WO2007003502A2 - Parylen-beschichtung und verfahren zum herstellen einer parylen-beschichtung - Google Patents

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    • C23C16/463—Cooling of the substrate

Definitions

  • the present invention relates to a parylene coating and a method for producing a coating of an X-ray converter with parylene.
  • the invention relates to a method for producing a coating of an X-ray converter by means of parylene C, wherein the substrate is cooled.
  • Parylene, and especially parylene C has been shown to have one of the lowest permeation rates for water vapor with respect to organic layers.
  • Parylene is the name of a completely linear, semi-crystalline and uncrosslinked polymer group. Since the discovery of a manufacturing process in the mid-20th century, this family of polymers has been growing ever larger. Although the various groups have different properties, the four industrially used types of pa- rylene have a geometry-compliant substrate coating without air inclusions. Parylen N
  • Parylene C (chloro-poly-para-xylylene) is the variant most used for coatings. It has a chloroatom on the benzene ring compared to parylene N.
  • parylene C compared to parylene N is much faster, but the trench coating is not so good.
  • the melting point of parylene C is the lowest of the parylene species mentioned above.
  • the parylene coating is carried out in a vacuum coating plant by means of a CVD process (chemical vapor deposition process) (see FIG. 1).
  • the system has in principle three different temperature and pressure ranges, which are interconnected.
  • a cold trap in which the substrate is located on a substrate holder, followed by a vacuum pump is installed.
  • parylene C is applied uniformly and conformally and is thus also suitable for 3D structures.
  • the substrate completely coated first and then removed the coating at defined locations.
  • This removal can take place by various methods, for example by etching away by a plasma system or by removal of the parylene by means of laser ablation.
  • the most used method is by means of structuring by shadow masks, here is the
  • Disadvantage shows that during the coating with parylene a film is produced which covers the mask and the substrate and thus also bonds.
  • the parylene layer has a similar refractive index as the phosphor layer or storage luminous layer, which consist of CsI: Na, CsI: Tl or CsBr: Eu, the Lichtleit bin the phosphor needles is canceled in the converter.
  • the modulation transfer function (MTF) of the phosphor layers is significantly reduced.
  • parylene C has been used to encapsulate such optically active needle structures, with the associated sacrifices in optical resolution of the resulting image being accepted.
  • WO 99/66346 discloses a sensor in which a parylene coating is sealed between the phosphor needles via the photodetectors, which results in the deterioration of image quality (resolution, light conduction, modulation transfer function) which has hitherto been accepted. This is difficult to realize with the mentioned methods.
  • the present invention teaches that a method for producing a parylene coating on a substrate is provided, which comprises the steps:
  • a cooled substrate in the process of the present invention provides the advantage of a patterned coating since the coating with parylene on a substrate is highly dependent on the temperature of the substrate.
  • the growth rate of a parylene layer increase by more than an order of magnitude.
  • the substrate is cooled via the substrate holder, but defined subregions of the substrate are heated, for example by means of a heating wire, then it is possible ensure that only the defined cooler areas of the substrate are coated with parylene.
  • the parylene layer only assumes a certain layer thickness between the phosphor or storage phosphor needles of an electronic component, such as an X-ray converter.
  • the penetration depth of the parylene can be controlled in gaps and spaces.
  • the control of the substrate temperature allows a parylene process, in which the optical crosstalk between the individual optical centers can be minimized.
  • connection of the elements causes a light conduction between the individual phosphor needles and storage phosphor needles, which reduce the resolution of the optical component and its modulation transfer function (MTF).
  • MTF modulation transfer function
  • the substrate holder is cooled in predefined areas. This results in the advantage that the parylene coating of the present invention takes place in previously defined areas and there is no formation of a spoiler edge between the coated and uncoated area.
  • the substrate temperature of the substrate holder in a predefined range between -100 0 C and + 3O 0 C is located. This results in the advantage that the parylene coating of the present invention takes place in previously defined areas and there is no formation of a spoiler edge between the coated and uncoated area.
  • the substrate temperature of the substrate holder is preferably in a range between -2O 0 C and + 3O 0 C. This results in the advantage that the growth rate of the layer thickness can be increased by more than an order of magnitude.
  • the structured parylene coating corresponds to encapsulation. This has the advantage that the method of the present invention can be used for the coating of sensitive electronic and optical components.
  • the process for the Encapsulation of at least one X-ray converter is used. This has the advantage that sensitive electronic and optical components can be inexpensively and easily coated.
  • Components can be inexpensively and easily coated.
  • the substrate comprises at least one printed circuit board with electronic components. This has the advantage that sensitive electronic and optical components can be inexpensively and easily coated.
  • the photodetectors embedded in the substrate are electrically contacted after encapsulation. This has the advantage that sensitive electronic and optical components can be inexpensively and easily coated and provided with metal lines.
  • the cooling device in a method for producing a polymer coating on a substrate and / or the substrate holder, is contacted by means of an adhesive film on the substrate and / or the substrate holder.
  • the cooling device on the substrate and / or the substrate holder can be easily attached and removed.
  • edge regions between a parylene coating and an uncoated region are coated by means of a metal line. This has the advantage that the metal line between the
  • parylene preferably a parylene C comprises.
  • the parylene coating is carried out by means of a CVD (Chemical Vapor Deposition) process.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the parylene coating by means of a VDP polymerization (Vapor Deposition Polymersiation, vapor deposition polymerization).
  • VDP polymerization Vapor Deposition Polymersiation, vapor deposition polymerization
  • the parylene coating be applied by means of a PVD (Physical Vapor Deposition) process.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • the parylene coating for the encapsulation of at least one x-ray converter by means of a multi-layer system of reflective metal and parrylene C.
  • the parylene coating is used to encapsulate at least one printed circuit board and / or one electronic component.
  • the parylene coating is applied to an electronic component and wherein the electronic component comprises: a substrate on which a detector is arranged, wherein on the detector at least two phosphor needles are applied, which are spaced from each other, wherein the parylene coating between the at least two phosphor needles has a defined layer thickness, which does not completely fill the space between the phosphor needles.
  • the present invention has the advantage that the gap between the phosphor needles is not filled up, the electronic component having a higher performance, a higher resolving power and an improved modulation transfer function (MTF).
  • MTF modulation transfer function
  • the parylene coating is homogeneously applied between the at least two phosphor needles.
  • This has the advantage that the electronic component has a higher performance, a higher resolution and an improved modulation transfer function (MTF).
  • MTF modulation transfer function
  • the electronic component comprises an X-ray converter.
  • the detector includes a photodetector. This has the advantage that the present invention can be used in an application-specific manner.
  • the electronic component has a printed circuit board. This results in the advantage that the coating can be performed easily and inexpensively.
  • the electronic component has an X-ray converter.
  • the electronic component has a photodetector. This results in the advantage that the coating can be performed easily and inexpensively.
  • the structured parylene coating comprises parylene C. This results in the advantage that the coating can be performed easily and inexpensively.
  • the parylene coating is used to encapsulate at least one electronic component. This has the advantage that the invention can be used in an application-specific manner.
