TWI655975B - 塗層 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示將塗層施加至器件之方法，該器件具有容納於外殼中之一或多個組件。將液體塗層前體施加至該外殼內表面之至少一部分及/或該外殼內該一或多個組件之至少一部分。將低壓條件施加至封閉式外殼，該等低壓條件足以使得該液體塗層前體蒸發並起始該液體塗層前體，以藉此使得該塗層形成於該器件之內表面之至少一部分上。

Description

塗層
本發明係關於將塗層施加至物件之新穎方法及藉由此方法塗覆之物件。具體而言，本發明係關於將塗層施加至諸如電子或電器件等物件之內表面。
電子及電器件對液體、具體而言水之污染較為敏感，該等液體可在電子或電組件之間造成短路並造成組件(例如電路板、電子晶片等)之腐蝕。
可攜式、手持式及可穿戴器件尤其具有因液體污染而損壞之風險，此乃因其暴露於環境液體(例如雨水或來自浴室之蒸汽)之機率較高。手持式器件尤其易於意外濺射或掉入液體中。具體而言，電子器件(例如行動電話、平板電腦、呼叫器、收音機、助聽器、膝上型電腦、筆記型電腦、掌上型電腦及個人數位助理(PDA))皆尤其具有因液體污染而損壞之風險。
除電子及電器件以外，亦期望將塗層施加至眾多其他產品來增強其性能。例如，在實驗室設備(例如吸管尖端)上提供斥液體性塗層具有使試劑之存留減至最少且由此增加準確度之優點。
已知將聚合塗層沈積至眾多表面上之電漿沈積技術之使用。認為此技術係清潔、乾燥之技術，與習用濕化學方法相比其生成極少廢棄物。使用此方法，電漿係自經受電場之有機分子生成。當在基板存 在下實施該方法時，電漿中化合物之自由基於基板上聚合。習用聚合物合成將產生含有單體物質之重複單元之結構；而使用電漿生成之聚合物網狀物可能極其分散、複雜且不規則。所得塗層之性質可端視基板之性質以及所用單體之性質及其沈積條件而定。
照慣例，將欲塗覆之基板置於電漿室中並將單體引入該室中同時施加電漿，從而使得聚合塗層主要形成於基板之外表面上。
WO2005/021833闡述用於在(例如)注射器中經由單體保持液體形式之電漿聚合形成塗層並經由超音波噴嘴供應至電漿室中之裝置。另一選擇為，液體單體可在進入超音波噴嘴前氣化。
WO 2007/083122闡述藉由電漿聚合將聚合物層施加至電子或電器件以保護該等器件免受液體損壞之方法。將聚合物層施加至完全組裝之器件或個別組件之外表面。在兩種情形下，將電子或電器件連同欲以氣態沈積之材料一起置於電漿室中。
電子或電器件通常包含容納於包殼內之電子及/或電組件。申請者已發現，當使用先前技術方法藉由電漿聚合處理完全組裝之電子或電器件時，由於缺乏單體至器件中之擴散而限制電子或電器件內表面(即包殼內表面及/或電子及/或電組件之表面)上塗層之量。
人們已知在組裝成電子或電器件之前個別地處理電子及/或電組件，但此方法可能由於觸點上之塗層而干擾電話之工作或在大規模製造中不具吸引力且代價較高。
雖然遠快於濕化學技術，但藉由電漿聚合施加塗層之先前技術目前太慢而無法在電子或電器件之製程期間「在線」使用。該等先前技術需要在塗覆之前對所處理物品「除氣」(即驅趕物品中之經吸收或陷獲氣體或蒸氣)之步驟，其通常係藉由將物品暴露於室內之減壓下達成；該等步驟給製程增加顯著時間。例如，藉由先前技術方法處理組裝之行動電話之典型製程時間為90分鐘/批次，其對於在線製程 中所需要之所需<24秒之產距時間而言太慢。
根據本發明之第一態樣，提供將塗層施加至器件之方法，該器件包含容納於外殼中之一或多個組件，該方法包含以下步驟：(i)將液體塗層前體施加至外殼內表面之至少一部分及/或一或多個組件之至少一部分；(ii)將低於大氣壓力之條件施加至封閉式外殼，其中一或多個組件在外殼內部，壓力條件足以使得液體塗層前體蒸發；及(iii)起始液體塗層前體，藉此使得在器件之內表面之至少一部分上自液體前體形成塗層。
