一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法及應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法及其應(yīng)用，本發(fā)明采用引發(fā)式化學(xué)氣相沉積方法在電子產(chǎn)品表面形成防護(hù)涂層。制備步驟包括：將電子產(chǎn)品放入反應(yīng)腔內(nèi)的樣品臺(tái)臺(tái)上，利用真空控制系統(tǒng)排出腔體中的空氣，使反應(yīng)腔內(nèi)處于真空狀態(tài)；將反應(yīng)氣體按照預(yù)設(shè)的流量比經(jīng)進(jìn)氣口通入到腔體中，并達(dá)到預(yù)設(shè)反應(yīng)壓強(qiáng)，反應(yīng)氣體經(jīng)過已加熱到預(yù)設(shè)溫度的合金絲，所述引發(fā)劑在已加熱合金絲的誘導(dǎo)下會(huì)進(jìn)行熱分解形成自由基；自由基和鍍層材料單體在位于樣品臺(tái)上的電子產(chǎn)品表面吸附并進(jìn)行室溫下的原位自由基聚合反應(yīng)，形成本發(fā)明所述的電子產(chǎn)品防護(hù)涂層。本發(fā)明制備的電子產(chǎn)品防護(hù)涂層能起到防水防潮效果，還可以阻隔氧氣，阻隔酸堿等，起到抗氧化，抗腐蝕，絕緣的作用。
【專利說明】
一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于防護(hù)涂層領(lǐng)域，特別涉及一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備技術(shù)及其在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，電子產(chǎn)品在生活工作中的應(yīng)用越來越普及，例如智能手機(jī)，平板電腦，智能手表、手環(huán)等。諸如此類電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢朝著智能化，輕薄化，大屏化發(fā)展。如今智能產(chǎn)品的發(fā)展很多已經(jīng)超出了我們的預(yù)料，比如更大、更清晰的屏幕顯示，性能超強(qiáng)的處理器和媲美數(shù)碼相機(jī)的拍照效果。但是另一方面，此類電子產(chǎn)品的硬件防護(hù)功能，比如防水、防潮、防腐蝕、防霉菌等等基礎(chǔ)功能還有待提尚，也是目如各生廣廠家著力解決的冋題。
[0003]目前電子產(chǎn)品防水技術(shù)主要可以分為密封和防護(hù)涂層技術(shù)。其中密封技術(shù)是在一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上在縫隙中填入橡膠材料使所有電子部件密封在殼體中。早期的防水電子產(chǎn)品大多是以密封的原理設(shè)計(jì)的，這類產(chǎn)品往往外觀相對厚重。但是，隨著智能電子市場的發(fā)展，電子產(chǎn)品在功能上更加復(fù)雜，外觀力求輕薄、高清大屏，密封設(shè)計(jì)不能滿足這種消費(fèi)趨勢。其次，密封技術(shù)把電子元件完全密封起來，對于電子設(shè)備散熱造成影響。且在生產(chǎn)過程中需要較高的生產(chǎn)成本和模具技術(shù)，維修也不方便。
[0004]除了密封之外，防護(hù)涂層技術(shù)成為突破現(xiàn)有電子產(chǎn)品防護(hù)功能瓶頸的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的涂層技術(shù)以噴涂、浸漬的方法，在電路板等電子元件上涂覆一層三防漆，材料多為含氟樹月旨，它的自潤滑性、憎水性好，耐化學(xué)腐蝕性高，低損耗，C-F鍵的強(qiáng)穩(wěn)定性使得他具有較強(qiáng)的耐候性和耐鹽霧性。一般傳統(tǒng)涂層法的薄膜厚度在幾到幾十微米之間，在一定程度上達(dá)到防水防潮防銹等防護(hù)效果。但是對于日趨復(fù)雜精密的電子器件，簡單的涂層方法首先薄膜厚度較厚透明度差，其次因?yàn)闈櫇裥圆?，對于精密的電子元件無法均勻包覆，存在一定的局限。目前氣相沉積納米鍍層技術(shù)越來越受到重視，納米鍍層是在真空環(huán)境下，氣體分子在基底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)沉積形成一層肉眼無法看到的納米厚度的薄膜，能夠均勻的覆蓋在材料的各個(gè)表面，形成完整的保護(hù)層。市場上應(yīng)用并研究較多的等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)(PECVD)在制備防水智能手機(jī)上已經(jīng)取得了一定的成果。