Процесс нанесения покрытия на металл и электронное устройство для применения в морских условиях и других окружающих средах

Процесс нанесения покрытия на металл и электронное устройство для применения в морских условиях и других окружающих средах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данное изобретение относится, отчасти, к заявке на патент США № 12/104080, поданной 04/16/2008 г., и заявке на патент США № 12/104152, поданной 04/16/2008 г., содержание которых включено в данный документ посредством ссылки во всей их полноте и приоритет которых испрошен в соответствии с §120 раздела 35 Кодекса законов США.

ПРЕДПОСЫЛКИ

Конформные покрытия, например покрытия с высоким удельным электрическим сопротивлением и влагостойкостью, обычно применяются для защиты компонентов в коммерческих устройствах, используемых, например, в производящей потребительские товары, автомобильной, военной, медицинской и авиакосмической отраслях промышленности. Существуют разнообразные способы нанесения таких покрытий. Например, химическое осаждение из паровой фазы при низком давлении может создавать тонкие, даже конформные (также называемые конформационными) покрытия на различных поверхностях. Имеется потребность в улучшенных способах нанесения конформных покрытий, чтобы расширить сферы их применения. Кроме того, требуются новые композиции покрытия с характеристиками, которые улучшат эффективность в определенных сферах применения. Например, особенно интенсивно ведется разработка покрытий с большей долговечностью и более высокими свойствами теплопередачи.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Заявители открыли, отчасти, ультратонкие конформные полимерные покрытия, которые противодействуют проникновению влаги, и способы и аппараты для нанесения таких покрытий на объекты. Ультратонкие, конформные полимерные покрытия, которые противодействуют проникновению влаги, могут быть непосредственно нанесены на широкий ассортимент объектов, включая, в частности, «готовое к использованию» электронное оборудование. Соответственно, некоторые аспекты изобретения включают композиции, способы и аппараты для нанесения покрытия на объекты. В других аспектах раскрыты соединения конформного покрытия, такие как париленовые соединения, которые способны формировать ультратонкое, конформное покрытие на объекте. В других аспектах раскрыты композиции покрытия, которые содержат соединение конформного покрытия, способное формировать ультратонкое, конформное покрытие, и добавку(и), такую как теплопроводный материал (например, нитрид бора), для модификации любого из ряда свойств конформного покрытия, включая, например, удельное электрическое сопротивление, теплопроводность, светопрозрачность, твердость и долговечность. В других аспектах изобретение включает «готовое к использованию» электронное оборудование, такое как сотовые телефоны и MP3-плееры, имеющие ультратонкие, конформные покрытия, которые противодействуют проникновению влаги (например, водонепроницаемые покрытия). Также раскрыты способы и аппараты, применимые для нанесения ультратонкого, конформного покрытия на поверхность объекта осаждением из паровой фазы. В других аспектах раскрыты многоступенчатые нагревательные аппараты для осаждения из паровой фазы ультратонких, конформных полимерных покрытий. Объекты, покрываемые раскрытыми здесь композициями покрытия и способами, включают электронное оборудование, такое как сотовые телефоны, радиоприемники, печатные платы и громкоговорители («динамики»); оборудование, применяемое в океанических и космических исследованиях; оборудование для транспортировки опасных отходов; медицинские инструменты; бумажные изделия; и текстильные изделия. Может быть покрыта любая твердая поверхность объекта, включая пластики, металлы, дерево, бумагу и ткани. Биомедицинские устройства (например, слуховые аппараты, кохлеарный ушной имплант, протезы, и т.д.), автомобильные устройства, электромеханические устройства, произведения искусства (картины, дерево, рисунки акварельными красками, пастелью, чернилами, углем), компоненты военных систем, боеприпасы, орудия, оружие и аналогичные объекты могут быть покрыты с применением раскрытых здесь способов и композиций покрытия.

