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在电子产品上使用聚对二甲苯的缺点

2019年03月29日 点击:

尽管聚对二甲苯作为保形涂层具有许多优点,但它具有一些在使用前应该被认识到的缺点。与液体保形膜如丙烯酸,环氧树脂,硅和聚氨酯相比,可能从聚对二甲苯涂层中出现的失效机理限制了其更广泛的应用范围。在许多情况下,湿涂层可以为许多应用提供更好的性能和更低的成本(或两者)。 


Parylene过程的成本


 涂覆聚对二甲苯保形涂料的成本通常超过丙烯酸,环氧树脂,硅氧烷和聚氨酯等液体涂料的成本。一方面,聚对二甲苯二聚体(聚对二甲苯保形薄膜的基本原料)的价格相当昂贵,每磅价格在200美元至10,000美元之间,这一因素在生产过程开始之前大大增加了生产费用:  平均聚对二甲苯产量 -运行需要一磅二聚体,从一开始就产生高昂的材料成本,特别是如果只涂覆有限数量的物品。 因为聚对二甲苯是通过化学气相沉积(CVD)工艺施加的,所以一切都被涂覆。这包括产品组件,例如印刷电路板(PCB)的内径,其需要无膜以便正常工作。需要实施掩蔽和其他纠正/保护程序以确保不会发生不必要的涂层。这些条件的存在使得聚对二甲苯本身是低效的过程并且对生产材料造成浪费,这增加了客户的最终成本。新生产设备的高资本成本也很常见。

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其他Parylene缺点


除了更高的生产成本外,聚对二甲苯保形薄膜的其他缺点还包括:


批处理:CVD需要批量生产过程。生产室中只有有限的物理空间,限制了在任何一台机器运行过程中可以有效涂覆的物品总数。主要目的是最大化涂覆在腔室中的物品的数量,而不牺牲保形膜质量。虽然次优的涂层物品数量可以显着提高每件的价格,但由于室内过度拥挤而导致的薄膜质量下降也会同样如此。这两个问题都会增加生产成本和处理时间。     

化学惰性:聚对二甲苯经常作为保形涂层受到追捧,因为它不会对许多化学物质产生反应; 在这方面,它的惰性是高度珍贵的财产。然而,如果PCB需要重新加工,这可能是涂覆PCB和其他组件的问题。耐溶剂且相对耐热的聚对二甲苯难以除去。耗时的微磨损是去除聚对二甲苯的唯一可靠的方法   

脱层:脱层是由于与基材分离的撕裂,未附着和非保形涂层所代表的薄膜表面不良的结果,使保形涂层的目的无效。所有适当的制备 - 清洁基材,掩蔽等 - 需要在涂覆过程之前完成。必须验证材料与基材的相容性,以及适用的水分不渗透性。这些因素通过改善聚对二甲苯和基材之间的表面能的相互作用来支持粘合。 

吞吐量有限:CVD沉积室运行成本高; 虽然体积小,但它们仅限于小批量生产。在任何单次涂覆期间涂覆的产品总量同样受限并且耗时,需要8-24小时才能完成。

掩蔽/其他制备:在CVD期间,聚对二甲苯蒸汽将渗透到组件的任何未覆盖区域,从而需要对功能性电子元件进行劳动密集的掩蔽; 准备免费区域进一步减缓了生产过程。此外,表面清洁度是基本生产过程的重要部分,因为任何污染物的存在都会干扰气相化学反应物与基材表面上的非挥发性固体膜配方之间的正相互作用。

物理弹性:大约与人体肌肉一样具有弹性,聚对二甲苯非常柔软,硬度值很小。这种柔软的保形薄膜在常规处理过程中经常会受到损坏。

对金属的可疑粘附:如果没有适当的粘合技术,Parylene与金,银,不锈钢和其他金属的粘合性差,这是一个问题,因为它们经常用于PCB中以支持导电性。引入粘合促进方法以增强金属粘合可能是昂贵且劳动密集的。

焊点缺陷:涂布不当,聚对二甲苯可刺激300%的焊点疲劳扩展。

锡须:聚对二甲苯薄膜的应用不足会导致涂层组件上锡须的生长。

抗紫外线:较便宜的聚对二甲苯二聚体(低于1,000美元/磅)对紫外线提供很小的抵抗力,如果位于室外则提供黄色。 

摘要       


Parylene作为优质保形涂料的声誉是当之无愧的,但绝不代表性能可靠性。Parylene的缺点可以克服但需要认识到,因此可以通过适当关注成本,CVD加工效果,分层/粘附,涂层弹性,材料适用性和锡须等问题来抵消它们,以确保涂层的许多性能优势可以在最佳程度上获得和实施。


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