Parylene(中文稱:派瑞林、聚對二甲苯，或派拉倫)是對一系列獨特的高聚物的一個通常的稱呼。這個家庭中基本的成員稱作Parylene，即聚對二甲苯，是一種完全線性的高度結(jié)晶結(jié)構(gòu)的材料。

 

Parylene用獨特的真空氣相沉積工藝制備，由活性小分子在基材外觀"生長"出完全敷形的聚合物薄膜涂層，它能涂敷到各種外形的外觀，包括尖銳的棱邊，裂縫里和內(nèi)外觀。這種室溫沉積制備的0.1-100微米薄膜涂層，厚度均勻、致密無針孔、透明無應(yīng)力、不含助劑、不損傷工件、有優(yōu)秀的電絕緣性和防護性，是現(xiàn)代最有用的防潮、防霉、防腐、防鹽霧涂層材料。

 

Parylene N是一種很好的介電材料，具有特別很是低的介質(zhì)損耗、高絕緣強度以及不隨頻率轉(zhuǎn)變的介電常數(shù)。它是所有Paryleng中穿透能力最高的一種。

 

Parylene C，是系列中第二個具有商業(yè)價值的成員。它由雷同的單體系方式成，只是將其中一個芳香烴氫原子用一個氯原子所庖代了。Paryleng C將優(yōu)秀的電性能，物理性能結(jié)合在一路，并且對于潮濕和其它腐蝕性氣體具有低滲透性。除了可以提供真正的無針孔覆形隔離外，Paryleng C是涂敷緊張電路板的首選材料。

 

Parylene D，是系列中的第三個成員，它由雷同的單體系方式成，只是將其中兩個芳香烴氫原子被氯原子庖代。Parylene D的性子與Parylene C相似，但是具有更高的耐熱能力。

 

Parylene HT（SCS）該材料具有更低的介電常數(shù)(即透波性能好)、好的穩(wěn)固性和防水、防霉、防鹽霧性能.短期耐溫可達450攝氏度,長期耐溫可達350攝氏度,并具有強的抗紫外線能力.更適合作為高頻微波器件的防護材料.

 

 

Parylene類型

           

 

Parylene N	Parylene C
是一種很好的介電材料，具有特別很是低的介質(zhì)損耗、是系列中第二個具有商業(yè)價值的成員。
高絕緣強度以及不隨頻率轉(zhuǎn)變的介電常數(shù)。	它由雷同的單體系方式成，只是將其中一個芳香烴氫原
它是所有Parylene中穿透能力最高的一種。	子用一個氯原子所庖代了。
很好的自潤滑性。摩擦系數(shù)為0.25.	綜合了精良的介電性能和物理機械性能，對潮濕和
吻合ISO-10993生物試驗要求。	腐蝕性氣體有最低的滲透性。
吻合UDP第六類塑料的生物試驗要求。	可以提供真正的無針孔覆形隔離。
	知足美軍標MIL-46058C,是涂敷緊張電路板的首選
	材料。
	吻合ISO-10993生物試驗要求。
	吻合UDP第六類塑料的生物試驗要求。
Parylene D	Parylene HT(SCS)

 

是系列中的第三個成員.	具有更低的介電常數(shù)(即透波性能好)。
它由雷同的單體系方式成，只是將其中兩個芳香烴氫原	好的熱穩(wěn)固性，長期可在350攝氏度使用，短期可
子被氯原子庖代。	在450攝氏度使用。
較高溫度下仍有精良的介電性能和物理機械性能.	防水、防霉、防鹽霧性能強。
有較高的熱穩(wěn)固性。	是更好的高頻微波器件的防護涂層。
	迄今為止，強的自潤滑性，最小的動靜態(tài)摩擦系數(shù)，
	而且優(yōu)于特氟龍
	涂層的潤滑性。
	吻合ISO-10993生物試驗要求。
	吻合UDP第六類塑料的生物試驗要求。

 

一、Parylene（派瑞林、聚對二甲苯）適用于醫(yī)療器械之好處

Parylene吻合ISO-10993生物試驗要求

Parylene吻合FDA G95-1

Parylene吻合（RoHS）2002/95/EC

生物兼容性和生物穩(wěn)固性極佳的防化學物、防潮、超強絕緣及防電子阻隔性能、較好的機械強度，耐用且附著優(yōu)秀微米級涂層厚度均勻可控，可控制厚度降低500A

