聚對二甲苯的腐蝕防護

WaterOff

2022-08-09 13:49:31

一種自然過程，腐蝕會產生化學/電化學反應，降低并逐漸破壞功能環境中的材料或組件。結果可能是危險的并且修復成本高昂。

對于印刷電路板（PCB）和類似組件，腐蝕的電觸點在運行期間可能導致航空航天/汽車/工業系統可能危及生命的機械故障; 腐蝕的醫療植入物可能會擾亂起搏器的功能或導致血液中毒。在以下情況下，PCB會遭受電解腐蝕：

組件內的電觸點受到水或其間夾帶的其他水分的影響。

施加的電壓導致非預期的電解池發展，這可能分解化合物，引發腐蝕反應。

然而，諸如化學殘留物，污垢，油和鹽之類的污染物被捕獲在基板表面和保形膜之間也會產生腐蝕。

雖然腐蝕通常從保形涂層下面開始，但由于基材表面上的液體/殘留物，溫度的快速變化也會使涂層的外層破裂或破裂，從而引發腐蝕響應。

類似地，PCB內的金屬組分可在操作環境中產生氧化物或鹽，導致腐蝕性功能障礙。

其他組裝材料，如陶瓷或塑料，也可能遭受腐蝕，并隨后降低其有用性能，性能預期和結構完整性。

考慮到PCB的尺寸較小，一些腐蝕機制不太明顯，因此難以預測，但是凹坑和裂縫可能會發展，導致組裝表面和內部的物理破壞范圍擴大。使用非關鍵的無毒層材料聚對二甲苯（XY /聚對二甲苯）共形涂布PCB ，可在大多數情況下防止腐蝕。

最大限度地減少腐蝕功能于印制電路板

Parylene為基材提供超薄，無針孔的保形保護，其特點是具有出色的防潮性能，以及表面彈性/強度和絕緣性。與濕涂層 - 丙烯酸，環氧樹脂，硅樹脂或聚氨酯 - 通過將濕物質刷涂/噴涂到組件上或將其浸入液體涂料浴中而不同，聚對二甲苯使用化學氣相沉積（CVD）應用方法。使用CVD，粉末狀聚對二甲苯二聚體經受高溫，將其轉化為氣體，內部滲透目標表面，同時還形成精確符合幾乎任何組裝形狀的外層。XY在過程中合成，基本上一次在一個分子的沉積表面上生長。施工后不需要固化，如液體涂料那樣。

在大多數測量中，Parylene優于濕涂層。它具有廣泛的溫度范圍，可以承受大多數正常類型的磨損，并且具有化學惰性，不易腐蝕。但是，人們不應該認為聚對二甲苯是萬無一失的。由于聚對二甲苯涂層開始從表面脫離，臟表面產生的污染會刺激涂層分層和受影響的操作系統的嚴重降解。為了確保可靠的XY粘附到基材上，必須去除任何類型的污染物 - 化學品，灰塵，油，有機化合物，工藝殘留物，蠟 - ，否則涂層/基材之間會產生機械應力。

然而，高度耐腐蝕的聚對二甲苯涂層對金屬的粘附性差，這是與PCB一起使用的潛在問題; 例如，由于其導電性能，許多PCB制造商為其組件配備了金組件。對于金屬醫療植入物的XY涂層，植入物金屬表面上的OH-點自由基的形成可能是由于身體的炎癥反應。在這些情況下，降解過程在金屬/聚合物界面處開始并朝向外部聚對二甲苯表面發展。

然而，通過向聚對二甲苯添加2μm 的硅烷層（A-174硅烷），可以極大地改善對金屬表面的粘附性和隨后的耐腐蝕性。A-174的分子與基材表面形成獨特的化學鍵，提高了XY的機械附著力。通過浸漬，手動噴涂或氣相處理實現硅烷應用，與表面形成化學鍵。除金屬外，在CVD實施之前受益于A-174硅烷處理的材料包括彈性體，玻璃，紙和塑料。

研究已多次證實適當處理的聚對二甲苯的耐腐蝕能力：

等離子體表面處理方法對于醫用可植入物具有有限的聚對二甲苯分層。在對涂覆鋁板的XY 腐蝕保護的研究中，通過在基板上沉積超薄的等離子體聚合物層（50nm）來校正預腐蝕性膜分層。

2μm的雙層（有機硅烷174 +聚對二甲苯）涂層成功地保護了植入級不銹鋼表面免受體液腐蝕。

在聚對二甲苯涂層之前使用硅烷A174預處理醫用植入物可以支持薄膜可靠的防腐蝕保護，同時改善XY的生物相容性和超薄/連續/惰性薄膜形成。不太可能引發免疫反應，清晰的XY層對體液的腐蝕性條件具有高度抵抗力，可防止污染物的發展/引導。

界面工程（IE）改善了聚對二甲苯C對冷軋鋼（CRS）的腐蝕保護。XYC薄膜與大多數光滑或無孔基材之間的粘合力是最小的; 直接涂覆聚對二甲苯C對CRS表面幾乎沒有腐蝕支持。IE工藝在XYC / CRS之間設置一層等離子體聚合物，刺激兩種材料之間的界面結合，增強防腐蝕性。

為了獲得可靠的防腐蝕保護，預CVD處理從清潔度測試開始檢查污染物，如果檢測到污染物則進行徹底清潔。需要屏蔽連接器，電氣元件和其他禁區。無孔材料如玻璃，金屬，紙張和塑料通常需要預先CVD應用A-174硅烷粘合促進劑，以最大限度地減少分層并確保無法開始腐蝕。