EP2544829A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer parylen-beschichtung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer parylen-beschichtung

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Publication number
EP2544829A1
EP2544829A1 EP11707406A EP11707406A EP2544829A1 EP 2544829 A1 EP2544829 A1 EP 2544829A1 EP 11707406 A EP11707406 A EP 11707406A EP 11707406 A EP11707406 A EP 11707406A EP 2544829 A1 EP2544829 A1 EP 2544829A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
nozzle
component
parylene
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11707406A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bert Braune
Christina Keith
Ivan Galesic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of EP2544829A1 publication Critical patent/EP2544829A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/60—Deposition of organic layers from vapour phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/62—Plasma-deposition of organic layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/14—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means
    • B05D3/141—Plasma treatment
    • B05D3/142—Pretreatment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844—Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2350/00—Pretreatment of the substrate
    • B05D2350/60—Adding a layer before coating

Definitions

  • compositions such as in the case of optoelectronic components.
  • Optoelectronic components corrode by such gases and thus lead to failure of the components.
  • silicone as a potting material for the encapsulation of an electrical component such as an optoelectronic device.
  • silicones typically exhibit more or less high permeability to corrosive gases. Modification of silicones, such as increased incorporation of phenyl groups, may reduce permeability. However, even those modified silicones do not provide sufficient
  • the known parylene coating process are therefore unsuitable, since the components must be coated in a sealed volume and a controlled vacuum or low pressure, either at very long production times or even, in the case of
  • Embodiments is to provide an apparatus for performing such a method.
  • a first gas is provided with Parylene monomers provided.
  • the first gas with parylene monomers is conducted by means of a first nozzle to the at least one surface of the at least one component.
  • the at least one component is arranged in an environment with atmospheric pressure.
  • a low pressure or vacuum chamber for example, a low pressure or vacuum chamber
  • Coating laboratories or a manufacturing laboratory are formed so that a device for performing the method described herein and in particular the device to be coated by means of the device during the coating with the remaining space in contact may be such that a gas and / or air exchange is possible ,
  • Transport mechanism at the first nozzle during the supply of the first gas with the parylene monomers are moved past and transported without the transport mechanism in a sealed vacuum, low pressure or
  • Comparable mass production of parylene-coated components in the low-pressure method using a special vacuum chamber can only be used in strip production and thereby does not achieve the quantities that can be possible with the method described here, in which arranged the at least one component in an environment with atmospheric pressure is.
  • parylene, parylene and parylene polymer refer to a group
  • thermoplastic polymers which have phenylene radicals linked via ethylene bridges in the 1,4-position and the
  • poly-para-xylylene may also be referred to as poly-para-xylylene.
  • reactive parylene monomers for example, the structure
  • parylene dimers having the structural formula which may also be referred to as paracyclophane or di-para-xylylene.
  • the hydrogen atoms in these can also at least
  • parylene monomers and thus also the producible parylene coating, may be fluorine-substituted, so that about the
  • Parylene monomers CF 2 ⁇ may have groups in place of the CH 2 groups shown above. Such parylene can
  • Such conditions of use may, for example, be typical of components which are known as electronic or electronic components
  • the parylene coating can advantageously a small
  • the parylene coating can have a high layer thickness homogeneity as well a high adhesion to the at least one surface
  • the parylene monomers are conducted to the at least one surface of the at least one component with the aid of the first gas, the parylene monomers can settle uniformly on the at least one surface to be coated independently of the surface topography of the at least one surface and polymerize thereon , This can be done with the one described here
  • Wavelength range can be achieved, which can also be coupled chemically to the at least one surface.
  • the high transparency for light remains for the parylene coating even after thermal stress, such as through the operation of the electrical component, and after irradiation with light in an ultraviolet wavelength range, such as in the case of an electrical component, as
  • the parylene coating has a high resistance to yellowing, as can occur, for example, in silicone coatings.
  • parylene dimers can be vaporized at elevated temperatures and cracked to parylene monomers in the gas phase, further by condensation from the gaseous phase on a surface
  • the parylene dimers can be vaporized in particular in the first gas and split into parylene monomers.
  • the first gas may have atmospheric pressure. Suitable further conditions with regard to the first gas and the required temperatures are known to the person skilled in the art and are therefore not explained further here.
  • the first gas may in particular be designed as a carrier gas for the parylene monomers, so that the parylene monomers can be transported in the gas stream of the first gas with the first gas.
  • the parylene monomers can be generated in the first nozzle.
  • the first nozzle may, for example, have a first volume from which the parylene dimers together with the first gas are passed through a dividing wall with openings in the direction of a second volume of the first nozzle through a corresponding gas flow of the first gas.
  • the first volume and / or the partition wall with the openings can have a temperature at which parylene dimers can be split into parylene monomers so that the first gas is then provided with the parylene monomers in the second volume and by means of the first nozzle continue to
  • At least one surface of the at least one component can be passed.
  • the conditions in the second volume of the first nozzle for example the
  • Temperature or a temperature profile be chosen so that unwanted reactions of the parylene monomers within the first nozzle, so-called side reactions, can be excluded.
  • a second gas can be conducted to the at least one surface.
  • a plasma can be generated, so that the second gas can be conducted as a plasma stream to at least one surface.
  • the second gas as a flowing, ionized gas, ie as flowing plasma, are directed to at least one surface.
  • the plasma can, for example, by a
  • Arc discharge can be generated in the second gas in the first or a second nozzle.
  • the first nozzle or a second nozzle may have one or more electrodes.
  • the second gas has an atmospheric pressure and the plasma does not have to be generated in a vacuum chamber at a reduced pressure.
  • the second gas can be supplied as plasma stream with advantage to the at least one component which is arranged in an environment with atmospheric pressure.
  • the plasma of the second gas advantageously has a simple applicability, for which no low-pressure chamber
  • the plasma described above can also be generated in the first gas. This may mean that the first gas with parylene dimers is fed to the first nozzle and
  • the plasma is generated.
  • a plasma stream of the first gas can be generated.
  • a second gas can also be supplied, so that the plasma can also be generated in a mixture of the first and second gases.
  • the plasma may also be generated in the second gas in the manner described above and the first gas with the parylene dimers can be supplied to the plasma of the second gas. Due to the energy in the plasma of the first and / or second gas, the
  • Parylene dimers are split into parylene monomers and thus provided in the first nozzle.
  • the plasma stream of the first and / or second gas can be used to clean the at least one surface and / or
  • Coating the at least one surface can be used.
  • the at least one surface of the component can be chemically activated by the plasma stream. This may in particular mean that free, reactive molecule ends are generated in the first surface, which can undergo chemical reactions with the parylene monomers and thus be able to crosslink with them.
  • this can be at least one
  • Component as at least one surface, a surface of a silicone coating and / or a Silikonvergusses
  • the plasma stream of the first and / or second gas can be used to generate reactive molecule ends in the silicon which can form chemical bonds with the parylene monomers.
  • the second gas can be conducted by means of a second nozzle, in which the plasma is generated, as a plasma stream to the at least one surface of the at least one component.
  • the plasma stream of the second gas can be passed to at least one surface before the first gas with the parylene monomers are passed to at least one surface.
  • the first and second nozzles can be arranged, for example, next to each other and that
  • At least one component may first be attached to the second nozzle and then transported past the first nozzle.
  • the first nozzle of the second nozzle may be arranged downstream in the transport direction of the at least one component.
  • the first and second nozzles can be aligned with the at least one surface of the at least one component in such a way that the second gas as plasma stream and the first gas with the parylene monomers can also be conducted simultaneously to the at least one surface, such that the plasma stream of the plasma diffuser second gas and the gas flow of the first gas with the parylene monomers on the at least one
  • the temperature of the first gas with the first gas For example, the temperature of the first gas with the first gas
  • Plasma flow of the second gas can be increased or kept high, so that it can be ensured that the parylene monomers not in the gas stream of the first gas but only on the at least one surface reactions go there and can cross-link to the parylene coating and polymerize.
  • the first gas may be provided with the parylene monomers outside the first nozzle.
  • an evaporator element can be provided in which parylene dimers are vaporized and split in a gas atmosphere with the first gas.
  • Parylene monomers are transported from the evaporator element to the first nozzle.
  • the plasma can furthermore be generated by means of the first nozzle, so that the second gas can be conducted by means of the first nozzle as a plasma stream to the at least one surface.
  • the first gas with the parylene monomers can be fed to the plasma stream of the second gas in the first nozzle.
  • the first gas can be passed with the parylene monomers with the plasma stream of the second gas to at least one surface, whereby in the first nozzle and outside the first nozzle over the at least one surface of the plasma stream and the gas stream of the first gas may overlap with the parylene monomers, which may result in the advantages described above.
  • the already provided reactive parylene monomers be supplied with the first gas to the plasma, which may result in a better process control.
  • the first and / or the second gas may comprise or be air, nitrogen gas, one or more noble gases, in particular, for example, argon, or a combination thereof.
  • the first and second gas can be the same, which can advantageously facilitate a simplified process management.
  • the first and second gas can be the same, which can advantageously facilitate a simplified process management.
  • the Cover can be arranged.
  • the cover can be one
  • Component is open.
  • the cover is open.