塗層可包含斥液體性塗層、具體而言斥水性及/或斥油性塗層。在將斥液體性塗層施加於器件之外殼內部時，塗層非常有效。保護器件免受其影響之液體來源包括環境液體，例如水，且具體而言雨水、海水、濕氣以及可能意外洩露之任何其他油或液體。另外，亦可因缺乏水分吸收從而將抑制生長顯示抗微生物/抗細菌性質。另外或另一選擇為，塗層可具有低介電常數。
液體塗層前體之活化可包含施加激勵場及/或電離場。激勵及/或電離場包含電漿，例如可藉由電漿聚合形成塗層。另一選擇為，激勵及/或電離場/前體活化係選自潘寧電離(penning ionization)、雷射、基於大氣之電漿、自由基起始劑及電磁波長之光(包括可見光及紅外光)。另一選擇為，液體塗層前體之活化可包含起始及氧化化學氣相沈積。
塗層可包含聚合物塗層。在此情形中，前體可稱作單體。
此方法具有不需要針對器件之除氣製程步驟(即驅趕溶解於或陷獲於器件中之氣體/蒸氣)之優點；此係由於以下事實：前體係局部分 配且可應付外殼內部之高水分含量。由於可免除除氣步驟，故該製程較先前技術方法遠遠更快，與先前技術之90min相比，其通常在10分鐘/批次下。因此，申請者已成功地創建每一器件利用足夠短的製程時間及產距時間來製備適於在組裝線內施加之塗層之方法。因此，在一個實施例中，在施加液體塗層前體之前器件未經乾燥或除氣。
可在電子或電器件之組裝線期間、例如在線結束時施加塗層。施加塗層之方法適於分批及連續製程。此方法尤其適於在電子或電器件(例如行動電話)之組裝線期間施加。
可在多個位置處施加液體塗層前體，該等位置可經選擇以最佳化塗層之性能。例如，可在接近外殼中之孔之位置及/或易受液體損害影響之位置(例如易於腐蝕之位置)施加斥液體性塗層。
在步驟(i)中施加液體塗層前體之方法可包含以多個液滴形式噴霧或施加液體塗層前體。另一選擇為，該方法可包含將浸泡於液體塗層前體中之材料置於外殼中。可在電子或電器件之在線製程中施加液體塗層前體。可在步驟(iv)中施加電離場前至多120分鐘且更佳地至多10分鐘在步驟(i)中施加液體塗層前體。在施加液體塗層前體與起始液體塗層前體之間之延遲將取決於前體之選擇及其蒸發速率。
可在步驟(i)中將液體塗層前體直接施加至外殼之內表面及/或外殼內一或多個組件之至少一部分或施加至附接至該外殼及/或一或多個組件之材料上。材料可為選自(例如)棉花、紙、纖維素、沸石或其他多孔材料之吸收劑。該方法可進一步包含以下步驟：在經分配液體塗層前體上方施加可移除障壁層並在步驟(ii)中封閉外殼前移除障壁層。可移除障壁層形成減少液體塗層前體之蒸發、使得液體塗層前體能夠在製程中早先施加之障壁。若液體塗層前體尤其具有揮發性，則此尤其有用。可移除障壁層可包含容許其易於附接及移除之黏著劑，例如低黏性黏著劑。可移除障壁層可包含選自聚合物或金屬箔之材 料。
在步驟(i)中施加液體塗層前體之方法並非限於以液體狀態施加塗層前體。例如，步驟(i)可包含將外殼之內表面及/或外殼內之一或多個組件之至少一部分暴露於塗層前體之蒸氣，及隨後將蒸氣冷凝於至外殼之內表面及/或一或多個組件之至少一部分上。
該方法不需要為欲施加至外殼之內表面及/或外殼內之一或多個組件之至少一部分之液體塗層前體打開外殼。例如，可藉助外殼中之孔噴霧液體塗層前體或可藉助外殼中之孔引入塗層前體之蒸氣，隨後進行冷凝。
器件可包含電子或電器件。電及電子器件之具體實例包括通信器件(例如行動電話及呼叫器)；收音機及聲音及聲頻系統，例如擴音器、麥克風、電鈴或蜂鳴器、助聽器、個人聲頻設備(例如個人CD、卡式磁帶或MP3播放機)、電視、DVD播放機(包括可攜式DVD播放機)、視訊記錄器、數位及其他機上盒(例如Sky、電腦及相關組件(例如膝上型電腦、筆記型電腦、平板電腦或掌上型電腦、個人數位助理(PDA)、鍵盤)或測試儀器、遊戲主控台(具體而言手持式遊戲機及諸如此類))；或室外照明系統。
在一個實施例中，器件包含實驗室設備。例如，實驗室設備之一或多個物件(例如吸管尖端)可容納在容器中。在此情形中，容器包含外殼且實驗室設備之一或多個物件包含一或多個組件。