  • the phosphor needles comprise CsI and / or CsI: Na and / or CsI: Tl and / or CsBr: Eu. This results in the advantage that the coating can be performed easily and inexpensively.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a prior art parylene coating vacuum coating system.
  • FIG. 1a shows a schematic structure of a preferred embodiment of a vacuum coating system for coating with parylene, wherein a cooling device is mounted on the substrate.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of an electronic component which is applied or embedded on a substrate and provided with a cooling device.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of an electronic component which is applied or embedded on a substrate and provided with a cooling device after it has been coated with polyarylene.
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of an electronic component which is applied or embedded on a substrate and provided with a cooling device after the electrical contacting has been effected by means of a metal contact.
  • FIG. Fig. 5 shows a schematic cross-sectional view of an X-ray converter which has been coated by means of a conventional parylene coating method.
  • FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of an X-ray converter which has been coated by means of a parylene coating method according to an embodiment of the invention, wherein the substrate has been cooled.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a prior art parylene coating vacuum coating system.
  • a coating system which in its first area a Vapormaschines- or evaporation 1, a second region 2, which serves for the pyrolysis of the parylene and a third region 3, which serves for the polymerization of the parylene.
  • the polymerization section 3 is adjoined by a cold trap 4, which has a substrate holder 10 together with a substrate 11 introduced, and a vacuum pump 5, which ensures a corresponding vacuum.
  • the first section of the vaporization or evaporation section 1 is the non-sublimed powdery ground substance of the parylene. At temperatures around 16O 0 C, at a pressure of 10 ⁇ 3 bar, the powder vaporizes and enters the second section, the pyrolysis.
  • the sublimate is split at a temperature of 65O 0 C and a pressure of about 5 x 10 ⁇ 4 bar into two reactive monomers.
  • the deposition of the parylene on the substrate surfaces 11 by polymerization of the monomers takes place at room temperature in the third section 3 (recipient).
  • cold trap 4 is a substrate holder 10, on which is to be coated with parylene substrate 11.
  • FIG. 1a shows a schematic representation of a preferred embodiment of a vacuum coating system for coating with parylene, wherein a cooling device 13 and / or a heating device 12 is mounted on the substrate 11 or below the substrate 11.
  • a coating system is shown which has a vaporization or evaporation section 1 in its first region, a second region 2, which serves for the pyrolysis of the parylene, and a third region, which serves for the polymerization 3 of the parylene.
  • the polymerization section 3 is adjoined by a cold trap 4, which has a substrate holder 10 together with the substrate 11 introduced, and a vacuum pump 5, which ensures a corresponding vacuum.
  • the first section of the vaporization or evaporation section 1 is the non-sublimed powdery ground substance of the parylene. At temperatures around 16O 0 C and a pressure of 10 ⁇ 3 bar, the powder evaporates and enters the second section 2, the pyrolysis.
  • the sublimate is split at a temperature of 6 655 00 00 CC and a proteinaceous DDrruucckk of about 5 ⁇ 10 4 bar into two reactive monomers.
  • the deposition of the parylene on the substrate surfaces 11 by polymerization of the monomers takes place at room temperature in the third section (recipient 3).
  • the recipient cold trap 4 is a substrate holder 10, on which is to be coated with parylene substrate 11.
  • the substrate holder 10 is provided on its upper or lower side with a cooling device 13 and / or a heating device 12, which is in thermal contact with the substrate holder.
  • a cooling device 13 and the heater 12 is attached directly to the top and / or bottom of the substrate 11 by means of an adhesive film or other adhesive.
  • the geometry of the heating or cooling device 12, 13 can be arbitrarily shaped and designed for the corresponding application purpose.
  • the cooling device 12 preferably extends underneath the substrate 11 in a region which lies below the electronic component 22, 32, 42 to be coated, such as, for example, an X-ray converter.
  • the heating device 12 lies in a region 23, 33, 43 which is intended to be kept free of parylene and later serves for making electrical contact with an electronic component 22, 32, 42.
  • the substrate temperature of the substrate 11 to be cooled can thereby in a range between - 100 0 C and + 3O 0 C., preferably in a range between -2O 0 C and + 3O 0 C.
  • the substrate temperature of the substrate to be heated 11 may be in a range between + 2O 0 C and + 100 0 C, preferably in a range between + 2O 0 C and + 5O 0 C.
  • any desired basic structure of an electronic component such as a printed circuit board, may be used as the substrate 11, wherein an electronic component, such as a photodetector or an X-ray converter, may be embedded in the substrate.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of an electronic component 22, such as a photodetector. gate or an X-ray converter, which is applied or embedded on a substrate 21 and wherein on the substrate holder 10 facing away from the surface of the substrate 21 or on the substrate holder 10 facing surface of the substrate 21, a cooling device 25 and a heater 23 is mounted, which in thermal Contact with the substrate 21 is and this cools in a defined range and heated.
  • fluorescent needles 24 or storage fluorescent needles 24 are arranged in the electronic component 22.
  • a region of the substrate 21 which is provided for a later contact line to the electronic component 22 is preferably heated, and moreover, a region of the substrate 21 which lies directly below the electronic component 22 is cooled so that it is cooled accordingly can.
  • the cooling device 23 serves to achieve a corresponding growth rate of the parylene on previously defined regions of the substrate. This results in a higher growth rate and better adhesion of parylene on a cooled substrate region 25.
  • the penetration depth of parylene into the intermediate space between the phosphor needles or storage phosphor needles 24 can be controlled.
  • the penetration depth into the interstices of the phosphor needles 24 or storage phosphor needles 24 can be reduced to a minimum.
  • This area has the advantage that it comes later to a simple contacting of the electronic component 22 over the area which is not coated with parylene.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of an electronic component 32, such as a photodetector or an X-ray converter, which is applied or embedded on a substrate 31 and provided with a heater 33 and a cooling device 35, after it has been coated with parylene.
  • an electronic component 32 such as a photodetector or an X-ray converter
  • the cooled area below the electronic component 32 was coated with parylene.
  • a region on the substrate was heated by means of the heating device 33 and therefore not coated with parylene, since this region later serves for electrical contacting of the device 32.
  • the electronic component 32 and the substrate 31 have been coated with parylene.
  • the area of the substrate which has been heated by means of the heating device 33 has not been coated with parylene. Due to the temperature gradient between the heating device 33 and the unheated substrate 31, a uniformly increasing parylene coating forms from the uncoated substrate region toward the coated substrate region.
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of an electronic component 42, such as a photodetector or an X-ray converter, which is applied or embedded on a substrate 41 and provided with a cooling or heating device 33, 35 after the electrical contact has been made by means of a metal contact 43.
  • an electronic component 42 such as a photodetector or an X-ray converter
  • the phosphor needles or storage fluorescent needles 44 are shown, between which the parylene has a certain penetration depth due to the cooled region 45, which optimizes the otic quality of the electronic component 42.
  • the absorption coefficient of parylene and thus its growth rate on the substrate 41 can be controlled. This has the advantage that the parylene layer applied to the substrate 41, due to the temperature gradient between the heated and non-heated region on the substrate, assumes a uniformly increasing shape which does not form any tear-off edges.
