CN201873744U - 真空气相沉积涂敷系统设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的一种真空气相沉积涂敷系统设备。包括，各个腔室相互连通的蒸发腔室，高温裂解腔室，高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室，在高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的接口管道上，设置有一个根据被涂覆零件数量选择相应内孔口径规格的塞子式节流阀，用内孔口径为连接管道截面积25％～75％的节流阀流道改变调整抽真空的速率。本实用新型结构简单，成本低，克服了现有的抽真空的速率不能根据高分子沉积聚合腔室涂覆零件的多少进行调节的不足，解决了因涂覆量的不同引起的涂覆膜质量下降和原材料浪费的问题。

Description

真空气相沉积涂敷系统设备

技术领域

本实用新型涉及一种真空气相沉积涂敷设备。

背景技术

随着电子、医疗、文物保护等高新技术终端产品的发展，对其内部关键元器件的表面处理的需求越来越高、越来越多。由于派瑞林又名派拉纶(Parylene)，常温下抗老化性能可长达千年以上，透明无色。涂层厚度可以控制在1至100微米之间，涂层后的电子产品具有防水、防尘、绝缘、耐高温、耐摩擦、抗酸碱腐蚀等作用，已成了电子、航天、医学应用等领域首选的保护层。Parylene是对二甲苯化合物的环型二聚体，也是直链型聚对二甲苯的单体。在四十年代后期有英国曼彻斯特大学研究高分子的一位化学家首次分离出来后，Union Carbide公司的科学家威廉戈罕开发了一种沉积方法来应用该产品成膜。Parylene及其成膜技术最早用于美国的军事和航天技术，到90年代末才慢慢民用化，但其制造技术一直处于垄断和保密状态。目前在国际上仅有几家大公司在生产该系列产品，而国内对该产品生产应用研究才刚刚起步。

Parylene是一种性能优异的气相沉积高分子聚合物材料，其制备一般通常采用真空气相沉积工艺。制备的沉积过程大体可分为三步：首先在真空条件下，将对二甲苯环二聚体在175℃下加热升华为气态；二聚体气体进入裂解腔，在680℃温度下，二聚体的分子键被断开，裂解成具有反应活性的对二甲苯单体；对二甲苯单体进入室温的真空沉积室，在器件的基体表面上沉积并聚合，形成聚对二甲苯薄膜。其原料的升华与裂解速率、沉积压力、基体温度等都是影响Parylene膜沉积速率、膜结构与性能的重要因素。

目前，制备派瑞林，(Parylene)薄膜汽相沉积设备，通常分为4个部分，分 别为蒸发腔室，高温裂解腔室，高分子沉积聚合腔室，真空冷阱室。它们是一个连续的过程，四个腔室相互连通、相辅相成，通过与真空冷阱室连接的真空泵调节各个腔室的真空度，在各个腔室之间形成压差，使parylene单体气体流动。最后由冷阱来完成剩余的parylene单体的收集和泵的保护。

由于parylene高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的接口管道口径是固定的，使得真空泵的抽真空速率固定不变。抽真空速率在不能适度调节的情况下，一般很难控制parylene的适度用量和被涂覆零件的膜层质量。特别是，在被涂敷零件较少时，沉积聚合腔室内的被涂敷零件parylene高分子用量少，因此大量的parylene单体不能沉积涂敷到被涂敷零件表面，使大量parylene单体在真空泵作用下沉积在冷阱室中，导致二甲苯环二聚体原料的大量浪费。又由于在真空泵作用下的parylene单体气体流动速率过快，又使沉积在各种形状零件表面的parylene膜层质量变差。

发明内容

为了克服现有技术的抽真空速率不能适度控制的不足之处，本实用新型提出一种能够根据高分子沉积聚合腔室内涂覆零件数量多少，改变抽真空速率进行调节的真空气相沉积涂敷系统设备，以提高涂覆膜层质量和parylene原材料的利用率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种真空气相沉积涂敷系统设备，包括，各个腔室相互连通的蒸发腔室、高温裂解腔室、高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室，其特征在于，在高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的接口管道上，设置有一个根据被涂覆零件数量选择相应内孔口径规格的塞子式节流阀，用内孔口径为连接管道截面积25％～75％的节流阀流道改变调整抽真空的速率。