除自外殼內部擴散外，不需使外殼之外表面暴露於液體塗層前體；內表面上之斥液體性塗層將給予外表面上無斥液體性塗層之電子或電器件足夠的保護。然而，亦可塗覆外殼之外表面；在此情形中，可如在先前技術中在施加激勵及/或電離場時藉由毗鄰外殼之外表面提供呈霧化或氣化形式之塗層前體而與內表面同時塗覆外殼之外表面。
在一個實施例中，該方法係在反應室中進行，其中將塗層前體進給至反應室中，從而使得在外殼之外表面上形成聚合塗層。在另一實施例中，該方法係在反應室中進行，且其中未將塗層前體進給至反應室中。
該方法具有較不可能發生外殼外部褪色之優點。當塗層厚度超過特定量時可發生褪色。較高生長速率在某些條件(例如經分配前體之體積增加及/或較高壓力)下可造成較厚塗層及潛在褪色。藉由將液體塗層前體分配於外殼內部，並非如在先前技術方法中依賴前體自外殼外側之擴散。因此，用於塗覆外表面之前體(若使用)之體積可保持較低，從而確保產生薄塗層且藉此避免褪色。
液體塗層前體可包含單一前體。另一選擇為，液體塗層前體可包含兩種或更多種不同前體。例如，可預混合兩種或更多種不同前體或可單獨施加其。
液體塗層前體可包含式(I)之化合物
其中R1、R2及R3獨立地選自氫、烷基、鹵烷基或視情況經鹵基取代之芳基；且R4係基團X-R5，其中R5係烷基或鹵烷基且X係鍵；式-C(O)O(CH2)nY-之基團，其中n係1至10之整數且Y係鍵或磺醯胺基團；或基團-(O)PR6(O)q(CH2)t-，其中R6係視情況經鹵基取代之芳基，p係0或1，q係0或1且t係0或1至10之整數，前提係倘若q係1，則t不為0。
液體前體可包含式(II)之化合物CH2=CR7C(O)O(CH2)nR5(II)
其中n係1至10之整數，R5係烷基或鹵烷基且R7係氫、C1-10烷基或C1-10鹵烷基。
液體前體可選自丙烯酸1H,1H,2H,2H-全氟辛基酯及丙烯酸1H,1H,2H,2H-十七氟癸基酯。
可藉由電漿聚合形成塗層。以有效方式發生電漿聚合之精確條件將端視諸如單體之性質、器件等因素而變化且將使用常規方法及/或技術來確定。
用於本發明方法中之適宜電漿包括非均衡電漿，例如彼等由射頻(RF)、微波或直流電(DC)所生成者。如業內已知，其可在次大氣壓下操作。然而，其尤其由射頻(RF)生成。
可使用各種形式之設備來生成氣態電漿。通常，該等設備包含在其中可生成電漿之容器或電漿室。該設備之具體實例闡述於(例如)WO2005/089961及WO02/28548中，該等專利之內容係以引用方式併入本文中，但可利用許多其他習用電漿生成裝置。
一般而言，將欲處理之物品置於具有欲沈積之材料之電漿室內，在室內點燃輝光放電並施加適宜電壓，該電壓可為連續波或脈衝的。
電漿內所使用之氣體可包含惰性氣體(例如氦或氬)、前體化合物之蒸氣或兩者之混合物。倘若使用前體化合物之蒸氣，則將在除內表面外之外殼外表面上形成塗層。
施加於外殼內部之液體塗層前體之量將在一定程度上取決於所使用具體單體之性質、所處理器件之性質、電漿室之大小、所處理物體之大小等。然而，其較佳地在1nl至10ml之範圍內，更佳地1μl至200μl，其尤其適於移動手持式器件。
在所有情形中，輝光放電適於藉由施加高頻電壓(例如在13.56MHz下)點燃。此適於使用電極施加，該等電極可在室內或室外，但在較大室之情形下係在室內。
低壓條件在0.1毫托至1000毫托之範圍內，所用壓力條件強烈地 取決於所用體積及單體之選擇以及基板溫度。
所施加場適宜地為1W至2000W之功率，適宜地在約100W峰值功率下，所用功率強烈地取決於反應室之大小。若使用脈衝，則以產生極低平均功率之順序、例如以開啟時間：斷開時間之比率在1：1至1：3000範圍內之順序施加脈衝。該順序之具體實例係功率開啟20-50μs(例如約30μs)並斷開1000μs至30000μs、具體而言約20000μs之順序。以此方式獲得之典型平均功率為0.01W。使用連續波電漿已達成良好結果。X：1之開啟：斷開比率(其中X在介於>1與無窮間之範圍內)產生有效充當連續波電漿之場。
端視式(I)化合物之性質及器件等，適宜地施加場1秒至90分鐘、較佳地0.1分鐘至60分鐘。