干膜潤滑性

優(yōu)秀光學性能

自己無毒，無副產(chǎn)物

可承受常規(guī)消毒

 

Parylene能適用于多種應(yīng)用，如骨釘、一時手術(shù)器械、替代型器件、導(dǎo)尿管、制動器、探針、針頭及耳蝸植入器。

 

1.  壓力傳感器——敏感的電子器件如血壓傳感器，只需沉積少量Parylene就能充分絕緣，而且少量珍愛涂層不會顯明改變這些器件的操作。

2.  心臟輔助器——如心臟起搏器及電震發(fā)生器中的細密電子線路，用Parylene封住可以防止其受到生物液體的腐蝕。Parylene也用于珍愛這些器件的金屬外殼。

3.  替換性器件——金屬器械如復(fù)原型人造器件，能用Parylene沉積珍愛從而消弭與顯微疏松有關(guān)的題目，并對生物液體腐蝕提供珍愛。

4.  骨針——Parylene用于珍愛骨釘和外科器械不受腐蝕，并提供潤滑性無需降低尺寸限定。

5.  電子線路——復(fù)雜外觀貼裝及混合電子線路用Parylene沉積后能珍愛其不受水及化學物品侵蝕并提供優(yōu)秀介電性能。

6.  導(dǎo)尿管——模壓抑造的器件如導(dǎo)尿管用Parylene沉積珍愛后可以提供優(yōu)秀的潤滑性并防止生物液的腐蝕。

 

7.  超聲波換能器——用于觀測血管內(nèi)壁微型傳感器，用Parylene沉積后，能避免腐蝕及絕緣擊穿。

8.  芯棒——用于制造導(dǎo)尿管的正確線型。用Parylene沉積珍愛，Parylene的低摩擦系數(shù)有利于制造，它的同等性涂敷性能保證了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

9.  骨質(zhì)生長刺激器——用Parylene可使此器件與生物液體隔離，避免腐蝕。人體細胞易于在Parylene沉積外觀增加形成雷同結(jié)構(gòu)的薄層組織。

10.  腦部探針——用Parylene可使腦部刺激探針外觀潤滑，并可使其進行選擇性絕緣。

11.  針頭——Parylene沉積在針頭的外部及內(nèi)部外觀封住金屬的顯微疏松，并形成一個光滑無氣孔的外觀。從而削減附著污物的可能性。ParyleneN的滲透力使其特別很是溶易在內(nèi)部外觀滲透形成珍愛層。

12.  套管——用于剖腹手術(shù)的細密器械，如有導(dǎo)電金屬軸的灼燒套管。用Parylene沉積絕緣后引導(dǎo)射頻能量達到尖部的正確區(qū)域。

 

二、Parylene電氣性能

 

1.薄膜絕緣性能

ParyleneC和ParyleneN的薄膜擊穿電壓

Parylene的特征之一是它們可以形成極薄的膜層。ParyleneN薄膜和C薄膜的直流擊穿電壓被確定與高聚物厚度有肯定的關(guān)系。圖3畫出了相干的曲線。對于5個微米（0.0002inch）以下的薄膜,這方面的性能ParyleneC要強于ParyleneN。這些數(shù)據(jù)注解，兩種Parylene材料都具有很好的絕緣性能，即使厚度小于1個微米。隨著厚度的減小，單位厚度的擊穿電壓一樣平常將升高。

 

2.電路板絕緣阻抗

Parylene是一種具有優(yōu)秀性能的敷形涂層材料，問世后首先在電子領(lǐng)域得到了應(yīng)用。1972年列入美軍標46058C許可作為軍用印刷電路板的敷形涂層材料，涂層厚度為0.0005-0.002英寸。

 

作為電子電路的防護涂層，Parylene不需另加防霉劑，自己防霉能達零級。在鹽霧實驗中，與其它涂層相比，Parylene防護的電路電阻幾乎不降落，其它涂層則都有較大的降落。很薄的Parylene涂層能提供優(yōu)秀的防護性能，還有利于電路板工作熱量的消失，因此作為防護涂層Parylene能使電路具有更高的可靠性，分外是小型高密集度電子電路的防護，Parylene更表現(xiàn)出其獨到的上風。

