JP2018524805A - コーティングされた電気アセンブリ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の多層コンフォーマルコーティングにおいて存在する層は、前駆体混合物のプラズマ堆積、典型的にはプラズマ化学気相堆積(PECVD)又はプラズマ物理気相堆積(PEPVD)、好ましくはPECVDにより得ることができる。プラズマ堆積プロセスは、典型的には、減圧下で、典型的には0.001から10mbar、好ましくは0.01から1mbar、例えば約0.7mbarで行われる。堆積反応は、電気アセンブリの表面上、又は既に堆積された層の表面上でin situで生じる。
本発明の多層コンフォーマルコーティングは、前駆体混合物のプラズマ堆積により得ることができる層を含む。前駆体混合物は、1種以上の有機ケイ素化合物を含み、任意選択で、反応性ガス(例えばO2)及び/又は非反応性ガス(例えばAr)をさらに含む。得られる堆積した層は、一般式SiOxHyCzFaNbを有し、x、y、z、a及びbの値は、(i)使用される特定の有機ケイ素化合物、並びに(ii)反応性ガスが存在するか否か、及びその反応性ガスが何であるかに依存する。
本発明の多層コンフォーマルコーティングは、少なくとも2層を含む。多層コーティングにおける第1層又は最下層は、電気アセンブリの表面と接触している。多層コーティングにおける最終層又は最上層は、環境と接触している。多層コンフォーマルコーティングが3層以上を含む場合、追加の層は、第1/最下層と最終/最上層との間に位置する。
一般に、多層コンフォーマルコーティングが、電気アセンブリの表面、及び多層コンフォーマルコーティング内の層間の両方に対して良好な接着を示すことが望ましい。これは、多層コンフォーマルコーティングが使用中、堅牢となるために望ましい。接着は、Scotchテープ試験又は引っかき接着試験等の当業者に公知の試験を使用して試験され得る。
一般に、多層コーティングの最終/最上層、すなわち環境に曝露される層は、疎水性であることが望ましい。疎水性は、標準的な技術を使用して水接触角(WCA)を測定することにより決定され得る。典型的には、多層コーティングの最終/最上層のWCAは90°超、好ましくは95°から115°、より好ましくは100°から110°である。
典型的には水蒸気形態としての水分が、多層コンフォーマルコーティングを突破し、その下の電気アセンブリを損傷することができないように、多層コンフォーマルコーティングが防湿材として機能することが望ましい。多層コンフォーマルコーティングの防湿性は、MOCON試験等の標準的技術を使用して水蒸気透過速度(WVTR)を測定することにより評価され得る。典型的には、多層コンフォーマルコーティングのWVTRは、10g/m2/日から0.001g/m2/日である。
多層コンフォーマルコーティングは、一般に、耐腐食性で化学的に安定であり、したがって、例えば酸若しくは塩基、又はアセトン若しくはイソプロピルアルコール(IPA)等の溶媒中での浸漬に対して耐性がある。
本発明において使用される電気アセンブリは、典型的には、絶縁材料を含む基材、基材の少なくとも1つの表面上に存在する複数の導電性トラック、及び少なくとも1つの導電性トラックに接続された少なくとも1つの電気部品を備える。電気アセンブリは、好ましくは、プリント回路基板(PCB)である。コンフォーマルコーティングは、好ましくは、複数の導電性トラック、少なくとも1つの電気部品、並びに複数の導電性トラック及び少なくとも1つの電気部品が位置する基材の表面を被覆する。代替として、コーティングは、1つ以上の電気部品、典型的にはPCBにおける高価な電気部品を被覆してもよく、一方、電気アセンブリの他の部分は被覆されていない。
ここで、本発明の態様を、図1から4に示される実施形態を参照して説明するが、図中、同様の参照番号は、同じ又は同様の構成要素を指す。
ここで、本発明の態様を、以下の実施例を参照しながら説明する。
単一SiOxCyHz層の堆積
電気アセンブリを、プラズマ化学気相堆積(PECVD)用堆積チャンバ内に設置し、次いで圧力を10-3mbar未満にした。0.480mbarのチャンバ圧力をもたらす流量でHeを注入し、次いでそれを(絞り弁を用いて)0.50mbarに増加させた。45WのRF出力で3〜5秒間プラズマを点火した。次に、6sccmの流量及び0.225、0.382、0.573又は0.637Wcm-2のRF出力密度で20分間、HMDSOをチャンバ内に注入した。堆積プロセスの間、圧力を(絞り弁により)0.5mbarに維持した。
単一SiOxHz層の堆積
電気アセンブリを、PECVD堆積チャンバ内に設置し、次いで圧力を10-3mbar未満にした。この基本圧力に対して、0.250mbarのチャンバ圧力までO2を注入した。その後、0.280mbarのチャンバ圧力に達するようにHeを注入した。最後に、2.5sccmの流量でHMDSOを注入し、圧力を(絞り弁を用いて)0.300mbarに増加させた。次いで、0.892Wcm-2の出力密度でプラズマを点火し、約750nmの所望の厚さに達するまでプロセスを継続した。