其中美國Liquipel公司是典型代表。將電子產(chǎn)品放在等離子鍍膜設(shè)備中，真空環(huán)境下通入含氟氣態(tài)單體，然后放出等離子體幫助氣體分子在電子產(chǎn)品的內(nèi)部和表面聚合形成納米防水涂層(美國專利:US 8852693B2)。據(jù)報(bào)道，Liquipel的真空納米鍍膜技術(shù)能對智能手機(jī)等產(chǎn)品直接處理并達(dá)到國際防水指標(biāo)IPX3級的標(biāo)準(zhǔn)，滿足一般產(chǎn)品意外短時(shí)間浸水的防護(hù)要求。這種技術(shù)簡單易于操作，但是在理論上而言，等離子體能量相對較高，反應(yīng)活性強(qiáng)，在聚合反應(yīng)中常伴隨功能基團(tuán)的破壞和副反應(yīng)的發(fā)生。美國專利(US 8900663 B2)報(bào)道，在PTFE真空納米薄膜的制備中，利用熱絲化學(xué)氣相沉積最終得到的薄膜中70%以上的CF2能保留下來。這種方法是直接利用加熱的熱絲來激發(fā)反應(yīng)的進(jìn)行，通常加熱到500°C以上。在PECVD體系中，等離子體的高能高反應(yīng)活性使得CF2往往只能達(dá)到40%-60%程度的保留。市場上另一關(guān)于真空納米技術(shù)的代表是美國HZO公司，他們的waterblock技術(shù)在電子產(chǎn)品表面形成聚對二甲苯的聚合物涂層，達(dá)到不錯(cuò)的防水效果(歐洲專利:EP2328692 A2)。目前HZO公司與Apple、三星等移動(dòng)設(shè)備制造商合作，致力于防水電子產(chǎn)品的研發(fā)(美國專利:US 9161434 B2)。HZO的真空鍍膜技術(shù)基于聚對二甲苯高溫下裂解并在基底材料表面形成聚合物薄膜。聚對二甲苯的裂解溫度為700°C左右，溫度能耗較大并且對設(shè)備安全性能要求較高。另外相關(guān)領(lǐng)域人指出聚對二甲苯對基底的物理性質(zhì)可能會(huì)有影響，比如用紙來舉例子的話，利用HZO技術(shù)處理的紙巾會(huì)變的很硬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對以上電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的現(xiàn)狀和存在的不足，本發(fā)明提出一種引發(fā)式化學(xué)氣相沉積技術(shù)作為制備電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的方法，在電子電路板及電子設(shè)備表面形成納米防護(hù)涂層，達(dá)到防水、防潮、防腐蝕等防護(hù)功能。
[0006]為達(dá)到以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
使用引發(fā)式化學(xué)氣相沉積方法在電子產(chǎn)品表面沉積一層納米防護(hù)涂層。具體的，采用引發(fā)式化學(xué)氣相沉積設(shè)備制備本發(fā)明所述的電子產(chǎn)品防護(hù)涂層，所述引發(fā)式化學(xué)氣相沉積設(shè)備包括:反應(yīng)腔、設(shè)置于反應(yīng)腔一側(cè)供反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng)腔內(nèi)的進(jìn)氣系統(tǒng)、以及位于反應(yīng)腔另一側(cè)且與反應(yīng)腔相聯(lián)接的真空控制系統(tǒng);反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有用于加熱的合金絲、樣品臺(tái)、位于樣品臺(tái)底部的循環(huán)水冷卻裝置。
[0007]具體的制備方法，包括步驟如下:將電子產(chǎn)品放入反應(yīng)腔內(nèi)的樣品臺(tái)上，利用與出氣口連接的真空控制系統(tǒng)排出腔體中的空氣，使反應(yīng)腔內(nèi)處于真空狀態(tài);將反應(yīng)氣體按照預(yù)設(shè)的流量比經(jīng)進(jìn)氣口通入到腔體中，并達(dá)到預(yù)設(shè)壓強(qiáng);反應(yīng)氣體包括引發(fā)劑和鍍層材料單體;反應(yīng)氣體經(jīng)過已加熱到預(yù)設(shè)溫度的合金絲，選用具有高活性的引發(fā)劑，由于引發(fā)劑具有較高活性，所述引發(fā)劑在已加熱合金絲的誘導(dǎo)下會(huì)進(jìn)行熱分解形成自由基；自由基和鍍層材料單體在位于樣品臺(tái)上的電子產(chǎn)品表面吸附并進(jìn)行室溫下的原位自由基聚合反應(yīng)，形成本發(fā)明所述的電子產(chǎn)品防護(hù)涂層。