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of an electronic component, for example an X-ray converter, which has been coated by means of a conventional parylene coating method.
  • the parylene layer 51 extends into the lower region between the phosphor needles or storage phosphor needles 52 and has a layer thickness 51a, wherein the phosphor needles or storage phosphor needles 52 are arranged above a photodetector 53 which rests on the substrate 54 is located.
  • the components 51, 52 and 53 represent an electronic component 50 of an X-ray converter.
  • An encapsulation layer of parylene is involved in coating a phosphor layer or storage phosphor layer in X-ray converters due to the high fissure property of the parylene layer during the CVD coating a "closure" of the gaps and cracks generated in the coating in the phosphor layer.
  • the parylene layer 51 has a similar refractive index as the phosphor layer consisting of CsI: Na, CsI: Tl or CsBr: Eu, the light guiding effect of the phosphor needles in the converter is canceled.
  • the modulation transfer function (MTF) of the phosphor layers is significantly reduced.
  • parylene C has been used to encapsulate such optically active needle structures, with the associated sacrifices in optical resolution of the resulting image being accepted.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an electronic component 22, 32, 42, for example an X-ray converter, which has been coated by means of a parylene coating method according to an embodiment of the invention, wherein the substrate 64 has been cooled.
  • the photodetector 63 of the electronic component 60 for example, an X-ray converter.
  • the parylene layer 61 only penetrates into the spaces between the phosphor needles or storage phosphor needles 62 up to a certain penetration depth 61a. In this case, the space between the phosphor needles 62 is not completely filled.
  • parylene layer 61 may be homogeneously applied between the phosphor needles 62.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat mit einem integrierten elektronischen Bauteil, welches beispielsweise ein Röntgendetektor ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Verdampfen von Parylen; Pyrolysieren des verdampften Parylens, Polymerisieren des pyrolysierten Parylens, wobei das polymerisierte Parylen auf einem gekühlten Substrat abgeschieden wird. Durch das Verfahren ergibt sich eine steuerbare, strukturierte Abscheidung von Parylen auf dem gekühlten und/oder erhitzten Substrat, wobei sich der Vorteil ergibt, dass beispielsweise Röntgenkonverter antikorrosiv verkapselt werden können und eine Eindringtiefe des Parylens zwischen Leuchtstoffnadeln bzw. Speicherleuchtstoffnadeln gesteuert werden kann, was zu einer verbesserten Auflösung und verbesserten Modulationstransferfunktion elektronischer Bauteile führt.

Description

Beschreibung / Description
Parylen-Beschichtung und Verfahren zum Herstellen einer Pary- len-BeSchichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Parylen- Beschichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Beschich- tung eines Röntgenkonverters mit Parylen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen ei- ner Beschichtung eines Röntgenkonverters mittels Parylen C, wobei das Substrat gekühlt wird.
Um bei elektronischen, optischen oder medizinischen Bauteilen eine möglichst lange Funktionalität zu erreichen, werden ent- sprechende Schutzschichten auf den eingesetzten Systemen benötigt .
Dazu werden heutzutage in großem Umfang Beschichtungen mit Parylen als so genannte Antikorrosionsschichten verwendet.
Dabei besitzt Parylen und insbesondere Parylen C nachgewiesenermaßen eine der geringsten Permeationsraten für Wasserdampf in Bezug auf organische Schichten.
Parylen ist die Bezeichnung einer vollständig linearen, teilkristallinen und unvernetzten Polymergruppe. Seit der Entdeckung eines Herstellungsverfahrens in der Mitte des 20. Jahrhunderts hat sich diese Polymerfamilie stets vergrößert. Die verschiedenen Gruppen besitzen zwar unterschiedliche Eigen- Schäften, jedoch weisen die vier industriell eingesetzten Pa- rylenarten eine geometriekonforme Substratbeschichtung ohne Lufteinschlüsse auf. Parylen N
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ParySen F Parylen D
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Parylen C (Chloro-poly-para-Xylylen) ist die für Beschichtun- gen am meisten verwendete Variante. Sie besitzt gegenüber Parylen N ein Chloroatom am Benzolring.
Dies führt zu einer guten Kombination von mechanischen und elektrischen Eigenschaften, sowie einer sehr geringen Permeabilität gegenüber Feuchtigkeit und korrosiven Gasen.
Zwar erfolgt die Abscheidung von Parylen C gegenüber Parylen N wesentlich schneller, jedoch ist die Grabenbeschichtung nicht so gut. Mit 29O0C ist der Schmelzpunkt von Parylen C der niedrigste der oben erwähnten Parylenarten.
Im Stand der Technik erfolgt die Parylenbeschichtung in einer Vakuumbeschichtungsanlage mittels eines CVD-Verfahrens (Chemical Vapor Deposition-Verfahren; chemisches Dampfabschei- dungs-Verfahren) (siehe Fig. 1) . Dabei besitzt die Anlage prinzipiell drei unterschiedliche Temperatur- und Druckbereiche, welche miteinander verbunden sind. Nach dem dritten Ab- schnitt ist eine Kühlfalle, in welcher sich das Substrat auf einem Substrathalter befindet, und darauf folgend eine Vakuumpumpe installiert. Mittels des CVD-Prozesses wird Parylen C gleichförmig und konform aufgebracht und ist somit auch für 3D-Strukturen geeignet .
Während für viele Anwendungen dieses vollständig dreidimensionale Wachstum von großem Vorteil ist, existieren Anwendungen, wo ein strukturierter Auftrag erwünscht ist.
So sind beispielsweise die Kontaktierungen einer Leiterplatte von Beschichtungen frei zu halten um ein Anbringen der elektrischen Zuleitungen zu ermöglichen.
Bislang steht kein technisch relevantes Verfahren zur direk- ten Strukturierung von Parylen zur Verfügung. Somit wird im
Stand der Technik das Substrat zunächst vollständig beschichtet und anschließend die Beschichtung an definierten Stellen abgetragen.
Dieser Abtrag kann über verschiedene Methoden erfolgen, beispielsweise mittels Wegätzen durch eine Plasmaanlage oder durch eine Entfernung des Parylens mittels Laser-Ablation.
Das am meisten verwendete Verfahren erfolgt mittels der Strukturierung durch Schattenmasken, wobei sich hier der
Nachteil ergibt, dass bei der Beschichtung mit Parylen ein Film erzeugt wird, der Maske und Substrat überdeckt und damit auch verbindet.
Zur Trennung von Maske und Substrat muss daher ein weiterer prozesstechnischer Schritt erfolgen, um diesen Film zu durchtrennen, womit das Verfahren kostenintensiv wird.
Darüber hinaus ist die Kontrolle über die Geometrie der Aus- sparung schwierig zu kontrollieren. So ist es beispielsweise erwünscht, eine langsame Abnahme der Schichtdicke hin zur Aussparung zu erlangen, um Abrisskanten für nachfolgende Beschichtungen zu vermeiden.
