JP5706004B2 - 疎油性被覆のための直接液体蒸発 - Google Patents

Description

本発明は、材料の表面に疎油性被覆を形成することに関する。本発明は、特に、材料に被覆を形成するために物理蒸着（「ＰＶＤ（物理気相成長）」）チャンバにおいて直接液体塗布を使用することに関する。

電子デバイスは、ユーザが入力を提供する表面を含むことができる。例えば、電子デバイスは、ユーザがタッチして入力をデバイスに提供するタッチセンシティブ面を含むことができる。タッチセンシティブ面は、例えば、トラックパッド、キーボード、ディスプレイ又はそれらの組み合わせを含むデバイスのあらゆる適切な部分として組み込まれてよい。しかしながら、ユーザが表面をタッチすると、ユーザの指からの油や他のパーティクルが表面に付着する場合がある。これは、特に、表面に情報が表示されている場合（例えば、表面がディスプレイの外側の最上層である場合）に表面の外観に悪影響を及ぼす。

表面に付着する油及びパーティクルの量を制限する１つの方法は、疎油性処理を表面に施すことである。かかる処理は、疎油性を有するあらゆる適切な材料を含んでよい。例えば、有効な疎油性成分は、被覆される材料とともに真空チャンバに配置されるペレットに取り入れられる。加熱されると、疎油性成分が蒸発する。そして、蒸発した材料は、真空チャンバ内に配置された材料の表面に付着する。

しかしながら、この手法を実行するのは困難である。例えば、ペレットが生成されるときに、疎油性材料の品質を制御しにくい。特に、疎油性材料は、ペレットを形成するために、最初にタンクに配置されるか、或いは、ディスペンサによって分配される際に空気又は水分にさらされることで汚染される。また、蒸発の前に材料を加熱することで疎油性能に悪影響を及ぼすことがある。

本発明は、電子デバイスの表面に疎油性被覆を形成するために直接液体付着処理を使用することに関する。

電子デバイスの表面に油が付着するのを防止するために、疎油性成分が電子デバイスの表面に接合される。疎油性成分は、１つ以上の濃度において、生の液体材料（ｒａｗ ｌｉｑｕｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）の一部として提供される。空気、熱又は湿気にさらされることによる拒否反応を回避するために、生の液体材料は、不活性ガスでパージされたボトルに配置される。

かかるボトルは、液体供給システムを通過する生の液体材料の量を制御する機構を含む液体供給システムに配置される。蒸発ユニットに到達すると、液体は蒸発し、液体内の疎油性成分は、電子デバイス部品の表面に付着される。液体供給がボトルから排水されると、更なる不活性ガスが代わりに供給され、汚染を更に防止する。

本発明の上記の特徴、他の特徴、特性及び種々の利点は、以下、添付図面とともに詳細な説明を考慮することによって明らかにされるであろう。
図１は、本発明の実施形態に係る疎油性表面処理が施される電子デバイスを示す斜視図である。 図２は、本発明の実施形態に係るデバイスの表面に液状の疎油性材料を塗布する例示的なシステムを示す概略図である。 図３Ａは、本発明の実施形態に係る例示的な液体供給システムを示す概略図である。 図３Ｂは、本発明の実施形態に係る例示的な液体供給システムを示す概略図である。 図４は、本発明の実施形態に係るデバイスの表面に液状の疎油性材料を塗布する例示的なシステムを示す斜視図である。 図５は、本発明の実施形態に係るデバイスの表面に液状の疎油性材料を塗布する例示的なシステムを示す概略図である。 図６Ａは、本発明の実施形態に係る疎油性材料を塗布する１つの装置を含むバッチ液体物理蒸着システムを示す概略図である。 図６Ｂは、本発明の実施形態に係る疎油性材料を塗布する２つ以上の装置を含むバッチ液体物理蒸着システムを示す概略図である。 図７は、本発明の実施形態に係るインライン液体物理蒸着システムを示す概略図である。 図８は、本発明の実施形態に係るデバイスの表面に疎油性材料を付着させる処理を示すフローチャートである。

電子デバイスは、ユーザのタッチに応答して入力をデバイスに提供する表面を含むことができる。ある場合には、デバイスのタッチされた表面は、ディスプレイとしても使用可能である。しかしながら、ユーザが表面をタッチすると、油や他のパーティクルが表面に付着する可能性があり、それにより、ディスプレイを閲覧するユーザの能力の妨げになる場合がある。例えば、種々の入力の結果、ディスプレイ表面は、多くの汚れ及び指紋を含む可能性があり、それにより、表示されているものを閲覧することがより困難になる。例えば、油やパーティクルが表面に付着するのを防止する、或いは、少なくとも減少するために、疎油性材料の付着などの１つ以上の処理が表面に施される。