  • the cover is open.
  • the cavity of the cover may thus be a half-open cavity through one or more walls of the cover
  • the first gas may be introduced with the parylene monomers.
  • the second gas in particular the plasma stream of the second gas, be supplied to the cavity of the cover.
  • the first and / or the second nozzle through a wall of the cover such as a
  • Component opposite top of the cover protrude into the cavity.
  • the cover may be arranged above the at least one component such that gas, for example first and / or second gas, can flow out of the cavity between the cover, in particular at least some of the walls delimiting the cavity, and the component.
  • gas for example first and / or second gas
  • the cover may be made of plastic and / or metal.
  • the at least one component may be a substrate, a semiconductor wafer, an electrical component
  • the electrical component comprises or may be a resistor, a capacitor, a coil, an integrated circuit (IC), an IC chip or a combination thereof.
  • the optoelectronic component can be radiation-emitting and / or receiving radiation in an ultraviolet, visible and / or infrared wavelength range and, for example, a light emitting diode (LED), an infrared emitting diode (IRED), a photodiode (PD), a solar cell (SC), a photosensor, a laser diode or Have or have multiple numbers or combinations thereof.
  • the at least one surface can be formed for the abovementioned components, in particular by a metal layer, for example a silver-containing layer or a silver layer, of the electrical component, for example an electrode layer.
  • a metal layer for example a silver-containing layer or a silver layer
  • the electrical component for example an electrode layer.
  • An optoelectronic component can furthermore also have an optical element, such as an optical encapsulation and / or a lens.
  • the optical element may particularly preferably comprise or be a silicone and form at least one surface. This allows the parylene coating to act as a diffusion barrier to corrosive gases that would otherwise penetrate the silicone and damage underlying elements of the device, such as silver-containing metal layers.
  • a device for carrying out a method for producing a parylene coating on at least one surface of at least one component has, in particular, a first nozzle which comprises a first gas with parylene monomers for at least one
  • Device comprises a transport mechanism which moves the at least one component past the nozzle during the supply of the first gas with the parylene monomers, wherein the Component is disposed in an environment of atmospheric pressure.
  • the transport mechanism can be a conveyor belt, such as a conveyor belt, or a belt conveyor,
  • the at least one component may have a plurality of components, which are arranged together on a metal band or in a band-shaped lead frame composite and through which
  • Transport mechanism for example by rolling, to be moved past the first nozzle.
  • the at least one component or the plurality of components are configured to be moved past the first nozzle.
  • the device may have a cover over the at least one component, which has an open towards the at least one component cavity over the at least one component, in which the first gas with the parylene monomers is introduced through the first nozzle and on which the at least one component is moved past by the transport mechanism.
  • a second gas in which a plasma is generated can additionally be conducted as plasma stream to the at least one surface, wherein the first gas with the parylene monomers is fed to the plasma stream of the second gas in the first nozzle.
  • a second gas in which a Plasma is generated are conducted as a plasma stream to at least one surface.
  • Device and its embodiments. This may mean that the device has one or more features,
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a method for producing a parylene coating on at least one surface of at least one component according to an embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of an apparatus for performing a method for producing a parylene coating on at least one surface of at least one component according to another
  • FIGS 3 to 5 are schematic representations of devices according to further embodiments.
  • the same or equivalent components may each have the same
  • FIG. 1 shows a method 100 for producing a
  • Parylene coating on at least one surface of at least one component according to an embodiment shown.
  • a first gas with parylene monomers is provided in a first method step 101 of the method 100.
  • a further method step 102 the component
  • the first gas with the parylene monomers is passed by means of a first nozzle, so that the parylene monomers are deposited on the at least one surface.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a device 200 for carrying out a method for producing a parylene coating 2 on at least one surface 11 of at least one component 1.
  • the component to be coated 1 is shown in FIG. 2
  • a light-emitting diode having a Silikonverguss or an optical element, such as a lens made of silicone.
  • Coating surface 11 is formed by the silicone. Alternatively or additionally, other or further surfaces may also be coated with the device 200.
  • the surface to be coated may also be formed by a metal layer of the component 1, for example, a silver layer, which may serve as an electrode layer, for example.
  • the component 1 is arranged in an environment with atmospheric pressure and, in particular together with the device 200, is not in a closed system, such as a vacuum or low-pressure chamber.
  • the device 200 has a first nozzle 3, which comprises a first volume 31 and a second volume 32.
  • the first and second volumes 31, 32 are separated by a partition wall 33 having openings 34, wherein through the
  • Openings 34 gas exchange between the first and second volumes 31, 32 can take place.
  • the first nozzle 3 has a gas inlet 35 for introducing a first gas into the first volume 31, as indicated by the gas flow direction 41. Further
  • Gas guide elements such as pipes, pipelines and Hoses are here for clarity and not shown in the following embodiments.
  • volume 31 initiated.
  • the parylene dimers which are solid at sufficiently low temperatures known to those skilled in the art and may for example be in the form of a powder, may be readily disposed in the first volume 31.
  • the first volume 31 then points
  • a corresponding heating element For example, by a corresponding heating element to a temperature which is sufficient to evaporate at least a portion of the parylene dimers in the first volume 31.
  • the parylene dimers are passed with the first gas through the openings 34 of the partition wall 33, as through the
  • Gas flow direction 42 is indicated.
  • the partition 33 is formed as a heating element or has a corresponding heating element, so that the passing through the openings 34 parylene dimers are split into parylene monomers.
  • the first gas with the parylene monomers designated below by the reference numeral 4, can be provided.
  • the second volume 32 has, for example by a
  • Heating element a suitable temperature or a suitable temperature profile, which can be ensured that within the second volume 32 of the first nozzle 3 no undesirable reactions of the parylene monomers
  • Embodiment can take place. Such temperature conditions depend on the parylene species used in each case and are known to the person skilled in the art. For example, in the shown Embodiment be prepared a parylene coating 2, which is formed from fluorine-substituted parylene monomers. By according to the gas flow direction 41st
  • Parylene monomers 4 flows back into the first volume 31 of the first nozzle 3, but rather further to the gas outlet opening 36 and through this flows out of the first nozzle 3, as indicated by the gas flow direction 43.
  • first nozzle 3 may have further or differently arranged volumes and / or a different gas guide.
  • the reactive parylene monomers can thereby polymerize on the surface 11.
  • parylene monomers which do not polymerize on the surface 11 can flow past the surface 11 and the component 1 and can be collected and removed, for example, by means of a suitable exhaust system.
  • the at least one component 1 is shown in FIG. 1
  • Embodiment along the transport direction 99 moved past the first nozzle, so that a continuous Parylene coating 2 can be applied, which is also indicated by the dotted extension of the parylene coating 2.
  • the first nozzle 3 can also be moved relative to the component 1. If the expansions of the component 1 are approximately equal to or less than the cross section of the exiting from the first nozzle 3
  • the component 1 may also be arranged immovably to the first nozzle 3 during the coating.
  • the device 200 may include a cover 10
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a device 300 for carrying out a method for
  • the device 300 has a first nozzle 3, which is designed according to the previous embodiment. Furthermore, the device 300 to the first nozzle adjacent to a second nozzle 5, wherein the first nozzle 3 of the second nozzle 5 is arranged downstream in the transport direction 99 of the component 1. This means that the at least one surface to be coated has to be coated 11 is moved first past the second nozzle 5 and then past the first nozzle 3.
  • the second nozzle 5 has a first volume 51 and a second volume 52, between which a partition wall 53 with
  • Openings 54 is arranged. Via a gas inlet 55 flows a second gas 6, in the illustrated embodiment
  • Nitrogen gas or argon in the first volume 51, as indicated by the gas flow direction 61, and through the openings 54 of the partition wall 53 in the second volume 52, as indicated by the gas flow direction 62.
  • Electrode 7 is arranged in the second volume 52, which is connected by means of an electrical supply line 71 to a high voltage source (not shown).
  • the second nozzle 5 has a to the electrode 7 via a
  • Plasmastrom 65 to the surface 11 of the component 1, as indicated by the gas flow direction 63.
  • the plasma stream 65 of the second gas 6 on the one hand enables a cleaning of the at least one surface 11 of the component 1.
  • the at least one surface 11 of the component 1 is chemically activated by the plasma stream 65, by producing reactive molecular ends in the silicone that forms the surface 11, the chemical bonds with the
  • Parylene monomers can be incorporated, which are deposited by means of the first nozzle 3.
  • first and second nozzles 3, 5 may be aligned relative to each other and to the surface 11 such that the plasma flow 65 of the second gas 6 and the first gas spatially overlap with the parylene monomers 4 and thus overlap, so that the
  • FIG. 4 shows a device 400 according to a further exemplary embodiment.
  • the device 400 has a first nozzle 3, which, like the second nozzle 5 of the previous exemplary embodiment, is designed to generate a plasma 64 in a second gas 6, as a result of which, through the gas outlet opening 36
  • the first nozzle 3 has, as described above for the second nozzle 5 in FIG. 3, inter alia an electrode 7 with an electrical supply 71, an electrical
  • the device 400 has a gas supply line 8, in the outside of the first nozzle 3 and produced
  • Plasma 64 of the second gas 6 can be supplied in the first nozzle 3, as indicated by the gas flow direction 43.
