓的保护 漆的薄的柔性层。
[0004] 根据IPC定义，有5种主要的共形涂层种类:AR(丙烯酸树脂）、ER(环氧树脂）、 SR(硅酮）、UR(聚氨酯）和XY(对二甲苯）。在这5种类型中，对二甲苯（或聚对二甲苯） 通常被接受以提供最好的化学保护、电气保护和物理保护。然而，沉积过程是耗时的且昂贵 的，并且起始物料是昂贵的。
[0005] 聚对二甲苯是具有以下结构的聚合物：
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[0007] 聚对二甲苯使用三阶段气相沉积法来沉积。固体前体在真空下被加热并且升华。 重要的是理解，聚对二甲苯（尽管有时被错误地称为"对二甲苯"），事实上不由化合物对二 甲苯制备。事实上，前体是[2. 2]对环芳烷：
[0008]
[0009] 然后使化学蒸气经过在约680°C下的高温炉，使得前体分裂为反应性单体。然后将 此反应性单体进料到沉积室中并且在基底的表面上聚合。用于聚对二甲苯的典型的涂层厚 度是在5微米和25微米之间。
[0010] 上文描述的聚对二甲苯沉积技术由于起始物料的高成本、在单体生成期间的高热 能消耗、高真空要求和低生长率而不是理想的。
[0011]因此，有对提供与聚对二甲苯至少相似的水平的化学保护、电气保护和物理保护、 但可以更容易地且更廉价地制造的共形涂层的需求。对于某些应用，还可以重要的是，共形 涂层可以耐受在返工过程和回流过程中使用的条件。
[0012] 发明概沐
[0013] 本发明的发现是，包含通过氟代烃和式（I)的化合物的混合物的等离子体聚合形 成的第一层以及通过式（I)的化合物的等离子体聚合形成的第二层的多层涂层提供高度 有效的共形涂层。该涂层比基于通过每种单体单独的等离子体聚合可获得的单层涂层的性 质将预期的效果更有效。添加等离子体聚合的聚合物的另外的层，使得共形涂层包含三个 或更多个层，可以提供共形涂层的性质的进一步的改进。
[0014] 本发明的另外的发现是，多层涂层提供物理上坚固的共形涂层，其可以耐受返工 过程中溶剂（诸如2-丙醇）的使用和回流过程中的热斜坡（thermal ramp)。
[0015] 相应地，因此，本发明提供具有共形涂层的电组件，其中，所述共形涂层通过包括 以下的方法是可获得的：
[0016] (a)使式⑴的化合物和氟代烃进行等离子体聚合，其中，式⑴的化合物与氟代 烃的摩尔比是从5:95至50:50,并且将所得聚合物沉积至电组件的至少一个表面上：
[0017]
[0018] 其中：
[0019] R1代表C「C3烷基或C 2_C3烯基；
[0020] 私代表氢、C fC3烷基或C 2_C3烯基；
[0021] R3代表氢、C fC3烷基或C 2-C3烯基；
[0022] 心代表氢、C fC3烷基或C 2-C3烯基；
[0023] R5代表氢、C fC3烷基或C 2-C3烯基；并且
[0024] &代表氢、C fC3烷基或C 2_C3烯基，以及
[0025] (b)使式（I)的化合物进行等离子体聚合，并且将所得聚合物沉积至在步骤（a)中 形成的聚合物上。
[0026] 本发明还提供用于共形地涂覆电组件的方法，所述方法包括：
[0027] (a)使式⑴的化合物和氟代烃进行等离子体聚合，其中，式⑴的化合物与氟代 烃的摩尔比是从5:95至50:50,并且将所得聚合物沉积至电组件的至少一个表面上：
[0028]
[0029] 其中：
[0030] R1代表C「C3烷基或C 2_C3烯基；
[0031] 私代表氢、C fC3烷基或C 2-C3烯基；
[0032] R3代表氢、C fC3烷基或C 2-C3烯基；
[0033] 化代表氢、C fC3烷基或C 2_C3烯基；
[0034] 1?5代表氢、C fC3烷基或C 2_C3烯基；并且