図１は、本発明の実施形態に係る疎油性表面処理が施される電子デバイスを示す概略図である。電子デバイス１００は、筐体１０２と、ベゼル１０４と、ウィンドウ１０６とを有する。ベゼル１０４は、ウィンドウ１０６をベゼル１０４に固定するように、筐体１０４に結合される。筐体１０２及びベゼル１０４は、例えば、プラスチック、金属又は複合材料を含むあらゆる適切な材料から構成される。少なくとも１つの実施例において、筐体１０２は、プラスチック又はアルミニウムなどのあらゆる金属から構成され、ベゼル１０４は、ステンレス鋼などのあらゆる金属から構成される。ウィンドウ１０６は、例えば、ガラス又はプラスチックを含むあらゆる適切な透明又は半透明の材料から構成される。種々の電子デバイスの要素は、機能性をユーザに提供するために電子デバイス１００内に保持される。例えば、タッチセンシティブ面は、ユーザがウィンドウを通して表示されたコンテンツを閲覧しながらウィンドウ１０６上に表示された仮想オブジェクトを操作することで入力を電子デバイス１００に提供できるように、ウィンドウ１０６に又はその背後に組み込まれる。

２つ以上の手法を用いて、電子デバイス１００の１つ以上の表面又は部品（例えば、ウィンドウ１０６）に疎油性処理を施すことができる。いくつかの実施形態において、疎油性材料は、液体賦形剤に希釈された有効な疎油性成分を含むペレットからウィンドウ１０６の表面に付着される。液体中の疎油性成分は、熱、湿度及び空気に対して敏感である。単独で又は組み合わせてこれらの要素に過剰にさらされることによって、生の液体材料の疎油性が損失する可能性がある。特に、疎油性成分は、熱又は湿度がある状態で化学反応し、且つ、表面（例えば、ウィンドウ１０６を構成するガラス微粒子）と後で化学反応する能力を損失する。また、疎油性成分の化学分子が変形される（例えば、炭素鎖が分離される）。従来のＰＶＤシステムにおいて、疎油性材料を上述の有害な要素にさらすのを制限することは困難である。例えば、疎油性成分を空気にさらす結果、疎油性成分をＰＶＤチャンバにおけるデバイスの表面に直接塗布することが困難になる。

生の液体材料は、疎油性成分をあらゆる適切な賦形剤と混合することで得られる。例えば、ＨＦＥ、ＰＦＥ又は当該技術分野において知られている他のあらゆる適切な賦形剤のうちの１つ以上を用いて疎油性成分を希釈することができる。賦形剤は、あらゆる適切な手法に基づいて選択されてもよい。例えば、賦形剤（及び疎油性成分の濃度）は、移行中及び移行後における疎油性成分が有効なままであることを保証するために、成分の感受性を１つ以上の環境トリガに減少するように選択可能である。別の例として、賦形剤は、所望の粘度を有する生の液体材料を提供するように選択可能である。特に、疎油性成分は、粘度が高くてもよく、ＰＶＤ処理中に疎油性成分が完全に蒸発するのを賦形剤が可能にすることを要求してもよい。疎油性成分は、例えば、１０％〜１００％（例えば、２０％又は５０％）の濃度を含む生の液体材料において、あらゆる適切な濃度を有してよい。

疎油性材料を空気にさらすことなく電子デバイスの表面に適切に付着させることを保証するために、疎油性材料を含む生の液体材料を用いて、実質的にデバイスの表面に付着させる疎油性材料のみを含むペレットを製造することができる。

生の液体材料は、不活性ガス（例えば、アルゴン又は窒素）で充填されたタンクに注入される。空気の代わりに不活性ガスを用いることによって、例えば、処理は、有効性を低下させる可能性のあるトリガに有効な成分をさらすことを減少又は制限できる。不活性ガスを用いてタンクを加圧することによって、液体は、均一な速度及び密度でポンプを通過し、ディスペンサに向けられる。そして、ディスペンサは、加圧された液体をペレットカップに分配することができる。

熱がカップを介してカップ内の材料及びカップ内に配置された多孔質材料に伝導されることを保証するために、ペレットカップは、高熱伝導率を有する材料から構成されたカップである。ペレットカップは、例えば、スチールウールを含むあらゆる適切な多孔質材料を含んでいてもよい。生の液体材料は、ペレットカップに分配されると、カップ内の多孔質材料に浸透する。そして、カップは、生の液体材料の賦形剤部分が脱水するように加熱される（例えば、オーブンにおいて）。この処理の結果、多孔質材料内に疎油性成分のみが残されるため、疎油性成分の固体ペレットが形成される。

ペレットに含まれた疎油性成分の量は、生の液体材料における疎油性成分の濃度及びカップに分配された生の液体材料の体積から決定される。いくつかの実施形態において、各ペレットは、４０〜２００ｍｇ（例えば、８０ｍｇ又は１６０ｍｇ）の疎油性成分の量を有することができる。また、より少ない量の疎油性成分を有するいくつかのペレット（例えば、各々が８０ｍｇを有する２つのペレット）は、ＰＶＤチャンバ内に共に配置されて電子デバイス部品のバッチを被覆するのに十分な量の成分を提供することができる。例えば、ＰＶＤチャンバは、直径２ｍであり、且つ、約３００個の独立ガラスウィンドウを保持してもよい。いくつかの実施形態において、より高い密度の疎油性成分が部品の耐摩耗性を向上するなどの他の有益な特性を有してもよいため、チャンバに配置された疎油性成分の量は、表面に油が付着するのを防止するのに必要な最低量を超えることができる。