[0008]本發(fā)明所使用的制備電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的引發(fā)式化學(xué)氣相沉積方法，能夠做到引發(fā)劑的低溫引發(fā)，即能夠控制在較低溫度下實(shí)現(xiàn)所述引發(fā)劑分解自由基，也即上述制備步驟中合金絲的加熱預(yù)設(shè)溫度。對于鍍層單體材料采用含氟烷烴的涂層沉積，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了150 °C?200 °C的所述合金絲的預(yù)設(shè)加熱溫度，在本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中加熱合金絲的預(yù)設(shè)溫度為200°C、另一個(gè)實(shí)施例中加熱合金絲的預(yù)設(shè)溫度為180°C。相比美國專利(US8900663 B2)利用熱絲化學(xué)氣相沉積)，直接利用加熱的熱絲來激發(fā)反應(yīng)的進(jìn)行，其熱絲的加熱溫度達(dá)到500°C以上。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)低溫引發(fā)，能夠整體降低反應(yīng)腔體內(nèi)部的溫度。而對于待鍍膜的電子產(chǎn)品，其材料中常使用熱敏感材料，如電子產(chǎn)品中的塑料部件，均不能承受高溫，因此要求盡量降低放置待鍍膜電子產(chǎn)品的樣品臺(tái)的溫度。由于低溫引發(fā)，整體降低反應(yīng)腔內(nèi)溫度，促進(jìn)了有效控制樣品臺(tái)溫度和待鍍膜電子產(chǎn)品的溫度在較低的溫度內(nèi)，為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)室溫原位聚和反應(yīng)形成所述電子產(chǎn)品防護(hù)涂層提供了基礎(chǔ)。
[0009]上面制備步驟所述自由基和鍍層材料單體在電子產(chǎn)品表面吸附并進(jìn)行室溫下的原位自由基聚合反應(yīng)，其中所述室溫是指控制樣品臺(tái)溫度處于室溫下。具體的，本發(fā)明控制樣品臺(tái)溫度在20 °C?40 °C，在本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中樣品臺(tái)溫度20 °C，在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中樣品臺(tái)溫度25°C，還有一個(gè)實(shí)施例中為30°C。在本發(fā)明中，控制樣品臺(tái)溫度處于室溫的另一關(guān)鍵為通過所在的樣品臺(tái)底部裝有的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。樣品臺(tái)溫度控制在室溫下，一方面:降低了對待鍍膜的電子產(chǎn)品的限制，對于熱敏感材料，如塑料部件，本發(fā)明的制備方法均能夠適用；另一方面:待鍍膜的電子產(chǎn)品的溫度較反應(yīng)腔體內(nèi)其他部位的溫度低，有利于鍍層材料單體和自由基的吸附，提高防護(hù)涂層的沉積速率。
[0010]使用本發(fā)明的制備方法，其中一個(gè)實(shí)施例的鍍層材料單體為硅氧烷，其沉積速率30nm/min，總進(jìn)氣量不超過1sccm;而在另外兩個(gè)實(shí)施例中，鍍層材料單體為含氟燒經(jīng)，其沉積速率一個(gè)實(shí)施例中為50nm/min，在另一實(shí)施例中沉積速率達(dá)到100nm/min，且在總反應(yīng)氣體的進(jìn)氣量不超過2sCCm的情況下。相比等離子體鍍膜系統(tǒng)，本發(fā)明具有高效的沉積速率、環(huán)保節(jié)約，如在美國專利US8852693B2中，使用等離子體鍍膜系統(tǒng)，其鍍層材料單體為含氟烷烴，總進(jìn)氣量為30?50sccm，沉積速率為25?75nm/min。
