在工件上进行派瑞林镀膜的方法及装置

摘要

本发明涉及一种在工件上进行派瑞林镀膜的方法，包括以下步骤：将工件静置于箱体内，所述工件均匀设置在所述箱体内；向箱体内通入用于镀膜的含有派瑞林的气体，所述气体自箱体的进气口进入后从所述箱体的排气口排出；在向箱体内通气时，控制所述箱体内的温度以使所述温度自所述进气口至所述排气口的方向依次降低。具有镀膜均匀度高、工作效率高的优点。

权利要求

1.一种在工件上进行派瑞林镀膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：将工件静置于具有一个腔体的箱体内，所述工件均匀设置在所述箱体内，相邻的工件之间的间隔为3mm-200mm；

向箱体内通入用于镀膜的含有派瑞林的气体，所述气体自箱体的进气口进入后从所述箱体的排气口排出；所述箱体在工件和进气口之间设置有匀气装置，所述匀气装置上设置有通气孔；

在向箱体内通气时，控制所述箱体内的温度以使所述温度自所述进气口至所述排气口的方向依次降低。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述箱体内的温度为-20℃-200℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，工件通过码放或吊装的方式设置在箱体内。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，工件在镀膜时以固定的姿态设置在箱体内。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，工件与箱体内壁的间隔距离相同，所述间隔距离为3mm-200mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述派瑞林包括派瑞林C、派瑞林D、派瑞林N或派瑞林F。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述箱体内的温度通过设置在箱体外壁的加热组件进行控制，所述加热组件包括设置在箱体上的若干加热单元。

8.一种实现如权利要求1-7任意一项所述的方法的镀膜装置，其特征在于，所述镀膜装置包括：箱体，所述箱体包括用于放置工件的镀膜腔，所述箱体包括进气口和排气口；以及加热组件，包括设置在所述箱体外壁的若干加热单元，若干所述加热单元沿着所述进气口至所述排气口的方向的加热温度逐渐降低。

9.根据权利要求8所述的镀膜装置，其特征在于，还包括设于箱体外的保温层，所述加热组件设于所述箱体与所述保温层之间。

10.根据权利要求8所述的镀膜装置，其特征在于，所述箱体为钢材或铝合金材料。

说明书

在工件上进行派瑞林镀膜的方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及薄膜制备工艺技术领域，特别是涉及一种在工件上进行派瑞林镀膜的方法及装置。

背景技术

[0002] 为了防止物体表面的氧化、溶剂腐蚀等问题，一般会对物体的表面进行表面防护处理。传统使用的环氧树脂、聚氯脂、有机硅树脂、聚丙烯酸脂等防护涂料都是液体涂料。由于液体的粘度和表面张力等原因，涂层厚度不均匀，在棱、角等处涂层较薄，当物体之间，基板之间仅有很小间距时，会因涂层流不到而形成气隙。涂层固化，烘干后会因溶剂或小分子助剂的挥发，产生收缩应力或形成微小针孔。这些传统涂层的介电强度一般也在2000V/25μm以下，因此必须经多次涂敷，用较厚的涂层才能实现较可靠的防护。

[0003] 派瑞林(Parylene)又名聚对二甲苯的聚合物，是一种新型的敷形涂层材料。由单体对二甲苯均匀分布在被涂装物的缝隙和表层然后聚合。运用气相沉积的处理技术，可以于物体表面均匀涂覆形成膜厚，是一种保护性高分子材料。派瑞林活性分子的良好穿透力能在元件内部、底部，周围形成无针孔，厚度均匀的透明绝缘涂层，给元件提供一个完整的优质防护涂层，抵御酸碱、盐雾、霉菌及各种腐蚀性气件的侵害，这种室温沉积制备的0.1μm～100μm薄膜涂层，厚度均匀、致密无针孔、透明无应力、不含助剂、不损伤工件、有优异的电绝缘性和防护性，是当代最有效的防潮、防霉、防腐、防盐雾涂层材料。

[0004] 现有的派瑞林涂覆工艺是，首先将物体放置在腔体内，然后向腔体内通入带有派瑞林的气体，带有派瑞林的气体与腔体内的物体表面接触从而在物体表面形成派瑞林镀膜。在实际操作时发现，在腔体内部且靠近通气口处的工件上的派瑞林镀膜厚度较厚，进而导致腔体内的工件的派瑞林镀膜厚度不均匀，影响了产品的效果。

