
PARYLENE聚對二甲苯在電子領域中的應用淺析
1、印制電路組件和元器件
隨著外觀貼裝技術發展和元器件的日益小型化,印制電路組件也日益向小型化和高密度方向發展,這給印制電路組件的三防措施提出了新的要求。傳統使用的環氧樹脂、聚氯脂、有機硅樹脂,聚丙烯酸樹脂等防護涂料,都是液體涂料。通過噴涂、漫涂、刷涂,然后再烘干固化的工藝,在印制電路組件外觀形成防護涂層。因為液體的粘度和外觀張力等緣故原由,涂層厚度不均勻,在棱、角等處渝層較薄:當元器件之間、元器件與基扳之間僅有很小間距時,會因涂層流淌不到而形成氣隙。涂層固化、烘干后會因溶劑或小分子助劑的揮發,產生收縮應力或在涂層中形成細小針孔。這些傳統涂層的介電強度一樣平常也在2 000 V/25μm以下,因此,必必要經—次或多次涂敷,用較厚的涂層才能實現較可靠的防護。聚對二甲苯涂敷是由活性的對二甲苯雙游離基小分子氣在印制電路組件外觀沉蘊蓄合完成。氣態的小分子能滲透到包括貼裝件下面任何一個微小縫隙的基材上沉積,形成分子量約50萬的高純聚合物。它沒有助劑、溶劑等小分子,自己的化學惰性也不會對基材形成危險。厚度均勻的防護抹層和優秀的性能相結合,使聚對二甲苯涂層僅需0.02-0.05mm就能對印制電路組件的外觀提供特別很是可靠的防護:甚至經過鹽霧試驗,印制電路組件的外觀絕緣電阻都不會有很大改變,而且,較薄的涂層對元器件工作時所產生熱量的消失也特別很是有利。另外,因為聚對二甲苯分子結構對稱性較好,使它在較高的頗率下仍有較小的介質損耗和介電常數,它的這種高頻低損耗特征使它為高頻微波電路的可靠防護創造了條件。
2、微電子集成電路
聚對二甲苯的真空氣相沉積工藝不僅和微電子集成電路制作工藝相似,而且,所制備的聚對二甲苯涂層介電常數也低,還能用微電子加工工藝進行刻蝕制圖、進行再金屬化,因此,在集成電路微電子領域中不僅可用作防護材料,而且也能作為結構層中的介電材料和制作時的掩模材料使用。經聚對二甲苯涂敷過的集成電路芯片,其25μm細直徑金連接線,連接強度可進步5一10倍。近十年來,國外在多層集成電路和超大規摸集成電路(ULIC)中賡續報道在使用該材料,而月還開發了—十中耐溫更高、介電常數更低的氟代聚對二甲苯為其配套,另外,因為聚對二甲苯低溫性能分外好,IBM公司還用聚對二甲苯開發了一種能在液氮下工作的集成電路。
3、微電子機械體系(MEMS)
MEMS作為超小型電子機械,要求使用的材料必須具有如下特征:(a)能進行微米級微細制作和加工;(b)在微細結構中仍具有精良的電性能和物理機械性能;(c)與其它微細結構材料有很好的兼容性;(d)對微電子機械體系的使用環境有很好的兼容性和防護性。聚對二甲苯能在0.2μm厚時就完全沒有針孔,5μm時就能耐l000V以上直流擊穿電壓,又是摩擦系數很低的—種自潤滑材料:化學惰性和阻隔性能也好。因此,在微電子機械體系中,聚對二甲笨除了作電介質材料外,還用作微型傳動機構和微型閥門的結構材料和防護材料,近年來國外在這方面發展較快.
4、傳感器
聚對二甲苯在傳感器領域中的應用,除了作絕緣介質外,更多是用作防護材料,聚對二甲苯能耐酸、堿和有機溶劑,對水汽和鹽霧等惡劣環境有極好的阻隔防護能力。用極薄的聚對二甲苯作防護凃層,可以在幾乎不影響傳感器功能的情況下,為傳感器提供優秀的防護,這—特征引起了傳感器領域的極大愛好,至今國外已有四萬萬以上各種傳感器用聚對二甲苯防護,其中有汽車傳感器、腐蝕環境用傳感器,生物醫學用傳感器、聲學傳感器等等。
5、磁性材料
隨著信息產業的賡續發展,磁性元件越來越趨向于小型化,3—5mm的軟磁芯、2—3mm的稀土永磁材料,甚至尺寸更小的磁材都賡續被應用,小型超小型磁材的應用,對磁材的防護提出了新的要求。小型軟磁芯作繞線器件使用時,經聚對二甲苯涂敷后能耐l 500—2000V甚至更高的電壓,因為聚對二甲苯摩擦系數低,繞線操作時將會更滑溜、不傷線、更便于操作。稀土釹鐵硼水磁材料是一種高性能強磁材科,是微型電機小型化超小型化的關鍵材料之一。但是這種材料在空氣中很不穩固,尺寸較大的通常用電鍍或環氧電泳漆作防護涂層,尺寸在1—5 mm的小型稀上磁材,分外是環型和筒型稀土磁材、,已不能用上述傳統方法實現可靠防護,知足使用要求。聚對二甲苯獨特的制備工藝和優秀性能相結合,使它能對小型超小型磁材進行無微弱點全涂敷,經它涂敷的稀土永磁材料可浸鹽酸10天以上不腐蝕,目前國際上小型超小型磁材,幾乎都采用聚對二甲苯作絕緣和防護涂層。
6、生物醫用電子
聚對二甲笨不僅電性能、防護性能好,而且生物相容性也好,它已通過美國FDA 論證,知足美國藥典生物醫用材料VI類標準,被列為是一種可以在體內長期植入使 用的生物醫用材料。隨著生物醫用電子科學的賡續提高和發展,在國外除了心臟起搏 器用聚對二甲苯進行可靠絕緣防護外,腦電極、植入式傳感器、射頻治療儀、血液分 析傳感器和高頻手術刀等微型電子醫療器械,也都有使用聚對二甲革的報道。 ’
7、光纖光纜接頭密封件
光纖光纜接頭在使用中可能碰到各種不同的環境,通常使用含有硅橡膠密封圈的接頭使光纜與環境相隔離,經聚對二甲苯涂敷后的硅橡膠密封圈,能更好地適應各種惡劣環境,防止硅橡膠老化,有用延伸密封圈的使用壽命,維持光纖光纜能在各種環境下長期使用,這在國外也已經使用好多年。
8、焊膏焊劑
聚對二甲笨能對微細顆粒進行完好陷全涂敷,國外還用它對焊膏中的錫基焊劑顆粒進行涂敷,經薄薄一層聚對二甲笨防護后,能防止錫基焊劑顆粒氧化,在與助焊劑等藥品復配和長期儲存時,不會發生氧化等化學反應,但使用時卻不影響焊劑的熔化。如許就能進步焊膏焊劑的活性和存儲期,更好地保證焊接的可靠性,這種焊料是一種專利產品。
在我國,聚對二甲笨自70年代初就開始在電子領域中有所應用,有的照舊重點項目配套產品,有的至今已使用20多年,但因為種種緣故原由沒有產業化。可以預計聚對二甲笨這一新型材料在電子領域將會被越來越多的有識之士熟悉和了解,被越來越多的單位應用到更多的高新技術產品上。
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