Des Weiteren kommt es beim Beschichten einer Leuchtstoffschicht oder Speicherleuchtschicht bei Röntgenkonvertern mit einer Verkapselungsschicht aus Parylen, um den Einfluss der Umgebungsfeuchte zu minimieren, aufgrund der hohen Spaltgän- gigkeit der Parylenschicht bei der CVD-Beschichtung zu einem „Verschluss" der bei dem Beschichten in der Leuchtstoffschicht erzeugten Spalte und Risse.
Da die Parylenschicht einen ähnlichen Brechungsindex wie die Leuchtstoffschicht beziehungsweise Speicherleuchtschicht, welche aus CsI : Na, CsI : Tl oder CsBr : Eu bestehen, hat, wird der Lichtleiteffekt der Leuchtstoffnadeln im Konverter aufgehoben.
Infolgedessen kommt es zu einem verstärkten Übersprechen be- ziehungsweise einem verstärken Überleiten von Licht zwischen den einzelnen Leuchtstoffnadeln.
Als Folge davon wird die Modulationstransferfunktion (MTF) der Leuchtstoffschichten deutlich reduziert.
Bis heute wurde zur Verkapselung solcher optisch aktiven Nadelstrukturen Parylen C verwendet, wobei die damit verbundenen Einbußen hinsichtlich der optischen Auflösung des resultierenden Bildes in Kauf genommen wurden.
Die WO 99/66346 offenbart beispielsweise einen Sensor, bei welchem es zwischen den Leuchtstoffnadeln über den Photodetektoren zu einem Verschluss der Parylenbeschichtung kommt, wodurch sich die bis dato in Kauf genommenen Verschlechterun- gen in der Bildqualität (Auflösung, Lichtleitung, Modulationstransferfunktion) ergeben. Dies lässt sich mit den genannten Verfahren nur schwer realisieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfah- ren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die es erlauben, Parylen zwischen den Leuchtstoffschichten bzw. Speicherleuchtstoffschichten der Leuchtstoffnadeln eines Röntgenkon- verters aufzubringen.
Zur Lösung der Aufgabe lehrt die vorliegende Erfindung, dass ein Verfahren zum Herstellen einer Parylen-Beschichtung auf einem Substrat bereitgestellt wird, welches die Schritte um- fasst :
Verdampfen von Parylen;
Pyrolysieren des verdampften Parylens,
Polymerisieren des pyrolysierten Parylens, wobei das polymerisierte Parylen auf einem gekühlten Substrat abgeschieden wird.
Durch ein gekühltes Substrat bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ergibt sich der Vorteil einer strukturierten Beschichtung, da die Beschichtung mit Parylen auf einem Substrat in hohem Maß von der Temperatur des Substrates abhängig ist.
So zeigt sich, dass bei einer Absenkung der Substrattemperatur, ausgehend von Raumtemperatur, der Adsorptionskoeffizient und damit die Wachstumsgeschwindigkeit der Parylenschicht um ein Vielfaches gesteigert werden kann.
Beispielsweise lässt sich durch Veränderung der Substrattemperatur von + 2O0C auf - 2O0C die Wachstumsgeschwindigkeit einer Parylenschicht um mehr als eine Größenordnung steigern.
Wird beispielsweise das Substrat über die Substrathalterung gekühlt, definierte Teilbereiche des Substrates aber beispielsweise mittels eines Heizdrahtes erwärmt, so lässt sich erreichen, dass nur die definierten kühleren Bereiche des Substrates mit Parylen beschichtet werden.
Ebenso lässt sich mittels der Abkühlung des Substrates steu- ern, dass die Parylenschicht nur eine gewisse Schichtdicke zwischen den Leuchtstoff- bzw. Speicherleuchtstoffnadeln eines elektronischen Bauelements, wie eines Röntgenkonverters, annimmt .
Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, dass sich aufgrund des während der Beschichtung entstehenden Temperaturgradienten eine kontinuierlich an- oder absteigende Schichtdicke zwischen beschichtetem und unbeschichteten Bereich ergibt und die Entstehung einer Abrisskante vermieden werden kann.
Darüber hinaus kann mit der Variation der Substrattemperatur die Eindringtiefe des Parylens in Spalten und Zwischenräume gesteuert werden.
Die Steuerung der Substrattemperatur ermöglicht dabei einen Parylenprozess, bei dem das optische Übersprechen zwischen den einzelnen optischen Zentren minimiert werden kann.
Somit lässt sich ein Eindringen des Parylens in die Zwischen- räume der einzelnen Csl-Strukturen der Elemente, wie Leuchtstoffnadeln bzw. Speicherleuchtstoffnadeln, verhindern, die dadurch nicht optisch verbunden werden.
Durch die Verbindung der Elemente kommt es nämlich zu einer Lichtleitung zwischen den einzelnen Leuchtstoffnadeln und Speicherleuchtstoffnadeln, die die Auflösung des optischen Bauelements und dessen Modulationstransferfunktion (MTF) mindern.
Somit lässt sich durch eine geeignete Wahl der Substrattemperatur die Geometrie einer Aussparung und dessen Eindringtiefe bei dem zu beschichtenden Bauteil optimal kontrollieren. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei dem Verfahren zum Herstellen einer Pary- lenbeschichtung auf einem Substrat der Substrathalter in vorher definierten Bereichen gekühlt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Parylenbeschichtung der vorliegenden Erfindung in vorher definierten Bereichen stattfindet und es zu keiner Bildung einer Abrisskante zwischen dem beschichteten und unbeschichteten Bereich kommt.
Darüber hinaus ist es bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass sich bei dem Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat die Substrattemperatur des Substrathalters in einem vorher definierten Bereich zwischen -1000C und +3O0C befindet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Parylenbeschichtung der vorliegenden Erfindung in vorher definierten Bereichen stattfindet und es zu keiner Bildung einer Abrisskante zwischen dem beschichteten und unbeschichteten Bereich kommt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat bevorzugt, dass sich die Substrattemperatur des Substrathalters bevorzugt in einem Bereich zwischen -2O0C und +3O0C befindet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Wachstumsgeschwindigkeit der Schichtdicke um mehr als eine Größenordnung gesteigert werden kann.
Weiter ist es bevorzugt, dass bei der vorliegenden Erfindung eines Verfahrens zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat die strukturierte Parylenbeschichtung einer Kapselung entspricht. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung für die Beschichtung sensitiver elektronischer und optischer Bauteile verwendet werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat das Verfahren zur Ver- kapselung mindestens eines Röntgenkonverters verwendet wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass sensitive elektronische und optische Bauteile kostengünstig und einfach beschichtet werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Pa- rylenbeschichtung auf einem Substrat, wobei in dem Substrat mindestens ein Photodetektor eingebettet ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass sensitive elektronische und optische
Bauteile kostengünstig und einfach beschichtet werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Pa- rylenbeschichtung auf einem Substrat das Substrat mindestens eine Leiterplatte mit elektronischen Komponenten umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass sensitive elektronische und optische Bauteile kostengünstig und einfach beschichtet werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Pa- rylenbeschichtung auf einem Substrat die in das Substrat eingebetteten Photodetektoren nach der Kapselung elektrisch kon- taktiert werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass sensitive elektronische und optische Bauteile kostengünstig und einfach beschichtet und mit Metallleitungen versehen werden können .