发明内容

[0005] 基于此，有必要针对上述的问题，提供一种在工件上进行镀膜的方法及装置，具有使工件上的镀膜厚度均匀且提高产能的优点。

[0006] 一种在工件上进行派瑞林镀膜的方法，包括以下步骤：

[0007] 将工件静置于箱体内，所述工件均匀设置在所述箱体内；

[0008] 向箱体内通入用于镀膜的含有派瑞林的气体，所述气体自箱体的进气口进入后从所述箱体的排气口排出；

[0009] 在向箱体内通气时，控制所述箱体内的温度以使所述温度自所述进气口至所述排气口的方向依次降低。

[0010] 在其中一个实施例中，所述箱体内的温度为-20℃-200℃。

[0011] 在其中一个实施例中，工件通过码放或吊装的方式设置在箱体内。

[0012] 在其中一个实施例中，工件在镀膜时以固定的姿态设置在箱体内。

[0013] 在其中一个实施例中，相邻工件的间隔距离、以及工件与箱体内壁的间隔距离均相同，所述间隔距离为3mm-200mm。

[0014] 在其中一个实施例中，所述派瑞林包括派瑞林C、派瑞林D、派瑞林N或派瑞林F。

[0015] 在其中一个实施例中，所述箱体内的温度通过设置在箱体外壁的加热组件进行控制，所述加热组件包括设置在箱体上的若干加热单元。

[0016] 一种实现上述任意一项所述的方法的镀膜装置，所述镀膜装置包括：

[0017] 箱体，所述箱体包括用于放置工件的镀膜腔，所述箱体包括进气口和排气口；以及[0018] 加热组件，包括设置在所述箱体外壁的若干加热单元，若干所述加热单元沿着所述进气口至所述排气口的方向的加热温度逐渐降低。

[0019] 在其中一个实施例中，还包括设于箱体外的保温层，所述加热组件设于所述箱体与所述保温层之间。

[0020] 在其中一个实施例中，所述箱体为钢材或铝合金材料。

[0021] 有益效果：

[0022] 1、采用本申请的技术方案进行镀膜，工件上的镀膜均匀度更高；

[0023] 2、通过提升温度使镀膜时间更短，提高了工作效率。

附图说明

[0024] 图1示出了本申请一个实施例中的镀膜装置的结构示意图；

[0025] 图2示出了五种派瑞林的分子结构；

[0026] 图3示出了本申请一个实施例中的镀膜装置中的工件的摆放状态示意图；

[0027] 图4示出了本申请一个实施例中的在工件上进行派瑞林镀膜的方法的示意性流程图。

[0028] 附图标记：100、箱体；110、镀膜腔；120、进气口；130、排气口；140、第一壁；150、第二壁；160、侧壁；200、加热组件；210、加热单元；300、匀气装置；310、匀气板；320、通气孔；400、工件。

具体实施方式

[0029] 为了便于理解本发明，下面参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容的理解更佳透彻全面。

[0030] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

[0031] 如图1所示，图1示出了本申请一个实施例中的镀膜装置的结构示意图。镀膜装置包括箱体100、加热组件200和装夹组件(图中未示出)。其中，箱体100内设有镀膜腔110，箱体100上设置有进气口120和排气口130；加热组件200设置在箱体100上，用于对镀膜腔110内进行加热；装夹组件均匀设置在镀膜腔110内，工件400装夹在装夹组件上。加热组件200控制箱体100内的温度以使箱体100内的温度自进气口120至排气口130的方向依次降低。

[0032] 本申请各实施例中的镀膜装置通入的气体含有派瑞林。派瑞林镀膜实质上是派瑞林单体吸附在工件400的表面，派瑞林单体之间发生自由基聚合反应形成高分子链，高分子链叠加成膜。如果吸附的派瑞林单体在聚合反应发生之前解吸附，并离开工件400表面则不会形成膜。本申请中，派瑞林在镀膜腔110的靠近进气口120处浓度高于靠近排气口130处，因此靠近进气口120处的派瑞林单体之间更容易发生自由基聚合反应形成高分子链，进而使靠近进气口120处的工件400表面的派瑞林镀膜厚度较厚。本申请通过加热组件200控制箱体100内的温度，且温度自进气口120至排气口130的方向依次降低。温度越高，派瑞林单体的解吸附速率越高，温度越低，派瑞林单体的解吸附速率越低，因此，派瑞林单体在进气口120处的解吸附速率高于派瑞林单体在排气口130处的解吸附速率。也就是说，靠近进气口120处，派瑞林的浓度高，容易在工件400表面形成更加厚的膜，但是通过高温控制，加快了派瑞林单体的解吸附速率，进而又减少了工件400表面的派瑞林镀膜的厚度。同理，靠近排气口130处，派瑞林的浓度低，在工件400表面形成的膜比较薄，但是通过低温控制，使派瑞林单体的解吸附速度慢，进而有增加了工件400表面的派瑞林镀膜的厚度。如此可以实现镀膜腔110内的工件400具有更加均匀的派瑞林镀膜的厚度。