適宜地，尤其當該等器件之大小較小時，所使用電漿室之體積足以容納多個器件。
根據本發明產生器件之尤其適宜之裝置闡述於WO2005/089961中，該案之內容係以引用方式併入本文中。
該室可為可密封容器以容許分批製程，或其可包含用於電或電子器件之入口及出口，以使其在連續製程中加以利用。具體而言，在後一情形下，使用高體積幫浦維持該室內產生電漿放電所需之壓力條件，如在(例如)具有「嘯聲洩漏」之器件中所常用。
本發明之第二態樣提供包含已藉由如前述技術方案中任一項之方法施加之聚合物塗層之器件。
本發明之第三態樣提供包含已藉由如前述技術方案中任一項之方法施加之塗層之電子或電器件。
本發明之第四態樣提供包含已藉由如前述技術方案中任一項之方法施加之塗層之實驗室設備之物品。
在本說明書之整個敘述及申請專利範圍中，詞語「包含 (comprise)」及「含有(contain)」及該等詞語之變化形式(例如「包含(comprising及comprises)」)意指「包括但不限於」，且不排除其他組件或步驟。此外，除非上下文另有需要，否則單數涵蓋複數：具體而言，除非上下文另有需要，否則倘若使用不定冠詞，則應將本說明書理解為涵蓋複數形式以及單數形式。
本發明每一態樣之較佳特徵可如結合其他態樣中之任一者所闡述。自以下實例將明瞭本發明之其他特徵。一般而言，本發明延伸至本說明書(包括任何隨附申請專利範圍及附圖)中所揭示特徵之任一新穎特徵或任一新穎特徵組合。因此，結合本發明之具體態樣、實施例或實例闡述之特徵、特性、化合物、化學部分或基團應理解為適用於本文所闡述之任何其他態樣、實施例或實例，除非與其不相容。此外，除非另有闡述，否則本文所揭示之任一特徵可由用於相同或類似目的之替代特徵來代替。
倘若上限及下限係針對性質引用，則亦可隱含藉由任一上限與任一下限之組合所定義之眾多值。
10‧‧‧包殼
12‧‧‧單體液滴
14‧‧‧值
16‧‧‧棉花條
18‧‧‧鋁試樣
20‧‧‧棉花
現將參照下列非限制性實例及隨附說明性圖來進一步闡述本發明，其中：圖1顯示單體在置於包殼內表面上之棉府綢上之三種不同的分佈型式；圖2顯示經單體處理之包殼之各個位置上之斥水性結果值；1個15μl之液滴(型式I)及3個各5μl之液滴(型式II)；圖3顯示單體液滴呈型式III直接於ABS表面上之包殼；且圖4顯示內部具有鋁試樣且單體液滴呈型式III之兩種包殼。
實例1 將單體沈積於行動電話塗層內部
將丙烯酸1H,1H,2H,2H-十七氟癸基酯(Apollo PC04389E,95%+純度)之液滴沈積至行動電話包殼之內部上，之後使該等包殼經受電漿聚合製程。行動電話包殼係自ABS製得且具有70mm×135mm之尺寸以及兩個直徑為5mm之圓形孔。將一片尺寸為60mm×130mm之棉府綢置於每一包殼內部並使用可調節之微量吸管以不同的體積及分佈型式將單體液滴施加至棉府綢。然後，封閉包殼並使其經受電漿聚合製程。
以下實例中所使用之不同的單體分佈顯示於圖1中，該圖顯示包殼10及單體液滴12；分佈型式I、II及III分別具有1個液滴、3個液滴及5個液滴。在此實例中，將1個15μl之液滴(圖1之型式I)與3個各5μl之液滴(圖1中之型式II)進行比較，以確定在單個區域中與多個相當均勻地鋪展之區域中施加之間之任何差異。使用相同總體積之單體容許排除由不充足單體造成之潛在差異。
在如上文所闡述將單體液滴施加至包殼之內表面後，封閉包殼並將其置於電容耦合之電漿反應器容器內部。所用電漿反應器容器為矩形，且體積為90l。電漿反應器容器具有接地之反應器壁及由與反應器相同之材料製得之RF供電電極。將包殼置於電極與壁之間。使用達到低於4毫托之基礎壓力之真空幫浦將反應器抽真空且製程壓力為低大氣壓力。藉由在電極與接地壁之間施加之13.56MHz之脈衝及連續射頻生成冷電漿。在製程結束時，將電漿反應器容器減壓至大氣壓力以移除經處理材料。
亦將丙烯酸1H,1H,2H,2H-十七氟癸基酯(Apollo PC04389E,95%+純度)置於連接至電漿反應器容器之單體管中。