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Pa- rylenbeschichtung auf einem Substrat und/oder der Substrat- halterung die Kühlvorrichtung mittels einer Klebefolie auf dem Substrat und/oder der Substrathalterung kontaktiert wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die Kühlvorrichtung auf dem Substrat und/oder der Substrathalterung einfach befestigt und wieder entfernt werden kann. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Pa- rylenbeschichtung auf einem Substrat nach Aufbringen der Pa- rylenbeschichtung mindestens eine Metallleitung auf dem Substrat mittels einer Schattenmaske aufgebracht wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Metallleitung einfach, kostengünstig und strukturiert aufgebracht werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Pa- rylenbeschichtung auf einem Substrat Randbereiche zwischen einer Parylenbeschichtung und einem unbeschichteten Bereich mittels einer Metallleitung beschichtet werden. Dadurch er- gibt sich der Vorteil, dass die Metallleitung zwischen den
Randbereichen einer Parylenbeschichtung und einem unbeschichteten Bereich homogen abdeckt und keine Abschnitte des unbeschichteten Bereichs freiliegen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat, wobei das Beschich- tungsmaterial Parylen, bevorzugt ein Parylen C umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass sich mittels Parylen C bessere Schichteigenschaften (Wachstumsgeschwindigkeit, Permeabilität, ...) ergeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Pa- rylenbeschichtung auf einem Substrat die Parylenbeschichtung mittels eines CVD-Prozesses (Chemischer Dampfabscheidungs- Prozess) erfolgt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung einfach und kostengünstig verwendet werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat die Parylenbeschichtung mittels einer VDP-Polymersiation (Vapor Deposition- Polymersiation, Dampfabscheidungs-Polymerisation) erfolgt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung einfach und kostengünstig verwendet wer- den kann .
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Pa- rylenbeschichtung auf einem Substrat die Parylenbeschichtung mittels eines PVD-Prozesses (Physical Vapor Deposition-
Prozess, physikalischer Dampfabscheidungs-Prozess) erfolgt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung einfach und kostengünstig verwendet werden kann .
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat die Parylenbeschichtung zur Verkapselung mindestens eines Röntgenkonverters mittels eines Multischichtsystems aus reflektierendem Metall und Pa- rylen C erfolgt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, das die Be- schichtung mittels eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung einfach und kostengünstig auf einem Substrat aufgebracht werden kann.
Gemäß einem abschließenden Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat die Parylenbeschichtung zur Verkapselung mindestens einer Leiterplatte und/oder eines elektronischen Bauelements eingesetzt wird.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass Leiterplatten und/oder elektronische Bauelemente einfach und kostengünstig verkapselt werden können.
Weiter lehrt die vorliegende Erfindung eine Parylen-
Beschichtung, wobei die Parylen-Beschichtung auf einem elektronischen Bauteil aufgebracht ist und wobei der elektronische Bauteil umfasst: ein Substrat, auf welchem ein Detektor angeordnet ist, wobei auf dem Detektor mindestens zwei Leuchtstoffnadeln aufgebracht sind, welche voneinander beabstandet sind, wobei die Parylen-Beschichtung zwischen den mindestens zwei Leuchstoffnadeln eine definierte Schichtdicke aufweist, welche den Zwischenraum zwischen den Leuchtstoffnadeln nicht vollständig ausfüllt.
Dadurch ergibt sich mit der vorliegenden Erfindung der Vor- teil, dass der Zwischenraum zwischen den Leuchtstoffnadeln nicht aufgefüllt ist, wobei das elektronische Bauelement eine höhere Leistungsfähigkeit, ein höheres Auflösungsvermögen und eine verbesserte Modulationstransferfunktion (MTF) aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Parylen-Beschichtung zwischen den mindestens zwei Leuchtstoffnadeln homogen aufgebracht ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das elektronische Bauelement eine höhere Leistungsfähigkeit, ein höheres Auflösungsvermögen und eine ver- besserte Modulationstransferfunktion (MTF) aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung um- fasst der elektronische Bauteil einen Röntgenkonverter . Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Erfindung zur Verkap- seiung von Röntgenkonvertern verwendet werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung um- fasst der Detektor einen Photodetektor. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die vorliegende Erfindung anwendungsspezi- fisch eingesetzt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das elektronische Bauelement eine Leiterplatte auf. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Beschichtung einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das elektronische Bauelement einen Röntgenkonverter auf. Da- durch ergibt sich der Vorteil, dass die Beschichtung einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das elektronische Bauelement einen Photodetektor auf. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Beschichtung einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die strukturierte Parylen-Beschichtung Parylen C auf. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Beschichtung einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Parylen-Beschichtung zur Verkapselung mindestens eines elektronischen Bauteils verwendet wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Erfindung anwendungsspezifisch eingesetzt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfassen die Leuchtstoffnadeln CsI und/oder CsI : Na und/oder CsI : Tl und/oder CsBr : Eu. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Beschichtung einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung.
Die FIG. 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Vakuumbe- schichtungsanlage zur Parylenbeschichtung des Standes der Technik.
Die FIG. Ia zeigt eine schematische Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform einer Vakuumbeschichtungsanlage zur BeSchichtung mit Parylen, wobei auf dem Substrat eine Kühlvorrichtung angebracht ist.
Die FIG. 2 zeigt eine schematische Draufsicht eines elektro- nischen Bauelements, welches auf einem Substrat aufgebracht oder eingebettet ist und mit einer Kühlvorrichtung versehen ist.
Die FIG. 3 zeigt eine schematische Draufsicht eines elektro- nischen Bauelements, welches auf einem Substrat aufgebracht oder eingebettet ist und mit einer Kühlvorrichtung versehen ist nachdem es mit Pary- len beschichtet worden ist.
Die FIG. 4 zeigt eine schematische Draufsicht eines elektronischen Bauelements, welches auf einem Substrat aufgebracht oder eingebettet ist und mit einer Kühlvorrichtung versehen ist nachdem die elektrische Kontaktierung mittels eines Metallkontaktes erfolgt ist.
Die FIG. 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Röntgenkonverters, welcher mittels einem herkömmlichen Parylen-Beschichtungsverfahren beschichtet worden ist.
Die FIG. 6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Röntgenkonverters, welcher mittels einem Parylen- Beschichtungsverfahren gemäß einer Ausführungs- form der Erfindung beschichtet worden ist, wobei das Substrat gekühlt worden ist.
Die FIG. 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Vakuumbe- schichtungsanlage zur Parylenbeschichtung des Standes der Technik.
Dabei ist eine Beschichtungsanlage dargestellt, die in ihrem ersten Bereich einen Vaporisierungs- oder Verdampfungsab- schnitt 1 aufweist, einen zweiten Bereich 2, der der Pyrolyse des Parylens dient und einen dritten Bereich 3, welcher der Polymersierung des Parylens dient.