[0035] &代表氢、C fC3烷基或C 2_C3烯基，以及
[0036] (b)使式（I)的化合物进行等离子体聚合，并且将所得聚合物沉积至在步骤（a)中 形成的聚合物上。
【附图说明】
[0037] 图1示出具有共形涂层的本发明的电组件的实施例。
[0038] 图2至图4示出穿过图1中的共形涂层的横截面，并且描绘本发明的优选的涂层 的结构。
[0039] 发明详沐
[0040] 本发明的共形涂层通过特定前体化合物的等离子体聚合和所得聚合物的沉积是 可获得的。聚合反应在原位发生。因此，聚合通常在沉积发生的表面上发生。因此，聚合和 沉积通常是同时的。
[0041] 等离子体聚合的聚合物是不可以通过传统的聚合方法制备的独特类别的聚合物。 等离子体聚合的聚合物具有高度无序的结构并且通常是高度交联的，包含无规的支化并且 保留某些反应性位点。因此，等离子体聚合的聚合物在化学上与通过本领域技术人员已知 的传统的聚合方法制备的聚合物不同。这些化学和物理的区别是熟知的并且被描述在例如 Plasma Polymer Films, Hynek Biederman, Imperial College Press 2004 中。
[0042] 通常在产生气体等离子体的反应器中实施等离子体聚合，所述气体等离子体包括 离子化的气体离子、电子、原子和/或中性物质。反应器通常包括室、真空系统和一个或更 多个能源，然而可以使用被配置为产生气体等离子体的任何合适的类型的反应器。能源可 以包括被配置为将一种或更多种气体转化为气体等离子体的任何合适的装置。优选地，能 源包括加热器、射频（RF)发生器和/或微波发生器。
[0043] 通常，电组件被放置在反应器的室中，并且真空系统被用于栗吸该室以降至在10 3 毫巴至10毫巴的范围内的压力。通常，然后将一种或更多种气体栗吸到该室内并且能源产 生稳定的气体等离子体。通常，然后将一种或更多种前体化合物作为气体和/或液体引入 到该室中的气体等离子体中。当被引入到气体等离子体中时，前体化合物通常被离子化和 /或分解，以在等离子体中产生聚合以产生聚合物的一系列活性物质。
[0044] 沉积的聚合物的确切性质和组成通常取决于以下条件中的一个或更多个：（i)选 择的等离子体气体；（ii)使用的特定前体化合物；（iii)前体化合物的量（其可以通过 前体化合物的压力和流量的组合来确定）；（iv)前体化合物的比率；(V)前体化合物的顺 序；(vi)等离子体压力；(vii)等离子体驱动频率；(viii)脉冲宽度调速（pulse width timing) ;(ix)涂覆时间；(X)等离子体功率（包括峰值等离子体功率和/或平均等离子体 功率）；(xi)室电极布置；和/或（xii)进入组件（incoming assembly)的准备。
[0045] 通常，等离子体驱动频率是IkHz至IGHz。通常，等离子体功率是100W至250W， 优选地150W至200W，例如约175W。通常，质量流量是5sccm至lOOsccm，优选地5sccm至 20sccm，例如约lOsccm。通常，操作压力是10毫托至100毫托，例如约50毫托。通常，涂覆 时间是10秒至20分钟。
[0046] 然而，作为技术人员将理解，优选的条件将取决于等离子体室的大小和几何结构。 因此，取决于被使用的特定等离子体室，技术人员修改操作条件可以是有益的。
[0047] 本发明的共形涂层包含通过式（I)的化合物和氟代烃的混合物或共混物的等离 子体聚合可获得的至少一层。包含通过式（I)的化合物和氟代烃的混合物或共混物的等离 子体聚合可获得的层增加共形涂层的坚固性。据信，这可以由于共形涂层和待被涂覆的基 底之间以及共形涂层的各层之间的改进的相互作用和粘附而产生。
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