疎油性成分を電子デバイスの表面に塗布するために、１つ以上のペレットは、電子デバイスの表面と共にＰＶＤチャンバ内に配置される。例えば、１つ以上のペレットは、固定具がデバイスの外面（例えば、ガラスウィンドウ部品）を規定する１つ以上の電子デバイス部品を保持する真空チャンバ内に配置される。１つの実施例において、２つのペレットは、約３００個のガラス部品を被覆するために使用することができる。ペレットから疎油性成分を抽出するために、ペレットが加熱される。例えば、抵抗発熱体によって生成された熱が伝導カップを介して多孔質材料及び疎油性成分に熱伝導されるように、カップは発熱体上に配置される。

熱に反応して、疎油性成分は、蒸発してＰＶＤチャンバ内に雲を形成する。雲は、チャンバにわたり分散して、チャンバ内に配置された電子デバイス部品の表面を被覆する。疎油性成分は、電子デバイス要素の表面との（例えば、ガラス分子との）１つ以上の化学結合を発生させて表面に安定して付着することができる。いくつかの実施形態において、１つ以上の更なる処理ステップ（例えば、空気、熱又は湿度にさらされること）は、疎油性成分と表面との結合の質及び疎油性被覆の他の特性を向上するために、疎油性被覆を付着した後に導入可能である。

しかしながら、このようなペレットを用いた手法には、いくつかの制限がある。特に、ＰＶＤチャンバ内の部品に提供された疎油性成分の量を調整するには、所望の濃度の疎油性成分を有する新しいペレットを生成するために多大なリードタイムが必要となる。別の手法は、生の液体材料を液状でＰＶＤチャンバに直接提供するための手法である。

図２は、本発明の実施形態に係る疎油性成分の液体蒸発の例示的な処理を示す概略図である。システム２００は、ホース又はパイプ２１４を介してガス源２１６によって供給される不活性ガス２１２（例えば、アルゴン又は窒素）でパージされた加圧ボトル２１０に配置された生の液体材料２０８を含むことができる。使用された特定のガスは、疎油性成分に悪影響を及ぼす可能性のあるトリガ（例えば、空気、熱及び湿度）に成分をさらすことを減少又は除去するように選択可能である。いくつかの実施形態において、生の液体材料２０８は、加圧ボトル２１０内に配置され、不活性ガス２１２は、加圧ボトル２１０から空気を流すように挿入される。加圧ボトル２１０は、液体供給システム２２０の一部としての第１の管部分２２２によってＰＶＤ真空チャンバ２１８に直接結合される。この手法は、生の液体材料２０８、即ち、疎油性成分が加圧ボトル２１０内に一度配置されると、空気にさらされないことを保証することができる。液体供給システム２２０は、蒸発のために生の液体材料２０８を蒸発ユニット２２６に向けるために、管部分２２２を含む管と、ポンプと、弁とのあらゆる適切な組み合わせを含むことができる。そして、蒸発した疎油性成分は、１つ以上の電子デバイス部品２０６上に付着する。電子デバイス部品２０６は、多くのウィンドウ１０６（図１の説明において上述された）を含むあらゆる適切な部品であってもよい。

液体供給システム２２０が生の液体材料２０８を提供する際、蒸発ユニット２２６は、冷たいか、暖かいか、又は、熱くてよい。例えば、生の液体材料２０８は、生の液体材料２０８を蒸発させるために加熱される、冷たい又は暖かい蒸発ユニット２２６上に提供される。また、生の液体材料２０８は、熱いユニットに提供される。例えば、蒸発ユニット４２６（図４に関連して以下に更に詳細に説明される）、銅のカップ、多孔性セラミックス、スチールウール、耐熱材料、高熱伝導性を有する材料又はこれらの組み合わせを含むあらゆる適切な蒸発ユニット２２６が使用される。

液体蒸発システム２００を使用することによって、ペレットを用いたシステムと比較して、いくつかの利点を提供することができる。いくつかの実施形態において、液体供給システム２２０は、ＰＶＤチャンバ２１８内に配置された部品２０６上に付着する材料（例えば、疎油性成分）の量が制御された方法で変動するように調整可能である。例えば、液体供給システム２２０は、チャンバ２１８内に配置された電子デバイス部品２０６の数に基づいて調整可能である。また、提供された疎油性成分の量を非常に迅速に調整することができる。これに対して、ペレットを用いた手法では、特定の量の疎油性材料を有する新しいペレットの製造を必要とするため、より長いリードタイム（例えば、分又は時間とは対照的に数日）を必要とし、その結果として、汚染を招く可能性がより高い。

システム２００において使用された生の液体材料２０８は、あらゆる適切な濃度の疎油性成分を有してもよい。例えば、疎油性成分濃度は、１０％〜１００％であってよい。特に、純粋な又は実質的に純粋な疎油性成分（即ち、賦形剤の殆どない）は、成分を直接ＰＶＤチャンバ２１８に渡す際に成分の粘度が問題にならないと考えられるため、使用可能である。

いくつかの実施形態において、熱、湿度及び空気のうちの１つ以上は、疎油性成分と電子デバイス部品２０６との化学反応が完了したことを保証するために、付着後に被覆されたデバイス部品２０６に与えられる。液体蒸発手法において、１つ以上の薬品は、化学反応が完了したことを保証するために、ＰＶＤチャンバ２１８内又はＰＶＤチャンバ２１８外の部品に与えられる。１つ以上の他の湿式処理が疎油性処理に組み込まれてもよい（例えば、ＰＶＤチャンバ２１８内の同一の又は異なる液体供給システムを使用して）。