An den Polymersierungsabschnitt 3 schließt sich eine Kühlfalle 4 an, die einen Substrathalter 10 samt eingebrachtem Substrat 11 aufweist, sowie eine Vakuumpumpe 5, die für ein entsprechendes Vakuum sorgt.
Im ersten Abschnitt des Vaporisierungs- oder Verdampfungsabschnitts 1 befindet sich die unsublimierte pulvrige Grundsubstanz des Parylens. Bei Temperaturen um die 16O0C, bei einem Druck von 10~3 bar verdampft das Pulver und gelangt in den zweiten Abschnitt, die Pryrolyse.
Bei der Pyrolyse 2 wird das Sublimat bei einer Temperatur von 65O0C und einem Druck von etwa 5 x 10~4 bar in zwei reaktive Monomere aufgespaltet.
Die Abscheidung des Parylens auf den Substratflächen 11 durch Polymerisation der Monomere erfolgt bei Raumtemperatur im dritten Abschnitt 3 (Rezipient) .
Aufgrund von Adsorptions- und Desorptionsvorgängen der Mono- mere während der Abscheidung erfolgen Reaktionen nicht nur an der Oberfläche des Parylenfilmes, sondern vor allem durch Diffusion der Monomere in der Polymerschicht.
In der auf den Rezipienten 3 folgenden Kühlfalle 4 befindet sich ein Substrathalter 10, auf welchem sich das mit Parylen zu beschichtende Substrat 11 befindet.
Die FIG. Ia zeigt einen schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Vakuumbeschichtungsanlage zur Beschichtung mit Parylen, wobei auf dem Substrat 11 oder unterhalb des Substrats 11 eine Kühlvorrichtung 13 und/oder eine Heizvorrichtung 12 angebracht ist. Dabei ist eine Beschichtungsanlage dargestellt, die in ihrem ersten Bereich einen Vaporisierungs- oder Verdampfungsabschnitt 1 aufweist, einen zweiten Bereich 2, der der Pyrolyse des Parylens dient und einen dritten Bereich, welcher der Po- lymersierung 3 des Parylens dient.
An den Polymersierungsabschnitt 3 schließt sich eine Kühlfalle 4 an, die einen Substrathalter 10 samt eingebrachtem Substrat 11 aufweist, sowie eine Vakuumpumpe 5, die für ein ent- sprechendes Vakuum sorgt.
Im ersten Abschnitt des Vaporisierungs- oder Verdampfungsabschnitts 1 befindet sich die unsublimierte pulvrige Grundsubstanz des Parylens. Bei Temperaturen um die 16O0C und einem Druck von 10~3 bar verdampft das Pulver und gelangt in den zweiten Abschnitt 2, die Pyrolyse.
Bei der Pyrolyse wird das Sublimat bei einer Temperatur von 6 655OO00CC uunndd eeiinneemm DDrruucckk von etwa 5 x 104 bar in zwei reaktive Monomere aufgespaltet.
Die Abscheidung des Parylens auf den Substratflächen 11 durch Polymerisation der Monomere erfolgt bei Raumtemperatur im dritten Abschnitt (Rezipient 3) .
Aufgrund von Adsorptions- und Desorptionsvorgängen der Monomere während der Abscheidung erfolgen Reaktionen nicht nur an der Oberfläche des Parylenfilmes, sondern vor allem durch Diffusion der Monomere in der Polymerschicht.
In der auf den Rezipienten folgenden Kühlfalle 4 befindet sich ein Substrathalter 10, auf welchem sich das mit Parylen zu beschichtende Substrat 11 befindet.
Dabei ist in einer Ausführungsform der Substrathalter 10 an seiner Ober- oder Unterseite mit einer Kühlvorrichtung 13 und/oder einer Heizvorrichtung 12 versehen, welche in thermischem Kontakt mit dem Substrathalter steht. Ebenso ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung möglich, dass die Kühlvorrichtung 13 und die Heizvorrichtung 12 direkt an der Ober- und/oder Unterseite des Substrates 11 mittels einer Klebefolie oder eines sonstigen Klebstoffes angebracht wird.
Die Geometrie der Heiz- oder Kühlvorrichtung 12, 13 kann dabei beliebig ausgeformt und für den entsprechenden Anwen- dungszweck ausgelegt sein.
Bevorzugt erstreckt sich die Kühlvorrichtung 12 unterhalb des Substrats 11 in einem Bereich, welcher unterhalb des zu beschichtenden elektronischen Bauteils 22, 32, 42, wie bei- spielsweise eines Röntgenkonverters, liegt.
Die Heizvorrichtung 12 liegt hingegen in einem Bereich 23, 33, 43, welcher von Parylen frei gehalten werden soll und später einer elektrischen Kontaktierung mit einem elektroni- sehen Bauelement 22, 32, 42 dient.
Die Substrattemperatur des zu kühlenden Substrats 11 kann dabei in einem Bereich zwischen - 1000C und + 3O0C liegen, bevorzugt in einem Bereich zwischen -2O0C und + 3O0C.
Die Substrattemperatur des zu erhitzenden Substrats 11 kann dabei in einem Bereich zwischen +2O0C und + 1000C liegen, bevorzugt in einem Bereich zwischen +2O0C und + 5O0C.
Als Substrat 11 kann jede beliebige Grundstruktur eines elektronischen Bauelements, wie beispielsweise eine Leiterplatte verwendet werden, wobei in dem Substrat ein elektronischer Bauteil, wie beispielsweise ein Photodetektor oder ein Röntgenkonverter eingebettet sein kann.
Die FIG. 2 zeigt eine schematische Draufsicht eines elektronischen Bauelements 22, wie beispielsweise eines Photodetek- tors oder eines Röntgenkonverters, welches auf einem Substrat 21 aufgebracht oder eingebettet ist und wobei auf der dem Substrathalter 10 abgewandten Oberfläche des Substrates 21 oder auf der dem Substrathalter 10 zugewandten Oberfläche des Substrates 21 eine Kühlvorrichtung 25 und eine Heizvorrichtung 23 angebracht ist, welche in thermischem Kontakt mit dem Substrat 21 steht und dieses in einem definierten Bereich kühlt und erhitzt. Darüber hinaus sind in dem elektronischen Bauelement 22 Leuchtstoffnadeln 24 bzw. Speicherleuchtstoff- nadeln 24 angeordnet.
Bevorzugt wird dabei ein Bereich des Substrats 21 erhitzt, welcher für eine spätere Kontaktleitung zu dem elektronischen Bauelement 22 vorgesehen ist und darüber hinaus wird ein Be- reich des Substrats 21 gekühlt, welcher direkt unterhalb des elektronischen Bauelements 22 liegt, so dass dieses entsprechend abgekühlt werden kann.
Die Kühlvorrichtung 23 dient dazu, um eine entsprechende Wachstumsgeschwindigkeit des Parylens auf vorher definierten Bereichen des Substrats zu erzielen. Dabei ergibt sich auf einem gekühlten Substratbereich 25 eine höhere Wachstumsgeschwindigkeit und bessere Haftung von Parylen.