[0033] 如图1所示，在其中一个实施例中，箱体100可以为正方体、长方体或圆柱体等形状。具体地，箱体100包括相对设置的第一壁140和第二壁150，还包括位于第一壁140和第二壁150之间的侧壁160。当箱体100为正方体或长方体时，侧壁160为平面；当箱体100为圆柱体时，侧壁160为弧面。第一壁140、第二壁150和侧壁160合围成镀膜腔110，工件400摆放在镀膜腔110内，在镀膜腔110内实现镀膜。第一壁140上设置有进气口120，第二壁150上设置有排气口130。在图1中，进气口120位于上方，排气口130位于下方。在一些实施例中，进气口120可以位于左方，排气口130位于右方。

[0034] 如图1所示，加热组件200包括沿第一壁140至第二壁150的方向排布的若干加热单元210。在图1所示的实施例中，加热单元210设置在第一壁140、侧壁160以及第二壁150上。在一些实施例中，加热单元210设置在第一壁140和侧壁160上。沿着第一壁140至第二壁150的方向，加热单元210的温度依次降低。

[0035] 如图1所示，在侧壁160上的加热单元210设置有两组，这两组加热单元210中，靠近进气口120的加热单元210的温度高于远离进气口120的加热单元210的温度。在一些实施例中，在侧壁160上设置有若干个加个单元，这些加热单元210自进气口120至排气口130的方向依次排布，且沿着进气口120至排气口130的方向，这些加热单元210的温度依次降低。通过这些加热单元210对镀膜腔110内的气体进行加热，从而使镀膜腔110内的气体的温度自进气口120至排气口130依次降低。这些加热单元210的加热温度为-20℃-200℃。例如，第一壁140、侧壁160和第二壁150上均设置有加热单元210。第一壁140上的加热单元210的温度为60℃，第二壁150上的加热单元210的温度为30℃，侧壁160上设有两组加热单元210，靠近第一壁140上的加热单元210的温度为50℃，靠近第二壁150上的加热单元210的温度问40℃。这些加热单元210的温度通过辐射和对流的防止传递到箱体100壁附近的工件400上，对于远离箱体100壁的工件400，即箱体100中部的工件400，主要通过气流本身的温度和对流得到加热。通过这些加热单元210对箱体100内的气体进行加热，使这些气体的温度呈一定的梯度，该温度梯度的整体趋势为：按照图1所示的状态，箱体的顶部的温度＞箱体侧壁上半部的温度＞箱体侧壁下半部的温度＞箱体底部的温度，从而通过控制派瑞林单体之间的聚合反应和解吸附的程度，来实现工件400上的派瑞林镀膜厚度均匀。

[0036] 如图1所示，装夹组件设置在镀膜腔110内，且这些装夹组件均匀设置在镀膜腔110内。具体地，相邻的装夹组件之间的距离是相同的，且靠近箱体100的装夹组件距离箱体100的距离与相邻的装夹组件之间的距离也是相同的。例如，相邻的工件400之间的距离可以为3mm-200mm，优选的，可以为25mm。在镀膜的过程中，若工件400在箱体100内运动，例如工件
400在箱体100内转动，将导致箱体100内的气流流动紊乱，造成派瑞林单体之间的聚合反应难以控制。通过装夹组件装夹工件400，这些工件400是静置在箱体100内的，也就是说在镀膜时要求工件400固定在箱体100内，从而使派瑞林单体之间的聚合反应更加稳定，派瑞林单体的解吸附速率也可控。具体地，装夹组件可以为码放台或吊装架，以使工件400在镀膜的过程中姿态固定。

[0037] 在一些实施例中，镀膜腔110的容积为0.02m3-8m3。例如，当镀膜腔110呈正方体形状时，镀膜腔110为0.9m*0.9m*0.9m的立方体。随着镀膜腔110的腔体的增大，本申请中的各实施例的镀膜装置的镀膜均匀性效果更佳明显。