図３Ａは、本発明の実施形態に係るＰＶＤチャンバ（例えば、ＰＶＤチャンバ２１８）と動作するように組み込み可能な液体供給システム３２０を示す概略図である。例えば、液体供給システム３２０は、（図２に示された）液体供給システム２２０に対応する。液体供給システム３２０は、生の液体材料３０８を含む加圧ボトル３１０を組み込むことができる。不活性ガス３１２のみが生の液体材料３０８（即ち、疎油性成分）と接触して配置されるように、加圧ボトル３１０は、不活性ガス源３１６（例えば、アルゴンガスライン）に結合されて背圧を液体供給システム３２０に提供する。不活性ガス源３１６からの不活性ガス３１２の流れは、ガス弁３２８によって制御されてもよい。

第１の弁３３０は、生の液体材料３０８を第１の管部分３２２から第２の管部分３３４に流せるように開けられる。（双方が以下において更に詳細に説明される空気孔３４２及び流量計３４４を含む液体供給システム３２０の実施形態において、第１の管部分３２２は、３つの別個の部分３２２、３２２’及び３２２’’に分離されてもよい。これらの要素のうちの１つしか存在しない場合、第１の管部分は、２つの別個の部分３２２及び３２２’に分離されてもよい。）第１の管部分及び第２の管部分（それぞれ３２２及び３３４）は、あらゆる適切な材料（例えば、ステンレス鋼）で構成されている。第２の管部分３３４の体積は、特定の量の生の液体材料３０８を蒸発ユニット３２６に提供するように最適化されていてもよい。第２の管部分３３４が生の液体材料３０８で充填されると、第１の弁３３０は閉じられる。第２の弁３３６は、生の液体材料３０８を、供給管３２４を介して第２の管部分３３４から蒸発ユニット３２６に流せるように開かれる。供給管３２４は、蒸発ユニット３２６と接触するため、高温に耐えるように設計する必要がある。供給管３２４は、そのような状況に対するあらゆる適切な材料（例えば、炭素材料又はセラミック材料）から構成される。

図３Ａに示す液体供給システム３２０は、ペレットを用いた付着システムと比較して、いくつかの利点を有する。第２の管部分３３４において使用可能な固定の体積は、所定の量又は「ショット」の生の液体材料３０８を蒸発ユニット３２６に一貫して送り出すことを保証する。従って、生の液体材料３０８における所定の濃度の疎油性材料に対して、液体供給システム３２０は、処理が実行される度に一貫した量の疎油性成分を送り出すことができる。この手法は、ある期間にわたり一貫して実質的に均一な被覆を多数の部品に送り出す確実な方法を提供することができる。また、特定の処理実行に対して使用される疎油性成分の量は、第２の管部分３３４の体積又は生の液体材料３０８における疎油性成分の濃度を調整することで非常に簡単に調整可能である。

第３の弁３４０が液体供給システム３２０に導入されてもよい。第３の弁３４０は、第１の管部分３２２（即ち、管部分３２２と３２２’との間の）及び空気孔３４２に結合される。空気孔３４２は、必要に応じて、空気の管部分３２２、３２２’、３３４及び３２４（並びに、該当する場合には、３２２’’）をパージするために使用される。例えば、生の液体材料３０８及び不活性ガス３１２を保持する加圧ボトル３１０が変更される場合（例えば、生の液体材料３０８がボトルに残っていない場合）、空気は、管部分３２２、３２２’、３３４及び３２４（並びに、該当する場合には、３２２’’）に流れてもよい。第３の弁３４０及び空気孔３４２は、疎油性成分の有効性を低下させる、新しい生の液体材料３０８が空気と接触することを防止する。

液体供給システム３２０は、第３の弁３４０と第１の弁３３０との間に配置された流量計３４４を更に搭載してもよい。流量計３４４は、第２の管部分３３４が満たされる場合を判定するために使用される。例えば、第１の弁３３０が開けられる場合、流量計３４４は、生の液体材料３０８が第１の管部分３２２を流れているレートを検出することができる。フローレートを測定することによって、流量計３４４は、第２の管部分３３４が満たされているか否かの判定を補助することができる。例えば、第１の弁３３０が開けられ、且つ、第２の弁３３６が閉じられる場合、生の液体材料３０８は、第２の管部分３３４が充填されるまで第２の管部分３３４に流れる。第２の管部分３３４が充填されると、流量計３４４は、流れが停止したことを検出することができる。その際、流量計３４４を通過した生の液体材料３０８の量は、期待値と比較されてもよい。２つの値が一致する場合、第２の管部分３３４は所定の量で充填され、ショットは蒸発の準備が整っている。２つの値が一致しない場合、流量計３４４は、例えば、液体供給システム３２０における閉塞という問題を報告する。