SiOxCyHz/SiOxHz多層の堆積
電気アセンブリ上のSiOxCyHz/SiOxHz多層のPECVD堆積をもたらす実験条件は、基本的に実施例1及び2に記載のものと同じであった。簡潔に説明すると、実施例1において説明されたのと同じ手順でSiOxCyHzを堆積させ(この実験に使用されたRF出力密度は、0.637Wcm-2であった)、次いで、チャンバを真空(10-3mbar未満)にし、実施例2において説明された手順に従ってSiOxCyHz層上へのSiOxHzの堆積を行った。次いで、SiOxHz層の上に、第2のSiOxCyHz層を堆積させた。第2のSiOxCyHz層の厚さは、第1のSiOxCyHz層の厚さの半分であった。これは、堆積時間を半分にすることにより達成された。これらのステップにより、SiOxCyHz/SiOxHz/SiOxCyHzの構造を有する多層コーティングが得られた。
コンフォーマルコーティングの特性の評価
以下に示される条件下で、コーム上にコンフォーマルコーティングを堆積させた。
10-3mbarの基本圧力に対して、0.250mbarのチャンバ圧力までO2を注入した。その後、0.280mbarのチャンバ圧力に達するようにHeを注入した。2.5sccmの流量でHMDSOを添加した。圧力を0.280mbarに設定した。0.892Wcm-2の出力密度でプラズマを点火した。
10-3mbarの基本圧力に対して、0.480mbarのチャンバ圧力をもたらす流量でHeを注入し、次いで圧力を(絞り弁を用いて)0.50mbarに増加させた。0.573Wcm-2のRF出力密度で3〜5秒間プラズマを点火した。次に、6sccmの流量と共に0.637Wcm-2のRF出力密度で、HMDSOをチャンバ内に注入した。
上記段落2に記載のようにSiOxCyHz層を堆積させた。次いで、堆積チャンバ内を排気し、上記段落1に記載のようにSiOx層をSiOxCyHz層の上に堆積させた。
上記段落2に記載のようにSiOxCyHz層を堆積させた。次いで、堆積チャンバ内を排気し、上記段落1に記載のものと同じ条件で、SiOxコーティングをSiOxCyHz層の上に堆積させた(HMDSO及びHeの混合物を注入し、0.637Wcm-2の出力密度で直接RFプラズマを点火した点を除く)。最後に、堆積チャンバ内を排気し、上記段落2に記載の条件で、第2のSiOxCyHz層をSiOx層の上に堆積させた。
0.057Wcm-2のRF出力密度で17.5sccmのHMDSOを20sccmのArと混合することにより、SiOxCyHz層を堆積させ、一方で0.057Wcm-2のRF出力密度で17.5sccmのHMDSOを15sccmのN2Oと混合することにより、SiOxHyCzNb層を堆積させた。
0.057Wcm-2のRF出力密度で17.5sccmのHMDSOを20sccmのHPFと混合することにより、SiOxCyHzFa層を堆積させた。
Claims (20)
- 電気アセンブリの少なくとも1つの表面上に多層コンフォーマルコーティングを有する電気アセンブリであって、多層コーティングの各層は、(a)1種以上の有機ケイ素化合物、(b)任意選択で、O2、N2O、NO2、H2、NH3、N2、SiF4及び/又はヘキサフルオロプロピレン(HFP)、並びに(c)任意選択で、He、Ar及び/又はKrを含む前駆体混合物のプラズマ堆積により得ることができる、電気アセンブリ。
- 多層コンフォーマルコーティングが、2層から10層、好ましくは4層から8層を有する、請求項1に記載の電気アセンブリ。
- プラズマ堆積が、プラズマ化学気相堆積(PECVD)である、請求項1又は2に記載の電気アセンブリ。
- プラズマ堆積が、0.001から10mbarの圧力で生じる、請求項1から3のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 電気アセンブリの表面に接触している多層コンフォーマルコーティングの第1/最下層が、有機的である、請求項1から4のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 多層コンフォーマルコーティングの第1/最下層が、O2、N2O又はNO2を含有しない、又は実質的に含有しない前駆体混合物のプラズマ堆積により得ることができる、請求項1から5のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 多層コンフォーマルコーティングの第1/最下層が、O2、N2O、NO2、フッ素含有有機ケイ素化合物、SiF4又はHFPを含有しない、又は実質的に含有しない前駆体混合物のプラズマ堆積により得ることができる、請求項6に記載の電気アセンブリ。