  • the first gas with the parylene monomers 4 is generated in an external evaporator element (not shown), which is shown for example in connection with the embodiment in FIG.
  • the first gas with the parylene monomers 4 exits through the gas outlet opening 36 together with the plasma flow 65 of the second gas 6 and is conducted together with the plasma flow 65 to the surface 11 of the component 1.
  • the plasma 64 in the first nozzle 3 can provide a heat that prevents the delivered parylene monomers from already being in the first nozzle and / or before being deposited on the surface 11
  • a check of the required temperature in the second volume 32 of the first nozzle 3 can be characterized in particular by suitable Process parameters for the plasma 64 may be possible without further heating elements in the second volume 32 are necessary.
  • the first gas with parylene dimers can also be conducted directly into the plasma 64 of the second gas 6 by means of the gas feed line 8 or the first gas with parylene dimers can also pass through the first gas nozzle 3 together with the second gas 6 Gas inlet 35 are supplied.
  • the plasma can then also be generated, for example, in the first and second gas 6.
  • the parylene dimers can be cleaved into parylene monomers.
  • first gas with parylene dimers without the second gas 6 can be conducted through the gas inlet 35 into the first nozzle 3.
  • the gas supply 8 is then not necessary.
  • a plasma 64 can then be generated in the first gas, by which the parylene dimers are split into parylene monomers.
  • the first gas can then as
  • At least one surface 11 are passed.
  • FIG. 5 shows a device 500 according to a further exemplary embodiment which, purely by way of example, has the first nozzle 3 according to the exemplary embodiment in FIG.
  • the device 500 may also include the first nozzle 3 according to the embodiment in FIG. 2 or the first nozzle 3 and the second nozzle 5 according to the exemplary embodiment in FIG.
  • the apparatus 500 further comprises for generating the plasma in the second gas in the first nozzle 3 by means of a Arc discharge to a designed as a high voltage source plasma generator 72 which is connected via the electrical lead 71 to the electrode (not shown) of the first nozzle 3.
  • the apparatus 500 has an evaporator element 48 in which parylene dimers in the first gas, the
  • the first gas with the parylene monomers is conducted by means of the gas feed line 8 as described in connection with FIG. 4 into the plasma stream of the second gas in the first nozzle 3.
  • the device 500 also has an exhaust system (not shown) to remove impurities and unnecessary gas and gas components from the evaporator element 48 and the device 500.
  • the device 500 is designed as a belt coater, a so-called “reel-to-reel” system, and has a transport mechanism 9 in the form of transport rollers, by means of which a plurality of components 1 along the
  • Transport direction 99 are moved past the first nozzle 3 and transported.
  • the transport of the plurality of components 1 takes place in the illustrated embodiment
  • the plurality of components 1 is arranged on a metal strip in the form of a lead frame composite, which by means of
  • Transport rollers of the transport mechanism 9 can be transported.
  • the ladder frame composite can after the
  • the components 1 in the exemplary embodiment shown are designed as optoelectronic components with silicon encapsulation, the at least one surface of the components 1 to be coated being formed by the silicone. Furthermore, other surfaces of the components 1 can be coated.
  • the device 500 further comprises a cover 10 having a cavity 12 into which the first nozzle 3 protrudes, so that the first gas with the parylene monomers and in
  • Plasmastrom be introduced into the cavity 12.
  • Cavity 12 is bounded by walls of the cover and half-open. As shown in FIG. 5, the cavity 12 is open towards the components 1, so that the first gas introduced into the cavity 12 with the parylene monomers and the plasma flow of the second gas become the
  • Components 1 is passed.
  • the cover 10 is arranged so spaced above the components 1 that gas, so in the illustrated embodiment, the first and second gas, between the cover 12, that is, in particular between the cavity 12 delimiting walls, and the components 1 from the cavity 12 again can flow out.
  • the majority of the components 1 are not arranged in a closed system but in an environment with atmospheric pressure.
  • the cover 10 is in the illustrated embodiment made of plastic. The ones shown in connection with the figures
  • Embodiments of the method and the apparatus may alternatively or additionally comprise features, embodiments, and combinations, which in the general part
  • Process throughput can not be achieved with conventional low-pressure process.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Parylen-Beschichtung (2) auf zumindest einer Oberfläche (11) zumindest eines Bauteils (1) angegeben, bei dem ein erstes Gas mit Parylen-Monomeren (4) bereitgestellt wird und die Parylen-Monomere auf der zumindest einen Oberfläche (11) des Bauteils (1) durch Zuleitung des ersten Gases mit den Parylen-Monomeren (4) mittels einer ersten Düse (3) zur zumindest einen Oberfläche (11) abgeschieden werden, wobei das Bauteil (1) in einer Umgebung mit Atmosphärendruck angeordnet ist. Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Parylen-Beschichtung angegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Parylen- Beschichtung
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2010 010 819.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Parylen-Beschichtung angegeben.
Korrosive Gase wie etwa Schwefelverbindungen führen zur
Korrosion empfindlicher Oberflächen von elektrischen
Bauteilen, etwa im Falle von optoelektronischen Bauteilen. So können beispielsweise Silberoberflächen von
optoelektronischen Bauteilen durch solche Gase korrodieren und damit zum Ausfall der Bauteile führen. Es gibt weiterhin Anwendungen, die den Einsatz von Silikon als Vergussmaterial zur Umhüllung eines elektrischen Bauteils wie etwa eines optoelektronischen Bauteils erfordern.
Silikone zeigen jedoch typischerweise eine mehr oder weniger hohe Permeabilität für korrosive Gase. Eine Modifikation von Silikonen, etwa ein verstärkter Einbau von Phenylgruppen, kann die Permeabilität zwar verringern. Jedoch bieten auch solche modifizierten Silikone keine ausreichende
Langzeitstabilität gegen Korrosion. Eine Verwendung anderer Materialien, wie etwa Gold anstelle leicht korrodierender Materialien wie etwa Silber, erhöht zwar die Korrosionsstabilität, ist aber aus Kostengründen oft nicht möglich. Ein Material, das eine hohe Barriereeigenschaft und damit eine geringe Permeabilität gegen korrosive Gase aufweist, ist beispielsweise Parylen, das jedoch üblicherweise nur mittels Vakuum- oder Niederdruckverfahren aufgebracht wird. Für eine Massenfertigung von elektronischen Bauteilen wie etwa
optoelektronischen Bauteilen sind die bekannten Parylen- Beschichtungsverfahren daher ungeeignet, da die Bauteile in einem abgeschlossenen Volumen und einem kontrollierten Vakuum oder Niederdruck beschichtet werden müssen, was entweder zu sehr langen Herstellungszeiten oder auch, im Falle von
Bandbeschichtungsverfahren, zu einem unrentabel hohen
technischen und finanziellem Aufwand hinsichtlich der
Beschichtungsanlagen führt.
Eine Aufgabe von zumindest einigen Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Parylen-Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche zumindest eines Bauteils
anzugeben. Eine weitere Aufgabe von zumindest einigen
Ausführungsformen ist es, eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren und eine
Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor .
Bei einem Verfahren gemäß zumindest einer Ausführungsform zur Herstellung einer Parylen-Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche zumindest eines Bauteils wird ein erstes Gas mit Parylen-Monomeren bereitgestellt. Das erste Gas mit Parylen- Monomeren wird mittels einer ersten Düse zur zumindest einen Oberfläche des zumindest einen Bauteils geleitet. Die
Parylen-Monomere werden dadurch auf der zumindest einen
Oberfläche abgeschieden. Das zumindest eine Bauteil ist dabei in einer Umgebung mit Atmosphärendruck angeordnet.
Insbesondere kann die Anordnung des Bauteils in einer
Umgebung mit dem Atmosphärendruck bedeuten, dass das
zumindest eine Bauteil nicht in einem geschlossenen
Beschichtungsvolumen oder in einer gegenüber der Umgebung abgeschlossenen Beschichtungskammer, insbesondere
beispielsweise einer Niederdruck- oder Vakuumkammer,
angeordnet werden muss, um das hier beschriebene Verfahren durchzuführen. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren zur
Herstellung von Parylen-Beschichtungen, die in geschlossenen Systemen ohne Kontakt zur Umgebung durchgeführt werden müssen, kann das hier beschriebene Verfahren in einem so genannten offenen System durchgeführt werden. Die Umgebung mit Atmosphärendruck kann beispielsweise durch einen Teil eines Raums, etwa einer Fertigungshalle, eines
Beschichtungslabors oder eines Fertigungslabors, gebildet werden, so dass eine Vorrichtung zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens und insbesondere das mittels der Vorrichtung zu beschichtende Bauteil während der Beschichtung mit dem restlichen Raum derart in Kontakt stehen kann, dass ein Gas- und/oder Luftaustausch möglich ist.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren kann mit Vorteil ein hoher Durchsatz bei der Beschichtung des zumindest einen Bauteils und insbesondere bei der Beschichtung einer Mehrzahl von Bauteilen erreicht werden, da beispielsweise eine
Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens in einer als Bandbeschichtungsanlage ausgeführten Vorrichtung möglich ist. Dazu kann das zumindest eine Bauteil und insbesondere auch eine Mehrzahl von Bauteilen mittels eines
Transportmechanismus an der ersten Düse während der Zuleitung des ersten Gases mit den Parylen-Monomeren vorbei bewegt und transportiert werden, ohne das der Transportmechanismus in eine abgeschlossene Vakuum-, Niederdruck- oder
Beschichtungskammer integriert werden müsste. Eine
vergleichbare Massenproduktion von Parylen-beschichteten Bauteilen im Niederdruckverfahren unter Verwendung einer speziellen Vakuumkammer kann nur in der Streifenfertigung eingesetzt werden und erreicht dadurch nicht die Stückzahlen, die mit dem hier beschriebenen Verfahren möglich sein können, bei dem das zumindest eine Bauteil in einer Umgebung mit Atmosphärendruck angeordnet ist.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren bezeichnen die Begriffe Parylen, Parylene und Parylen-Polymer eine Gruppe
thermoplastischer Polymere, die über Ethylen-Brücken in 1,4- Position verknüpfte Phenylen-Reste aufweisen und die
beispielsweise auch als Poly-para-xylylen bezeichnet werden können. Als Ausgangsstoff für reaktive Parylen-Monomere, die beispielsweise die Struktur
aufweisen, die auch als 1 , 4-Chinodimethan bezeichnet werden können und die zu Parylen-Polymeren polymerisieren können, können Parylen-Dimere mit der Strukturformel dienen, die auch als Paracyclophan oder Di-para-xylylen bezeichnet werden können.