然後，使包殼經受下文所概述之製程A或製程B。在實例1中，使用製程A。
製程A：
處理室具有80mT之開始壓力且然後經20sec將其進一步抽至低於30mT，在該壓力下實施30sec除氣檢查(OGR)。然後以300W之功率將連續電漿(CW)施加30s，在進入CW中10sec後，將來自單體管之第一噴射之單體(128μl)引入室中。在施加連續波電漿後，將來自單體管之預噴射單體(各128μl)施加至室。然後，點燃脈衝電漿，隨後在脈衝條件(壓力=30mT，時間=20s，功率=400W，且脈衝型態為37μs開啟及10ms斷開)下將來自單體管之另一噴射之單體(128μl)引入室中。在完成電漿處理後，將室清潔180sec。
製程B：
處理室具有80mT之開始壓力，在該壓力下以300W之功率將連續電漿(CW)施加30s，同時將室進一步抽至30mT。在進入CW中10sec後，將來自單體管之第一噴射之單體(128μl)引入室中。在施加連續波電漿後，將來自單體管之預噴射單體(各128μl)施加至室。然後，點燃脈衝電漿，隨後在脈衝條件(壓力=30mT，時間=20s，功率=400W，且脈衝型態為37μs開啟及10ms斷開)下將來自單體管之另一噴射之單體(128μl)引入室中。在完成電漿處理後，將室清潔180sec。
量測
使用類似於AATCC193-2003方法(「Water/Alcohol Solution Resistance Test」)之斥水性等級測試如上文所闡述經塗覆之ABS包殼中之棉花。所使用之評級再現於表1中。
將約30μl去離子水/異丙醇液滴(根據表1混合)輕輕地置於欲研究之棉花表面上。10sec後，移除液滴並觀察棉花之潤濕。若發生潤濕，則將此計數作為失敗。若不存在潤濕，則其為通過且使用表1之下一列中之百分比組合重複該程序直至塗層損壞。給予該塗層其通過之最高評級。
應用此測試方法以評估在包殼內部經處理之棉花片。然後，將1個15μl之液滴(圖1中之型式I)與3個液滴(各5μl)(圖1中之型式II)進行比較。斥水性測試之結果顯示於圖2中，其顯示在包殼10上測試之不同位置處之值14。發現棉花中心中之單一液滴導致非均勻塗層，且一些區域之表現比其他區域差，同時相隔更遠分散開之較小液滴產生均勻性表現良好之塗層。
實例2 對照包殼
在與實例1相同之條件下(使用製程A)處理內部不含單體之對照包殼。在此情形中，所產生之任一塗層完全來自於製程之CW及PW階段期間引入室中之單體。
斥水性測試之結果顯示，除ABS中存在洞之兩個斑點以外，對照 包殼內部實際上沒有塗層。
實例3 時間研究-將單體分配於棉花上
將3μl滴單體置於棉花上並經16分鐘觀察。在此時間已流逝後，視覺檢查該滴且未觀察到蒸發。使用實例1之製程A之後續電漿處理顯示9之斥水性數值。
由於約250℃之高沸點，單體浸泡至棉花中而不會因蒸發損失太多。此指示可在暴露於電漿前將單體分配合理時間，從而使得其適於應用於產生中。
此實例顯示，適宜浸泡材料容許單體在所定義之浸泡時間段後充分蒸發。
實例4 將單體沈積於ABS上
以分佈型式III將單體直接分配於ABS包殼中，如圖3中所說明。亦將棉花條16作為證據片置於包殼中。在第一實驗中，每一液滴之體積為1μl，而在第二實驗中，每一液滴之體積為3μl。將包殼打開23分鐘，此後檢查液滴。
在23min之時段後，單體並未藉助蒸發而存在可見損失。使用實例1之製程A之後續電漿處理顯示3μl之斥水性數值為9且1μl之斥水性數值為4，從而顯示抽真空至棉花摻雜之包殼期間之蒸發速率存在明顯差異。此顯示可在產生中將單體施加至ABS包殼，且可在延遲時間後進行電漿處理，而不會顯著損失單體。
實例5 處理金屬
將鋁試樣18置於包殼10中，一個包殼具有棉花20且一個包殼沒有棉花，如圖4中所說明。如分佈型式III中所顯示放置5×3μl單體液 滴12並使用實例1之製程進行處理。
在利用製程A處理後，並未留下單體。使用VCA Optima(ACT Products公司)量測經處理包殼之接觸角度。接觸角度量測顯示鋁上平均118°及ABS外側上115°之優良結果。