[0011]本發(fā)明制備方法中，達(dá)到上面所述高的防護(hù)涂層沉積速率，其一:由于控制了樣品臺(tái)溫度在室溫下，待鍍膜的電子產(chǎn)品的溫度較反應(yīng)腔體內(nèi)其他部位的溫度低，有利于鍍層材料單體和自由基的吸附，提高防護(hù)涂層的沉積速率;另一方面:為了促進(jìn)防護(hù)涂層更有效的在待鍍膜的電子產(chǎn)品表面的吸附和聚合反應(yīng)，本發(fā)明還對反應(yīng)腔體內(nèi)其他部位進(jìn)行加熱處理，提高待鍍膜的電子產(chǎn)品表面與反應(yīng)腔體內(nèi)其他部位的溫度差，從而促進(jìn)鍍層材料單體和自由基傾向吸附在待鍍膜的電子產(chǎn)品表面，從而提高聚和反應(yīng)的效率。具體的，本發(fā)明各實(shí)施例中通過在反應(yīng)腔外部設(shè)置加熱帶對反應(yīng)腔體內(nèi)其他部位進(jìn)行加熱處理。更為具體的，本發(fā)明各實(shí)施例控制所述加熱帶的加熱溫度在30°C?70°C范圍內(nèi)，其中一實(shí)施例中加熱帶的加熱溫度為70°C，另一實(shí)施例中加熱帶的加熱溫度為50°C，另一實(shí)施例中加熱帶的加熱溫度為30 °C。
[0012]另外，本發(fā)明樣品臺(tái)在底部使用循環(huán)水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，能夠?qū)崿F(xiàn)在反應(yīng)腔體中大面積電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備，即電子產(chǎn)品可放在樣品臺(tái)的任何位置。因?yàn)檎麄€(gè)反應(yīng)腔體內(nèi)的氣相組分是均勻的，防護(hù)涂層沉積過程中的速率由電子產(chǎn)品表面自由基和鍍層材料單體的吸附量決定，吸附量直接受樣品臺(tái)溫度影響，而樣品臺(tái)溫度是通過循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的均勻控制，因此整個(gè)樣品臺(tái)內(nèi)都是有效沉積范圍。與本發(fā)明的制備方法相比，在等離子體鍍膜系統(tǒng)中，沉積發(fā)生在等離子束中，并且等離子束不同部位的反應(yīng)活性不同，導(dǎo)致不同部位涂層厚度和組分不均勻；因此，較等離子體鍍膜方法，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)大面積的均勻鍍膜。
[0013]另外，本發(fā)明采用的制備方法，基于自由基低溫下原位聚合的原理，引發(fā)劑在誘導(dǎo)下分解成自由基，代替了高能等離子體，反應(yīng)易于進(jìn)行且穩(wěn)定、反應(yīng)條件溫和。與等離子體真空鍍膜法相比，本發(fā)明制備的涂層組分化學(xué)穩(wěn)定性高和功能基團(tuán)完整性高；而等離子體反應(yīng)活性很高，沉積過程中常伴隨副反應(yīng)發(fā)生，因此等離子體真空鍍膜法制備出的涂層組分中，其關(guān)鍵作用的功能基團(tuán)保留度只能達(dá)到40-60%，如美國專利US8900663B2。；而本發(fā)明制備方法制備出來的涂層，可100%保留涂層中的功能基團(tuán)。且由于涂層的化學(xué)穩(wěn)定性好，涂層中的功能基團(tuán)保留度高，因此該涂層的疏水效果也佳。
[0014]本發(fā)明中制備所述電子產(chǎn)品防護(hù)涂層所使用的鍍層材料單體選自含氟烷烴或硅氧烷中的一種或幾種，所述含氟烷烴其結(jié)構(gòu)式為CH2=C(R1)-COO-R2, !^是-H或者-013，1?2是-(CH2)-(CF2)n-CF3,其中n=3-7。所述硅氧烷其結(jié)構(gòu)式表示為CH2=CH(R3), R3表示含有S1-O-Si單元的鏈狀結(jié)構(gòu)或者環(huán)狀結(jié)構(gòu)。所述的氟代烷烴聚合物和硅氧烷聚合物涂層憎水性好，化學(xué)穩(wěn)定性高;再因?yàn)槿缟纤霰景l(fā)明所使用的制備方法反應(yīng)條件溫和，涂層中的功能基團(tuán)保留度高、涂層表面能低，疏水性好;能夠起到很好的防水、防潮的效果，并且可以防止汗液，鹽霧、酸堿等液體對電路板尤其是金屬部件的腐蝕。鍍有本發(fā)明防護(hù)涂層的電子產(chǎn)品表面水接觸角在130°以上，且通過國際IPX7級防水測試即浸水試驗(yàn)，電子產(chǎn)品依然正常工作。
[0015]本發(fā)明制備方法中使用的引發(fā)劑選自二叔丁基過氧化氫(TBP)，二叔戊基過氧化氫，過氧化苯甲酸特丁酯或者全氟丁基磺酰氟的一種或幾種。所述鍍層材料單體和引發(fā)劑的流量比控制在1: 3?10:1之間。其中，本發(fā)明制備方法中，引發(fā)劑和鍍層材料單體在通過進(jìn)氣口進(jìn)入反應(yīng)腔前，分別置于各自的石英管中，石英管與反應(yīng)腔之間的管路連接有閥門，控制各反應(yīng)氣體的流量。且引發(fā)劑的石英管保持室溫狀態(tài)，鍍層材料單體的石英管加熱溫度在30?100°C之間。