Anstelle der Materialien mit den gezeigten Strukturformeln können in diesen die Wasserstoffatome auch zumindest
teilweise oder gänzlich durch Halogene substituiert sein, beispielsweise durch Chlor- und/oder Fluoratome. Insbesondere können bei dem hier beschriebenen Verfahren die Parylen- Monomere, und damit auch die herstellbare Parylen- Beschichtung, Fluor-substituiert sein, so dass etwa die
Parylen-Monomere CF2~Gruppen anstelle der oben gezeigten CH2- Gruppen aufweisen können. Derartige Parylene können
hochtemperaturstabil sein, das heißt bei hohen Temperaturen mechanisch und/oder optisch nicht zu degradieren, so dass das zumindest eine, mittels des hier beschriebenen Verfahrens beschichtete Bauteil in hohen Temperaturen, etwa bei
möglichen folgenden Lötprozessen, weiterverarbeitet werden kann. Derartige Einsatzbedingungen können beispielsweise typisch für Bauteile sein, die als elektronische oder
optoelektronische Bauteile, etwa lichtemittierende Dioden (LEDs) oder so genannte High-Power-LEDs , ausgeführt sind. Die Parylen-Beschichtung kann mit Vorteil eine geringe
Permeabilität gegenüber Gasen, insbesondere korrosiven Gasen wie etwa Schwefelverbindungen, aufweisen. Weiterhin kann die Parylen-Beschichtung eine hohe Schichtdickenhomogenität sowie eine hohe Haftung an der zumindest einen Oberfläche
aufweisen. Dadurch, dass die Parylen-Monomere mit Hilfe des ersten Gases zur zumindest einen Oberfläche des zumindest einen Bauteils geleitet werden, können sich die Parylen- Monomere gleichmäßig auf der zu beschichtenden zumindest einen Oberfläche unabhängig von der Oberflächentopographie der zumindest einen Oberfläche absetzen und auf dieser polymerisieren. Dadurch kann mit dem hier beschriebenen
Verfahren durch Vernetzung der Parylen-Monomere auf der zumindest einen Oberfläche eine Parylen-Beschichtung mit einer hohen Diffusionsbarrierewirkung und gleichzeitig einer hohen Transparenz für Licht, beispielsweise im infraroten bis ultravioletten und insbesondere im sichtbaren
Wellenlängenbereich, erreicht werden, die weiterhin auch chemisch an die zumindest eine Oberfläche ankoppeln kann. Die hohe Transparenz für Licht bleibt für die Parylen- Beschichtung auch nach thermischer Belastung, etwa durch den Betrieb des elektrischen Bauteils, und nach Bestrahlung mittels Licht in einem ultravioletten Wellenlängenbereich, etwa im Falle eines elektrischen Bauteils, das als
ultraviolettes Licht emittierende Diode ausgeführt ist, erhalten. Weiterhin weist die Parylen-Beschichtung eine hohe Resistenz gegen Vergilbung auf, wie sie beispielsweise bei Silikonbeschichtungen auftreten kann.
Zur Bereitstellung der Parylen-Monomere können Parylen-Dimere bei erhöhten Temperaturen verdampft und zu Parylen-Monomeren in der Gasphase aufgespalten werden, die weiterhin durch Kondensation aus der Gasphase auf einer Oberfläche
abgeschieden werden können und auf dieser polymerisieren können. Dazu können die Parylen-Dimere insbesondere im ersten Gas verdampft und zu Parylen-Monomeren aufgespalten werden. Insbesondere kann das erste Gas Atmosphärendruck aufweisen. Geeignete weitere Bedingungen hinsichtlich des ersten Gases und der erforderlichen Temperaturen sind dem Fachmann bekannt und werden daher hier nicht weiter ausgeführt. Das erste Gas kann insbesondere als Trägergas für die Parylen-Monomere ausgeführt sein, so dass die Parylen-Monomere im Gasstrom des ersten Gases mit dem ersten Gas mittransportiert werden können .
Weiterhin können die Parylen-Monomere in der ersten Düse erzeugt werden. Dazu kann die erste Düse beispielsweise ein erstes Volumen aufweisen, von dem die Parylen-Dimere zusammen mit dem ersten Gas durch eine Trennwand mit Öffnungen in Richtung eines zweiten Volumens der ersten Düse durch einen entsprechenden Gasstrom des ersten Gases geleitet werden. Das erste Volumen und/oder die Trennwand mit den Öffnungen können dabei eine Temperatur aufweisen, durch die Parylen-Dimere zu Parylen-Monomeren aufgespalten werden können, so dass im zweiten Volumen dann das erste Gas mit den Parylen-Monomeren bereitgestellt und mittels der ersten Düse weiter zur
zumindest einen Oberfläche des zumindest einen Bauteils geleitet werden kann. Zusätzlich zur Strömungsgeschwindigkeit und der Auswahl des ersten Gases können im zweiten Volumen der ersten Düse die Bedingungen, beispielsweise die
Temperatur oder ein Temperaturverlauf, derart gewählt sein, dass unerwünschte Reaktionen der Parylen-Monomere innerhalb der ersten Düse, so genannte Seitenreaktionen, ausgeschlossen werden können.
Weiterhin kann ein zweites Gas zur zumindest einen Oberfläche geleitet werden. Im zweiten Gas kann ein Plasma erzeugt werden, so dass das zweite Gas als Plasmastrom zur zumindest einen Oberfläche geleitet werden kann. Mit anderen Worten kann das zweite Gas als strömendes, ionisiertes Gas, also als strömendes Plasma, zur zumindest einen Oberfläche geleitet werden. Das Plasma kann beispielsweise durch eine
Lichtbogenentladung im zweiten Gas in der erste oder einer zweiten Düse erzeugt werden. Dazu kann die erste Düse oder eine zweite Düse eine oder mehrere Elektroden aufweisen.
Derartige oder auch alternative Mittel zur Erzeugung eines Plasmas in einem Gas oder in einem Gasstrom sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht weiter ausgeführt. Weiterhin kann das Plasma im zweiten Gas ein
Atmosphärenplasma sein. Das kann bedeuten, dass das zweite Gas einen Atmosphärendruck aufweist und das Plasma nicht in einer Vakuumkammer bei einem erniedrigten Druck erzeugt werden muss. Dadurch kann das zweite Gas als Plasmastrom mit Vorteil dem zumindest einen Bauteil zugeleitet werden, das in einer Umgebung mit Atmosphärendruck angeordnet ist. Dadurch weist das Plasma des zweiten Gases mit Vorteil eine einfache Anwendbarkeit auf, für die keine Niederdruckkammer
erforderlich ist, und ist damit aus den bereits weiter oben genannten Gründen beispielsweise auch zur
Hochvolumenfertigung, also zur Massenfertigung einer Mehrzahl von Bauteilen einsetzbar.
Weiterhin kann das vorab beschriebene Plasma auch im ersten Gas erzeugt werden. Das kann bedeuten, dass das erste Gas mit Parylen-Dimeren der ersten Düse zugeführt wird und
beispielsweise mittels der vorab beschriebenen
Lichtbogenentladung im ersten Gas das Plasma erzeugt wird. Dadurch kann ein Plasmastrom des ersten Gases erzeugt werden. Zusätzlich kann auch ein zweites Gas zugeführt werden, so dass auch in einer Mischung des ersten und zweiten Gases das Plasma erzeugt werden kann. Alternativ dazu kann auch in der vorab beschriebenen Weise im zweiten Gas das Plasma erzeugt werden und das erste Gas mit den Parylen-Dimeren kann dem Plasma des zweiten Gases zugeführt werden. Durch die Energie im Plasma des ersten und/oder zweiten Gases können die
Parylen-Dimere in Parylen-Monomere gespalten und so in der ersten Düse bereitgestellt werden.
