[go: up one dir, main page]

RU2017548C1 - Способ получения поли-п-ксилиленового покрытия - Google Patents

Способ получения поли-п-ксилиленового покрытия Download PDF

Info

Publication number
RU2017548C1
RU2017548C1 SU5026641A RU2017548C1 RU 2017548 C1 RU2017548 C1 RU 2017548C1 SU 5026641 A SU5026641 A SU 5026641A RU 2017548 C1 RU2017548 C1 RU 2017548C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
xylylene
coating
poly
ceramic
ions
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
А.П. Кутьин
В.И. Зюзина
Н.В. Янина
Т.М. Галина
С.В. Воробьева
И.Ф. Муленкова
Л.А. Обрегон-Саенс
Original Assignee
Научно-производственное предприятие "Салют"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное предприятие "Салют" filed Critical Научно-производственное предприятие "Салют"
Priority to SU5026641 priority Critical patent/RU2017548C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2017548C1 publication Critical patent/RU2017548C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Использование: в микроэлектронике при герметизации плит и интегральных схем. Сущность изобретения: для получения поли-п-ксиленового покрытия на керамической поверхности активируют керамическую поверхность, имплантируя в нее ионы массой 1 - 40 а.е., дозой 6·1013 - 1·1015 ион/см2 , ускоренные до энергий 50 - 150 кэВ с последующим газофазным нанесением методом пиролитической полимеризации циклоди-п-ксилилена. 2 табл.