Durch die Abkühlung des elektronischen Bauelements 22 samt der Leuchtstoffnadeln bzw. Speicherleuchtstoffnadeln 24, kann die Eindringtiefe von Parylen in den Zwischenraum zwischen den Leuchtstoffnadeln bzw. Speicherleuchtstoffnadeln 24 gesteuert werden.
Dies ermöglicht einen Parylenprozess, bei dem das optische Übersprechen zwischen den einzelnen optischen Zentren minimiert werden kann, denn durch das Eindringen des Parylens in die Zwischenräume der einzelnen Csl-Strukturen werden die Elemente der Leuchtstoffnadeln 24 und der Speicherleuchtstoffnadeln 24 verbunden, was zu einer Lichtleitung zwischen den einzelnen Leuchtstoffnadeln 24 bzw. Speicherleuchtstoff- nadeln 24 führt und damit die Auflösung bzw. Modulationstransferfunktion des optischen Bauelements 22 mindert.
Somit kann bei einer Parylenbeschichtung gemäß der vorliegen- den Erfindung mittels eines gekühlten Substrats 21 die Eindringtiefe in die Zwischenräume der Leuchtstoffnadeln 24 bzw. Speicherleuchtstoffnadeln 24 auf ein Minimum reduziert werden.
Hingegen ergibt sich im Bereich der Heizvorrichtung 23 bei der späteren Beschichtung mit Parylen aufgrund der erhöhten Substrattemperatur keine genügende Haftung, wodurch es zu keiner Beschichtung in diesem Bereich mit Parylen kommt.
Dieser Bereich weist den Vorteil auf, dass es später zu einer einfachen Kontaktierung des elektronischen Bauteils 22 über den Bereich, welcher nicht mit Parylen beschichtet ist, kommt .
Die FIG. 3 zeigt eine schematische Draufsicht eines elektronischen Bauelements 32, wie beispielsweise eines Photodetektors oder eines Röntgenkonverters, welches auf einem Substrat 31 aufgebracht oder eingebettet ist und mit einer Heizvorrichtung 33 und einer Kühlvorrichtung 35 versehen ist, nach- dem es mit Parylen beschichtet worden ist.
Dabei wurde der gekühlte Bereich unterhalb des elektronischen Bauelements 32 mit Parylen beschichtet. Ein Bereich auf dem Substrat wurde mittels der Heizvorrichtung 33 erhitzt und da- her nicht mit Parylen beschichtet, da dieser Bereich später für eine elektrische Kontaktierung des Bauelements 32 dient.
Es lässt sich erkennen, dass das elektronische Bauelement 32 und das Substrat 31 mit Parylen beschichtet worden sind. Wo- hingegen der mittels der Heizvorrichtung 33 erhitzte Bereich des Substrats nicht mit Parylen beschichtet worden ist. Aufgrund des Temperaturgradienten zwischen der Heizvorrichtung 33 und dem ungeheizten Substrat 31, bildet sich eine gleichförmig ansteigende Parylenbeschichtung vom unbeschichteten Substratbereich zum beschichteten Substratbereich hin aus .
Durch den gleichförmigen Anstieg der Beschichtung kommt es zu keiner Ausbildung von Abrisskanten, was zu einer höheren Beschichtung und Verkapselung der elektronischen Bauteile führt.
Die FIG. 4 zeigt eine schematische Draufsicht eines elektronischen Bauelements 42, wie beispielsweise eines Photodetektors oder eines Röntgenkonverters, welches auf einem Substrat 41 aufgebracht oder eingebettet ist und mit einer Kühl- oder Heizvorrichtung 33, 35 versehen ist nachdem die elektrische Kontaktierung mittels eines Metallkontaktes 43 erfolgt ist.
Darüber hinaus sind die Leuchtstoffnadeln bzw. Speicher- leuchtstoffnadeln 44 dargestellt, zwischen denen das Parylen aufgrund des gekühlten Bereichs 45 eine gewisse Eindringtiefe aufweist, die die otpische Qualität des elektronischen Bauelements 42 optimiert.
Aufgrund der Kühl- oder Heizvorrichtung 33 lässt sich die Absorptionskoeffizient von Parylen und somit dessen Wachstumsgeschwindigkeit auf dem Substrat 41 steuern. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die auf dem Substrat 41 aufgebrachte Parylenschicht, aufgrund des Temperaturgradienten zwischen dem erhitzten und nicht erhitzten Bereich auf dem Substrat, eine gleichförmig ansteigende Ausformung annimmt, die keine Abrisskanten ausbildet.
Nachdem es in dem erhitzten Bereich des Heizdrahtes 33 zu keiner Beschichtung von Parylen auf dem Substrat kommt, wird mittels einer Schattenmaske eine Metallleitung in dem unbeschichteten Bereich aufgebracht, wobei die Bereiche an denen die Parylenschicht ausgedünnt ist, mitbeschichtet werden. Dies führt zu einer erhöhten Dichtigkeit der Verkapselung und führt zu einem entsprechenden antikorrosiven Schutz für das elektronische Bauelelement 42.
Die FIG. 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines elektronischen Bauteils, beispielsweise eines Röntgenkonver- ters, welcher mittels einem herkömmlichen Parylen- Beschichtungsverfahren beschichtet worden ist.
Dabei ist erkennbar, dass die Parylenschicht 51 bis in den unteren Bereich zwischen den Leuchtstoffnadeln bzw. Speicher- leuchtstoffnadeln 52 reicht und eine Schichtdicke 51a aufweist, wobei die Leuchtstoffnadeln bzw. Speicherleuchtstoff- nadeln 52 über einem Photodetektor 53 angeordnet sind, welcher sich auf dem Substrat 54 befindet.
Zusammen stellen die Komponenten 51, 52 und 53 ein elektronisches Bauteil 50 eines Röntgenkonverters dar.
Aufgrund der Geometrie der Leuchtstoffnadeln bzw. Speicherleuchtstoffnadeln 52 und der Depositionsparameter (Druck, Substrattemperatur, ... ) kommt es beim Beschichten einer Leuchtstoffschicht oder Speicherleuchtschicht bei Röntgenkon- vertern mit einer Verkapselungsschicht aus Parylen aufgrund der hohen Spaltgängigkeit der Parylenschicht bei der CVD- Beschichtung zu einem „Verschluss" der bei dem Beschichten in der Leuchtstoffschicht erzeugten Spalte und Risse.
Da die Parylenschicht 51 einen ähnlichen Brechungsindex wie die Leuchtstoffschicht beziehungsweise Speicherleuchtschicht, welche aus CsI : Na, CsI : Tl oder CsBr : Eu bestehen, hat, wird der Lichtleiteffekt der Leuchtstoffnadeln im Konverter aufgehoben.
Infolgedessen kommt es zu einem verstärkten Übersprechen beziehungsweise einem verstärken Überleiten von Licht zwischen den einzelnen Leuchtstoffnadeln 52. Als Folge davon wird die Modulationstransferfunktion (MTF) der Leuchtstoffschichten deutlich reduziert.