Der Plasmastrom des ersten und/oder zweiten Gases kann zur Reinigung der zumindest einen Oberfläche und/oder zur
Beschichtung der zumindest einen Oberfläche verwendet werden. Insbesondere kann die zumindest eine Oberfläche des Bauteils durch den Plasmastrom chemisch aktiviert werden. Das kann insbesondere bedeuten, dass in der ersten Oberfläche freie, reaktive Molekülenden erzeugt werden, die mit den Parylen- Monomeren chemische Reaktionen eingehen und so mit diesen vernetzen können. Insbesondere kann das zumindest eine
Bauteil als zumindest eine Oberfläche eine Oberfläche einer Silikonbeschichtung und/oder eines Silikonvergusses
aufweisen. Mit anderen Worten kann die zumindest eine
Oberfläche des zumindest einen Bauteils durch Silikon
gebildet sein. Durch den Plasmastrom des ersten und/oder zweiten Gases können reaktive Molekülenden im Silikon erzeugt werden, die chemische Bindungen mit den Parylen-Monomeren eingehen können. Weiterhin kann das zweite Gas mittels einer zweiten Düse, in der das Plasma erzeugt wird, als Plasmastrom zur zumindest einen Oberfläche des zumindest einen Bauteils geleitet werden. Der Plasmastrom des zweiten Gases kann dabei zur zumindest einen Oberfläche geleitet werden, bevor das erste Gas mit den Parylen-Monomeren zur zumindest einen Oberfläche geleitet werden. Dazu können die erste und zweite Düse beispielsweise nebeneinander angeordnet sein und das
zumindest eine Bauteil kann zuerst an der zweiten Düse und anschließend an der ersten Düse vorbei transportiert werden. Mit anderen Worten kann die erste Düse der zweiten Düse in Transportrichtung des zumindest einen Bauteils nachgeordnet sein. Weiterhin können die erste und zweite düse derart zur zumindest einen Oberfläche des zumindest einen Bauteils ausgerichtet sein, dass das zweite Gas als Plasmastrom und das erste Gas mit den Parylen-Monomeren auch gleichzeitig auf die zumindest eine Oberfläche geleitet werden können, so dass der Plasmastrom des zweiten Gases und der Gasstrom des ersten Gases mit den Parylen-Monomeren auf der zumindest einen
Oberfläche überlappen. Dadurch kann mit Vorteil
beispielsweise die Temperatur des ersten Gases mit den
Parylen-Monomeren außerhalb der ersten Düse durch den
Plasmastrom des zweiten Gases erhöht oder hoch gehalten werden, so dass sichergestellt werden kann, dass die Parylen- Monomere nicht im Gasstrom des ersten Gases sondern erst auf der zumindest einen Oberfläche Reaktionen eingehen und dort zur Parylen-Beschichtung vernetzen und polymerisieren können. Weiterhin kann das erste Gas mit den Parylen-Monomeren außerhalb der ersten Düse bereitgestellt werden. Dazu kann ein Verdampferelement vorgesehen sein, in dem Parylen-Dimere in einer Gasatmosphäre mit dem ersten Gas verdampft und gespalten werden. Mittels des ersten Gases können die
Parylen-Monomere aus dem Verdampferelement zur ersten Düse transportiert werden. Im zweiten Gas kann weiterhin mittels der ersten Düse das Plasma erzeugt werden, so dass das zweite Gas mittels der ersten Düse als Plasmastrom zur zumindest einen Oberfläche geleitet werden kann. Das erste Gas mit den Parylen-Monomeren kann dem Plasmastrom des zweiten Gases in der ersten Düse zugeleitet werden. Dadurch kann das erste Gas mit den Parylen-Monomeren mit dem Plasmastrom des zweiten Gases zur zumindest einen Oberfläche geleitet werden, wodurch in der ersten Düse und außerhalb der ersten Düse über der zumindest einen Oberfläche der Plasmastrom und der Gasstrom des ersten Gases mit den Parylen-Monomeren überlappen können, wodurch sich die vorab beschriebenen Vorteile ergeben können. Während bei bekannten Beschichtungsverfahren in einem mittels Lichtbogen erzeugten Plasma in einem definierten Gasstrom Precursormoleküle aufgespalten und in reaktive Ionen und Moleküle umgewandelt werden, etwa bei der Erzeugung von oxidischen Schichten mittels Silan-Precursoren, können bei dem hier beschriebenen Verfahren die bereits bereitgestellten reaktiven Parylen-Monomere mit dem ersten Gas dem Plasma zugeleitet werden, wodurch sich eine bessere Prozesskontrolle ergeben kann. Weiterhin können das erste und/oder das zweite Gas Luft, Stickstoffgas , ein oder mehrere Edelgase, insbesondere beispielsweise Argon, oder eine Kombination dieser aufweisen oder sein. Das erste und zweite Gas können dabei gleich sein, was mit Vorteil eine vereinfachte Prozessführung ermöglichen kann. Alternativ dazu können das erste und zweite Gas
verschieden und dabei angepasst an die oben beschriebenen jeweiligen Anforderungen hinsichtlich der Transport- und Strömungseigenschaften des ersten Gases und der Plasma- und Transport- und Strömungseigenschaften des zweiten Gases sein.
Weiterhin kann über dem zumindest einen Bauteil eine
Abdeckung angeordnet werden. Die Abdeckung kann einen
Hohlraum aufweisen, der in Richtung zum zumindest einen
Bauteil offen ist. Beispielsweise kann die Abdeckung
glockenförmig in Form einer Abdeckglocke sein. Der Hohlraum der Abdeckung kann somit ein halbseitig offener Hohlraum sein, der durch eine oder mehrere Wände der Abdeckung
begrenzt ist. In den Hohlraum der ersten Abdeckung kann das erste Gas mit den Parylen-Monomeren eingeleitet werden. Weiterhin kann im Falle, dass auch ein oben beschriebenes zweites Gas verwendet wird, das zweite Gas, insbesondere der Plasmastrom des zweiten Gases, dem Hohlraum der Abdeckung zugeleitet werden. Dazu können beispielsweise die erste und/oder die zweite Düse durch eine Wand der Abdeckung, beispielsweise eine dem
Bauteil gegenüberliegende Oberseite der Abdeckung, in den Hohlraum hineinragen.
Die Abdeckung kann derart über dem zumindest einen Bauteil angeordnet sein, dass Gas, beispielsweise erstes und/oder zweites Gas, zwischen der Abdeckung, insbesondere zumindest einigen der den Hohlraum begrenzenden Wänden, und dem Bauteil aus dem Hohlraum ausströmen kann. Das bedeutet, dass die Abdeckung beabstandet zum zumindest einen Bauteil angeordnet ist und das zumindest eine Bauteil nicht ein- oder
umschließt. Dadurch kann das Bauteil zum einen in einer
Umgebung mit Atmosphärendruck angeordnet sein und zum anderen durch die Abdeckung und das zwischen der Abdeckung und dem Bauteil ausströmende Gas vor schädlichen Umwelteinflüssen geschützt sein. Die Abdeckung kann aus Kunststoff und/oder Metall sein.
Weiterhin kann das zumindest eine Bauteil ein Substrat, einen Halbleiterwafer, ein elektrisches Bauteil, ein
optoelektronisches Bauteil oder Mehrzahlen oder Kombinationen daraus aufweisen oder sein. Beispielsweise kann das
elektrische Bauteil ein Widerstand, ein Kondensator, eine Spule, ein integrierter Schaltkreis (IC), ein IC-Chip oder eine Kombination daraus umfassen oder sein. Beispielsweise kann das optoelektronische Bauteil strahlungsemittierend und/oder Strahlungsempfangend in einem ultravioletten, sichtbaren und/oder infraroten Wellenlängenbereich sein und beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED) , eine infrarot emittierende Diode (IRED), eine Photodiode (PD) , eine Solarzelle (SC) , ein Photosensor, eine Laserdiode oder Mehrzahlen oder Kombinationen daraus aufweisen oder sein.
Die zumindest eine Oberfläche kann für die vorab genannten Bauteile insbesondere durch eine Metallschicht, etwa eine Silber enthaltende Schicht oder eine Silberschicht, des elektrischen Bauteils, etwa eine Elektrodenschicht, gebildet werden .
Ein optoelektronisches Bauteil kann weiterhin auch ein optisches Element, etwa einen optischen Verguss und/oder eine Linse, aufweisen. Das optische Element kann besonders bevorzugt ein Silikon umfassen oder daraus sein und die zumindest eine Oberfläche bilden. Dadurch kann die Parylen- Beschichtung als Diffusionsbarriere gegenüber korrosiven Gasen wirken, die ansonsten das Silikon durchdringen und darunterliegende Elemente des Bauteils, etwa silberhaltige Metallschichten, schädigen könnten.
Eine Vorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung einer Parylen- Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche zumindest eines Bauteils weist insbesondere eine erste Düse auf, die ein erstes Gas mit Parylen-Monomeren zur zumindest einen
Oberfläche des Bauteils leitet. Weiterhin weist die
Vorrichtung einen Transportmechanismus auf, der das zumindest eine Bauteil an der Düse während der Zuleitung des ersten Gases mit den Parylen-Monomeren vorbei bewegt, wobei das Bauteil in einer Umgebung mit Atmosphärendruck angeordnet ist .