[0038] 如图2所示，图2中示出了五种派瑞林的分子结构，其中a为派瑞林C的分子结构，b为派瑞林N的分子结构，c为派瑞林D的分子结构，d、e为两种派瑞林F的分子结构。由于派瑞林C和派瑞林D的单体分子扩散能力比派瑞林N和派瑞林F的差，本申请中的镀膜装置对派瑞林C和派瑞林D的镀膜均匀性效果更明显。由于派瑞林N和派瑞林F的单体分子扩散能力好，在镀膜时，使工件400均匀静置于箱体100内，可以不对箱体100进行温度控制，也可以使工件400的派瑞林镀膜的均匀性满足要求；本申请中的镀膜装置对派瑞林N和派瑞林F的镀膜均匀性能起到更优的效果。

[0039] 如图3所示，图3示出了一个实施例中的镀膜装置中的工件400的摆放状态示意图，为了清楚的示出工件400的摆放状态，图中只示意出一个工件400。其中，沿着进气口120与出气口的直线方向为第一方向，装夹组件装夹工件400，使工件400与第一方向的夹角为γ，γ的值为0°-45°。优选的，γ为0°-15°。优选的，如图1所示，当工件400与第一方向基本平行时，镀膜的均匀性效果更好。

[0040] 在一些实施例中，如图1所示，加热组件200设置在箱体100的外部，以防止加热组件200上附着有派瑞林镀膜。加热组件200例如可以为硅胶加热片、加热带或陶瓷加热片。加热组件200可以粘附在箱体100外表面。在一些实施例中，可以在加热组件200外面包覆保温层，保温层例如为发泡聚氨酯或玻璃纤维。在一些实施例中，箱体100可以采用钢铁或铝或铝合金等材料制成。由于铝和铝合金材料焊接难度大，为了使箱体100密封性好，加工工艺简单，优选采用钢铁材料。

[0041] 在一些实施例中，如图1所示，箱体100内设置有匀气装置300，匀气装置300可以为一个匀气板310或若干个匀气板310，匀气板310上设置有通气孔320。通过设置匀气装置300，防止派瑞林单体直接冲击到工件400上，导致工件400表面发白。当箱体100内设置有匀气装置300时，上述实施例中所述的工件400到第一壁140的距离转换成工件400到匀气装置
300的距离。

[0042] 如图1所示，沿着进气口120与排气口130的直线方向为第一方向，在垂直于第一方向上，气流在撞击匀气板310后会向两边扩散，从而使气流均匀的填充在箱体100内，从而使得垂直于第一方向的工件400的膜的厚度也可以通过匀气装置300进行调节。例如，在一些实施例中，匀气板310上的中部的通气孔320的直径小，且中部的通气孔320分布更加疏松，以使气流更好的向两边扩散，使得派瑞林在箱体100内均匀分布。

[0043] 如图4所示，图4示出了一个实施例中的在工件400上进行派瑞林镀膜的方法的示意性流程图。

[0044] 该方法包括：

[0045] S100、将工件均匀静置于箱体内；

[0046] S200、向箱体内通入用于镀膜的含有派瑞林的气体，气体自箱体的进气口进入后从箱体的排气口排出；

[0047] S300、在向箱体内通气时，控制箱体内的温度以使温度自进气口至排气口的方向依次降低。

[0048] 在S300中，控制箱体内的温度为-20℃-200℃。也就是说，在-20℃-200℃的范围内，控制箱体内的温度以使温度自进气口至排气口的方向依次降低。该温度既可以保证派瑞林单体之间的反应能高效的进行，又能够使工件上的派瑞林镀膜的厚度均匀。

[0049] 在S100中，工件通过码放或吊装的方式设置在箱体内，以保证工件在镀膜的过程中是静置不动的。防止工件运动或旋转导致气流流动方向紊乱，干扰派瑞林单体之间的聚合和吸附。

[0050] 在S100中，工件与工件之间的距离，以及工件与箱体内壁之间的距离均在3mm-200mm之间。当箱体内设置有匀气装置时，工件与箱体内壁之间距离指的是工件与匀气装置之间的距离。工件与工件之间的距离等于工件与箱体内壁之间的距离。即工件在箱体内是均匀放置的，此时通过控制温度来使工件上的派瑞林镀膜厚度均匀。如此，使得控制变量少，方便控制镀膜厚度。

[0051] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0052] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。