El papel de los revestimientos de conformación de parileno en Next

Tiempo de lectura (palabras)

Los diseñadores y fabricantes de productos electrónicos están bajo presión para hacer paquetes más pequeños, más livianos y más ecológicos. También deben asegurarse de que sus nuevas tecnologías funcionen de manera confiable en sus entornos operativos, lo que puede incluir la exposición a productos químicos, humedad, cargas eléctricas y temperaturas extremas, al mismo tiempo que mantienen el cumplimiento de un número cada vez mayor de normas ambientales, de seguridad, específicas de la industria, gubernamentales y gubernamentales. y/o regulaciones biológicas. En este artículo, analizaré más de cerca los recubrimientos de conformación de parileno y el papel que pueden desempeñar para ayudar a los fabricantes a abordar los desafíos actuales y futuros en la industria electrónica.

Desarrollado por científicos de Union Carbide a fines de la década de 1950, Parylene es el nombre genérico de una serie única de materiales de recubrimiento orgánicos poliméricos. Son de naturaleza policristalina y lineal, poseen propiedades dieléctricas y de barrera útiles por unidad de espesor y son químicamente inertes. Los recubrimientos de parileno son ultradelgados, sin poros y realmente se ajustan a los componentes debido a su polimerización a nivel molecular; básicamente, "crecen" en la superficie del sustrato una molécula a la vez.

Los revestimientos de parileno se aplican en un proceso de deposición de vapor en lugar de dosificar, rociar, cepillar o sumergir. El proceso comienza colocando las piezas a recubrir en la cámara de deposición. La materia prima en polvo, conocida como "dímero", se coloca luego en el vaporizador en el extremo opuesto del sistema. El dímero se calienta, lo que hace que se sublime en vapor, y luego se vuelve a calentar para romperlo en un vapor monomérico. Este vapor se transfiere a una cámara a temperatura ambiente donde se polimeriza espontáneamente sobre las piezas, formando una fina película de parileno. El proceso de deposición de Parylene se lleva a cabo en un sistema cerrado bajo un vacío controlado, permaneciendo la cámara de deposición a temperatura ambiente durante todo el proceso. No se utilizan disolventes, catalizadores ni plastificantes en el proceso de recubrimiento.

Debido a que no hay una fase líquida en este proceso de deposición, no hay efectos de menisco, acumulación o puente posteriores como se ve en la aplicación de recubrimientos líquidos; por lo tanto, toda la parte está igualmente protegida. El "crecimiento" molecular de los recubrimientos de parileno también garantiza no solo un recubrimiento homogéneo y uniforme con el espesor especificado por el fabricante, sino que, dado que el parileno se forma a partir de un gas, también penetra en todas las grietas, independientemente de lo aparentemente inaccesible que parezca. Esto asegura la encapsulación completa del sustrato sin bloquear las pequeñas aberturas.

Además, los recubrimientos de parileno son extremadamente livianos y ofrecen excelentes propiedades de barrera sin agregar dimensión o masa significativa a los componentes delicados. Los recubrimientos típicos de parileno varían en espesor desde 500 angstroms hasta 75 micrones. La mayoría de los demás materiales de revestimiento no se pueden aplicar con una capa tan fina como el parileno y aun así proporcionan el mismo nivel de protección.

Hay varias variantes en la familia del poliparaxilileno, pero todas son materiales completamente lineales y altamente cristalinos que brindan los beneficios de ser ultradelgados y livianos. Todos ellos también proporcionan una excelente barrera dieléctrica, contra la humedad y química, agregan fuerza a los enlaces de los cables, aseguran una transmisión de señal eficiente y son biocompatibles. Los parilenos tienen constantes dieléctricas y factores de disipación extremadamente bajos, lo que les permite proporcionar paquetes pequeños y herméticos con aislamiento dieléctrico a través de una capa delgada. La ruptura de voltaje por unidad de espesor en realidad aumenta con la disminución del espesor de la película de parileno.

Los recubrimientos de parileno se han utilizado en las industrias electrónica, de transporte, aeroespacial, de defensa y de dispositivos médicos durante más de 45 años para resolver los desafíos de la industria. De hecho, donde otras soluciones se han vuelto insuficientes para satisfacer las crecientes necesidades de la industria, los recubrimientos de parileno brindan respuestas en un momento en que los productos deben ser pequeños, livianos, robustos y confiables.

Desafíos de la industria y la solución del parileno

Pequeño y ligero

Ya sea que trabajen en dispositivos para el mercado de consumo o en hardware de defensa, los fabricantes de productos electrónicos se enfrentan a una presión incesante para que los paquetes electrónicos sean más pequeños y livianos; esta es una constante, independientemente del tamaño del dispositivo en general. Si bien los teléfonos móviles se han vuelto más grandes en los últimos años, cuentan con más potencia y funcionalidad que sus predecesores, por lo que sus componentes internos tuvieron que reducirse. Del mismo modo, los automóviles y las aeronaves mantienen aproximadamente el mismo tamaño, pero se utilizan componentes electrónicos adicionales para aumentar su funcionalidad y confiabilidad. Al mismo tiempo, hay un llamado cada vez mayor en estas industrias para reducir el peso para mejorar la eficiencia del sistema.

Debido a que los recubrimientos de parileno se aplican como vapor, las moléculas crecen en una película, adhiriéndose por igual a cada superficie y borde y dentro de las grietas. Los recubrimientos encapsulan completamente sustratos complejos, proporcionando una excelente barrera y protección dieléctrica. Además, debido a su naturaleza ultrafina, la protección que brindan se logra sin agregar una dimensión o masa significativa.

Comparativamente, los recubrimientos líquidos se aplican comúnmente con rociador, brocha o inmersión y es posible que no brinden una cobertura completa debido a los efectos de acumulación, formación de puentes o menisco. Si bien estas soluciones de recubrimiento pueden ser suficientes para algunas aplicaciones, tienen sus limitaciones cuando se trata de los diseños electrónicos avanzados de la actualidad.

Para leer el artículo completo, que apareció en la edición de agosto de 2019 de la revista SMT007, haga clic aquí.