[發明專利]一種循環周期交替放電制備多功能性納米防護涂層的方法

有效

• 申請號: 201710360379.0
• 申請日: 2017-05-21
• 公開（公告）號: CN107201511B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 宗堅
• 申請（專利權）人: 江蘇菲沃泰納米科技有限公司
• 主分類號: C23C16/513
• 分類號: C23C16/513;C23C16/455
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

一種循環周期交替放電制備多功能性納米防護涂層的方法，屬于等離子體技術領域，該方法中，將反應腔室內的抽真空度并通入惰性氣體，使基材在反應腔室內產生運動，通入單體蒸汽到反應腔室內，進行化學氣相沉積，沉積過程包括預處理階段和鍍膜階段，預處理階段等離子體放電方式為大功率連續放電，鍍膜階段等離子體放電方式為周期交替放電，循環重復預處理階段和鍍膜階段至少一次，在鍍膜工藝過程中，循環引入使基材表面引入更多的活性位點，增加有效鍍膜，膜結構更致密，獲得了多層復合結構的納米涂層，為產品本身提供了多層防護，微觀上表現為更為致密的涂層結構，從宏觀上表現出優異的疏水性、附著力、耐酸堿、機械性能及耐濕熱性能。

技術領域

本發明屬于等離子體化學氣相沉積技術領域，具體涉及到一種制備多功能性納米防護涂層的方法。

背景技術

腐蝕性環境是電子器件被破壞的最普遍的因素。因環境腐蝕而導致電子器件中固體材料的腐蝕、導體/半導體絕緣性降低以及短路、斷路或者接觸不良等故障現象。目前，在國防、航天等高科技行業的產品中，電子部件占有的比率越來越大，對電子產品防潮、防霉、耐腐蝕性要求越來越嚴格。而在通訊領域，隨著技術不斷進步，通訊頻率的不斷提升、對通訊設備的散熱、信號傳輸的穩定可靠性要求也越來越高。因此，需要可靠的方法既能對電路板及電子元件進行有效防護，又不會影響正常散熱及信號傳輸。

聚合物涂層由于經濟、易涂裝、適用范圍廣等特點常用于材料表面的防護，可以賦予材料良好的物理、化學耐久性。基于聚合物涂層的阻隔性，其在電子電器、電路板表面形成的保護膜可有效地隔離線路板，并可保護電路在腐蝕環境下免遭侵蝕、破壞，從而提高電子器件的可靠性，增加其安全系數，并保證其使用壽命，被用作防腐蝕涂層。

敷形涂覆(Conformal coating)是將特定材料涂覆到PCB上，形成與被涂物體外形保持一致的絕緣保護層的工藝過程，是一種常用的電路板防水方法，可有效地隔離線路板，并可保護電路免遭惡劣環境的侵蝕、破壞。目前的敷形涂層制備過程中也存在一些問題和弊端：液相法中溶劑容易對電路板器件造成損傷；熱固化涂層高溫容易造成器件損壞；光固化涂層難以做到密閉的器件內部。美國Union Carbide Co.開發應用了一種新型敷形涂層材料，派瑞林涂層是一種對二甲苯的聚合物，具有低水、氣體滲透性、高屏障效果能夠達到防潮、防水、防銹、抗酸堿腐蝕的作用。研究發現聚對二甲苯是在真空狀態下沉積產生，可以應用在液態涂料所無法涉及的領域如高頻電路、極弱電流系統的保護。聚合物薄膜涂層厚度是影響聚對二甲苯氣相沉積敷形涂層防護失效的主要原因，印制電路板組件聚合物薄膜涂層在3～7微米厚度易發生局部銹蝕失效，在不影響高頻介電損耗情況下涂層厚度應≥30微米。派瑞林涂層對于需要防護的印刷線路板的預處理要求較高，例如導電組件、信號傳輸組件、射頻組件等，在氣相沉積敷形涂層時需要對線路板組件做遮蔽預處理，避免對組件性能造成影響。這一弊端給派瑞林涂層的應用帶來了極大限制。派瑞林涂層制備原料成本高、涂層制備條件苛刻(高溫、高真空度要求)、成膜速率低，難以廣泛應用。此外，厚涂層易導致散熱差、信號阻隔、涂層缺陷增多等問題。

等離子體化學氣相沉積(plasma chemical vapor deposition,PCVD)是一種用等離子體激活反應氣體，促進在基體表面或近表面空間進行化學反應，生成固態膜的技術。等離子體化學氣相沉積法涂層具有以下優點：

(1)是干式工藝，生成薄膜均勻無針孔。

(2)等離子體聚合膜的耐溶劑性、耐化學腐蝕性、耐熱性、耐磨損性能等化學、物理性質穩定。

(3)等離子體聚合膜與基體黏接性良好。

(4)在凹凸極不規則的基材表面也可制成均一薄膜。

(5)涂層制備溫度低，可在常溫條件下進行，有效避免對溫度敏感器件的損傷。

(6)等離子體工藝不僅可以制備厚度為微米級的涂層而且可以制備超薄的納米級涂層。