電子產品設計師和制造商都面臨著輕薄短小以及更嚴格的環保等壓力，還需要確保新技術在其操作環境中能夠可靠地運行，這包括暴露于化學品、濕氣、電荷和極端溫度環境下，同時還需符合越來越嚴格的環境、安全、特種行業、政府法規及生物法規等要求。本文將詳細介紹聚對二甲苯類三防漆及在幫助制造商應對電子行業當前和未來挑戰時所發揮的作用。

20世紀50年代末Union Carbide公司科學家開發出了聚對二甲苯，是一系列獨特的聚合物有機涂層材料的通稱。呈線性多晶結構，具有良好的絕緣性能、阻隔性能、化學惰性。聚對二甲苯涂層超薄、無針孔，并且由于它們的分子水平聚合而可真正敷形于部件——基本上一次一個分子地在基板表面上“生長”。

聚對二甲苯涂層采用氣相沉積工藝，而不是通過點涂、噴涂、刷涂或浸涂，該工藝開始時將待涂覆的部件放置在沉積室中，然后將稱為“二聚體”的粉末原料放入系統另一端的蒸發器中，加熱二聚體，使其升華為蒸氣，然后再次加熱使其分解成單分子蒸氣，將該蒸氣轉移到環境溫度室中，它會自發地聚合到部件上，形成薄聚對二甲苯膜，在受控真空封閉系統中進行聚對二甲苯沉積工藝，沉積室在整個工藝中保持在室溫下，在涂覆工藝中不使用溶劑、催化劑或增塑劑。

因為在沉積過程中沒有液相，所以不會在液體涂層的應用中后續產生彎月面、淤積或橋接效應；整個部件受到相同保護，聚對二甲苯涂層的分子“生長”不僅確保了在制造商規定的厚度下均勻的敷形涂層，而且由于聚對二甲苯由氣體形成，它還可滲透到每個裂縫（無論看起來如何難以到達），確保了基板的完全包封。

此外，聚對二甲苯涂層非常輕，具有優異阻隔性能的同時，不會增加精密部件的大小或質量。典型的聚對二甲苯涂層的厚度范圍為500埃至75微米（其他大多數涂層材料做不到如此薄），且仍然能提供相同水平的保護。

聚對二甲苯系有幾種變體，但都是完全線性、高度結晶的材料，具有超薄和重量輕的優點，它們還可提供優異的介電、濕氣和化學屏障，增加引線鍵合的強度，確保有效的信號傳輸，并且與生物相容，聚對二甲苯具有極低的介電常數和損耗因數，使其能夠通過薄涂層提供具有介電絕緣功能的小而緊密的封裝，實際上每單位厚度的擊穿電壓會隨著聚對二甲苯膜厚度的減小而增加。

聚對二甲苯涂層已在電子、運輸、航空航天、國防和醫療設備行業中使用45年之久，事實上在其他解決方案不足以滿足行業不斷增長需求時，聚對二甲苯涂層可在產品需要小巧、更輕便、更堅固和更可靠時提供解決方案。

無論是針對消費市場還是國防市場，電子產品制造商始終面臨著電子封裝更小更輕的壓力；無論整個設備的大小如何，都面臨這個問題。雖然近年來移動電話實際上變得越來越大，但它們的功率和功能都比前代產品更多，因此它們的內部元器件不得不縮小，同樣，汽車和飛機的尺寸幾乎沒有變化，但是兩者不斷使用額外的電子部件來增加其功能和可靠性，與此同時，這些行業越來越多地呼吁減輕重量以提高系統效率。

因為聚對二甲苯涂層是以蒸氣涂覆，所以分子會長成一層薄膜，均勻粘附在每個表面和邊緣以及裂縫內。涂層可完全封裝復雜的基板，提供極佳的阻隔和介電保護。另外，由于它們的超薄性，它們可在不顯著增加尺寸或重量的情況實現保護。

相比之下，液體涂料通常通過噴涂、刷涂或浸涂涂覆，并且由于淤積、橋接或彎月面效應可能無法提供完全覆蓋，雖然這些涂層解決方案足以滿足某些應用的要求，但對于當今先進的電子設計，他們的應用有局限性。

每年全球銷售超過15億部手機。通常這類設備每兩年更換一次，有些是回收利用，但有些則最終進入垃圾填埋場或焚燒爐，使用氟、氯和其他鹵素材料的報廢設備材料被處置或焚燒時會釋放出有毒污染物，因此許多設備制造商已經致力于減少或消除這些材料的用量。

隨著國際標準和環保倡議的不斷發展，必須增加環保產品和材料的供應，盡管含有氯分子的聚對二甲苯變體即使在高溫下也非常穩定，但已引入了一種新型變體——ParyFree®，它完全不含鹵素，并具備其他商用聚對二甲苯的有益特性。