[0016]進(jìn)一步地，本發(fā)明制備方法中，反應(yīng)氣體還可以包括交聯(lián)劑，即在防護(hù)涂層的沉積過程中通入腔體的氣體還可以包括交聯(lián)劑;所述交聯(lián)劑可以在鍍層材料單體之前通入到腔體中，預(yù)先在電子產(chǎn)品表面形成致密的薄膜，起到增強(qiáng)涂層與電子產(chǎn)品表面結(jié)合強(qiáng)度的效果。其中交聯(lián)劑選自乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、I，3，5，7，_四乙烯基-1，3，5，7_四甲基環(huán)四硅氧烷、1，3，5_三乙烯基-1，3，5-三甲基環(huán)三硅氧烷中的一種或幾種。
[0017]進(jìn)一步地，本發(fā)明制備的電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的厚度在1nm?3μπι之間，厚度可以根據(jù)沉積時(shí)間進(jìn)行精確控制。
[0018]本發(fā)明中所述的電子產(chǎn)品，包括各類電子元器件、電路板，顯示設(shè)備，電子傳感器部件等，具體如:各類手機(jī)，電腦，平板電腦，可穿戴設(shè)備、音樂播放器，相機(jī)，收音機(jī)，錄音機(jī)，游戲機(jī)等。使用本發(fā)明制備防護(hù)涂層的電子產(chǎn)品，其部件中材料不受限制，可以是金屬制品，塑料制品，紙制品等。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明的防護(hù)涂層制備方法，較傳統(tǒng)的密封法處理過程簡單，無需專門的結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)，可以在生產(chǎn)環(huán)節(jié)對電子器件進(jìn)行涂層處理，也可以在消費(fèi)者使用過程中進(jìn)行處理。其中處理的對象包括集成電路板，電池，外殼等電子產(chǎn)品的任何部位。
[0020]與傳統(tǒng)的防護(hù)涂層制備方法如噴涂法、浸漬法相比，防護(hù)涂層均勻、厚度可控、保型性好。噴涂法往往存在陰影區(qū)，薄膜存在缺陷；浸漬法基于液相處理的特點(diǎn)，由于液體表面張力浸潤性差，對于微小部件無法涂覆，保型性差，且薄膜厚度無法精確控制，導(dǎo)致透明性差、導(dǎo)熱性差。本發(fā)明采用的防護(hù)涂層的制備方法，是一種完全干式鍍膜法，不受液體表面張力的影響，氣體分子能夠到達(dá)樣品的所有表面，因此涂層的保型性非常好，涂層致密且均勻。
[0021]本發(fā)明中的制備的電子產(chǎn)品防護(hù)涂層起到的防護(hù)效果除了防水防潮之外，還可以起到阻隔作用，阻隔氧氣，阻隔酸堿等，起到抗氧化，抗腐蝕，絕緣的作用。
[0022]另外，較傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積技術(shù)，本發(fā)明的制備方法無需復(fù)雜的等離子體設(shè)備，無需輸入較高的能量；同時(shí)因?yàn)榉磻?yīng)條件溫和，可以保證薄膜組分的完整性，即實(shí)現(xiàn)功能最大化。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明采用的引發(fā)式化學(xué)氣相沉積設(shè)備示意圖。
[0024]圖2為實(shí)施例1中的鍍層材料單體和制得的電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的紅外光譜圖。
[0025]圖3為實(shí)施例1中鍍有防護(hù)涂層的手機(jī)的電子部件表面進(jìn)行水接觸角測試的測試結(jié)果圖。
[0026]其中，I為進(jìn)氣系統(tǒng)，11為石英管，12為流量調(diào)節(jié)閥，2為反應(yīng)腔，3為合金絲，4為待鍍膜的電子產(chǎn)品，5為樣品臺(tái)，6為循環(huán)水冷卻裝置，7為真空控制系統(tǒng)，8為激光干涉系統(tǒng)，9為加熱帶，1為水珠，11為電子產(chǎn)品。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了更好的說明本發(fā)明的目的及技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖以及具體的實(shí)施例進(jìn)一步闡述?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]本發(fā)明采用引發(fā)式化學(xué)氣相沉積在電子產(chǎn)品表面制備防護(hù)涂層。