Description

Изобретение относится к способам получения полимерных покрытий и может быть использовано в микроэлектронике при герметизации плат и интегральных схем.
Известен способ улучшения адгезии поли-п-ксилилена к субстратам (стеклу), включающий помещение субстрата в камеру осаждения, в которой при пониженном давлении сначала наносят на него слой органосилана, затем слой поли-п-ксилилена (1).
Недостатками способа являются, во-первых, неоднородность получаемого полимерного покрытия за счет использования в качестве газообразного аппрета органосилана (γ -метакрилоксипропилтриметоксисилан). Во-вторых, неоднородность покрытия при повышенной влажности приводит к образованию в нем пор, что ухудшает влагозащиту поли-п-ксилиленового покрытия. В-третьих, адгезионная прочность после обработки твердого субстрата аппретом, обеспечиваемая возникновением водородных и других связей между веществом субстрата и полимерным покрытием, недостаточна для влагозащиты при пониженной температуры.
Известен способ получения поли-п-ксилиленового покрытия на керамической подложке, включающий пиролиз продукта возгонки ди-п-ксилилена при 360-450оС и остаточном давлении 1-100 мм рт.ст. и последующей полимеризации полученного продукта пиролиза при 15-20оС на поверхности подложки (2).
В результате этого полимерное покрытие получается неоднородным. Неоднородность покрытия приводит при повышенной влажности к образованию в нем пор, что ухудшает влагозащиту полимерного покрытия.
Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности является способ создания адгезии поли-п-ксилилена к твердым субстратам (стеклоэпоксиду, стеклу, металлам, оксидам металлов), включающий обработку поверхности субстрата силоксаном, содержащим этилен-ненасыщенные группы, связанные с кремнием силоксана Si-C связью, воздействие на обработанную поверхность субстрата газообразным п-ксилиленбирадикалом, который вступает в адгезионное взаимодействие с данной поверхностью, образуя поли-п-ксилиленовый слой (3).
Недостатками способа являются, во-первых, то, что перед нанесением париленового покрытия на твердый субстрат, последний обрабатывают для улучшении адгезии к нему покрытия жидким аппретом, в качестве которого используют выдержанный в течение 2 ч 0,1%-ный раствор γ-метакрилоксипропилтриметоксисилана в 99,4% метаноле, на что затрачивают дополнительно 1 ч 10 мин (выдерживают в аппрете 10 мин, обдувают воздухом 30 мин, прогревают при 70оС в течение 30 мин). Во-вторых, возникает проблема утилизации метанольных отходов после обработки поверхности раствором аппрета, что немаловажно для сохранения чистоты окружающей среды. В-третьих, адгеозионная прочность поли-п-ксилилена к твердому субстрату (стеклоэпоксиду, стеклу, металлам, оксидам металлов) после обработки последнего аппретом невелика (19 кг/см2), что может не обеспечить необходимую влагозащиту при повышенной температуре.
Целью изобретения является обеспечение высокой адгезионной прочности полимерного покрытия к керамике, стабильной при повышенных влажности и температуре.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения поли-п-ксилиленового покрытия на керамической поверхности, включающем обезжиривание, активирование поверхности и газофазное нанесение методом пиролитической полимеризации цикло-ди-п-ксилилена, активирование поверхности осуществляют ионами массой 1-40 а.е, дозой 6˙1013-1˙1015 ион/см2, ускоренными до энергий 50-150 кэВ.
Заявленное техническое решение отличается от прототипа, во-первых, операцией проведения активирования керамической поверхности (имплантируют в нее ионы), во-вторых, условиями проведения этой операции: используют ионы массой 1-40 а.е., дозой 6˙1013-1˙1015 ион/см2, ускоренными до энергии 5-150 кэВ.
В известном способе (прототипе) активируют керамическую поверхность, осаждая на нее для улучшения адгезионной прочности слой аппрета (аминосилана), а затем уже наносят париленовое покрытие из газовой фазы при пониженном давлении. По предложенному способу активирование керамической поверхности проводят, имплантируя в нее ионы массой 1-40 а.е., дозой 6˙1013-1˙1015 ион/см2, ускоренные до энергии 50-150 кэВ, что позволяет обеспечить высокую адгезионную прочность полимерного покрытия к керамике, стабильную при повышенных влажности и температуре, не достигаемую другими способами активации. Получение адгезионно-прочного полимерного покрытия на керамической поверхности крайне актуально, так как для изготовления множества типов электронных изделий используют керамические подложки. Герметизация микросхем, плат позволяет значительно уменьшить влияние окружающей среды, влажности, температуры на параметры изделия и увеличить срок их службы.
Сущность способа заключается в следующем.
Керамические пластины или металлические грибки с приклеенными керамическими пластинами активируют, имплантируя в них ионы массой 1-40 а.е. (например, водорода, аргона, фосфора). Для этого упомянутые пластины или грибки обезжиривают и помещают в камеру установки "Везувий", где создают с помощью диффузионного насоса давление 10-7 мм рт.ст., включают источник ионов водорода, аргона, фосфора дозой 6˙1013-1˙1015 ион/см2, ускоренных до энергии 50-150 кэВ. Происходит ионизация имплантируемых частиц в вакууме, ускорение их и введение в твердую подложку. Далее выключают прибор, создают атмосферное давление в камере и вынимают пластины или металлические грибки. Затем упомянутую поверхность покрывают методом пиролитической полимеризации поли-п-ксилиленом. Затем пластины испытывают на адгезию поли-п-ксилиленового покрытия к керамической поверхности методом решетчатого надреза или покрытую пластину кипятят в дистиллированной воде в течение 1,5 ч и затем испытывают на адгезию поли-п-ксилиленового покрытия к керамической поверхности тем же методом. Покрытые грибочки используют для определения адгезии покрытия к керамическим поверхностям на разрывной машине. Полимерные покрытия, полученные таким образом, обладают высокой адгезионной прочностью к керамике, стабильной при повышенных влажности и температуре.