Insbesondere kann der Transportmechanismus ein Transportband, etwa ein Förderband, oder eine Bandtransportanlage,
beispielsweise in Form einer oder mehrerer Rollen als Teil einer Bandbeschichtungsanlage, aufweisen. Weiterhin kann das zumindest eine Bauteil eine Mehrzahl von Bauteilen aufweisen, die gemeinsam auf einem Metallband oder in einem bandförmigen Leiterrahmenverbund angeordnet sind und durch den
Transportmechanismus, beispielsweise durch Rollen, an der ersten Düse vorbei bewegt werden. Insbesondere kann das zumindest eine Bauteil oder die Mehrzahl der Bauteile
kontinuierlich mittels des Transportmechanismus bewegt und transportiert werden. Dadurch kann das hier beschriebene Verfahren als Bandbeschichtungsprozess durchführbar sein, wodurch sich mit Vorteil ein hoher Prozessdurchsatz und eine Massenfertigung ergeben können. Weiterhin kann die Vorrichtung eine Abdeckung über dem zumindest einem Bauteil aufweisen, die über dem zumindest einen Bauteil einen in Richtung zum zumindest einen Bauteil offenen Hohlraum aufweist, in den durch die erste Düse das erste Gas mit den Parylen-Monomeren eingeleitet wird und an dem das zumindest eine Bauteil durch den Transportmechanismus vorbei bewegt wird.
Weiterhin kann mittels der ersten Düse zusätzlich ein zweites Gas, in dem ein Plasma erzeugt wird, als Plasmastrom zur zumindest einen Oberfläche geleitet werden, wobei das erste Gas mit den Parylen-Monomeren dem Plasmastrom des zweiten Gases in der ersten Düse zugeleitet wird. Alternativ dazu kann mittels einer zweiten Düse ein zweites Gas, in dem ein Plasma erzeugt wird, als Plasmastrom zur zumindest einen Oberfläche geleitet werden.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen gelten gleichermaßen auch für die
Vorrichtung und deren Ausführungsformen. Das kann bedeuten, dass die Vorrichtung eines oder mehrere Merkmale,
Ausführungsformen und Kombinationen daraus sowie Mittel, Einrichtungen und Elemente zur Durchführung der Merkmale aufweisen kann, die weiter oben im Zusammenhang mit dem
Verfahren beschrieben sind. Weiterhin gelten auch die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen gleichermaßen für das oben beschriebene Verfahren .
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im
Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen .
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Parylen-Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche zumindest eines Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel ,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung einer Parylen-Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche zumindest eines Bauteils gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel und
Figuren 3 bis 5 schematische Darstellungen von Vorrichtungen gemäß weiterer Ausführungsbeispiele. In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
In Figur 1 ist ein Verfahren 100 zur Herstellung einer
Parylen-Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche zumindest eines Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt.
In einem ersten Verfahrensschritt 101 des Verfahrens 100 wird ein erstes Gas mit Parylen-Monomeren bereitgestellt. In einem weiteren Verfahrensschritt 102 wird das Bauteil
bereitgestellt, das in einer Umgebung mit Atmosphärendruck angeordnet wird und zu dessen zumindest einer Oberfläche in einem weiteren Verfahrensschritt 103 das erste Gas mit den Parylen-Monomeren mittels einer ersten Düse geleitet wird, so dass die Parylen-Monomere auf der zumindest einen Oberfläche abgeschieden werden.
Weitere Merkmale und Ausführungsbeispiele des Verfahrens werden im Zusammenhang mit den Vorrichtungen der folgenden Ausführungsbeispiele in den Figuren 2 bis 5 erläutert. In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 200 zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung einer Parylen-Beschichtung 2 auf zumindest einer Oberfläche 11 zumindest eines Bauteils 1 gezeigt. Das zu beschichtende Bauteil 1 ist im gezeigten
Ausführungsbeispiel eine lichtemittierende Diode (LED) , die einen Silikonverguss oder ein optisches Element, etwa eine Linse, aus Silikon aufweist. Die zumindest eine zu
beschichtende Oberfläche 11 wird dabei durch das Silikon gebildet. Alternativ oder zusätzlich können auch andere oder weitere Oberflächen mit der Vorrichtung 200 beschichtet werden .
Alternativ oder zusätzlich zum beschriebenen
Ausführungsbeispiel kann die zu beschichtende Oberfläche auch durch eine Metallschicht des Bauteils 1, beispielsweise eine Silberschicht, die etwa als Elektrodenschicht dienen kann, gebildet sein.
Das Bauteil 1 ist in einer Umgebung mit Atmosphärendruck angeordnet und befindet sich insbesondere zusammen mit der Vorrichtung 200 nicht in einem geschlossenen System wie etwa einer Vakuum- oder Niederdruckkammer.
Die Vorrichtung 200 weist eine erste Düse 3 auf, die ein erstes Volumen 31 und ein zweites Volumen 32 umfasst. Das erste und zweite Volumen 31, 32 sind durch eine Trennwand 33 mit Öffnungen 34 voneinander getrennt, wobei durch die
Öffnungen 34 ein Gasaustausch zwischen dem ersten und zweiten Volumen 31, 32 stattfinden kann.
Die erste Düse 3 weist einen Gaseinlass 35 zur Einleitung eines erstes Gases in das erste Volumen 31 auf, wie durch die Gasströmungsrichtung 41 angedeutet ist. Weitere
Gasführungselemente wie etwa Rohre, Rohrleitungen und Schläuche sind der Übersichtlichkeit halber hier und auch in den Folgenden Ausführungsbeispielen nicht gezeigt.
Das erste Gas ist im gezeigten Ausführungsbeispiel
Stickstoffgas . Mit dem ersten Gas werden bereits außerhalb der ersten Düse verdampfte Parylen-Dimere in das erste
Volumen 31 eingeleitet. Alternativ dazu können die Parylen- Dimere, die bei dem Fachmann bekannten ausreichend niedrigen Temperaturen fest sind und beispielsweise im Form eines Pulvers vorliegen können, bereit im ersten Volumen 31 angeordnet sein. Das erste Volumen 31 weist dann
beispielsweise durch ein entsprechendes Heizelement eine Temperatur auf, die ausreichend ist, um zumindest einen Teil der Parylen-Dimere im ersten Volumen 31 zu verdampfen.
Die Parylen-Dimere werden mit dem ersten Gas weiter durch die Öffnungen 34 der Trennwand 33 geleitet, wie durch die
Gasströmungsrichtung 42 angedeutet ist. Die Trennwand 33 ist als Heizelement ausgebildet oder weist ein entsprechendes Heizelement auf, so dass die durch die Öffnungen 34 hindurch tretenden Parylen-Dimere in Parylen-Monomere aufgespalten werden. Dadurch kann im zweiten Volumen 32 das erste Gas mit den Parylen-Monomeren, im Folgenden mit dem Bezugszeichen 4 gekennzeichnet, bereit gestellt werden.
Das zweite Volumen 32 weist, beispielsweise durch ein
Heizelement, eine geeignete Temperatur oder einen geeigneten Temperaturverlauf auf, wodurch sichergestellt werden kann, dass innerhalb des zweiten Volumens 32 der ersten Düse 3 keine unerwünschten Reaktionen der Parylen-Monomere
stattfinden können. Derartige Temperaturbedingungen hängen von der jeweils verwendeten Parylen-Spezies ab und sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Parylen-Beschichtung 2 herstellbar sein, die aus Fluor-substituierten Parylen-Monomeren gebildet wird . Durch das entsprechend der Gasströmungsrichtung 41
kontinuierlich durch den Gaseinlass 35 nachströmende erste Gas kann verhindert werden, dass das erste Gas mit den
Parylen-Monomeren 4 in das erste Volumen 31 der ersten Düse 3 zurückströmt, sondern vielmehr weiter zur Gasaustrittsöffnung 36 und durch diese aus der ersten Düse 3 hinausströmt, wie durch die Gasströmungsrichtung 43 angedeutet ist.
Alternativ oder zusätzlich zum gezeigten schematischen Aufbau der ersten Düse 3 kann diese weitere oder anders angeordnete Volumina und/oder eine andere Gasführung aufweisen.
Das aus der ersten Düse 3 ausströmende erste Gas mit den Parylen-Monomeren 4, was durch die Gasströmungsrichtung 45 angedeutet ist, führt zu einer Zuleitung der Parylen-Monomere zu der zumindest einen Oberfläche 11 des zumindest einen
Bauteils 1 und zu einer Abscheidung der Parylen-Monomere auf der zumindest einen Oberfläche 11, was durch den Pfeil 44 angedeutet ist. Die reaktiven Parylen-Monomere können dadurch auf der Oberfläche 11 polymerisieren . Das erste Gas,
gegebenenfalls zusammen mit Parylen-Monomeren, die nicht auf der Oberfläche 11 polymerisieren, kann an der Oberfläche 11 und dem Bauteil 1 vorbei strömen und kann beispielsweise mittels einer geeigneten Abgasanlage aufgefangen und entfernt werden .