實例6 外部塗層
針對使用製程A(闡述於實例1中)之運行使用色彩變化量測(△E94，設備：x-rite)及接觸角度量測表徵外部塗層。對於ABS包殼之外表面，分析總共3次運行且顯示0.23之平均△E94(通過=<1)及117.0°之平均接觸角度(CV 1.3%)。此證實的確產生外部塗層且在製程期間引入之單體足以通過褪色及CAM測試。
實例7
將30×1μl之丙烯酸1H,1H,2H,2H-全氟辛基酯液滴均勻置於ABS包殼中。出於評估原因，ABS包殼含有棉府綢片。在分配單體後，封閉ABS包殼且將其置於類似於實例1-7中所使用之90l室之20公升真空室內部。將壓力減小至250mT，在該壓力下使用100W連續波射頻(13.56MHz)衝擊電漿。然後，使壓力進一步降低至100mT且然後使其快速上升至200mT製程壓力。在已經過65sec後，切斷RF並將室抽真空30sec，隨後減壓。總製程時間為140sec。此製程得到高達W9之斥水性值，而未觀察到包殼外側之視覺外觀發生顯著改變。
實例8 行動電話處理
將塗覆行動電話機殼之內表面之製程與藉由習用方法施加之塗層及與未經處理之電話進行比較。在習用方法中，內表面之任一塗層係經由前體自外殼外側之擴散。
製程： 電話之內部處理：
使用下文針對實例1中製程B之單體分配方法之修改版本所闡述之參數處理行動電話，此係在90公升機器中實施。
將17×1μl之丙烯酸1H,1H,2H,2H-全氟辛基酯液滴分佈於行動電話外殼內部之電話表面周圍，之後進行電漿處理。在電漿處理期間，在外部遞送額外少量單體以達成對外側電話之技術效應。使用以下製程參數：壓力：開始壓力80mT(67sec後達到)，製程壓力30mT，CW：300W，30sec CW，10sec延遲+1次噴射(噴射量=16μl)
PW：1PW預噴射，400W；35μs開啟/10ms斷開，約19sec PW，1次噴射
清潔：300sec
單體：內部使用之總量=17μl，且外部使用之總量=384μl。
總製程時間：7min
習用電話處理：
使用P2i有限公司之400l標準製程處理行動電話，並將單體以其氣化狀態施加至反應器中。藉由電漿電離使用13.56MHz射頻生成器達成單體之活化。聚合製程容許塗層深度滲透至包殼中，但耗費約90min。
兩種製程中之棉花包殼：
緊挨處理室內部之行動電話放置其內部包括棉花片(且單體係以與行動電話相同之體積及分佈型式分配)之ABS包殼。
評估方法闡述： 防雨測試
將經處理之行動電話暴露於下文更詳細闡述之防雨測試。
此測試類似於如Ingress Protection(IP)Rating：IEC60529：2001(Degrees of Protection Provided by Enclosures(IP code),2001)中所闡述之IP-X1測試。IP評級闡述器件抵抗固體及液體物體之保護水準。將IP評級闡述為IP-X1；破折號後之第一個數字代表抵抗固體物體之保護且第二個數字代表抵抗液體物體之保護。由於該研究限於抵抗液體物體之保護，故用X代替第一個數字。
將電話暴露於滴灌盒總共30min，其中流速為9±1.0mm/min。IP-X1指定10min及1.0±0.5mm/min之流速，且在10分鐘後檢查器件之功能。除IP-X1以外，實施類似於IP-X2之器件檢查。對於室內防雨測試，每2min檢查一般器件功能(電源按鈕、聲音按鈕、揚聲器、螢幕功能(觸控及顯示)、前後照相機)直至達到10min。自此以後，每4min檢查功能直至已經過30分鐘。在防雨測試之前及之後獲得電話之重量。亦在測試後24小時檢查器件功能，隨後研究對內部組件之腐蝕。
CAM
在防雨測試評估後，拆除電話並使用與實例5中所闡述相同之方法在內表面上量測接觸角度。
防雨測試結果 未經處理之電話：
未經處理之電話未能通過防雨測試，且電話在4分鐘暴露後不能運行。使水滲透至電話中造成短路而阻止其操作。
電話之內部處理：
