Determinar el mejor recubrimiento para una aplicación de ingeniería es siempre una tarea muy difícil, que requiere que determine la compatibilidad química, de proceso, mecánica y de componentes. Algunos recubrimientos no son ideales para ciertas aplicaciones. Hay muchos usos diferentes para los recubrimientos, pero en este artículo nos centraremos en los recubrimientos avanzados de parileno. Discutiremos sus métodos de recubrimiento, ventajas y aplicaciones.
Tabla de contenido
¿Qué es el recubrimiento de parileno?
El nombre Parylene se refiere principalmente a varios recubrimientos poliméricos que actúan como barreras contra la humedad y barreras dieléctricas. Estos recubrimientos poliméricos tienen una estructura policristalina o una estructura lineal. La estructura química de estos polímeros permite recubrimientos muy finos y uniformes. Estos recubrimientos se unen al sustrato a nivel molecular, de modo que el recubrimiento es completamente uniforme y uniforme en todo el sustrato. El parileno se utiliza en stents, bombas cardíacas y diversos componentes eléctricos que están expuestos a entornos hostiles, como las industrias automotriz y aeroespacial.
¿Cómo se aplica?
Recubrimiento de parileno Polimerización por deposición de vapor. Este proceso se lleva a cabo en el vacío a temperatura ambiente. El equipo de recubrimiento de parileno consta básicamente de dos cámaras de polimerización y una cámara de vacío donde se deposita el recubrimiento. El recubrimiento crece efectivamente en el sustrato una molécula a la vez. El proceso básico es el siguiente:
- Un polvo fino y granular llamado dímero se calienta en un vaporizador. La cantidad inicial de este polvo determina el espesor del recubrimiento final de parileno. El vapor resultante se calienta a una temperatura aún más alta para producir un gas dímero. Un gas dímero es básicamente una molécula que contiene dos monómeros que están unidos por una fuerza fuerte o débil. A continuación, este gas dímero se calienta aún más (pirólisis) para descomponerlo en dos monómeros.
- Luego, el monómero se deposita sobre el sustrato en una cámara de vacío a temperatura ambiente, y la naturaleza del vapor del monómero da como resultado un recubrimiento que cubre uniformemente incluso las características más pequeñas. Esto se hace uniéndose al sustrato a nivel molecular.
El parileno se puede aplicar a casi cualquier sustrato que pueda soportar el vacío. Estos materiales incluyen acero inoxidable, plástico, silicona, papel, cerámica, etc.
¿Por qué utilizar recubrimientos de parileno?
Parylene es el recubrimiento ideal para proteger diversos componentes en las industrias electrónica, médica y de instrumentación. Esto se debe a la amplia gama de ventajas, que se enumeran a continuación.
Beneficios de Parylene
- Química y biológicamente inerte – Esto permite implantar piezas recubiertas de parileno con poco riesgo de rechazo o infección.
- transparente – El parileno es un recubrimiento completamente transparente, lo que lo hace ideal para recubrir componentes ópticos.
- Sin estrés – Debido al proceso de recubrimiento a temperatura ambiente, el recubrimiento no contiene tensiones internas/superficiales.
- Alta resistencia a los disolventes – Las piezas que suelen estar dañadas por los disolventes pueden beneficiarse de los recubrimientos de parileno.
- Resistencia térmica relativamente buena – El recubrimiento de parileno puede soportar una temperatura constante de 80 °C. Algunos tipos de Parylene pueden soportar temperaturas de hasta 350 ° C.
- Hidrófobo – Los recubrimientos de parileno repelen activamente el agua, lo que supone un riesgo importante para los componentes electrónicos.
- Excelentes propiedades eléctricas – El parileno es un recubrimiento no conductor con una constante dieléctrica muy alta de 0,025 kV por 5 mm.
Tipos de parileno
Hay muchos tipos diferentes de parileno, pero el más común es el parileno C. Los tipos de parileno son los siguientes.
- Parileno C – Una combinación de átomos de carbono-hidrógeno y cloro. Es muy resistente a la humedad.
- Parileno D – Es similar al parileno C, pero contiene dos átomos de cloro. Puede soportar temperaturas de 125°C, pero no es muy biocompatible.
- Parileno HT Contiene un átomo de flúor. Puede soportar temperaturas de 350 °C y también es estable contra los rayos UV. Es la forma más fuerte de parileno y es ideal para recubrir.
- Parileno M – Parileno en su forma más simple con una estructura de carbono e hidrógeno.
La siguiente tabla muestra las principales propiedades de los recubrimientos de parileno comunes.
Tabla 1 – Propiedades del parileno
| unidad | C | N | D | |
|---|---|---|---|---|
| Propiedades mecánicas | ||||
| Módulo de elasticidad | GPa | 2.8 | 2.4 | 2.62 |
| Resistencia a la tracción | MPa (megapascales) | 68.9 | 48.3 | 75.84 |
| densidad | g/cm3 | 1.29 | 1.11 | 1.42 |
| dureza | Rockwell | 80 | 85 | 80 |
| Coeficiente de fricción | estático | 0.29 | 0.25 | 0.33 |
| dinámico | 0.29 | 0.25 | 0.31 | |
| Límite elástico | MPa (megapascales) | 55.2 | 42.1 | 62.05 |
| Características eléctricas | ||||
| Rigidez dieléctrica | V/micras @ 25.4 micras | 220 | 276 | No aparece en la lista |
| Resistividad volumétrica | V/mil @ 0.001″ | 5600 | 7000 | |
| Resistividad superficial | ohmio | 1×1014 | 1×1013 | |
| Constante dieléctrica | 60 Hz | 3.15 | 2.65 | |
| 1 kHz | 3.10 | 2.65 | ||
| 1 MHz | 2.95 | 2.65 | ||
| 6 GHz | 3.06 | 2.46 | ||
| Factor de disipación | 60 Hz | 0.020 | 0.0002 | |
| 1 kHz | 0.019 | 0.0002 | ||
| 1 MHz | 0.013 | 0.0006 | ||
| 6 GHz | 0.0010 | 0.0028 | ||