Das zumindest eine Bauteil 1 wird im gezeigten
Ausführungsbeispiel entlang der Transportrichtung 99 an der ersten Düse vorbeibewegt, so dass eine kontinuierliche Parylen-Beschichtung 2 aufgebracht werden kann, was auch durch die gepunktete Verlängerung der Parylen-Beschichtung 2 angedeutet ist. Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann auch die erste Düse 3 relativ zum Bauteil 1 bewegt werden. Falls die Ausdehnungen des Bauteils 1 in etwa gleich oder kleiner dem Querschnitt der aus der ersten Düse 3 austretenden
Gasströmungsrichtung 45 ist, kann das Bauteil 1 während der Beschichtung auch unbewegt zur ersten Düse 3 angeordnet sein.
Weiterhin kann die Vorrichtung 200 eine Abdeckung 10
aufweisen, wie sie beispielhaft im Zusammenhang mit Figur 5 beschrieben ist.
In den folgenden Ausführungsbeispielen sind Modifikationen und Variationen der Vorrichtung 200 gemäß dem
Ausführungsbeispiel in Figur 2 gezeigt. Die folgende
Beschreibung beschränkt sich daher hauptsächlich auf die Unterschiede der jeweiligen Vorrichtungen zur Vorrichtung 200.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 300 zur Durchführung eines Verfahrens zur
Herstellung einer Parylen-Beschichtung 2 auf zumindest einer Oberfläche 11 zumindest eines Bauteils 1 gezeigt.
Die Vorrichtung 300 weist eine erste Düse 3 auf, die gemäß dem vorherigen Ausführungsbeispiel ausgeführt ist. Weiterhin weist die Vorrichtung 300 zur ersten Düse benachbart eine zweite Düse 5 auf, wobei die erste Düse 3 der zweiten Düse 5 in Transportrichtung 99 des Bauteils 1 nachgeordnet ist. Das bedeutet, dass die zu beschichtende zumindest eine Oberfläche 11 zuerst an der zweiten Düse 5 und dann an der ersten Düse 3 vorbei bewegt wird.
Die zweite Düse 5 weist ein erstes Volumen 51 und ein zweites Volumen 52 auf, zwischen denen eine Trennwand 53 mit
Öffnungen 54 angeordnet ist. Über einen Gaseinlass 55 strömt ein zweites Gas 6, im gezeigten Ausführungsbeispiel
Stickstoffgas oder Argon, in das erste Volumen 51, wie durch die Gasströmungsrichtung 61 angedeutet ist, und durch die Öffnungen 54 der Trennwand 53 in das zweite Volumen 52, wie durch die Gasströmungsrichtung 62 angedeutet ist.
An der elektrisch isolierenden Trennwand 53 ist eine
Elektrode 7 im zweiten Volumen 52 angeordnet, die mittels einer elektrischen Zuleitung 71 an eine Hochspannungsquelle (nicht gezeigt) angeschlossen ist.
Die zweite Düse 5 weist ein zur Elektrode 7 über eine
elektrische Isolierung 57 in einem Teilbereich des zweiten Volumens 52 elektrisch isoliertes Gehäuse auf, das elektrisch geerdet ist. Durch eine Lichtbogenentladung zwischen der Elektrode 7 und dem Bereich des Gehäuses der zweiten Düse 5, der nicht mit der elektrischen Isolierung 57 bedeckt ist, wird im zweiten Volumen 52 im zweiten Gas 6, das durch die Öffnungen 54 der Trennwand 53 in das zweite Volumen 52 einströmt, ein Plasma 64 erzeugt, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Das im Plasma 64 ionisierte zweite Gas 6 wird durch einen Gasauslass 56 der zweiten Düse 5 als
Plasmastrom 65 zur Oberfläche 11 des Bauteils 1 geleitet, wie durch die Gasströmungsrichtung 63 angedeutet ist.
Der Plasmastrom 65 des zweiten Gases 6 ermöglicht zum einen eine Reinigung der zumindest einen Oberfläche 11 des Bauteils 1. Zum anderen wird die zumindest eine Oberfläche 11 des Bauteils 1 durch den Plasmastrom 65 chemisch aktiviert, indem reaktive Molekülenden im Silikon, das die Oberfläche 11 bildet, erzeugt werden, die chemische Bindungen mit den
Parylen-Monomeren eingehen können, die mittels der ersten Düse 3 abgeschieden werden.
Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel können die erste und zweite Düse 3, 5 relativ zueinander und zur Oberfläche 11 ausgerichtet sein, dass sich die Plasmaströmung 65 des zweiten Gases 6 und das erste Gas mit den Parylen-Monomeren 4 räumlich überlagern und somit überlappen, so dass die
beschriebenen Prozesse gleichzeitig und im selben Raum- und Oberflächenbereich stattfinden können. Zusätzlich kann das Plasma 64 eine Wärme bereitstellen, die verhindert, dass die zugeleiteten Parylen-Monomere außerhalb der ersten Düse 3 vor dem Abscheiden auf der Oberfläche 11 unerwünschte Reaktionen eingehen können. In Figur 4 ist eine Vorrichtung 400 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt.
Die Vorrichtung 400 weist eine erste Düse 3 auf, die wie die zweite Düse 5 des vorherigen Ausführungsbeispiels dazu ausgebildet ist, in einem zweiten Gas 6 ein Plasma 64 zu erzeugen, wodurch durch die Gasaustrittsöffnung 36 eine
Plasmaströmung 65 austreten und der zumindest einen
Oberfläche 11 des zumindest einen Bauteils 1 zugeleitet werden kann. Die erste Düse 3 weist wie oben für die zweite Düse 5 in Figur 3 beschrieben unter anderem eine Elektrode 7 mit einer elektrischen Zuführung 71, eine elektrische
Isolierung 57 sowie eine Trennwand 53 mit Öffnungen 54 auf, so dass im zweiten Volumen 32 der ersten Düse 3 wie in der zweiten Düse 5 des vorherigen Ausführungsbeispiels das Plasma 64 und somit die Plasmaströmung 65 des zweiten Gases 6 erzeugt werden kann. Weiterhin weist die Vorrichtung 400 eine Gaszuleitung 8 auf, in der außerhalb der ersten Düse 3 erzeugtes und
bereitgestelltes erstes Gas mit Parylen-Monomeren 4 dem
Plasma 64 des zweiten Gases 6 in der ersten Düse 3 zugeleitet werden kann, wie durch die Gasströmungsrichtung 43 angedeutet ist.
Das erste Gas mit den Parylen-Monomeren 4 wird in einem externen Verdampferelement erzeugt (nicht gezeigt) , das beispielsweise im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel in Figur 5 gezeigt ist.
Das erste Gas mit den Parylen-Monomeren 4 tritt durch die Gasaustrittsöffnung 36 zusammen mit der Plasmaströmung 65 des zweiten Gases 6 aus und wird zusammen mit der Plasmaströmung 65 zur Oberfläche 11 des Bauteils 1 geleitet. Dadurch
überlappen die Plasmaströmung 65 des zweiten Gases 6 und die Gasströmungsrichtung 45 des ersten Gases mit den Parylen- Monomeren 4, wodurch die im Zusammenhang mit dem vorherigen Ausführungsbeispiel in Figur 3 beschriebenen Prozesse
gleichzeitig und im selben Raum- und Oberflächenbereich stattfinden können. Zusätzlich kann das Plasma 64 in der ersten Düse 3 eine Wärme bereitstellen, die verhindert, dass die zugeleiteten Parylen-Monomere bereits in der ersten Düse und/oder vor dem Abscheiden auf der Oberfläche 11
unerwünschte Reaktionen eingehen können. Eine Kontrolle der erforderlichen Temperatur im zweiten Volumen 32 der ersten Düse 3 kann dadurch insbesondere durch geeignete Prozessparameter für das Plasma 64 möglich sein, ohne dass weitere Heizelemente im zweiten Volumen 32 nötig sind.
Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann auch das erste Gas mit Parylen-Dimeren mittels der Gaszuleitung 8 direkt in das Plasma 64 des zweiten Gases 6 geleitet werden oder das erste Gas mit Parylen-Dimeren kann der ersten Düse 3 auch zusammen mit dem zweiten Gas 6 durch den Gaseinlass 35 zugeführt werden. Das Plasma kann dann beispielsweise auch im ersten und zweiten Gas 6 erzeugt werden. Durch die Wärme und Energie des Plasmas 64 können die Parylen-Dimere in Parylen- Monomere gespalten werden.
Als weitere Alternative zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann auch nur das erste Gas mit Parylen-Dimeren ohne das zweite Gas 6 durch den Gaseinlass 35 in die erste Düse 3 geleitet werden. Die Gaszuleitung 8 ist dann nicht nötig. Im zweiten Volumen 32 kann dann ein Plasma 64 im ersten Gas erzeugt werden, durch das die Parylen-Dimere in Parylen- Monomere gespalten werden. Das erste Gas kann dann als
Plasmastrom 65 zusammen mit den Parylen-Monomeren zur
zumindest einen Oberfläche 11 geleitet werden.