図３Ｂは、本発明の実施形態に係るＰＶＤチャンバ（例えば、上述のＰＶＤチャンバ２１８）と動作するように組み込み可能な液体供給システム３２０’を示す概略図である。液体供給システム３２０’は、生の液体材料３０８の加圧ボトル３１０を組み込むことができる。不活性ガス３１２のみが生の液体材料３０８（即ち、疎油性成分）と接触して配置されるように、加圧ボトル３１０は、上述のガス源３１６（例えば、アルゴンガスライン）に接続されて背圧を液体供給システム３２０’に提供することができる。不活性ガス３１２は、圧力を更に提供して、生の液体材料３０８を加圧ボトル３１０から向け、且つ、１つ以上のマイクロシリンジ３４６及び供給シリンジ３４８に向けることができる。マイクロシリンジ３４６は、供給シリンジ３４８内外に生の液体材料３０８を厳密、且つ、均一に流すことができる。マイクロシリンジ３４６は、あらゆる適切な量の生の液体材料３０８を出力するように、選択又は制御されてもよい。いくつかの実施形態において、ガス源３１６によって提供された不活性ガス３１２は、背圧を提供し、マイクロシリンジ３４６を介して生の液体材料を移動させるために使用可能である。

マイクロシリンジ３４６は、生の液体材料３０８を蒸発ユニット３２６に分散するように動作可能な供給シリンジ３４８に、生の液体材料３０８を向けることができる。いくつかの実施形態において、マイクロシリンジ３４６は、測定された特定の量の生の液体材料３０８を供給シリンジ３４８に向けることができる。例えば、真空チャンバ（簡潔にするために示されない）に配置された電子デバイス部品のバッチ毎に、マイクロシリンジ３４６は、所定の量の生の液体材料３０８を供給シリンジ３４８に向けることができる。生の液体材料３０８のショットが供給シリンジ３４８に提供されると、弁３９０及び３９２が閉じられる。マイクロシリンジ３４６を使用することによって、電子デバイス部品のバッチ毎に一貫した量の生の液体材料３０８が蒸発ユニット３２６内に配置されることを保証するのを補助することができる。

供給シリンジ３４８は、あらゆる適切な手法を用いて、マイクロシリンジ３４６によって提供された生の液体材料３０８を排出することができる。例えば、ガス源３１６からの不活性ガス３１２（例えば、アルゴン又は窒素）は、供給シリンジ３４８から生の液体材料３０８を強制的に排出するために使用可能である。いくつかの実施形態において、供給シリンジ３４８は、液体を真空チャンバ内の蒸発ユニット３２６に向ける弁又はノズル３９４を含むことができる。例えば、供給シリンジ３４８は、ドロップ又はスプレー（例えば、１つ以上のストリームを有するスプレー）としての生の液体材料３０８を、蒸発ユニット３２６に提供することができる。蒸発ユニット３２６に到達すると、生の液体材料３０８は、疎油性成分が蒸発し、且つ、チャンバ内に配置された電子デバイス部品の上に付着することが可能になるように加熱される。

図４は、例示的な蒸発ユニット４２６を示す斜視図である。蒸発ユニット４２６は、例えば、本明細書において開示された実施形態の更なる利点を提供するために、蒸発ユニット２２６（図２）又は３２６（図３Ａ及び図３Ｂ）の代わりに使用されてもよい。蒸発ユニット４２６は、容器４５８と、蓋４６０と、つまみ４６２と、供給管４２４とを含む。いくつかの実施形態において、蓋４６０は、多くの孔４６６を有してもよく、それらの孔から生の液体材料が蒸気の形態で漏れることができる。蓋４６０は、容器４５８が液体供給システム（上述したが、簡潔にするために示されない）から生の液体材料を受け取れるように動作可能な開口部４６８を更に含んでもよい。

蒸発ユニット４２６は、生の液体材料を蒸発させるために、あらゆる適切な手段によって加熱される。例えば、いくつかの実施形態において、抵抗発熱体（簡潔にするために示されない）は、つまみ４６２に結合されていてもよい。蒸発ユニット４２６は、高温に耐えるように動作可能なあらゆる適切な材料から形成され、且つ、生の液体材料（例えば、モリブデンなどの高融点金属）に熱を効率的に伝達することができるようにしてもよい。同様に、供給管４２４は、蒸発ユニット４２６と接触するため、蒸発ユニット４２６に適用される高温に十分に耐える耐熱材料（例えば、炭素材料又はセラミック材料）から形成される。

蓋４６０は、必ずしも必要としないが、生の液体材料がＰＶＤチャンバ内で飛び散るのを防止し、且つ、他の利点を提供する。いくつかの実施形態において、液体供給システムが生の液体材料を蒸発ユニット４２６に送り出す場合、ＰＶＤチャンバは、高真空状態である。ＰＶＤチャンバ内の圧力が生の液体材料における賦形剤の蒸気圧よりも低い場合、賦形剤は、蒸発ユニット４２６に入った直後に沸騰して蒸発してもよい。従って、蓋４６０は、これらの状況において、賦形剤がＰＶＤチャンバ内で飛び散るのを防止するのに更に役立つ。孔４６６は、蒸発した賦形剤が排気ユニット（理解を容易にするために示されない）を介してＰＶＤチャンバから除去される前に、蒸発ユニット４２６を出るための排気口を提供することができる。