引發(fā)式化學(xué)氣相沉積是等離子體化學(xué)氣相沉積和熱絲化學(xué)氣相沉積的延伸和改進(jìn)，是一種新型綠色的真空鍍膜方法。在傳統(tǒng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)的基礎(chǔ)上引入活性較高的引發(fā)劑，可在較低的溫度下分解成自由基并引發(fā)單體進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，在基底上形成聚合物薄膜。具體的，如圖1所示為本發(fā)明采用的引發(fā)式化學(xué)氣相沉積設(shè)備，包括反應(yīng)腔、設(shè)置于反應(yīng)腔一側(cè)供反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng)腔內(nèi)的進(jìn)氣系統(tǒng)、以及位于反應(yīng)腔另一側(cè)的真空控制系統(tǒng)。如圖1中，此引發(fā)式化學(xué)氣相沉積設(shè)備還包括監(jiān)測涂層沉積過程和涂層厚度的激光干涉系統(tǒng)，但這不是本發(fā)明目的的必須，比如涂層厚度可以通過鍍膜后通過其他厚度測試設(shè)備進(jìn)行測試;反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有用于加熱的合金絲、樣品臺(tái)、位于樣品臺(tái)底部的循環(huán)水冷卻裝置。另外，具體的，本發(fā)明的各實(shí)施例中，進(jìn)氣系統(tǒng)由放置反應(yīng)氣體原料的石英管、連接石英管和反應(yīng)腔的管路、以及流量調(diào)節(jié)閥。
[0029]另外，如圖1，本發(fā)明采用的引發(fā)式化學(xué)氣相沉積設(shè)備，還包括在反應(yīng)腔外部設(shè)置的加熱帶，用于給除樣品臺(tái)外的反應(yīng)腔內(nèi)其他部位加熱，使待鍍膜的電子產(chǎn)品表面與反應(yīng)腔內(nèi)其他部位的溫度差增加。
[0030]工作時(shí)，反應(yīng)氣體在各石英管中分別進(jìn)行氣化，再按照一定的流量比流出經(jīng)混合后通過進(jìn)氣口進(jìn)入反應(yīng)腔，各反應(yīng)氣體至少包括引發(fā)劑以及鍍層材料單體；同時(shí)反應(yīng)腔內(nèi)的合金絲被加熱、樣品臺(tái)則通過底部的循環(huán)冷卻水冷卻保證樣品臺(tái)底部的溫度處于室溫下，同時(shí)控制反應(yīng)腔外部設(shè)置的加熱帶溫度;反應(yīng)氣體經(jīng)過已加熱到預(yù)定溫度的合金絲時(shí)，由于引發(fā)劑的活性較高，熱誘使反應(yīng)氣體中的引發(fā)劑分解成自由基，該自由基和鍍層材料單體吸附到待鍍膜的電子產(chǎn)品表面進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，形成所述的防護(hù)涂層。
[0031]實(shí)施例1
使用三星某型號手機(jī)為本實(shí)施例的待鍍膜的電子產(chǎn)品，將該手機(jī)的電池、主板、手機(jī)外殼(屏幕與外殼連接)分離并放入引發(fā)式化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔內(nèi)的樣品臺(tái)中，反應(yīng)腔抽至真空。引發(fā)劑為二叔丁基過氧化氫，控制引發(fā)劑的石英管溫度為25°C;鍍層材料單體為全氟癸基丙烯酸酯，結(jié)構(gòu)是為CH2=CH-COO- CH2CH2-(CF2)7-CF3，其中石英管溫度加熱至80°C ；反應(yīng)腔外部設(shè)置的加熱帶的溫度加熱至70°C。引發(fā)劑和鍍層材料單體的流量分別為0.6 sccm,
0.6sccm，加熱合金絲的溫度至200°C，控制樣品臺(tái)溫度為20°C，沉積壓強(qiáng)為200mTorr，沉積時(shí)間5分鐘，涂層厚度約為500nm，沉積速率為100nm/min。因?yàn)殡娮釉c樣品臺(tái)接觸一面無法與反應(yīng)氣體分子接觸，為保證元件(電池、主板、外殼)所有表面被涂層覆蓋，在完成一次鍍膜過程后，將樣品反轉(zhuǎn)重復(fù)鍍膜過程。
