聚對二甲苯保形涂料具有許多吸引人的特性，可廣泛用于各種應用中。它們的低介電性能，高機械強度，透明度，生物相容性，對所有常見酸，堿和有機溶劑的化學惰性，低水/氣滲透性和熱性能使它們在許多行業中引起人們的興趣。同樣，厚度大于0.1μm的無針孔的聚對二甲苯保形涂層也是可能的，并且已有報道[1]。因此，了解它們的沉積過程和特性很重要。

聚對二甲苯保形涂層是使用Gorham化學氣相沉積（CVD）工藝在真空下沉積的。如圖所示，聚對二甲苯的（CVD）工藝分為三個步驟（升華，熱解，沉積）。首先，將二聚體（具有兩個重復單元的前體）升華。下一步，在高于> 500°C的溫度下通過熱解將二聚體裂解為兩種單體。最后，單體在基材表面（以及腔室表面）上聚合，形成線性聚合物鏈。該最后步驟在室溫下進行，獲得了無應力的保形涂層。

聚對二甲苯（Parylene N – C 16 H 16）的聚合路線

影響聚對二甲苯沉積速率和厚度的因素：

涂覆過程中聚對二甲苯保形涂層的沉積速率和壓力控制著最終薄膜的均勻性和表面粗糙度。據報道，高壓和高沉積速率會產生粗糙且不均勻的薄膜涂層，且介電性能較差[1]。Jui-Mei Hsu等人報道，較高的前體升華速率會導致從5.78至9.53 nm的均方根表面粗糙度稍高，沉積速率為0.015至0.08 g / min [2]。因此，選擇沉積速率時必須格外小心，這反過來會影響聚對二甲苯的沉積速度。

根據Franz Selbmann等人的公式。（1）和（2）表明，聚對二甲苯厚度s和沉積持續時間t隨著二聚體質量（使用的二聚體的量）的增加而分別增加約0.45μm/ g和10.80min / g。他們研究了1.1g至10g之間的二聚體質量，發現了相關性。所有沉積均在

130°C的升華溫度和自生壓力<5.5 Pa。

s = 0.3386 µm + 0.4528 µm / g·mD（式1）

t = 1.55分鐘+ 10.80分鐘/克·mD（式2）

他們還使用不同的沉積參數來了解其對聚對二甲苯涂層的影響。它們的升華溫度從100°C到200°C不等，溫度步進為10°C。他們報道沉積速率在100°C時為20 nm / min和200°C時為156 nm / min之間變化。他們還表明，在較高的升華溫度下，層厚度略低，這可以用單體分子的駐留時間和反應時間更短來解釋[2]。

聚對二甲苯C在100-200°C和恒定二聚體質量（6 g）之間的不同升華溫度下的沉積持續時間，平均沉積速率和層厚。圖像參考：[2]

雖然聚對二甲苯涂層通常很薄，但它們的沉積速度也相對較慢。最快的聚對二甲苯沉積變體-聚對二甲苯C-通常以每小時0.2密耳或5微米的速率沉積。這意味著75微米的涂層大約需要15個小時。聚對二甲苯N和D沉積較慢。

總體而言，該過程可能需要幾個小時到24小時以上，具體取決于我們要達到的涂層厚度。達到該厚度所需的時間由二聚體質量，沉積速率，溫度和其他因素控制。

參考

[1] T. Marszalek，M。Gazicki-Lipman和J. Ulanski，“聚對二甲苯C作為有機場效應晶體管的通用介電材料，”  Beilstein J. Nanotechnol。，卷。8號 1，第1532-1545頁，2017年7月，doi：10.3762 / bjnano.8.155。

[2] F. Selbmann，M。Baum，M。Wiemer和T. Gessner，“聚對二甲苯C的沉積及其在MEMS和醫療設備封裝中的氣密性表征”，在 2016 IEEE第11屆納米/納米國際會議上微型工程和分子系統（NEMS），日本仙臺，2016年4月，第427-432頁，doi：10.1109 / NEMS.2016.7758283。