В соответствии с некоторыми аспектами предусмотрены композиции покрытия, которые содержат соединение конформного покрытия и теплопроводный материал. В некоторых вариантах реализации теплопроводный материал диспергирован в полимерах соединения конформного покрытия. В некоторых вариантах реализации композиция покрытия является твердой (например, конформным покрытием), имеющей твердость от примерно R80 до примерно R95. В некоторых вариантах реализации композиция покрытия является газообразной смесью, содержащей мономеры соединения конформного покрытия в газообразной фазе. В определенных вариантах реализации газообразная смесь содержит твердые частицы теплопроводного материала.

В некоторых вариантах реализации соединением конформного покрытия является париленовое соединение, необязательно выбранное из группы, состоящей из соединений парилен D, парилен C, парилен N и парилен HT® (Parylene D, Parylene C, Parylene N и Parylene HT®). В некоторых вариантах реализации композиция покрытия содержит два или более разных париленовых соединения. В некоторых вариантах реализации композиция покрытия содержит два или более париленовых соединения с разными уровнями чистоты. В некоторых вариантах реализации композиция покрытия имеет теплопроводность, которая на 5-10% выше, чем у одного лишь париленового соединения. В некоторых вариантах реализации композиция покрытия имеет теплопроводность, которая превышает уровень, который на 10% выше, чем у одного лишь париленового соединения. В некоторых вариантах реализации композиция покрытия имеет теплопроводность, которая вплоть до примерно 5% выше, чем у одного лишь париленового соединения.

В некоторых вариантах реализации теплопроводным материалом является керамика. В некоторых вариантах реализации теплопроводный материал выбран из группы, состоящей из нитрида алюминия, оксида алюминия и нитрида бора. В некоторых вариантах реализации теплопроводный материал имеет объемное удельное сопротивление, большее чем 10¹⁰ Ом·см. В некоторых вариантах реализации масса теплопроводного материала в композиции покрытия составляет вплоть до примерно 3% (или более) от общей массы соединения конформного покрытия и теплопроводного материала в композиции покрытия. В некоторых вариантах реализации масса теплопроводного материала в композиции покрытия составляет вплоть до примерно 1% от общей массы соединения конформного покрытия и теплопроводного материала в композиции покрытия.

В некоторых аспектах предусмотрено конформное покрытие, которое находится на по меньшей мере части поверхности объекта. В некоторых вариантах реализации конформное покрытие содержит любую из вышеуказанных композиций покрытия.

В некоторых вариантах реализации конформное покрытие находится на по меньшей мере части поверхности объекта, которым является электронное устройство. Электронное устройство может необязательно быть выбрано из устройства связи, громкоговорителя, сотового телефона, аудиоплеера, фото- и видеокамеры, видеоплеера, устройства дистанционного управления, глобальной системы позиционирования, компонента компьютера, индикатора радиолокационной станции, глубиномера, рыболокатора, радиомаяка-указателя места бедствия (EPIRB), аварийного радиомаяка (ELT) и индивидуального приводного радиомаяка (PLB).

В некоторых вариантах реализации конформное покрытие находится на по меньшей мере части поверхности объекта, выбранного из группы, состоящей из бумажного изделия; текстильного изделия; произведения искусства; печатной платы; устройства для океанических исследований; устройства для космических исследований; устройства для транспортировки опасных отходов; автомобильного устройства, электромеханического устройства; компонента военных систем; боеприпаса; орудия; оружия; медицинского инструмента; и биомедицинского устройства, при этом биомедицинское устройство необязательно выбрано из группы, состоящей из слухового аппарата, кохлеарного ушного импланта и протеза.

В некоторых вариантах реализации конформное покрытие находится на по меньшей мере части поверхности объекта, причем эта поверхность является пластиком, металлом, деревом, бумагой или тканью. В определенных вариантах реализации поверхность является внешней поверхностью объекта. В определенных других вариантах реализации поверхность является внутренней поверхностью объекта.

В некоторых аспектах предусмотрен объект, который содержит конформное покрытие на по меньшей мере части поверхности. В некоторых вариантах реализации конформное покрытие на поверхности объекта содержит любую из вышеуказанных композиций покрытия.