ParyFree可為電子制造商提供無鹵涂層解決方案，與傳統的非鹵素聚對二甲苯變體相比，可提供更好的防潮屏障。

與此同時，各個行業的設備電子部件含量也在增加；這些系統必須可靠運行的苛刻環境范圍也在擴大。無論是在太空真空中、在汽車引擎蓋下、在油田的鉆井平臺上、還是在人體內，必須保護關鍵電子設備免受其環境（例如，潮濕、化學品、流體、灰塵等）的影響，以確保可靠運行；生活中就是這樣。此外，近年來可穿戴設備的使用急劇增加，并且用戶要求他們的設備（例如，電話、耳機、手表、健身監視器等）可以完全承受這些影響因素。從本質上講，消費電子產品現在升級為需要國防級的防護。

涂有ParyFree的電路板可通過獨立設施進行鹽霧測試，根據ASTM B117-（03），涂覆的電路板在暴露144小時后未呈現腐蝕、鹽或重的氧化鐵沉積物，涂有Parylenes C和ParyleneHT®的板顯示出相似的結果。

最近也按照IEC 60529的適用要求測試了涂覆有ParyFree電子產品，測試條件為14.2.7和14.2.8中指定的IPX7和IPX8，通過該測試表明可防止因水進入而產生的有害影響，未涂覆（基準）電子產品在測試期間功能失效，但所有涂覆了ParyFree的電子產品均通過了兩種測試條件，在測試期間和測試后都能正常運行。這些測試表明，與其他特種涂層系統（SCS）聚對二甲苯變體一樣，ParyFree適用于在1米（IPX7）和1.5米（IPX8）深度下保護電子產品和其他設備免受水濺和水浸30分鐘以上。

電子產品長期以來容易受到電弧和靜電放電（ESD）的影響，而且現代設備實際上更容易受到這些電氣風險的影響，因為單個元件更小，此外接觸點也更緊密，更緊密的布線根本不能承受與舊設備的較粗布線相同的突然震動。

聚對二甲苯具有非常高的介電強度——高達相同厚度其他涂層的2倍。因此，它們提供了極佳的絕緣保護，以防止電弧和靜電放電（ESD）損壞而不會顯著增加質量。例如，25微米的聚對二甲苯涂層將具有7000伏的介電容量，沒有其他涂層可以像聚對二甲苯那樣薄的同時仍然可提供相同水平的保護。

用于汽車、飛機、石油鉆探和太空探索的電子產品暴露在惡劣的環境中，人們希望這些產品可以在其中可靠地運行。例如，在飛機機翼或攜帶衛星進入太空的火箭中的電路板組件將從海平面溫度快速下降至零下溫度的平流層高度，除了溫度變化之外，作為飛行的一部分，微小、精密的關鍵任務電路必須承受快速的壓力變化和強烈的振動。

在地球應用中取得成功的一些保護方法在太空大氣層中可能會失敗。由于涂層應用的性質，可能被環氧樹脂或丙烯酸密封劑捕獲的空氣釋放，使得關鍵部件在飛行或操作過程中受不到保護。

Parylene HT專門設計用于保護必須暴露于惡劣高溫環境中的組件，該涂層在350℃（長時間）的空氣中具有熱穩定性，并且在升高至450°C短時間內仍可保持穩定，為許多航空航天、國防和運輸應用提供了極佳的保護。Parylene HT在紫外線環境下也是穩定的。

聚對二甲苯涂層雖然超薄且重量輕，但可以增強精細元器件和引鍵合，有助于確保精密電子產品的安全。此外，由于薄膜的分子生長，不會產生在壓力快速變化時造成災難性風險的空洞或氣泡。

神經刺激器、心臟起搏器、耳蝸和眼部植入物、電外科工具，以及越來越多的設備可對患者的生活產生巨大影響，前提是它們具有生物兼容性、生物穩定性，并且在接觸或植入人體時具有操作可靠性。聚對二甲苯保護醫療電子元件免受潮濕、生物液體和生物氣體的影響，這類影響可能導致組件過早失效。這種保護不僅延長了設備的使用壽命，還降低了在最關鍵時刻發生失效的風險。SCS Parylenes N、C和Parylene HT符合ISO-10993的生物測試要求，包括細胞毒性、致敏、皮內反應性、急性全身毒性、植入（2、12和26周）、血液相容性（溶血和PTT）和致熱性。涂層經過了認證，符合USP VI級塑料的生物測試要求。

在選擇材料和解決方案時，產品設計工程師需要了解產品的功能及其在指定環境中的反應方式。為幫助確保滿足這些要求，行業規定了制造商（通常是其分包商）必須滿足的各項法規條例，這些要求建立了產品和工藝的測試、認證標準。

雖然可以根據各種標準和行業法規對聚對二甲苯涂層的認證要求進行評估，但涂層供應商也可以根據其工藝認證和合規性進行部分評估。以下是制造商應審查的一些工藝、產品規格及認證（如適用）：

• AS9100和/或ISO 9001管理系統

• IPC-CC-830的要求

• MIL-I-46058C的QPL

• 生產件批準程序（PPAP）

• 歐盟的RoHS指令

• REACH合規性

• 無鹵倡議

• ISO 10993，USP VI級生物評估和認證

• ISO 14644潔凈室

• UL（QMJU2）

隨著全球行業需求和法規指令的不斷發展，制造商必須確保其產品符合相關標準，并確保產品在任何環境下都能可靠運行。聚對二甲苯類三防漆為設計師和工程師提供了一系列解決思路，有助于提高產品可靠性和性能。