Bis heute wurde zur Verkapselung solcher optisch aktiven Nadelstrukturen Parylen C verwendet, wobei die damit verbundenen Einbußen hinsichtlich der optischen Auflösung des resultierenden Bildes in Kauf genommen wurden.
Abschließend zeigt die FIG. 6 eine schematische Querschnittsansicht eines elektronischen Bauteils 22, 32, 42, beispielsweise eines Röntgenkonverters, welcher mittels einem Parylen- Beschichtungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschichtet worden ist, wobei das Substrat 64 gekühlt worden ist.
Auf dem Substrat 64 befindet sich der Photodetektor 63 des elektronischen Bauteils 60, beispielsweise eines Röntgenkonverters .
Dabei ist erkennbar, dass die Parylenschicht 61 aufgrund der Kühlung des Substrates 64, wie vorhergehend bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden ist, nur bis zu einer gewissen Eindringtiefe 61a in die Zwischenräume zwischen den Leuchtstoffnadeln bzw. Speicherleuchtstoffnadeln 62 vordringt. Dabei wird der Zwischenraum zwischen den Leuchtstoff- nadeln 62 nicht vollständig ausgefüllt.
Darüber hinaus kann die Parylenschicht 61 zwischen den Leuchtstoffnadeln 62 homogen aufgebracht sein.
Hiermit lassen sich die vorhergehend erwähnten Nachteile aufgrund des Eindringens von Parylen in die Spalten und Zwischenräume im Bereich der Leuchtstoffnadeln vermeiden.
Aufgrund der minimierten Eindringtiefe 61a kommt es zu einer verringerten bzw. keiner Lichtleitung zwischen den einzelnen Leuchtstoffnadeln 62, womit die Auflösung und Modulations- transferfunktion des Röntgenkonverters bzw. elektronischen Bauteils 60 wesentlich verbessert wird.

Claims

Patentansprüche / Patent Claims
1. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41), welches die Schritte umfasst: Verdampfen von Parylen;
Pyrolysieren des verdampften Parylens, Polymerisieren des pyrolysierten Parylens, und Abscheiden des polymerisierten Parylens auf einem gekühlten Substrat (11, 21, 31, 41) .
2. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrattemperatur des Substrathalters (10) in vorher definierten Bereichen mittels mindestens einer Kühlvorrichtung (13) kühlbar und/oder mittels mindestens einer Heizvorrichtung (12) erhitzbar ist.
3. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprü- chen, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Substrathalters (10) in einem vorher definierten Bereich zwischen -1000C und +2O0C beträgt.
4. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf ei- nem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Substrathalters (10) bevorzugt in einem Bereich zwischen -2O0C und +2O0C liegt.
5. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Parylenbeschichtung einer Kapselung entspricht .
6. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Verkap- seiung mindestens eines Röntgenkonverters (22, 32, 42) verwendbar ist.
7. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf ei- nem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Substrat mindestens ein Photodetektor (22, 32, 42) eingebettet ist.
8. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf ei- nem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Substrat (21, 31, 41) mindestens eine Leiterplatte (21, 31, 41) umfasst.
9. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf ei- nem Substrat (11, 21, 31, 41) nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine in das Substrat eingebettete Photodetektor (22, 32, 42) nach der Kapselung elektrisch kontaktierbar ist.
10. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei der Heizdraht (23, 33) mittels einer Klebefolie auf dem Substrat kontaktiert ist.
11. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei nach Aufbringen der Parylenbeschichtung mindestens eine Metallleitung (43) auf dem Substrat mittels einer Schattenmaske aufgebracht ist.
12. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach Anspruch 12, wobei Randbereiche zwischen einer Parylenbeschichtung und eines unbeschichteten Bereichs mittels einer Metallleitung (43) beschichtet sind.
13. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden An- Sprüchen, wobei das Beschichtungsmaterial Parylen, bevorzugt ein Parylen C umfasst.
14. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Parylenbeschichtung mittels eines CVD- Prozesses (Chemischer Dampfabscheidungs-Prozess) erfolgt.
15. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Parylenbeschichtung mittels einer VDP- Polymersiation (Vapor Deposition-Polymersiation, Dampfab- scheidungs-Polymerisation) erfolgt .
16. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Parylenbeschichtung mittels eines PVD- Prozesses (Physical Vapor Deposition-Prozess, physikalischer Dampfabscheidungs-Prozess) erfolgt .
17. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Parylenbeschichtung zur Verkapselung mindestens eines Röntgenkonverters mittels eines Multischicht- Systems aus reflektierendem Metall und Parylen C erfolgt.
18. Verfahren zum Herstellen einer Parylenbeschichtung auf einem Substrat (11, 21, 31, 41) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Parylenbeschichtung zur Verkapselung min- destens einer Leiterplatte und/oder eines elektronischen Bauelements verwendbar ist.
19. Parylen-Beschichtung (61), wobei die Parylen-Beschichtung (61) auf einem elektronischen Bauteil (60) aufgebracht ist und wobei der elektronische Bauteil (60) umfasst: ein Substrat (64), auf welchem ein Detektor (63) angeordnet ist, wobei auf dem Detektor (63) mindestens zwei Leuchtstoffnadeln (62) aufgebracht sind, welche voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Parylen-Beschichtung (61) zwischen den mindestens zwei Leuchstoffnadeln (62) eine definierte Schichtdicke (61a) aufweist, welche den Zwischenraum zwischen den Leuchtstoffnadeln (62) nicht vollständig ausfüllt.
20. Parylen-Beschichtung (61) nach Anspruch 19, wobei die Pa- rylen-Beschichtung (61) zwischen den mindestens zwei Leuchtstoffnadeln (62) homogen aufgebracht ist.
21. Parylen-Beschichtung (61) nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 20, wobei der elektronische Bauteil (60) einen Rönt- genkonverter umfasst.
22. Parylen-Beschichtung (61) nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 21, wobei der Detektor (63) einen Photodetektor umfasst .
23. Parylen-Beschichtung (61) nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 22, wobei das elektronische Bauelement (53, 63) eine Leiterplatte umfasst.
24. Parylen-Beschichtung (51, 61) nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 23, wobei das elektronische Bauelement (53, 63) einen Röntgenkonverter umfasst.
25. Parylen-Beschichtung (51, 61) nach irgendeinem der An- sprüche 19 bis 24, wobei das elektronische Bauelement (53,
63) einen Photodetektor umfasst.
26. Parylen-Beschichtung (51, 61) nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 25, wobei die strukturierte Parylen- Beschichtung (51, 61) Parylen C umfasst.
27. Parylen-Beschichtung (51, 61) nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 26, wobei die Parylen-Beschichtung (51, 61) zur Verkapselung mindestens eines elektronischen Bauteils (53, 63) verwendet wird.
28. Parylen-Beschichtung (51, 61) nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 27, wobei die Leuchtstoffnadeln (62, 62) CsI und/oder CsI : Na und/oder CsI : Tl und/oder CsBr : Eu umfassen.
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