 

關(guān)于Parylene涂層提供的珍愛能力的一項關(guān)鍵的測試是將電路板上測試對象進行涂敷（如同MIL-I=46058C所描述的），并且在一種溫度——濕度循環(huán)下進行絕緣阻抗測試（MIL-STD-202,方式106和方式302）。

簡而言之，這項測試包括10個循環(huán)周期（天天一個循環(huán)），天天循環(huán)包括7個步驟。這7個步驟的范圍從低溫度低濕度（25℃，50℅RH）到更加苛刻的條件（65℃，90℅RH）.10天中每個循環(huán)都以65℃，90℅RH這一步作為最初讀數(shù),如圖3:

 

 

 

圖3.ParyleneC涂敷電路板交變濕熱試驗絕緣電（歐姆）MIL-STD-202方法302

 

對于ParyleneC的厚度從0.002英寸到0.0001英寸的測試效果如表2.很故意思的是，即使對于特別很是薄的涂層（0.0001英寸），絕緣阻抗值也比規(guī)定的規(guī)格高出一個數(shù)量級。

 

3.介電性能

 

 

Parylene介電性能與溫度的關(guān)系

 

Parylene還具有極好的介點性能。因為其高介電強度，它們可被制作成延續(xù)薄膜，并不含傳統(tǒng)涂層所有的缺陷和添補劑；缺陷和添補劑都可以削減介電強度。

 

三、Parylene的物理和機械性能

 

因為高的分子量（~500，000）和高的熔點以及結(jié)晶性，Parylene不能通過傳統(tǒng)的方法例如擠壓成形或鑄造來形成。在175℃以下時，熔點有機或其它溶劑的能力極低，所以不能通過澆鑄來形成。

 

當Parylene高聚物由測試面板支持時，沖擊阻抗比較高。涂敷在“Q”鋼板上的厚度為0.001英寸的ParylengC在Gardner落球撞擊測試的效果在250in-lb的范圍內(nèi)。

 

磨耗性能（用Taber磨損機測試，使用1000克的“Calibrase”輪），ParyleneC為22.5，ParyleneN為8.8.比較而言，聚四氟乙烯為8.4，高沖擊聚氯乙烯為24.4，環(huán)氧樹脂為41.9，聚氨酯為59.5.

 

四、熱性能、低溫文真空特征

 

1.熱性能

 

圖—Parylenes N、C和D受溫度影響后的有用使用壽命。失效=拉伸強度降低50%

 

根據(jù)Arrhenius外推法的數(shù)據(jù)，ParyleneC預(yù)計可以暴露在持續(xù)100℃的空氣下10年（100，000小時）。在無氧的氣體環(huán)境或者在真空狀況下，Parylene估計可以暴露在220℃的溫度下持續(xù)雷同的時間。在所有的情況下，高溫降低使用壽命。假如應(yīng)用的環(huán)境要求接近或者超過了這個時間——溫度——空氣環(huán)境，建議用更接近現(xiàn)實使用環(huán)境的條件進行悉數(shù)的測試。

 

Parylene可以經(jīng)過韌化來進步擊穿阻抗，進步硬度及改動摩擦阻抗。這是密度和結(jié)晶度進步的效果。

 

2.低溫性能

 

用ParyleneC涂敷的鋼板，在–160℃的液氮中冷卻，在Gardner落體試驗中可以承受超過100in-lb的沖擊。相比之下，室溫下為250in-lb。無支持的0.002英寸的ParyleneC薄膜在–165℃下可以彎折180°6次才失效。相比膠而言，聚乙烯、聚氨酯和聚四氟乙烯分別為3次、2次和1次。從2°（–271℃）到室溫環(huán)境的過程對電氣和物理性能都沒有影響。對于ParyleneC的厚度從0.002英寸到0.0001英寸的測試效果如表2.很故意思的是，即使對于特別很是薄的涂層（0.0001英寸），絕緣阻抗值也比規(guī)定的規(guī)格高出一個數(shù)量級。

 

3.真空穩(wěn)固性

 

