[發明專利]一種復合結構高絕緣硬質納米防護涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201710729416.0
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107587119B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 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: C23C16/50
• 分類號: C23C16/50;C23C16/455;C23C16/458;C23C16/56
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

一種復合結構高絕緣硬質納米防護涂層的制備方法，屬于等離子體技術領域，該方法中，將反應腔室抽真空度，并通入惰性氣體，使基材產生運動，篩選出具有低偶極矩和高化學惰性的有機硅單體，通過多官能度單體調控涂層的自由體積和致密性，使得涂層同時具有高絕緣性、優異的防護性和耐磨性。在高絕緣性涂層上沉積有機硅涂層，并進行表面的硬質處理，形成致密結構的硬質涂層,本發明的涂層在相同厚度下比派瑞林等現有涂層具有更優異的防護性能、絕緣性能和耐磨性。解決了目前采用派瑞林等涂層存在的涂層耐磨性不足、厚度太厚、生產效率低等問題，硬質化處理，增加了涂層中復合耐磨二氧化硅結構，有效提高了涂層的硬度和耐磨性。

技術領域

本發明屬于等離子體化學氣相沉積技術領域，具體涉及到一種納米防護涂層的制備方法。

背景技術

防霉菌、防潮濕、防鹽霧(簡稱三防)是電子器件在存儲、運輸及使用過程中需要解決的重要問題。而霉菌、鹽霧和潮濕通常導致電子器件由于短路而失效。此外，由于生活中的很多電子產品容易在使用過程中遭到觸碰和刮擦，導致其被破壞。因此，對于應用于電子行業的防護涂層，除了具有優異的“三防”性能，還必須有良好的絕緣性和較好的耐磨性。

目前，采用防護涂層對電子產品進行防護，是提高電子產品使用壽命的有效方法。獲得防護涂層通常有兩種方法，液相法和氣相法。液相法通常采用三防漆，對電子產品進行涂敷后，利用熱固化或光固化，在電路板上形成一層致密有機涂層，用于保護線路板及其相關設備免受環境的侵蝕。三防漆具有良好的耐高低溫性能；其固化后成一層透明保護膜，具有優越的絕緣、防潮、防漏電、防震、防塵、防腐蝕、防老化、耐電暈等性能。但液相方法會產生廢水、廢氣和廢液，使用的溶劑會對電子器件基板本身產生一定損傷，此外其厚度大多為幾十微米，難以控制在納米級別，對于一些需要散熱和信號傳輸的電子器件功能會有一定影響。

氣相法則包括蒸鍍、等離子體氣相沉積等方法。最典型的蒸鍍涂層為派瑞林涂層，由美國Union Carbide Co.開發并大量應用在電子產品防護當中。派瑞林涂層是一種對二甲苯的聚合物，先將對二甲苯加熱到680攝氏度，形成具有活性對二甲苯二聚體，在沉積腔降低溫度后，這種二聚體沉積在電子產品表面，形成聚合物薄膜。由于對二甲苯結構高度對稱，偶極矩為0，且由于苯環的存在，聚合物分子具有較大的自由體積；同時由于聚合物分子量相對較大，使得涂層致密性高。由于以上特征，派瑞林涂層具有低水、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。這種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。而厚涂層易導致散熱差、信號阻隔、涂層缺陷增多等問題。另外，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，由于派瑞林涂層硬度相對較低，通常低于H，在遇觸摸和刮擦條件下，容易被外力劃傷而導致防護性能遭到破壞。

針對以上問題，開發一種環保、絕緣性好、高硬度，且在涂層較薄情況下具有優異防護性能的涂層及制備方法，具有重要的應用價值。

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。