図５は、本発明の実施形態に係る疎油性被覆５００の直接液体蒸発のシステムを示す概略図である。システム５００は、ＰＶＤ真空チャンバ５１８を含む。真空ポンプ５７０は、ＰＶＤ真空チャンバ５１８内の圧力を２つの最適なレベル以上に低下させるように動作可能である。多くの電子デバイス部品５０６は、ＰＶＤ真空チャンバ５１８の内部に取り付けられていてもよい。また、ＰＶＤ真空チャンバ５１８の内部において、抵抗発熱体５７２が蒸発ユニット５２６に結合されている。システムは、蒸発ユニット５２６を支持する台５７４を含んでいてもよい。更に、（上述の供給管部分４２４に類似した）供給管５２４は、管部分、弁、シリンジ又は他の適切な部品の集合を含む液体供給システムに、蒸発ユニット５２６を結合する。

図５に示すような液体供給システムは、本発明の実施形態において、殆どＰＶＤ真空チャンバ５１８内に位置する。しかしながら、例えば、液体供給システムは、完全にＰＶＤ真空チャンバ５１８の内部に位置してもよいし、完全にＰＶＤ真空チャンバ５１８の外部に位置してもよいし、或いは、ＰＶＤ真空チャンバ５１８の内部及び外部の双方の部品を有してもよいことを理解することができる。例えば、液体供給システムは、第１の弁５３０と、第２の弁５３６と、第１の管部分５２２と、第２の管部分５３４と、第３の弁５４０と、空気孔５４２と、流量計５４４とを含む。

液体供給システムは、第１の管部分５２２によって、生の液体材料５０８及び不活性ガス５１２（例えば、アルゴン又は窒素）等を含む加圧ボトル５１０に結合される。不活性ガス５１２は、ガス源５１６によって、ホース又はパイプ５１４を介して供給される。冷却器５７６は、加圧ボトル５１０の内容物を所望の温度及び／又は湿度の範囲内に維持するために、システム５００に含まれていてもよい。生の液体材料５０８の有効寿命は、例えば、涼しい乾燥した環境に保管される場合には延長される。

図６Ａは、本発明の実施形態に係るバッチ液体ＰＶＤシステム６００を概略的に示す横断面図である。システム６００は、ＰＶＤ真空チャンバ６１８と、回転パレット６７８と、回転パレット６７８に取り付けられた電子デバイス部品６０６と、蒸発ユニット６２６と、抵抗発熱体６７２とを含む。システムは、蒸発ユニット６２６を支持するように動作可能な台６７４を更に含む。

バッチ液体ＰＶＤ真空システム６００は、ＰＶＤ処理を実行する度にロード及びアップロードされる。その処理は、ＰＶＤ真空チャンバ６１８において真空を発生させることと、生の液体材料を蒸発ユニット６２６に導入することと、抵抗発熱体６７２で蒸発ユニット６２６を加熱すること（それにより、電子デバイス部品６０６を被覆できる分子（例えば、疎油性材料）の蒸発した雲を発生させること）と、ＰＶＤ真空チャンバ６１８を周囲圧力に戻すことと、被覆された電子デバイス部品６０６を除去することとを含む。

図６Ｂは、本発明の実施形態に係るバッチ液体ＰＶＤシステム６００’を概略的に示す横断面図である。バッチＰＶＤシステム６００’は、２つ以上の蒸発ユニット６２６を含むことを除いて、バッチＰＶＤシステム６００と同一である。同様に、システム６００’は、２つ以上の蒸発ユニット６２６を加熱し、且つ、支持するように動作可能な２つ以上の抵抗発熱体６７２及び台６７４を含む。バッチ液体ＰＶＤシステム６００’内の２つ以上の蒸発ユニット６２６を利用することによって、１つの蒸発ユニット６２６しか使用されないバッチ液体ＰＶＤシステム６００と比較して、電子デバイス部品６０６を、被覆分子（例えば、疎油性成分）によって更に一貫して被覆することができる。

図７は、本発明の一実施形態に係るインライン液体ＰＶＤシステム７００を示す概略図である。インライン液体処理システム７００は、全てのチャンバに対して一定の圧力レベルを維持するように共に結合された、いくつかの真空チャンバ（例えば、５個）７１８を含む。各真空チャンバ７１８は、電子デバイス部品７０６が取り付けられる回転パレット７７８を含む。本実施形態において、部品７０６が取り付けられる回転パレット７７８は、被覆後に予備排気チャンバ７８２に集められてもよい。回転パレット７７８が取り付けられるコンベア７８４を使用いることによって、回転パレット７７８を集める（収集する）ことができるようにしてもよい。コンベア７８４は、予備真空排気チャンバ７８０、真空チャンバ７１８及び予備排気チャンバ７８２を含むチャンバ間に回転パレット７７８を搬送するように動作可能である。全ての回転パレット７７８が集められると、予備排気チャンバ７８２は、周囲圧力に戻されて開けられる。そして、電子デバイス部品７０６が除去される。各真空チャンバ７１８は、蒸発ユニット７２６、抵抗発熱体７７２及び台７７４の１つ以上の集合を含んでいてもよい。