[0032]進(jìn)行紅外光譜測試，如附圖2所示，是本實(shí)施例制得的電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的紅外光譜圖，圖中所示，圖2中左上角是本實(shí)施例制得的防護(hù)涂層與本實(shí)施例使用的鍍層材料單體的紅外光譜的比對圖，標(biāo)識處為鍍層材料單體中C=C鍵特征峰，在防護(hù)涂層中均未出現(xiàn)，表明聚合反應(yīng)十分完全;另外在1741cm—1處為C=O鍵特征峰，鍍層材料單體和防護(hù)涂層中均有出現(xiàn)；1150?1250cm—1范圍內(nèi)三個(gè)峰表示F官能團(tuán)的特征峰，可以看出防護(hù)涂層與鍍層材料單體中一一對應(yīng)，表明本發(fā)明采用的制備方法對功能基團(tuán)很好的保留性，達(dá)到100%的功能基團(tuán)保留。
[0033]如附圖3所示，為對本實(shí)施例已鍍防護(hù)涂層的手機(jī)的電子部件表面進(jìn)行的水接觸角測試圖，測試結(jié)果顯示水接觸角大于130°。
[0034]對本實(shí)施例已鍍防護(hù)涂層的手機(jī)進(jìn)行防水等級測試，參照國際IPX7級防水測試，即浸水試驗(yàn):將經(jīng)過本實(shí)施例防護(hù)涂層制備的手機(jī)部件裝回，開機(jī)測試，屏幕顯示，電池能耗，多媒體功能，通話功能均正常;將該手機(jī)放入水槽內(nèi)，手機(jī)頂部距離水面距離至少0.15米，試驗(yàn)時(shí)間為30分鐘;之后從水槽中取出手機(jī)，手機(jī)正常工作。
[0035]實(shí)施例2
使用iPhone 5手機(jī)為本實(shí)施例的待鍍膜的電子產(chǎn)品，電池、主板、手機(jī)外殼(屏幕與外殼相連)分離并放入引發(fā)式化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔內(nèi)的樣品臺(tái)中，反應(yīng)腔抽至真空。引發(fā)劑為二叔丁基過氧化氫，控制引發(fā)劑的石英管溫度為300C ;鍍層材料單體為全氟癸基丙烯酸酯，結(jié)構(gòu)是為CH2=CH-COO- CH2CH2-(CF2)7-CF3,其石英管溫度加熱至85°C;反應(yīng)腔外部設(shè)置的加熱帶的溫度加熱至50°C ；引發(fā)劑和鍍層材料單體流量分別為0.6 sccm，0.4sccm，加熱合金絲的溫度至180°C，控制樣品臺(tái)溫度為25°C，沉積壓強(qiáng)為lOOmTorr，沉積時(shí)間為10分鐘，防護(hù)涂層厚度為500nm，沉積速率為50nm/min。因?yàn)殡娮釉c樣品臺(tái)接觸一面無法與反應(yīng)氣體分子接觸，為保證元件(電池、主板、外殼)所有表面被防護(hù)涂層覆蓋，在完成一次鍍膜過程后，將樣品反轉(zhuǎn)重復(fù)鍍膜過程。
[0036]對本實(shí)施例已鍍防護(hù)涂層的手機(jī)的電子部件表面進(jìn)行水接觸角測試，水接觸角大于 130°。
[0037]對本實(shí)施例已鍍防護(hù)涂層的手機(jī)進(jìn)行防水等級測試，參照國際IPX7級防水測試，即浸水試驗(yàn):將經(jīng)過本實(shí)施例防護(hù)涂層制備的手機(jī)部件裝回，開機(jī)測試，屏幕顯示，電池能耗，多媒體功能，通話功能均正常;將該手機(jī)放入水槽內(nèi)，手機(jī)頂部距離水面距離至少0.15米，試驗(yàn)時(shí)間為30分鐘;之后從水槽中取出手機(jī)，手機(jī)正常工作。
[0038]實(shí)施例3
使用普通電路板為本實(shí)施例的待鍍膜的電子產(chǎn)品，將電子產(chǎn)品放入引發(fā)式化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔體內(nèi)的樣品臺(tái)上，反應(yīng)抽至真空。引發(fā)劑為二叔丁基過氧化氫，控制引發(fā)劑的石英管溫度為30°C;鍍層材料單體為1，3，5_三乙烯基-1，3，5-三甲基環(huán)三硅氧烷(V3D3)，其石英管溫度加熱至65°C ;反應(yīng)腔外部設(shè)置的加熱帶的溫度加熱至30°C ;引發(fā)劑和鍍層材料單體流量分別為I sccm，6sccm，加熱合金絲的溫度至250°C，控制樣品臺(tái)溫度為30°C，沉積壓強(qiáng)為300mTorr，沉積時(shí)間為10分鐘，防護(hù)涂層厚度為300nm，沉積速率為30nm/min。