В некоторых вариантах реализации объект является электронным устройством, необязательно выбранным из устройства связи, громкоговорителя, сотового телефона, аудиоплеера, фото- и видеокамеры, видеоплеера, устройства дистанционного управления, глобальной системы позиционирования, компонента компьютера, индикатора радиолокационной станции, глубиномера, рыболокатора, радиомаяка-указателя места бедствия (EPIRB), аварийного радиомаяка (ELT) и индивидуального приводного радиомаяка (PLB).

В некоторых вариантах реализации объект выбран из группы, состоящей из бумажного изделия; текстильного изделия; произведения искусства; печатной платы; устройства для океанических исследований; устройства для космических исследований; устройства для транспортировки опасных отходов; автомобильного устройства, электромеханического устройства; компонента военных систем; боеприпаса; орудия; оружия; медицинского инструмента; и биомедицинского устройства, при этом биомедицинское устройство необязательно выбрано из группы, состоящей из слухового аппарата, кохлеарного ушного импланта и протеза.

В некоторых вариантах реализации поверхность объекта является пластиком, металлом, деревом, бумагой или тканью. В определенных вариантах реализации объект покрыт на внешней поверхности. В определенных других вариантах реализации объект покрыт на внутренней поверхности. В некоторых вариантах реализации поверхность по существу покрыта конформным покрытием. По существу покрытая поверхность может быть поверхностью, которая полностью покрыта или покрыта в достаточной мере для того, чтобы защитить нижележащую поверхность объекта от контакта с веществом (например, водой), от которого требуется защита.

В некоторых аспектах предусмотрены способы нанесения конформного покрытия на объект. В некоторых вариантах реализации эти способы содержат:

A) нагревание соединения конформного покрытия, чтобы образовать газообразные мономеры соединения конформного покрытия,

B) объединение теплопроводного материала с газообразными мономерами с образованием тем самым газообразной смеси, и

C) контактирование объекта с газообразной смесью при условиях, при которых на по меньшей мере части поверхности объекта формируется конформное покрытие, содержащее соединение конформного покрытия и теплопроводный материал, тем самым нанося конформное покрытие на объект.

В некоторых вариантах реализации этих способов соединение конформного покрытия является париленовым соединением, необязательно выбранным из группы, состоящей из соединений парилен D, парилен C, парилен N и парилен HT®.

В некоторых вариантах реализации этих способов теплопроводным материалом является керамика. В других вариантах реализации теплопроводный материал выбран из группы, состоящей из нитрида алюминия, оксида алюминия и нитрида бора. В определенных вариантах реализации теплопроводный материал находится в форме твердых частиц. В конкретных вариантах реализации твердые частицы имеют размер от примерно 1,8 микрона до примерно 2,5 микрона.

В некоторых вариантах реализации способы содержат:

A) нагревание париленового соединения до температуры от примерно 125 до примерно 200°C, чтобы образовать газообразное париленовое соединение, при этом нагревание париленового соединения выполняют в две или более стадии нагревания,

B) нагревание газообразного париленового соединения до температуры от примерно 650 до примерно 700°C, чтобы расщепить газообразное париленовое соединение, тем самым образуя париленовые мономеры,

C) контактирование объекта с париленовыми мономерами при условиях, при которых на по меньшей мере части поверхности объекта формируется конформное покрытие, содержащее париленовый полимер, тем самым нанося покрытие на объект.

В некоторых вариантах реализации способов этап A содержит нагревание париленового соединения до температуры от примерно 125 до примерно 180°C и нагревание париленового соединения до температуры от примерно 200 до примерно 220°C.

В некоторых вариантах реализации способов нагревание газообразного париленового соединения выполняют в две или более стадии. В некоторых вариантах реализации этап B содержит нагревание газообразного париленового соединения до температуры примерно 680°C и нагревание газообразного париленового соединения до температуры по меньшей мере примерно 700°C.

В некоторых вариантах реализации париленовое соединение выбрано из группы, состоящей из соединений парилен D, парилен C, парилен N и парилен HT®.