В результате бомбардировки поверхности подложек ускоренными ионами происходит внедрение последних в поверхностный слой подложки с перестройкой ее структуры. Образование устойчивого химического соединения внедряемых ионов с веществом керамической поверхности приводит к возникновению сильных активных центров, обеспечивающих высокую и стабильную адгезионную прочность подобных полимерных покрытий к керамике, не достигаемую активированием поверхности как с помощью аппретов, обеспечивающих адгезионную прочность возникновением водородных и других связей между подложкой и покрытием, так и другими способами.
Адгезионная прочность покрытия, полученного с помощью обработки поверхности по прототипу аппретом - 19 кг/см2. Адгезионная прочность полимерного покрытия после ионной имплантации - 30-94 кг/см2.
Условия и режимы операции активирования керамической поверхности выбраны экспериментально.
Зависимость адгезии поли-п-ксилиленового покрытия к керамической поверхности от типа применяемых ионов, энергии и дозы имплантационного облучения приведены в табл.1 и 2.
Как видно из табл.1, кипячение покрытых поликоровых пластин в течение 1,5 ч не ухудшает адгезионную прочность полимерного покрытия к керамической поверхности.
Ионы массой более 40 а.е. не применяли, так как ионы с большой массой вызывают значительное разрушение поверхности, что ведет к снижению стабильности результатов.
Облучение ионами дозой меньше 6˙1013 ион/см2 недостаточно для необходимой активации керамической поверхности, а доза более 1˙1015 ион/см2 не дает заметных улучшений адгезионной прочности.
Энергия облучения меньше 50 кэВ не дает стабильных результатов, недостаточна для активации керамической поверхности, а энергия больше 150 кэВ вызывает необратимые изменения в структуре керамики (например, белый поликор темнеет).
Способ реализуется следующим образом.
П р и м е р 1. Керамические пластины (поликор ЩЕО.781.000 ТУ) размером 50х60 мм и металлические грибки с приклеенными керамическими пластинами обезжиривают в ацетоне ГОСТ 2603-79, помещают в камеру установки "Везувий-5" ОТМ 1.790.005, где создают с помощью диффузионного насоса давление 10-7 мм рт.ст., включают источник ионов водорода дозой 6˙1013-1˙1015, ускоренных до энергии 110 кэВ, и активируют поверхность. Выключают прибор, создают атмосферное давление в камере и вынимают пластины и металлические грибки.
Операцию нанесения поли-п-ксилиленового покрытия проводят методом пиролитической полимеризации на установке УППК-2М (18Э10, 245 ПС). В испаритель установки помещают цикло-ди-параксилилен (ТУ 6-02-27-33-86), устанавливают температуру 180оС, помещают пластины и металлические грибки в камеру осаждения и устанавливают температуру в камере пиролиза 630оС, создают необходимое давление в системе (6-8)˙10-2 мм рт.ст.форвакуумным насосом. Цикло-ди-пара-ксилилен пиролизуется, и поверхность пластин и грибков покрывается слоем поли-пара-ксилилена толщиной 5-10 мкм.
Пластины или грибки испытывают на адгезию поли-пара-ксилиленового покрытия методом решетчатого надреза или пластину кипятят в дистиллированной воде 1,5 ч и опять испытывают на адгезию поли-пара-ксилиленового покрытия методом решетчатого надреза по ГОСТ 15140-78.
Грибочки используют для определения адгезии покрытия на разрывной машине по ГОСТ 14760-69. Результаты испытаний адгезии поли-пара-ксилиленового покрытия к поликоровой подложке приведены в табл.1 и 2.
П р и м е р 2. Проводят операции обезжиривания поверхности керамических пластин (поликора), активируют поверхность ионами аргона дозой 6˙1013-1˙1015 ион/см2, ускоренными до энергии 110 кэВ.
Далее наносят поли-пара-ксилиленовое покрытие так же, как и в примере 1. Результаты испытаний адгезии поли-пара-ксилиленового покрытия к поликоровой подложке приведены в табл.1 и 2.
П р и м е р 3. Проводят все операции, как в примере 1, но для активации поверхности поликора используют ионы фосфора дозой 6˙1013-1˙1015 ион/см2, ускоренные до энергии 50-150 кэВ. Результаты испытаний адгезии поли-пара-ксилиленового покрытия к поликоровой подложке приведены в табл.1 и 2.
Из табл.1 видно, что адгезия поли-пара-ксилиленового покрытия к поликору прочна и стабильна при кипячении в воде в течение 1,5 ч.
Из табл.2 видно, что адгезия поли-пара-ксилиленового покрытия к поликору соответствует (30-94) кг/см2 в зависимости от режимов имплантации, что обеспечивает прочность и стабильность при повышенных влажности и температуре.
Таким образом, по сравнению с известными предложенный способ получения поли-пара-ксилиленового покрытия на керамической поверхности обладает значительными преимуществами:
обеспечивает высокую адгезионную прочность полимерного покрытия к керамике, стабильную при повышенных влажности и температуре за счет образовавшихся активных центров после имплантации ионов в керамическую поверхность;
активность керамической поверхности после имплантации сохраняется длительное время (недели) и даже после обработки растворителями, что позволяет всегда иметь под рукой активированные подложки;
позволяет использовать покрытия поли-пара-ксилилена для защиты изделий электронной техники от влаги и окружающей среды, что удлиняет срок службы изделий без изменения параметров;
обеспечивает экологическую чистоту операции активирования поверхности и нанесения покрытия в отличие от активирования поверхности с помощью аппретов, где использовались их метанольные растворы;
обеспечивает сокращение времени активирования поверхности с 2 ч по способу-прототипу до 15-30 мин в предлагаемом способе, что в свою очередь сокращает время герметизации радиоэлектронных изделий поли-пара-ксилиленовым покрытием.

