[发明专利]表面聚合物涂层

说明书

技术领域

本发明涉及表面涂层，并且特别地涉及（但不限于）用于将聚合物涂层沉积于基板（例如，印刷电路板）的表面上的装置和方法。

背景技术

印刷电路板（PCB）包括导电轨道平铺于其上的绝缘材料。轨道通常由铜制成，并且起着在随后通过例如焊接贴附于电路板上的电气构件之间的导线的作用。

本技术领域所已知的是要涂覆PCB并因此涂覆轨道，以便保护轨道免受环境影响，例如，抑制或防止轨道的氧化。

本技术领域同样已知的是提供焊料透过式（solder-trough）聚合物涂层，使得电气构件随后可以在不必首先去除保护涂层的情况下连接至PCB的轨道。

用于沉积保护涂层的现有技术的方法描述了使用等离子体沉积技术来聚合碳氟气体前体，例如，四氟甲烷（CF₄）、六氟乙烷（C₂F₆）、六氟丙烯（C₃F₆）或八氟丙烷（C₃F₈）。这些方法铺设用于保护作用的卤代烃聚合物涂层。在WO2008/102113中描述了一种这样的方法。

但是，这类特殊的前体分子需要高功率等离子体技术，以便启动聚合反应。而且，这样的前体分子需要高的前体气体流速以及长沉积时间，以便获得聚合物沉积的可接受厚度。聚合物沉积的可接受速度是可产生用于保护导电轨道免受PCB在其寿命周期内可能遇到的腐蚀性环境影响的涂层的速度。

在使用高的前体气体流速和/或大功率等离子体时可能产生的问题是：所产生的聚合物涂层具有不均匀的厚度。例如，大功率等离子体致使单体分裂（fragment），这能够导致不可预知的聚合物沉积并因此导致低于标准的涂层。不均匀的沉积能够引起不均匀的厚度，这些不均匀的厚度是不利的，因为它们会极难被焊料透过和/或会生成不足的、有限的或无涂层覆盖的区域。更均匀的涂层对于大量的焊接操作是很重要的，例如，因为它给出了具有更少缺陷的更加一致的焊点。

在利用前体分子（例如，以上所描述的那些前体分子）时可能产生的另一问题是：随后形成的聚合物层具有有限的疏水性和疏油性。能够以这样的涂层达到的典型的水接触角度最大为90-100度。根据ISO14419，拒油性同样被限制于最大为3至4级。但是PCB通常是在不利环境中使用的器件所需要的，例如，在导电轨道的腐蚀或磨损会导致电路的寿命比正常预期的寿命要短得多的环境中。因此，所希望的是提供具有更高级别的疏水性和/或疏油性的涂层。

常规方法的另一个问题在于它们缺少控制前体流入等离子体室的速度的手段。现有技术的方法典型地采用“流经（flow-through）”工艺，该工艺意指单体经由进入口被吸入，流过等离子体区（即样品室）并且按照恒定的方式经由排出口排出。结果，前体的浓度在整个样品室内并不是均匀的，这会导致基板的某些区域涂层覆盖不足、有限或者没有涂层覆盖。

本发明的第一非排他性目的是提供用于沉积与现有技术所已知的聚合物层相比在整个基板上具有更加均匀的厚度的和/或对基板的附着力更好的焊料透过式（solder-through）聚合物层装置和方法。

本发明的第二非排他性目的是提供用于将焊料透过式聚合物层沉积到基板（例如，PCB）之上的装置和方法，该聚合物层展示出超疏水和/或疏油性质。

本发明的另一个非排他性目的是提供用于将焊料透过式聚合物层沉积于基板之上的方法，该方法利用低等离子体功率和/或低单体流速。另一个目的是提供更具复原力的层，具有更好的原位性能、提高的均匀性、更好的可焊性、提高的润湿性、提高的拒油性和拒水性中的一项或多项的层。

发明内容

本发明的第一方面提供用于给基板涂以聚合物层的等离子体室，该等离子体室包括第一电极组和第二电极组，该第一及第二电极组被布置在用于容纳基板的样品室的两侧，其中该第一及第二电极组包括电极层，并且其中每个电极组都包括用于将聚合物涂覆于基板的每个表面的多个射频电极层或多个接地电极层。

电极层优选为平面或平板形式的。这样的配置的一个优点是：所生成的等离子体跨电极组的表面是基本上均匀的。因此，单体在基板上的聚合速度在基板上的任何给定点处都是相同的，从而产生提高的均匀性等。

优选地，第一及第二电极组之一或两者包括内电极层和一对外电极层。

优选地，内电极层是射频电极，而外电极层是接地电极。

替代地，内电极层可以是接地电极，而外电极层可以是射频电极。