利用此方法處理電話產生優良防雨測試性能。在30分鐘後停止測試，此乃因電話在全時段保持完好，且自22分鐘起僅報告次要問題。該等問題係電源及聲音按鈕反應問題。按鈕起初需要按壓兩次才有反應，後來正常工作。當在防雨測試後的第二天檢查腐蝕時，電話 充分運行。
習用電話處理：
利用標準製程處理之電話通過防雨測試，但由於與觸控螢幕相關之組件電短路而具有一些顯示問題。觀察到，在自防雨測試機移除電話且使其保持水平後，顯示器顯示菜單打開並關閉，使得根本無法操作電話。在保持垂直定向以容許排出水後，電話總是恢復至正常操作。在防雨測試後，使電話乾燥，第二天之最後檢查指示所有功能皆仍完好無損。
CAM結果
防雨測試後之水接觸角度量測顯示於表2中。
經量測內部水接觸角度顯示，兩種處理之電話之接觸角度在90°至120°之範圍內，平均為109°。未經處理之行動電話之平均接觸角度為85°。此顯示兩種製程遞送足夠的內部塗層厚度。
接觸角度位置顯示，單體蒸氣之聚合最好最接近電話之可能入口點。認為此係由在行動電話外殼內部起始聚合之藉由電漿電離產生之活性物質(例如氮、氧、水及單體相關物質)造成。
棉花包殼
表3列示90l分配研究及P2i之400l習用製程之棉花包殼之斥水性結果。經於90l室中分配之單體處理之包殼遍及以如本文在實例8中所闡述之7min製程產生之棉花達成W10。當真空狀態之時長(20min)足以移除水分從而容許最佳塗層滲透時，400l標準製程之所有經量測包 殼皆遍及棉花達成W9。
結論
處理電子及電器件之此新方法容許器件內部之塗層遠遠快於習用製程，同時給予抵抗液體之良好保護。該等實例顯示該方法產生高內部接觸角度、低褪色及優良防雨測試性能。
藉由將單體局部分配於外殼內部，儘管器件內部之水分含量較高，但可沈積塗層，因此無需乾燥或脫氣步驟。出於此原因，該方法顯著快於先前技術方法，其中將單體引入器件外部之電漿室中。
單體之內部分配亦可降低外表面褪色之風險，此乃因當在器件內部局部施加單體時，可使用低體積來處理外表面。
處理器件之此新方法已在較先前技術方法遠遠更快之時間內產生高度有效之斥液體性塗層，此使得該製程適於在在線製程中使用。
施加方法容許在臨界位置處施加前體，從而進一步改良彼等區域中之排斥性。緊密包裹之包殼(例如電話)中之少量及多個分配體積有益於塗層分佈。

Claims (33)

  1. 一種將塗層施加至電子或電器件之方法，該電子或電器件包含外殼及容納於該外殼中之一或多個組件，該方法包含以下步驟：(i)將液體塗層前體施加至該外殼之內表面之至少一部分及/或該一或多個組件之至少一部分；(ii)藉由將低於大氣壓力之條件施加至該封閉式外殼以蒸發該液體塗層前體，其中該一或多個組件在該外殼內部；及(iii)起始該經蒸發的塗層前體，以藉此使得在該電子或電器件之內表面之至少一部分上自該塗層前體形成該塗層。
  2. 如請求項1之方法，其中該液體塗層前體之該起始包含激勵及/或電離場，例如電漿。
  3. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該液體塗層前體之該起始係選自電漿，包括基於大氣之電漿；潘寧電離(penning ionization)；雷射；起始及氧化化學氣相沈積；自由基起始劑；及電磁輻射，包括可見光及紅外光。
  4. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該塗層係藉由電漿聚合形成。
  5. 如請求項4之方法，其中該塗層係使用脈衝電漿施加。
  6. 如請求項4之方法，其中該塗層係使用連續波電漿施加。
  7. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該液體塗層前體係在多個位置處以液滴施加。
  8. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該液體塗層前體係在接近該外殼中之孔之位置處施加。
  9. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該液體塗層前體係施加於 易受液體損害之位置處。