インライン液体ＰＶＤシステム７００の１つの利点は、上述のバッチ液体ＰＶＤシステム（例えば、システム６００又は６００’）と比較して、処理能力を増加できることである。例えば、真空チャンバ７１８の真空レベルが常に維持されてもよい。従って、電子デバイス部品７０６は、周囲圧力で予備真空排気チャンバ７８０の回転パレット７７８上に取り付けられる。そして、予備真空排気チャンバ７８０における圧力は、真空チャンバ７１８及び予備排気チャンバ７８２内に維持された圧力に一致するように低下される。圧力が一致した後、コンベア７８４は、ＰＶＤ処理のために、多くの回転パレット７７８を多くの真空チャンバ７１８に搬送する（即ち、各真空チャンバ７１８は、１つの回転パレット７７８を含むべきである）。処理の後、コンベア７８４は、回転パレット７７８を予備排気チャンバ７８２に搬送する。そして、予備排気チャンバ７８２における圧力が周囲圧力に一致すると、予備排気チャンバ７８２は、真空チャンバ７１８から密閉される。その後予備排気チャンバ７８２が開けられ、電子デバイス部品７０６は回転パレット７７８から除去される。このように、多くの電子デバイス部品が１つの処理実行において被覆されるのに対し、真空チャンバ７１８において真空を維持でき、ＰＶＤ処理が実行される度に全ての真空チャンバ７１８において真空を誘起及び排気する時間を割く必要はない。

図８は、疎油性被覆を形成する直接液体蒸発の処理８００を示すフローチャートである。処理８００の説明を簡略化するために、図５、図６Ａ、図６Ｂ及び図７の要素を参照する。疎油性被覆は、電子デバイス部品５０６（例えば、電子デバイス１００の（図１に示され、且つ、上述されたような）ウィンドウ１０６を被覆するのに適していてもよい。処理８００は、ステップ８０２から開始し、電子デバイス部品５０６は、ＰＶＤ真空チャンバ５１８にロードされる。いくつかの実施形態において、３００個以上の電子デバイス部品５０６がＰＶＤ真空チャンバ５１８にロードされる。次に、不活性ガス５１２（例えば、アルゴン又は窒素）をガス源５１６から加圧ボトル５１０に流す（ステップ８０４）。そして、真空ポンプ５７０は、ＰＶＤ真空チャンバ５１８における圧力を最適なレベルに低下させるように起動される（ステップ８０６）。

圧力センサは、ＰＶＤ真空チャンバ５１８内で最適な圧力に達したか否かを判定する（ステップ８０８）ために使用されてもよい。例えば、最適な圧力は、生の液体材料における賦形剤の蒸気圧を僅かに上回ってもよい（賦形剤が蒸発ユニットに導入され、激しく沸騰するのを防止するために）。ＰＶＤ真空チャンバ内の最適な圧力に達すると、第１の弁５３０は、生の液体材料５０８を、第１の管部分５２２を介して、加圧ボトル５１０から第２の管部分５３４に流せるように開けられる（ステップ８１０）。ステップ８１２は、第２の管が充填されるか否かを判定するためのステップである。いくつかの実施形態において、流量計５４４は、第２の管部分５３４が充填されるかを判定するステップを補助するために使用可能である。

第２の管部分５３４が充填されると、第１の弁５３０が閉じられる（ステップ８１４）。第２の弁５３６は、第２の管部分５３４における生の液体材料５０８を、供給管５２４を介して蒸発ユニット５２６に流せるように開かれる（ステップ８１６）。いくつかの実施形態において、ＰＶＤ真空チャンバ５１８における真空は、第２の管部分５３４における全ての生の液体材料５０８が蒸発ユニット５２６に引き込まれることを保証するのに十分である。第２の管部分５２４が空になると、第２の弁５３６が閉じられる（ステップ８１８）。

次に、真空ポンプ５７０は、ＰＶＤ真空チャンバ５１８における圧力を第２の最適な圧力レベルに低下させるように起動される（ステップ８２０）。例えば、第２の最適な圧縮レベルは、生の液体材料５０８における賦形剤が完全に蒸発し、且つ、疎油性成分の全ての分子が電子デバイス部品５０６に到達し、且つ、それを被覆するのに十分に長い平均自由工程を有することを保証できるようにするのに十分である。ステップ８２０が完了すると、疎油性成分のみが蒸発ユニット５２６に残る。

第２の最適な圧縮レベルに達すると、蒸発ユニット５２６は、疎油性成分を蒸発させるのに適した温度に加熱される（例えば、抵抗発熱体５７２を使用して）（ステップ８２２）。疎油性成分が完全に蒸発すると（例えば、所定の時間が経過した後）、抵抗発熱体５７２がｏｆｆにされる（ステップ８２４）。そして、あらゆる適切な手段を使用してシステムの種類が判定される（例えば、バッチ又はインライン）（ステップ８２６）。例えば、更なる論理素子は、システムがバッチシステムであるか、又は、インラインシステムであるかを判定し、或いは、システムの種類は、予め認識されていてもよい。

いくつかの実施形態において、単一の真空チャンバ６１８が電子デバイス部品６０６の各集合を被覆するために使用されるバッチ液体物理蒸着システム６００が使用される。そのような実施形態において、真空チャンバ６１８は、周囲圧力に戻されて開けられる（ステップ８２８）。電子デバイス部品６０６（この時点で疎油性被覆で被覆された）は、除去される（ステップ８３０）。