In Figur 5 ist eine Vorrichtung 500 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, die rein beispielhaft die erste Düse 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 4 aufweist. Alternativ dazu kann die Vorrichtung 500 auch die erste Düse 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 2 oder die erste Düse 3 und die zweite Düse 5 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 3 aufweisen.
Die Vorrichtung 500 weist weiterhin zur Erzeugung des Plasmas im zweiten Gas in der ersten Düse 3 mittels einer Lichtbogenentladung einen als Hochspannungsquelle ausgeführten Plasmagenerator 72 auf, der über die elektrische Zuleitung 71 mit der Elektrode (nicht gezeigt) der ersten Düse 3 verbunden ist.
Weiterhin weist die Vorrichtung 500 ein Verdampferelement 48 auf, in dem Parylen-Dimere im ersten Gas, das
Atmosphärendruck aufweist, verdampft und in Parylen-Monomere gespalten werden. Das erste Gas mit den Parylen-Monomeren wird mittels der Gaszuleitung 8 wie in Zusammenhang mit Figur 4 beschrieben in den Plasmastrom des zweiten Gases in der ersten Düse 3 geleitet.
Weiterhin weist die Vorrichtung 500 noch ein Abgassystem (nicht gezeigt) auf, um Verunreinigungen und nicht mehr benötigte Gase und Gasbestandteile aus dem Verdampferelement 48 und der Vorrichtung 500 zu entfernen.
Die Vorrichtung 500 ist als Bandbeschichtungsanlage, eine so genannte „reel-to-reel"-Anlage, ausgeführt und weist einen Transportmechanismus 9 in Form von Transportrollen auf, mittels derer eine Mehrzahl von Bauteilen 1 entlang der
Transportrichtung 99 an der ersten Düse 3 vorbei bewegt und transportiert werden. Der Transport der Mehrzahl der Bauteile 1 erfolgt dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel
kontinuierlich, was eine einfache Prozessführung und einen hohen Durchsatz ermöglicht.
Die Mehrzahl der Bauteile 1 ist auf einem Metallband in Form eines Leiterrahmenverbunds angeordnet, der mittels der
Transportrollen des Transportmechanismus 9 transportiert werden kann. Der Leiterrahmenverbund kann nach der
Beschichtung der Bauteile 1 in einzelne Bauteile 1 vereinzelt werden. Wie weiter oben beschrieben sind die Bauteile 1 im gezeigten Ausführungsbeispiel als optoelektronische Bauteile mit Silikonverguss ausgeführt, wobei die zumindest eine zu beschichtende Oberfläche der Bauteile 1 durch das Silikon gebildet wird. Weiterhin können auch weitere Oberflächen der Bauteile 1 beschichtet werden.
Die Vorrichtung 500 weist weiterhin eine Abdeckung 10 mit einem Hohlraum 12 auf, in den die erste Düse 3 hineinragt, so dass das erste Gas mit den Parylen-Monomeren sowie im
gezeigten Ausführungsbeispiel auch das zweite Gas als
Plasmastrom in den Hohlraum 12 eingeleitet werden. Der
Hohlraum 12 ist durch Wände der Abdeckung begrenzt und halbseitig geöffnet. Wie in Figur 5 gezeigt ist, ist der Hohlraum 12 in Richtung der Bauteile 1 offen, so dass das in den Hohlraum 12 eingeleitete erste Gas mit den Parylen- Monomeren und der Plasmastrom des zweiten Gases zu den
Bauteilen 1 geleitet wird. Die Abdeckung 10 ist über den Bauteilen 1 derart beabstandet angeordnet, dass Gas, also im gezeigten Ausführungsbeispiel das erste und zweite Gas, zwischen der Abdeckung 12, das heißt insbesondere zwischen den den Hohlraum 12 begrenzenden Wänden, und den Bauteilen 1 aus dem Hohlraum 12 wieder ausströmen kann. Dadurch ist die Mehrzahl der Bauteile 1 nicht in einem geschlossenen System sondern in einer Umgebung mit Atmosphärendruck angeordnet. Gleichzeitig werden die Bauteile 1 während der Beschichtung aber durch die Abdeckung 10 und durch das zwischen der Abdeckung 10 und den Bauteilen 1 ausströmende Gas vor schädlichen Umwelteinflüssen
geschützt. Insbesondere können dadurch auch unerwünschte Seitenreaktionen der reaktiven Parylen-Monomere,
beispielsweise mit Verunreinigungen in der Umgebungsluft oder mit Bestandteilen der Umgebungsluft selbst wie etwa
Luftsauerstoff, vermieden werden. Die Abdeckung 10 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel aus Kunststoff. Die im Zusammenhang mit den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der Vorrichtung können alternativ oder zusätzlich Merkmale, Ausführungsformen und Kombinationen aufweisen, die im allgemeinen Teil
beschrieben sind.
Die hier gezeigten Vorrichtungen und das beschriebene
Verfahren ermöglicht eine Massenproduktion von mit einer Parylen-Beschichtung versehenen Bauteilen, deren
Prozessdurchsatz mit herkömmlichen Niederdruckverfahren nicht erreicht werden kann.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Parylen-Beschichtung (2) auf zumindest einer Oberfläche (11) zumindest eines Bauteils (1), bei dem
- ein erstes Gas mit Parylen-Monomeren (4) bereitgestellt
wird und
- die Parylen-Monomere auf der zumindest einen Oberfläche
(11) des Bauteils (1) durch Zuleitung des ersten Gases mit den Parylen-Monomeren (4) mittels einer ersten Düse
(3) zur zumindest einen Oberfläche (11) abgeschieden werden, wobei das Bauteil (1) in einer Umgebung mit Atmosphärendruck angeordnet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein zweites Gas (6), in dem ein Plasma (64) erzeugt wird, als Plasmastrom (65) zur zumindest einen Oberfläche (11) geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die zumindest eine Oberfläche (11) des Bauteils (1) durch den Plasmastrom (65) chemisch aktiviert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem
- das erste Gas mit den Parylen-Monomeren (4) außerhalb der ersten Düse (3) bereitgestellt wird,
- das zweite Gas (6) mittels der ersten Düse (3), in der das
Plasma (64) erzeugt wird, als Plasmastrom (65) zur zumindest einen Oberfläche (11) geleitet wird und
- das erste Gas mit den Parylen-Monomeren (4) dem Plasmastrom
(65) in der ersten Düse (3) zugeleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das zweite Gas (6) mittels einer zweiten Düse (5), in der das Plasma (64) erzeugt wird, als Plasmastrom (65) zur zumindest einen Oberfläche (11) geleitet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, bei dem die Parylen-Monomere durch Spaltung von Parylen- Dimeren in der ersten Düse (3) mittels Zuführung von Wärme und/oder durch ein Plasma in der ersten Düse (3) erzeugt werden.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die zumindest eine Oberfläche (11) des Bauteils (1) durch Silikon und/oder eine Metallschicht gebildet wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das erste Gas und/oder das zweite Gas (6) Luft,
Stickstoffgas und/oder ein Edelgas aufweist.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem
- über dem zumindest einem Bauteil (1) eine Abdeckung (10) angeordnet wird und
- die Abdeckung (10) über dem zumindest einen Bauteil (1)
einen in Richtung zum Bauteil (1) offenen Hohlraum (12) aufweist, in den das erste Gas mit den Parylen-Monomeren (4) eingeleitet wird.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Parylen-Monomere Fluor-substituierte Parylen- Monomere aufweisen.
11. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur
Herstellung einer Parylen-Beschichtung (2) auf zumindest einer Oberfläche (11) zumindest eines Bauteils (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend eine erste Düse (3) , die ein erstes Gas mit Parylen-
Monomeren (4) zur zumindest einen Oberfläche (11) des Bauteils (1) leitet, und
ein Transportmechanismus (9), der das zumindest eine
Bauteil (1) an der ersten Düse (3) während der Zuleitung des ersten Gases mit den Parylen-Monomeren (4) vorbei bewegt,
wobei das Bauteil (1) in einer Umgebung mit
Atmosphärendruck angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das zumindest eine Bauteil (1) eine Mehrzahl von Bauteilen (1) aufweist, die in einem bandförmigen Leiterrahmenverbund angeordnet sind und durch den Transportmechanismus (9) an der ersten Düse (3) vorbei bewegt werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, weiterhin
umfassend eine Abdeckung (10) über dem zumindest einen Bauteil (1), die über dem zumindest einen Bauteil (1) einen in Richtung zum zumindest einen Bauteil (1) offenen Hohlraum (12) aufweist, in den durch die erste Düse (3) das erste Gas mit den Parylen-Monomeren (4) eingeleitet wird und an dem das zumindest eine Bauteil (1) durch den Transportmechanismus (9) vorbei bewegt wird.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei
- mittels der ersten Düse (3) ein zweites Gas (6), in dem ein
Plasma (64) erzeugt wird, als Plasmastrom (65) zur zumindest einen Oberfläche (11) geleitet wird und
- das erste Gas mit den Parylen-Monomeren (4) dem Plasmastrom
(65) in der ersten Düse (3) zugeleitet wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei - mittels einer zweiten Düse (5) ein zweites Gas (6), in dem ein Plasma (64) erzeugt wird, als Plasmastrom (65) zur zumindest einen Oberfläche (11) geleitet wird.
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