  10. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該液體塗層前體係施加於易於腐蝕之位置處。
  11. 如請求項1之方法，其中該電子或電器件係選自通信器件、聲音及聲頻系統、電腦或室外照明系統。
  12. 如請求項1及2中任一項之方法，其中步驟(i)包含藉由噴霧施加該液體塗層前體。
  13. 如請求項1及2中任一項之方法，其中步驟(i)包含以多個液滴形式施加該液體塗層前體。
  14. 如請求項1及2中任一項之方法，其中步驟(i)包含將浸泡於液體塗層前體中之材料置於該外殼中。
  15. 如請求項1及2中任一項之方法，其中步驟(i)包含使該液體塗層前體自氣相冷凝。
  16. 如請求項15之方法，其中該液體塗層前體之該氣相係藉由在低於大氣壓力之條件下使其蒸發而形成。
  17. 如請求項15之方法，其中該液體塗層前體之該蒸氣係通過該外殼中之孔引入。
  18. 如請求項16之方法，其中該液體塗層前體之該蒸氣係通過該外殼中之孔引入。
  19. 如請求項12之方法，其中該液體塗層前體係在步驟(i)中，在封閉該外殼時施加。
  20. 如請求項1及2中任一項之方法，其中除藉由自該外殼內部擴散以外，該外殼之該外表面並未暴露於該液體塗層前體。
  21. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該方法係在反應室中進行，且其中將塗層前體進給至該反應室中以使得在該外殼之該外表面上形成聚合塗層。
  22. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該方法係在反應室中進行，且其中未將塗層前體進給至該反應室中。
  23. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該液體塗層前體包含兩種或更多種不同的前體。
  24. 如請求項1及2中任一項之方法，其中在該器件之組裝線期間施加該聚合塗層。
  25. 如請求項1及2中任一項之方法，其中在施加該液體塗層前體之前該器件未經乾燥。
  26. 如請求項1及2中任一項之方法，其中液體前體係式(I)之化合物 其中R1、R2及R3獨立地選自氫、烷基、鹵烷基或視情況經鹵基取代之芳基；且R4係基團X-R5，其中R5係烷基或鹵烷基且X係鍵；式-C(O)O(CH2)nY-之基團，其中n係1至10之整數且Y係鍵或磺醯胺基團；或基團-(O)PR6(O)q(CH2)t-，其中R6係視情況經鹵基取代之芳基，p係0或1，q係0或1且t係0或1至10之整數，前提係倘若q係1，則t不為0。
  27. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該液體前體係式(II)之化合物CH2=CR7C(O)O(CH2)nR5 (II)其中n係1至10之整數，R5係烷基或鹵烷基且R7係氫、C1-10烷基或C1-10鹵烷基。
  28. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該液體前體係選自丙烯酸1H,1H,2H,2H-全氟辛基酯及丙烯酸1H,1H,2H,2H-十七氟癸基酯。
  29. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該塗層係斥液體性塗層。
  30. 如請求項1及2中任一項之方法，其中該塗層係斥水性及/或斥油性塗層。
  31. 一種電子或電器件，其包含藉由如請求項1至30中任一項之方法施加之塗層。
  32. 一種將塗層施加至電子或電器件之方法，其實質上如本文參考隨附說明性圖所闡述。
  33. 一種電子或電器件，其實質上如本文參考隨附說明性圖所闡述。
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