真空沉積摻雜制備PARYLENE功能薄膜研究

2011-04-01 何慶 上海交通大學(xué)微納科學(xué)技術(shù)研究院微米/納米加工技術(shù)國(guó)

  Parylene 是一種對(duì)二甲苯聚合物,具有良好的防護(hù)性和絕緣性以及生物相容性。由美國(guó)Union Carbide Co. 在20 世紀(jì)60 年代中期所開發(fā)的高分子材料,其膜體在常溫下為白色或者無(wú)色透明狀,能夠在真空環(huán)境中完全敷形沉積成為一層厚度均勻的透明絕緣涂層,給基材一個(gè)完整的防護(hù)。Parylene 原料型號(hào)分為N 型、C 型和D型,各種類型的分子取代基不同,決定了其熱穩(wěn)定性能和絕緣性能等方面的不同。Parylene N 具有較低的介電耗電常數(shù)、高絕緣強(qiáng)度以及不隨頻率變化的絕緣常數(shù);Parylene D 具有較高的熱穩(wěn)定性;Parylene C 將良好的介電性能和物理機(jī)械性能結(jié)合在一起,并且在潮濕和其他腐蝕性環(huán)境中具有低滲透性,其室溫下沉積薄膜均勻致密。由于其具有良好的生物相容性, 因此常將Parylene C 作為體內(nèi)植入式器件的保護(hù)膜。但是體內(nèi)植入器件為確保植入后不引發(fā)各類感染,需要在術(shù)前消毒。

  目前常用的醫(yī)療消毒措施為高溫滅菌和紫外線照射滅菌。Parylene 在有氧環(huán)境中抗熱能力為120℃,遠(yuǎn)低于高溫滅菌溫度,而其在紫外線下極易分解,顯然經(jīng)Parylene 薄膜涂敷的器件受到了快速消毒滅菌的限制。為了解決這一問(wèn)題,本文提出了一種在Parylene 真空沉積過(guò)程中, 均勻摻入SiO2 和TiO2 納米粉體, 使其被Parylene 單聚體包裹后沉積在器件表面的方法,從而提高Parylene 薄膜的抗高溫及抗紫外能力。

3、結(jié)論

  隨著自動(dòng)化涂敷技術(shù)的日益完善,人們對(duì)Parylene 的應(yīng)用要求逐漸由傳統(tǒng)的包裹、絕緣以及密封等結(jié)構(gòu)性功能向著磁性、抗紫外、抗高溫等智能化應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。本文提出了一種干法納米粉體改性Parylene 的設(shè)想并進(jìn)行了初步試驗(yàn),由試驗(yàn)果分析該設(shè)想是可行的,對(duì)以后Parylene改性研究具有一定的參考價(jià)值。

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  【作者】 何慶; 劉景全; 楊春生; 李以貴; 芮岳峰;

  【Author】 HE Qing,LIU Jing-quan,YANG Chun-sheng,LI Yi-gui,RUI Yue-feng(National Key Laboratory of Nano / Micro Fabrication Technology,Key Laboratory for Thin Film andMicrofabrication of Ministry of Education,Institute of Mico and Nano science and Technology,ShanghaiJiaotong University,Shanghai 200240,China)

  【機(jī)構(gòu)】 上海交通大學(xué)微納科學(xué)技術(shù)研究院微米/納米加工技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室薄膜與微細(xì)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;

  【摘要】 本文介紹了高分子材料PARYLENE的真空沉積機(jī)理及其優(yōu)越性和不足。提出了一種在PARYLENE真空沉積過(guò)程中引入機(jī)械摻雜制備具有特定功能的PARYLENE高分子薄膜的方法并給出了摻雜試驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)方案。最后提出了影響機(jī)械粉體摻雜效果的幾個(gè)因素。

  【Abstract】 Describing the advantages of the polymer PARYLENE films and disadvantages of their deposition process invacuum,a modified deposition method was proposed where the SiO2 and TiO2 nanopowder was doped into the films with aspecially designed centrifugal mechanism introduced in the preparation to enhance the films’ resistance to heat and ultraviolet light.With the design of the mechanical doping setup expounded,some influencing factors on the result of mechanical nanopowder doping process were discussed.

  【關(guān)鍵詞】 Parylene; 真空沉積; 干法摻雜; 納米粉體;

  【Key words】 parylene; vacuum deposition; dry doping; nanopowder;

  【基金】 國(guó)家自然科學(xué)基金(60876082);;上海市科委納米專項(xiàng)(0852nm06600);;上海市教委曙光計(jì)劃(08SG13);;航空科學(xué)基金(2008ZE57019)