- 多層コンフォーマルコーティングの最終/最上層が、O2、N2O又はNO2を含有しない、又は実質的に含有しない前駆体混合物のプラズマ堆積により得ることができる、請求項1から7のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 多層コンフォーマルコーティングの最終/最上層が、1種以上のハロゲン含有有機ケイ素化合物、SiF4及び/又はHFPを含む前駆体混合物のプラズマ堆積により得ることができる、請求項1から8のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 多層コンフォーマルコーティングの最終/最上層が、He、Ar及び/又はKrを含む前駆体混合物のプラズマ堆積により得ることができる、請求項1から9のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 多層コンフォーマルコーティングの少なくとも1つの層が、O2、N2O及び/又はNO2を含む前駆体混合物のプラズマ堆積により得ることができる防湿層である、請求項1から10のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 多層コンフォーマルコーティングの少なくとも1つの層が、窒素含有有機ケイ素化合物、N2、NO2、N2O及び/又はNH3を含む前駆体混合物のプラズマ堆積により得ることができる防湿層である、請求項1から11のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 少なくとも1つの防湿層を得ることができる前駆体混合物が、He、Ar及び/又はKrをさらに含む、請求項11又は12に記載の電気アセンブリ。
- 少なくとも1つの防湿層が、多層コーティングの第1/最下層と最終/最上層との間に位置する、請求項11から13のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- プラズマ堆積により多層コーティングの各層を得ることができる1種以上の有機ケイ素化合物が、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、テトラメチルジシロキサン(TMDSO)、1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサン(DVTMDSO)、ヘキサビニルジシロキサン(HVDSO)、アリルトリメチルシラン、アリルトリメトキシシラン(ATMOS)、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)、トリメチルシラン(TMS)、トリイソプロピルシラン(TiPS)、トリビニル-トリメチル-シクロトリシロキサン(V3D3)、テトラビニル-テトラメチル-シクロテトラシロキサン(V4D4)、テトラメチルシクロテトラシロキサン(TMCS)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(OMCTS)、ヘキサメチルジシラザン(HMDSN)、2,4,6-トリメチル-2,4,6-トリビニルシクロトリシラザン、ジメチルアミノ-トリメチルシラン(DMATMS)、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、(BDMADMS)、トリス(ジメチルアミノ)メチルシラン(TDMAMS)、トリメチル(トリフルオロメチル)シラン又は1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクチルトリエトキシシラン及び3-(ジエチルアミノ)プロピル-トリメトキシシランから独立して選択される、請求項1から14のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 絶縁材料を含む基材、基材の少なくとも1つの表面上に存在する複数の導電性トラック、及び少なくとも1つの導電性トラックに接続された少なくとも1つの電気部品を備える、請求項1から15のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 多層コンフォーマルコーティングが、複数の導電性トラック、少なくとも1つの電気部品、並びに複数の導電性トラック及び少なくとも1つの電気部品が位置する基材の表面を被覆する、請求項16に記載の電気アセンブリ。
- プリント回路基板である、請求項1から17のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
- 電気部品の少なくとも1つの表面上に請求項1から15のいずれか一項に記載の多層コンフォーマルコーティングを有する電気部品。
- 抵抗器、コンデンサ、トランジスタ、ダイオード、増幅器、リレー、変圧器、バッテリー、ヒューズ、集積回路、スイッチ、LED、LEDディスプレイ、圧電素子、光電子部品、アンテナ又は発振器である、請求項19に記載の電気部品。
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