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--  作者:penta6
--  发布时间:2009/1/20 9:49:00
--  Parylene在磁性材料上应用说明:
 

薄薄的一层真空沉积涂层就能保护小线圈架、轴、铁氧体和微型绕线电机元件。本篇将讨论共形涂层的作用,以及真空沉积parylene高分子薄膜涂层的特点和应用。
用于线圈绕组的小元件,如铁氧体、铝线轴和电机动子、定子等绕线元件要求用涂层来防止潮湿、腐蚀和污染。这种涂层能够覆盖和平整粗糙的线圈架棱角,以防止绕线时磨损绝缘材料。
保护涂层能够加固铁氧体和由粉末压缩制成的线圈架元件,防止产生颗粒和粉末脱落。例如,铁芯和继电器活动电枢之间的机械接触会产生颗粒,这种颗粒最终会污染电触点。转动的磁盘驱动器内未密封的绕线元件也有可能会产生污染颗粒。
由于能提高润滑性,涂层也能够提高线圈架的绕线能力。与粗糙的金属或铁氧体磁心之间的摩擦,会破坏电线绝缘层或导致导线在绕线过程中损坏。光滑的涂层会大大降低电线损坏的可能性。此外,涂层还能够帮助减少线圈绕组中元件的数量,因为没有必要再在磁心和绕组之间安放绝缘套筒或其他绝缘元件
传统的喷涂、浸渍或刷涂的液体涂层可能会适用于某些线圈绕组,但是这些材料有许多隐患。例如,固化液体涂层的厚度取决于它们溶剂的浓度,弯月面和表面张力也会将涂层从尖锐的棱角边缘划落下来,在未完全固化前就聚集在角落里。
液体涂敷的平均固化厚度一般在0.005至 0.010英寸之间。在平整表面,涂层厚度可能需要有0.005英寸或更厚,只有这样外部角落里、尖锐棱角和边缘处的液体涂层的厚度才能达到0.001英寸。涂层外形的增大减少了线圈架上的绕组数量,也就限制了线圈的电感值。较厚的涂层也可能会影响电感和相关极片之间精密的距离公差。
有些时候,下面线圈架和电线与涂层的热膨胀系数会有所不同,导致在温度变化周期内产生机械应力。两个表面之间膨胀和收缩应力的不同,会导致导线断裂甚至是线圈架破裂。涂层越厚或温度越高,这样情况就会越严重。
幸运的是,线圈绕组元件上还可以不使用厚厚的液体共形涂层。Parylene是一种薄薄的真空沉积涂层材料,它具有我们所需的环境、机械和润滑特性,但它不会增大线圈架的尺寸。这样真空沉积涂层比液体涂层的润滑性更好,它的摩擦系数接近聚四氟乙烯- (Teflon®)。
Parylene是一类特殊的热塑性聚合物家族的总称,它们在真空条件下稀薄的气体中形成并附着在表面。这些线性聚合物每单位厚度都有超强的屏蔽性能,具有极好的化学惰性及无针孔性。Parylene薄膜无色透明。
液体涂层的平均厚度为5 至 10密耳(0.005至0.010英寸),而用于线圈架、线轴 和其他小元件上的parylene的额定厚度只有0.75密耳(0.00075英寸),且涂层防护效果非常好。
与液体涂层不同, Parylene 的涂敷具有一致性,因而它对基材表面的作用能多次重复,可以预见。由于沉积过程中充满气体,涂层材料在使用时就不会产生固化应力。Parylene的用量非常小,这样涂层和基材之间的热膨胀系数就不会有很大差别。
Parylene在密闭的沉积过程中从粉末状原材料转化为气体,当它沉积在基材上时就形成了高分子膜。
Parylene的前身或原材料是一种对二甲苯二聚物。二聚物在大约150°C时汽化成气体,在680°C时裂解产生稳定的单体对二甲苯双自由基。最终单体气体进入室温沉积室,在基材的表面同时吸收和聚合。在此过程中不会产生液相,基材的温度接近环境温度。
Parylenes在大约0.1托的真空室内形成。这时气体分子的平均自由程只有0.1厘米。因而沉积不会是直线型的,待涂敷封装物体的所有部分都会受到聚合气体不规则的撞击。
在整个parylene聚合过程中不会释放溶剂,因为该过程在环境温度下进行,涂层或裹有涂层的物体内不会产生热应力、机械应力或化学固化应力。由于高分子膜是均匀形成的,与液体涂层相比,少量薄薄的一层parylene就能完全满足物理防护和电气防护的要求。
Parylene真空沉积工艺的一个重要优点就是操作方便。小的部件可以批量进行,无需夹具。具有专利技术的高产量工艺也已经开发出来,这样几千个线圈架、铁氧体和其他部件都能批量进行清洁和准确的涂覆。可重复进行的parylene涂层工艺能够保证每一个部件或成批量部件的所有表面,都能得到准确的涂覆。
相反,液体涂层工艺需要单独处理每个小部件。例如,使用液体涂层时,一般都要将部件散放在细筛上,从各个角度进行喷涂。接着涂层要经过固化,部件要重新摆放再喷涂,以保证所有未涂敷的面都能覆上  

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