В некоторых вариантах реализации способы также содержат контактирование объекта с газообразным силаном перед этапом C при условиях, при которых силан активирует поверхность объекта. В некоторых вариантах реализации силан является одним или более силанами, выбранными из группы, состоящей из Silquest® A-174, Silquest® 111 и Silquest® A-174 (NT).

В некоторых вариантах реализации вышеуказанных способов объект находится при температуре от примерно 5 до примерно 30°C во время этапа C. В некоторых вариантах реализации конформное покрытие, которое нанесено на поверхность, имеет толщину от примерно 100 ангстрем до примерно 3,0 миллиметра. В некоторых вариантах реализации конформное покрытие, которое нанесено на поверхность, имеет толщину от примерно 0,0025 мм до примерно 0,050 мм.

В некоторых вариантах реализации вышеуказанных способов объект является электронным устройством, необязательно выбранным из устройства связи, громкоговорителя, сотового телефона, аудиоплеера, фото- и видеокамеры, видеоплеера, устройства дистанционного управления, глобальной системы позиционирования, компонента компьютера, индикатора радиолокационной станции, глубиномера, рыболокатора, радиомаяка-указателя места бедствия (EPIRB), аварийного радиомаяка (ELT) и индивидуального приводного радиомаяка (PLB).

В некоторых вариантах реализации вышеуказанных способов объект выбран из группы, состоящей из бумажного изделия; текстильного изделия; произведения искусства; печатной платы; устройства для океанических исследований; устройства для космических исследований; устройства для транспортировки опасных отходов; автомобильного устройства, электромеханического устройства; компонента военных систем; боеприпаса; орудия; оружия; медицинского инструмента; и биомедицинского устройства, при этом биомедицинское устройство необязательно выбрано из группы, состоящей из слухового аппарата, кохлеарного ушного импланта и протеза.

В некоторых вариантах реализации вышеуказанных способов поверхность является пластиком, металлом, деревом, бумагой и тканью.

В некоторых аспектах предусмотрен объект, имеющий покрытие, нанесенное на по меньшей мере часть поверхности (внешней или внутренней) любым из вышеуказанных способов.

В некоторых аспектах предусмотрен аппарат для нанесения конформного покрытия на объект. В некоторых вариантах реализации аппарат содержит: камеру испарения, содержащую по меньшей мере две температурных зоны; камеру пиролиза, которая соединена при работе с камерой испарения; и вакуумную камеру, которая соединена при работе с камерой пиролиза. В некоторых вариантах реализации аппарат также содержит соединительное средство, которое связывает при работе камеру пиролиза и вакуумную камеру, при этом соединительное средство способно пропускать газ между камерой пиролиза и вакуумной камерой, и при этом соединительное средство содержит тройник. В некоторых вариантах реализации тройник соединен при работе со средством для инжектирования теплопроводного материала в газ, который пропускается через соединительное средство из камеры пиролиза в вакуумную камеру. В некоторых вариантах реализации вакуум, созданный в вакуумной камере, втягивает теплопроводный материал через тройник в соединительное средство, содержащее газ.

В некоторых вариантах реализации вакуумная камера содержит камеру осаждения, соединенную при работе с камерой пиролиза и компонентом создания вакуума. В некоторых вариантах реализации компонент создания вакуума (вакуумирующее средство) содержит один или более вакуумных насосов.

В некоторых вариантах реализации камера испарения имеет две температурные зоны. В некоторых вариантах реализации камера испарения является трубчатой печью.

В некоторых вариантах реализации камера пиролиза имеет множество температурных зон. В некоторых вариантах реализации камера пиролиза имеет две температурные зоны. В некоторых вариантах реализации камера пиролиза является трубчатой печью.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие преимущества данного изобретения могут быть поняты при обращении к нижеследующим описаниям, приведенным в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:

Фиг. 1A-E являются схемами химических структур различных париленов и Silquest®. Фиг. 1A является схемой структуры парилена N. Фиг. 1B является схемой структуры парилена C. Фиг. 1C является схемой структуры парилена D. Фиг. 1D является схемой структуры парилена HT®. Фиг. 1E является схемой структуры силана Silquest® A-174 (также известного как Silquest® A-174 (NT)).