Claims (1)

  1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИ-П-КСИЛИЛЕНОВОГО ПОКРЫТИЯ на керамической поверхности, включающий обезжиривание, активирование поверхности и газофазное нанесение методом пиролитической полимеризации цикло-ди-п-ксилилена, отличающийся тем, что активирование поверхности осуществляют ионами массой 1 - 40 а.е., дозой 6 · 1013 - 1 · 1015 ион/см2, ускоренными до энергии 50 - 150 кэВ.
SU5026641 1992-02-10 1992-02-10 Способ получения поли-п-ксилиленового покрытия RU2017548C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5026641 RU2017548C1 (ru) 1992-02-10 1992-02-10 Способ получения поли-п-ксилиленового покрытия

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5026641 RU2017548C1 (ru) 1992-02-10 1992-02-10 Способ получения поли-п-ксилиленового покрытия

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2017548C1 true RU2017548C1 (ru) 1994-08-15

Family

ID=21596551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5026641 RU2017548C1 (ru) 1992-02-10 1992-02-10 Способ получения поли-п-ксилиленового покрытия

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2017548C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000006307A1 (fr) * 1998-07-30 2000-02-10 Aktsionernoe Obschestvo Zakritogo Tipa Procede de conservation de materiaux poreux
RU2620413C2 (ru) * 2012-03-06 2017-05-25 Семблант Лимитед Электрическая сборка с покрытием

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 3342754, кл. 260-2, 1969. *
Патент США N 3500216, кл. 428-417, 1971. *
Патент ФРГ N 2737792, кл. B 05D 3/10, 1978. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000006307A1 (fr) * 1998-07-30 2000-02-10 Aktsionernoe Obschestvo Zakritogo Tipa Procede de conservation de materiaux poreux
RU2620413C2 (ru) * 2012-03-06 2017-05-25 Семблант Лимитед Электрическая сборка с покрытием

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4123308A (en) Process for chemically bonding a poly-p-xylylene to a thermosetting resin and article produced thereby
US4933060A (en) Surface modification of fluoropolymers by reactive gas plasmas
EP1509332B2 (en) Application of a coating forming material onto at least one substrate
US7968154B2 (en) Atomisation of a precursor into an excitation medium for coating a remote substrate
US6723619B2 (en) Pressure sensitive adhesive sheet for semiconductor wafer processing
IL158284A (en) Method for applying a block coating to a substrate and a block coating
EP3538287B1 (en) Method for depositing hydrophilic, multifunctional ultra-thin coatings with excellent stability and durability
JP2597352B2 (ja) 金属−有機基板間の接着力を改善する方法
Yang et al. Deposition of hydroxyl functionalized films by means of water aerosol‐assisted atmospheric pressure plasma
Pawde et al. Surface characterization of air plasma treated poly vinylidene fluoride and poly methyl methacrylate films
KR100213692B1 (ko) 글로우 방전 유도 탈착에 의한 비아 포이즈닝의 방지 방법
RU2017548C1 (ru) Способ получения поли-п-ксилиленового покрытия
Mun et al. Plasma functional polymerization of dopamine using atmospheric pressure plasma and a dopamine solution mist
CN104910406B (zh) 一种通过表面交联提高聚合物薄膜水汽阻隔性能的方法
Kitching et al. Development of an electrospray approach to deposit complex molecules on plasma modified surfaces
CN100340595C (zh) 在整个结构中具有开孔结构的制品表面上提供涂层的方法及该方法的应用
Delcorte et al. Improvement of metal adhesion to silicone films: a ToF-SIMS study
EP0423499B1 (en) Process for improving the adhesiveness of the surface of articles of polymeric material and articles obtained thereby
CA2374031C (en) Functionalised solid surfaces
CA1119056A (en) Adhesion of a vapor deposited polymer to a substrate by pre-treatment of the substrate with vaporous coupling agents
JP3847863B2 (ja) 真空装置及びその製造方法
EP0543634A1 (en) Improvements in coating processes
Fu et al. Low temperature direct bonding of PEEK and Pt through VUV/FAB surface treatments
RU2190628C2 (ru) Способ нанесения тонких полимерных слоев на поверхность твердых тел
Batocki et al. Amorphous silicon carbonitride films modified by plasma immersion ion implantation