本实用新型的有益效果是，本实用新型提供的一种涂覆Parylene的节流阀，作为设备控制抽真空的速率的辅助装置，结构简单，成本低。利用它可根 据涂覆零件数量，调整Parylene涂覆过程中的抽真空速率。能够方便地根据沉积聚合腔室内涂覆零件数量多少，选用不同内孔径的节流阀，调整和控制Parylene涂覆过程中的抽真空速率，提高arylene涂覆膜层的质量和提高原材料的利用率，进行提高防护效果和节省了成本。克服了现有的抽真空的速率不能根据高分子沉积聚合腔室涂覆零件的多少进行调节的不足，解决了因涂覆量的不同引起的涂覆膜质量下降和原材料浪费的问题。

附图说明

图1是本实用新型真空气相沉积涂敷系统设备的示意连接框图。

图2是本实用新型节流阀的主视图。

具体实施方式

在图1描述的真空气相沉积涂敷系统设备中，各个腔室相互连通的蒸发腔室、高温裂解腔室、高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室是以现有技术的形式组成的，是具有连续过程的四个腔室相互连通、相辅相成设备。各腔室的真空度都是通过真空冷阱室的真空泵调节的，使各个腔室之间形成压差。其不同之处在于，在高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的接口管道上，设置有一个能够根据被涂覆零件数量选择相应内孔口径规格的塞子式节流阀。节流阀内孔口径为连接管道截面积25％～75％，改变节流阀的流道孔径即可调整真空泵抽真空的速率。在真空条件下，将对二甲苯环二聚体在175℃下加热升华为气态；二聚体气体进入裂解腔，在680℃温度下，二聚体的分子键被断开，裂解成具有反应活性的对二甲苯单体；对二甲苯单体进入室温的真空沉积室，将此单分子在室温下以气象沉积的方式，均匀渗入被涂覆零件的内部缝隙与表面，形成聚对二甲苯薄膜。根据二甲苯环二聚体分子结构的不同，通过真空气相沉积可得到一系列不同结构的Parylene真空镀膜。

参阅图2。在所描述的塞子式节流阀三维模型图中，该塞子式节流阀相当于一个带有台阶的桶状帽型结构，类似塞子。节流阀外形是一个圆柱体，长度可 以大致为66mm，自由端外径可以是53.6mm。也可根据不同设备的高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的连接管道的口径不同进行改变。节流阀中心具有一个通孔。节流阀的内孔直径Φ需设计成不同的值，以便进行选用。通孔可以是一系列不同规格的孔径，对应的内孔孔径Φ的大小可以按需要调整和控制抽真空速率的大小设置。一般常用的内孔选取高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的连接管道截面积的25％、50％和75％，孔径Φ一般可以是直径为27mm、38mm、47mm。该节流阀的材质可以是铝合金，也可以是不锈钢。使用过程时，将没有台阶的自由端直接塞入高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的连接管道口上。根据沉积聚合腔室涂覆零件的多少，选择相应内孔口径的节流阀放入高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的接口，通过流道大小的改变来调整抽真空的速率。

使用时，当涂覆零件只有极少量试验件时，选用内孔直径Φ为26.8mm的节流阀；当涂覆零件有设计涂覆量的50％左右，选用内孔直径Φ为37.9mm的节流阀；当涂覆零件有设计涂覆量的60％以上时，选用内孔直径Φ为46.4mm的节流阀。

在涂覆膜层微观分析图中可以看出，涂覆膜层均匀、致密，无气象成核颗粒，膜层质量大幅提高。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，比如，本实用新型也可以考虑在所述塞子式节流阀技术条件允许下，可以采用采用通过调节孔径大小的阀门取而代之，这些变更和改变应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种真空气相沉积涂敷系统设备，包括，各个腔室相互连通的蒸发腔室、高温裂解腔室、高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室，其特征在于，在高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的接口管道上，设置有一个根据被涂覆零件数量选择相应内孔口径规格的塞子式节流阀，用内孔口径为连接管道截面积25％～75％的节流阀流道改变调整抽真空的速率。

2.根据权利要求1所述的真空气相沉积涂敷系统设备，其特征是：所述的塞子式节流阀是一个带有台阶的圆柱体，中心具有一个通孔。

3.根据权利要求2所述的真空气相沉积涂敷系统设备，其特征是：所述的通孔常用内孔选取高分子沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的连接管道截面积的25％、50％和75％。

4.根据权利要求1所述的真空气相沉积涂敷系统设备，其特征是：所述的节流阀的材质是铝合金或不锈钢。

5.根据权利要求1所述的真空气相沉积涂敷系统设备，其特征是：所述节流阀的自由端塞入在沉积聚合腔室和真空冷阱室之间的连接管道口上。 

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