一种用于电子器件的有机防护镀层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及有机镀层技术领域，具体是一种用于电子器件的有机防护镀层及其制备方法。该有机防护镀层通过包括单体A和单体B的单体组合物在电子器件表面聚合反应得到；单体A为含有乙烯性双键和异氰酸酯基的烯烃类单体中的一种或多种；单体B的主链为饱和碳链主链、饱和杂链主链或含苯环的主链中的一种；单体B的端基为两个及两个以上的氨基，或两个及两个以上的羟基。该制备方法绿色环保，得到的镀层表面平滑，可与基底实现共形覆盖，透光性能好不会对光感元器件造成遮挡从而对使用性能产生影响；镀层的水氧阻隔性能好，氧气渗透性能低，对电化学腐蚀的抑制率高，可有效防止由于水接触到电路板造成的短路或者水氧共同作用下对电路板造成腐蚀。路板造成腐蚀。路板造成腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电子器件的有机防护镀层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有机镀层
，特别涉及一种用于电子器件的有机防护镀层及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，智能可穿戴设备、智能手机、户外电子设施等电子设备由于具备极好的便捷性和实用性使得发展迅速。这类设备通常是长时间暴露在外界环境中使用的，并且在使用过程中，很容易受到水浸及环境腐蚀的考验，如果防水性能不好，这些电子设备非常容易导致破坏。对于部分暴露于户外且容易受到自然环境影响的设备，对其防水性能的要求会更高。
[0003]因此，具有高性能的防护才能让此类电子设备免受雨水环境或者电化学腐蚀引起的产品破坏，从而保障产品的质量以延长设备的使用寿命。
[0004]随着目前电子产品的发展逐渐趋向于柔性化及轻便化，目前常规所采用的传统的阻隔薄膜已经不能适应。传统的无机阻隔薄膜在防水、水蒸气及气体阻隔方面都具有优良的效果，但是无机薄膜较差的柔性使得受应力弯曲极易造成破坏，这种破坏限制了在电子设备期间上的应用，不能有效地对电子设备起到长时间的保护效果。
[0005]因此，具有较高柔性、高透光性能的聚合物基镀层成为了用于电子设备及相关器件的保护的方向，也是较为理想的手段,尤其是针对于使用在具有感光元件的器件中时需要良好的透光性能。这就要求阻隔防护镀层具有优异是水氧阻隔性能并且在电化学腐蚀的情况下能够具有良好的耐受电化学腐蚀的能力。但是，并不是所有的聚合物基镀层都能用于电子产品的防护。常见的聚合物基材料，由于高的分子链柔性以及空间位阻效应，往往伴随着高的气体透过率，不利于应用在电子器件防护领域。
[0006]针对传统的无机阻隔薄膜以及现有的不够理想的聚合物基镀层所存在的问题，需要对这些问题进行改进，以适应实际的需要。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决上述的问题，提供一种透光性能好、水氧阻隔性能好且耐电化学腐蚀性能优异的电子器件用有机防护镀层，同时也提供了相应的制备方法。
[0008]所提供的制备方法是通过原位聚合构建致密的有机交联网络防护层，自由基聚合与缩合聚合共同作用，提高其交联度及致密性有利于改善对电子器件的防护效果。
[0009]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于电子器件的有机防护镀层，该有机防护镀层通过包括单体A和单体B的单体组合物在电子器件表面通过聚合反应得到；其中，单体A为含有乙烯性双键和异氰酸酯基的烯烃类单体中的一种或多种；单体B的主链为饱和碳链主链、饱和杂链主链或含苯环的主链中的一种；单体B的端基为两个及两个以上的氨基，或两个及两个以上的羟基。
[0010]不同于常见的聚合物制备中的自由基聚合，在该组分体系中，除了单体A自身发生的自由基聚合，单体A中的异氰酸酯基与单体B中的氨基或羟基可发生反应活性强的缩聚反应，有利于聚合物形成更高的交联度。随着在电路板表面同时进行单体A的自由基聚合和单体A和单体B的缩聚反应，使得镀层拥有极好刚性，阻碍水氧透过聚合物到达基底表面与基底材料发生氧化还原反应对基底发生腐蚀破坏。
[0011]进一步的，由单体A和单体B聚合时，单体A和单体B的摩尔比为5:1~1:5。
[0012]从提高交联度与单体利用率的角度出发，进一步优选单体A和单体B的摩尔比为1:1.5~1.5:1，更优选1.25:1，单体A和单体B的摩尔比例在此范围内，有助于构建一个稳定且致密的交联网络阻隔层。
[0013]进一步的，单体A为甲基丙烯酸异氰基乙酯、甲基丙烯酸多异氰酸酯或对异氰酸酯基苯乙烯。