[0039]本實(shí)施例制得的防護(hù)涂層聚I，3，5_三乙烯基-1，3，5_三甲基環(huán)三硅氧烷可用作電子器件的絕緣層與封裝層。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于:所述制備方法在引發(fā)式化學(xué)氣相沉積設(shè)備中完成，采用引發(fā)式化學(xué)氣相沉積方法在電子產(chǎn)品表面形成防護(hù)涂層； 其中，所述引發(fā)式化學(xué)氣相沉積設(shè)備包括:反應(yīng)腔、設(shè)置于反應(yīng)腔一側(cè)供反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng)腔內(nèi)的進(jìn)氣系統(tǒng)、以及位于反應(yīng)腔另一側(cè)且與反應(yīng)腔相聯(lián)接的真空控制系統(tǒng)；反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有用于加熱的合金絲、樣品臺(tái)、位于樣品臺(tái)底部的循環(huán)水冷卻裝置； 所述制備方法的步驟包括:將電子產(chǎn)品放入反應(yīng)腔內(nèi)的樣品臺(tái)上，利用真空控制系統(tǒng)排出腔體中的空氣，使反應(yīng)腔內(nèi)處于真空狀態(tài);將反應(yīng)氣體按照預(yù)設(shè)的流量比經(jīng)進(jìn)氣系統(tǒng)通入到反應(yīng)腔體中，并達(dá)到預(yù)設(shè)壓強(qiáng);其中所述反應(yīng)氣體包括引發(fā)劑和鍍層材料單體;反應(yīng)氣體經(jīng)過已加熱到預(yù)設(shè)溫度的合金絲，其中所述引發(fā)劑在已加熱合金絲的誘導(dǎo)下會(huì)進(jìn)行熱分解形成自由基；自由基和鍍層材料單體在位于樣品臺(tái)上的電子產(chǎn)品表面吸附并進(jìn)行室溫下的原位自由基聚合反應(yīng)，形成本發(fā)明所述的電子產(chǎn)品防護(hù)涂層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于:所述引發(fā)式化學(xué)氣相沉積設(shè)備還包括設(shè)置于反應(yīng)腔外部的加熱帶。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于:所述制備方法的步驟包括:所述防護(hù)涂層的制備過程中，所述加熱帶的加熱溫度控制在30°C?70°C范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于:所述鍍層材料單體選自含氟烷烴的一種或幾種，其中含氟烷烴類結(jié)構(gòu)式為CH2=C(R1)-COO-R2，Ri是-H或者-CH3，R2是-(CH2)-(CF2) n_CF3，其中n=3_7 ；所述弓丨發(fā)劑選自二叔丁基過氧化氫，二叔戊基過氧化氫，過氧化苯甲酸特丁酯或者全氟丁基磺酰氟的一種或幾種;所述合金絲的加熱預(yù)設(shè)溫度為150 0C?200 0C。5.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于:所述鍍層材料單體選自硅氧烷中的一種或幾種，其中硅氧烷結(jié)構(gòu)式為CH2=CH(R3)，R3表示含有S1-O-Si單元的鏈狀結(jié)構(gòu)或者環(huán)狀結(jié)構(gòu);所述引發(fā)劑選自二叔丁基過氧化氫，二叔戊基過氧化氫，過氧化苯甲酸特丁酯或者全氟丁基磺酰氟的一種或幾種;所述合金絲的加熱預(yù)設(shè)溫度為200 °C?250 °C。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于:所述鍍層單體和引發(fā)劑的流量比控制在1:3?10:1之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于:所述室溫下的原位自由基聚合反應(yīng)，其中所述室溫是指控制樣品臺(tái)溫度在20°C?40°C。8.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于:所述預(yù)設(shè)壓強(qiáng)范圍為100?500mTorr。9.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的一種電子產(chǎn)品防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于:所述電子產(chǎn)品，包括各類電子元器件、電路板，顯示設(shè)備;且所述電子產(chǎn)品內(nèi)的部件材料包括金屬制品、塑料制品或紙制品。10.—種防護(hù)涂層在電子產(chǎn)品上的應(yīng)用，所述防護(hù)涂層根據(jù)權(quán)利要求1?9任一項(xiàng)制備方法制得。
【文檔編號】C23C16/46GK105937024SQ201610246879
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】葉羽敏
【申請人】葉羽敏