在噴氣推動實驗室中進行的真空測試表現(xiàn)，在120℉和10-6torr下，ParyleneC的團體質(zhì)量損失為0.12℅，ParyleneN的團體質(zhì)量損失為0.30℅.對于兩種髙聚物，揮發(fā)可收集物小于0.01℅（測試靈敏度的極限）。

 

 

五、隔離特征和化學抵抗能力

 

1.隔離特征

 

與其它涂層相比涂層更薄，聚對二甲苯可提供一種無孔屏障，防止遭受液體、潮氣、化學物品和常見氣體的侵蝕。

 

離子滲透與涂層厚度的關(guān)系

 

見上圖,這些阻隔性能通過一系列涂敷和非涂敷橡膠試驗進行了證明。試樣在一摩爾濃度的鹽酸中高壓加熱一小時，然后分析酸液提取物中的鈣、鋁和鋅成分，這些金屬已知存在于橡膠的添加劑中。清楚地表現(xiàn)了試樣上的Parylene涂層大大削減了對這些金屬的提取。

表:Parylene的耐溶劑性

 

5-1.5mil薄膜室溫下浸入各種溶劑90分鐘后產(chǎn)生的厚度轉(zhuǎn)變（紅外法測量）

 

在室溫環(huán)境下，Parylene可以抵抗化學物質(zhì)的侵襲，并且在150℃下不溶于所有的有機溶劑。ParyleneC在175℃時可以消融與氯中，而ParyleneN在溶劑的熔點（265℃）時可溶。兩種高聚物都可以抵抗大多數(shù)溶劑的侵襲。同時，它們也不受像Hostepal, Igepal 和檸檬油這類的應(yīng)力裂解溶劑的影響。

 

 

六、光學特征，輻射性和抵抗氣候轉(zhuǎn)變的能力

 

1.光學特征

 

Parylene在可見光的范圍內(nèi)吸取得很少，因此是透明無色的。無色透明的薄膜可用于光學器件、可擦性光電儲存器件和靜電復(fù)印器件。在低于280微米時,ParyleneN和ParyleneC的吸取都很強。所有的Paryleng在至少60微米的波長下都相對沒有特征（除了一些峰值特征以外）。圖5，6和7透露表現(xiàn)1個mil薄膜的紅外光譜。

 

2.放射性和天氣轉(zhuǎn)變抵抗能力

 

在真空中，ParyleneN,C和D薄膜體現(xiàn)出很高的抵抗伽瑪射線衰變的能力。張力和電氣性能在1.6Mr/h的劑量率下加到100Mr之后依舊保持不變。雖然Parylene在室內(nèi)穩(wěn)固，但建議不要在室外陽光直接照射的環(huán)境下長期使用。

 

 

七、生物兼容性和生物穩(wěn)固性

 

 

Parylene（聚對二甲苯,派瑞林）N,C和HT(SCS)吻合ISO-10993生物試驗要求。試驗包括細胞毒性、致敏作用、皮內(nèi)刺激性、急性系統(tǒng)性毒性、植入(對于C必要1、12和26周；對于N和Parylene HT必要1和12周)和血溶性試驗。在試管組織培養(yǎng)研究中注解，人類細胞類型容易在Parylene C涂敷外觀增生。Parylene N和C已被證實吻合USP Class VI(UDP第六類塑料的生物試驗要求)。

 

 

Parylene N,C通過美國藥典第六類塑料的認定Parylene在美國食品藥物管理局（FDA）注冊了儀器和藥物控制文件（Device and Drug Master Files）。這些文件包括有關(guān)Parylene的生物研究結(jié)果，可供所有Parylene商業(yè)涂敷客戶作為參考。

 

八、Parylene潤滑性

 

Parylene具有極好的干膜潤滑特征。涂層可大大地改動了橡膠等產(chǎn)品的外觀潤滑性。根據(jù)ASTMD1984方法，相對靜止物體分別測得Parylene HT(SCS)、N和C的摩擦系數(shù)（COF）為0.15、0.25和0.29。

橡膠涂敷Parylene后的摩擦系數(shù)

 

九、Parylene重要性能表

 

下表列出了ParyleneN,C,D的電氣機械、熱、隔離、光學和其它性能。這些性能可以一其它的涂敷材料如環(huán)氧樹脂、有機硅、聚氨酯等進行比較。