[0014]进一步的，关于单体B，单体B的主链为饱和碳链主链时，为己二胺、己二醇、二乙醇胺、三己胺或间苯二酚；单体B的主链为饱和杂链主链时，为二乙二醇二(3
‑
氨基丙基)醚、2,2,3,3
‑
四氟
‑
1,4
‑
丁二醇或2
‑
(丁基氨基)乙胺；单体B的主链为含苯环的主链的单体B时，为对苯二胺、2,3,5,6
‑
四甲基
‑
1,4
‑
苯二胺、间苯二酚或2,3
‑
二羟基苯甲酸甲酯。
[0015]从镀层的水氧阻隔性和耐电化学腐蚀的角度考虑，需要较高的反应活性和链段刚性提升聚合物镀层化学稳定性，优选单体B，单体B的主链为饱和碳链主链或含苯环的主链中的一种，单体B的端基为两个或以上的氨基。
[0016]考虑到分子链间的交联更有利于镀层的水氧阻隔性和耐电化学腐蚀的提高，而在交联过程中，链段长度会由于空间位阻效应而影响交联度，故针对单体B，做进一步优选，单体B主链为饱和碳链，碳链长度>4。
[0017]基于环保与提高镀层均匀性角度出发，本专利技术还了提供了一种全干式制备电子器件防护镀层的技术路线：引发式化学气相沉积法是热丝化学气相沉积和自由基聚合的结合与改进，是一种新型绿色的真空镀膜方法。在气相环境中进行自由基反应在基底上形成聚合物薄膜，是一种绿色温和保型的高分子镀膜技术，因此，单体组合物的共聚方式，优选引发式化学气相沉积法。特别的，与之前预先将气体混合后通入腔体不同，由于单体之间具有自交联活性，特别需单独将组分气体通入，再在腔体内进行混合。
[0018]关于上述有机防护镀层的制备方法包括以下步骤：首先将单体A、单体B和引发剂分别加热气化，分别通过不同管路通入至真空状态的腔体中，进入腔体后混合均匀。
[0019]分别从不同进气口通入气化后的单体A、单体B、引发剂，在腔体内混合均匀，反应腔内真空度调整至200
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800 mtorr。
[0020]进一步的，通入单体后随即通入室温下气化的引发剂，加热腔体内的镍铬合金丝至腔体内温度为180
‑
250℃，在温度为10~50℃的基体上生长成膜，即为有机防护镀层。控制基体温度为10~50℃，生长成500
‑
1000nm的薄膜。
[0021]进一步的，所述基体为金属、聚合物材料或无机材料。
[0022]进一步的，25℃时，单体A、单体B的饱和蒸汽压为0.01 mmHg~4 mmHg。
[0023]关于该阻隔层的基材，由于制备环境温和且无溶剂引入，故并无特别限定，可以为金属、聚合物材料、电子器件等。
[0024]针对该方法为便于将单体气化后输入腔体，选择如下：25℃时，单体A、单体B的饱和蒸汽压为0.01 mmHg~4 mmHg。
[0025]本专利技术的有益效果是：（1）制备方法绿色环保，镀层表面平滑，可与基底实现共形覆盖，透光性能好不会对光感元器件造成遮挡从而对使用性能产生影响；（2）水氧阻隔性能好，氧气渗透性能低至5.8
×
10
‑
13 cm
3 cm/cm
2 s cmHg，对电化学腐蚀的抑制率达到99.3%。可有效防止由于水接触到电路板造成的短路或者水氧共同作用下对电路板造成腐蚀。
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电子器件的有机防护镀层，其特征在于：该有机防护镀层通过包括单体A和单体B的单体组合物在电子器件表面通过聚合反应得到；其中，单体A为含有乙烯性双键和异氰酸酯基的烯烃类单体中的一种或多种；单体B的主链为饱和碳链主链、饱和杂链主链或含苯环的主链中的一种；单体B的端基为两个及两个以上的氨基，或两个及两个以上的羟基。2.根据权利要求1所述的一种用于电子器件的有机防护镀层，其特征在于：单体A和单体B的摩尔比为5:1~1:5。3.根据权利要求2所述的一种用于电子器件的有机防护镀层，其特征在于：单体A和单体B的摩尔比为1:1.5~1.5:1。4.根据权利要求1所述的一种用于电子器件的有机防护镀层，其特征在于：单体A为甲基丙烯酸异氰基乙酯、甲基丙烯酸多异氰酸酯或对异氰酸酯基苯乙烯。5.根据权利要求1所述的一种用于电子器件的有机防护镀层，其特征在于：关于单体B，单体B的主链为饱和碳链主链时，为己二胺、己二醇、二乙醇胺、三己胺或间苯二酚；单体B的主链为饱和杂链主链时，为二乙二醇二(3
‑
氨基丙基)醚、2,2,3,3
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四氟
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏天益，曲永鹏，苏翠翠，
申请(专利权)人：宁波摩华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：