他の実施形態において、いくつかの真空チャンバ７１８（例えば、５個）が全てのチャンバに対して一定の圧力レベルを維持するように共に結合されるインライン液体物理蒸着システム７００が使用される。各真空チャンバ７１８は、電子デバイス部品７０６が取り付けられる、少なくとも１つの回転平パレット７７８を含む。これらの実施形態において、部品７０６が取り付けられる回転パレット７７８は、予備排気チャンバ７８２に集められる（ステップ８３２）。全ての回転パレット７７８が集められると、予備排気チャンバ７８２は、周囲圧力に戻されて開けられる（ステップ８３４）。そして、被覆された電子デバイス部品７０６が除去される（ステップ８３６）。

上述の実施形態は、限定するためではなく、例示するために提示される。１つの実施形態の１つ以上の特徴は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくシステム及び／又は方法を提供するように、別の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わせ可能であることが理解される。本発明は、後続の特許請求の範囲によってのみ制限される。

Claims (19)

1. 物理蒸着のための蒸発ユニットであって、
   生の液体材料を受け取る容器と、
   前記生の液体を前記容器に挿入する開口部と、前記生の液体材料が蒸気の形態である場合に前記生の液体材料が漏れるように構成された複数の孔とを含み、前記容器に結合された蓋と、
   第１の発熱体を受ける第１の端及び前記蓋の第１の側面に結合された第２の端を含み、前記蓋の前記第１の側面に結合された第１のつまみと、
   第２の発熱体を受ける第３の端及び前記蓋の第２の側面に結合された第４の端を含み、前記蓋の前記第２の側面に結合された第２のつまみと、
   前記開口部に結合され、液状の前記生の液体材料を前記容器に向ける供給管と、
   を備えることを特徴とする蒸発ユニット。
2. 前記第１の発熱体と前記第２の発熱体とは、個別の発熱ユニットであることを特徴とする請求項１に記載の蒸発ユニット。
3. 前記生の液体材料は、
   疎油性成分と、
   賦形剤と、
   から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸発ユニット。
4. 前記容器及び前記蓋は、モリブデンから構成されていることを特徴とする請求項２に記載の蒸発ユニット。
5. 前記供給管は、耐熱炭素材料から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の蒸発ユニット。
6. 前記供給管は、セラミック材料から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の蒸発ユニット。
7. 液状の前記生の液体材料を格納する加圧ボトルと、
   前記加圧ボトルに背圧を供給する圧力源と、
   前記加圧ボトルに流動的に結合された第１の管部分と、
   前記生の液体材料を選択的に前記管部分に流す少なくとも１つの弁と、
   を更に備え、
   前記第１の管部分は、前記容器に結合され、且つ、前記加圧ボトルから流れる前記生の液体材料を受け取ることを特徴とする請求項１に記載の蒸発ユニット。
8. 前記圧力源は、ガス源であることを特徴とする請求項７に記載の蒸発ユニット。
9. 物理蒸着真空チャンバを更に備えることを特徴とする請求項７に記載の蒸発ユニット。
10. 前記加圧ボトルは、冷却された環境で格納されることを特徴とする請求項９に記載の蒸発ユニット。
11. 前記少なくとも１つの弁は、
    第１の端部が前記少なくとも１つの弁に流動的に結合される第２の管部分と、
    第１の側部が前記第２の管部分の第２の端部に結合され、且つ、第２の側部が前記供給管に流動的に結合される第２の弁と、
    を含む液体供給システムに流動的に結合されることを特徴とする請求項９に記載の蒸発ユニット。
12. 前記少なくとも１つの弁は、
    前記加圧ボトル及び少なくとも１つの供給シリンジに流動的に結合された少なくとも１つのマイクロシリンジと、
    少なくとも１つのマイクロシリンジ及び蒸発ユニットに流動的に結合された少なくとも１つの供給シリンジと、
    を含む液体供給システムに流動的に結合されることを特徴とする請求項９に記載の蒸発ユニット。
13. 前記ガス源は、前記少なくとも１つのマイクロシリンジ及び前記少なくとも１つの供給シリンジに圧力を提供することを特徴とする請求項１２に記載の蒸発ユニット。
14. 前記蒸発ユニットは、バッチ液体物理蒸着システムであることを特徴とする請求項９に記載の蒸発ユニット。
15. 前記蒸発ユニットは、インライン液体物理蒸着システムであることを特徴とする請求項９に記載の蒸発ユニット。
16. 前記蒸発ユニットがバッチ液体物理蒸着システムであるのか、又は、インライン液体物理蒸着システムであるのかを判定する論理素子を更に備えることを特徴とする請求項９に記載の蒸発ユニット。
17. 前記蒸発ユニットがバッチ液体物理蒸着システムであるのか、又は、インライン液体物理蒸着システムであるのかが予め認識されていることを特徴とする請求項９に記載の蒸発ユニット。
18. 前記物理蒸着真空チャンバは、前記生の液体材料を前記蒸発ユニットに挿入する前に、第１の最適な圧力で保持されることを特徴とする請求項９に記載の蒸発ユニット。
19. 前記生の液体材料を前記蒸発ユニットに挿入した後、且つ、前記生の液体材料を蒸発させるために前記蒸発ユニットを加熱する前に、前記物理蒸着真空チャンバにおける圧力を第２の最適なレベルに低下させることを更に備えることを特徴とする請求項１８に記載の蒸発ユニット。

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