Фиг. 2A является схематическим изображением одного варианта реализации устройства для химического осаждения парилена из паровой фазы.

Фиг. 2B является схематическим изображением одного варианта реализации устройства для нанесения покрытия из парилена и порошка.

Фиг. 3A-C являются схематическими изображениями трех вариантов реализации покрытых париленом объектов. Фиг. 3A изображает объект, покрытый раздельными слоями парилена и нитрида бора, где слой нитрида бора расположен ближе всего к объекту. Фиг. 3B изображает объект, покрытый раздельными слоями парилена и нитрида бора, где слой парилена расположен ближе всего к объекту. Фиг. 3C изображает объект, покрытый слоем парилена с диспергированным в нем нитридом бора.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Данное изобретение, в некоторых своих аспектах, предусматривает композиции, способы и аппараты для покрытия объектов конформными полимерами. В некоторых аспектах предусмотрены соединения конформного покрытия (например, париленовые), которые способны образовывать ультратонкое, конформное покрытие на объекте. В других аспектах предусмотрены композиции покрытия, которые содержат соединения конформного покрытия (например, париленовые) и добавку (одну или более добавок), например, теплопроводный материал, для модификации любого из ряда свойств покрытия, включая, например, удельное электрическое сопротивление, теплопроводность, светопрозрачность, твердость и долговечность. В других аспектах предусмотрены объекты, такие как электронные устройства, которые имеют ультратонкие, конформные покрытия, противодействующие проникновению влаги (например, водонепроницаемые покрытия). Также предусмотрены способы и аппараты, применимые для нанесения ультратонкого, конформного покрытия на по меньшей мере часть поверхности объекта осаждением из паровой фазы. В определенных аспектах предусмотрены многоступенчатые нагревательные аппараты, которые применимы для осаждения из паровой фазы ультратонких, конформных полимерных покрытий.

Особенно важным открытием, раскрытым здесь, является то, что конформные покрытия могут быть нанесены непосредственно на «заранее собранные» или «готовые к использованию» устройства, такие как бытовые электронные устройства. Соответственно, посредством раскрытых здесь способов и композиций возможно нанесение конформных покрытий на все или часть внешних поверхностей «заранее собранных» или «готовых к использованию» устройств (например, создание герметичного или почти герметичного уплотнения) и тем самым обеспечение защиты внутренних компонентов устройств от вредных факторов окружающей среды, таких как проникновение влаги и окисление. Соответственно, используя раскрытые здесь способы, конкретные объекты, например электронные устройства (оборудование), не нужно разбирать, покрывать и затем снова собирать, а, напротив, можно покрывать в их «готовом к использованию» состоянии. Раскрытые здесь способы могут наносить конформное покрытие, например, содержащее париленовое соединение, как на печатную плату внутри электронного устройства, так и на внешнюю поверхность электронного устройства (например, в одном процессе). Таким образом, эти способы могут быть применены с особенной выгодой для «готового к использованию» электронного оборудования. Раскрытые здесь способы могут быть также очень полезны для улучшения простоты и эффективности, в результате чего многие другие объекты могут быть покрыты конформным образом.

Объекты, пригодные для конформного покрытия раскрытыми здесь композициями и способами, включают, но не ограничиваются ими, электронное оборудование, фото- и видеокамеры, печатные платы, компьютерные микросхемы, бумагу, текстильные изделия, батареи, громкоговорители, твердое топливо, медицинские устройства, оборудование для транспортировки опасных отходов, опасные отходы, медицинские инструменты, оборудование, применяемое в океанических и космических исследованиях, космические скафандры и т.д. В некоторых вариантах реализации объект является электронным устройством, необязательно выбранным из устройства связи, громкоговорителя, сотового телефона, аудиоплеера, фото- и видеокамеры, видеоплеера, устройства дистанционного управления, глобальной системы позиционирования, компонента компьютера, индикатора радиолокационной станции, глубиномера, рыболокатора, радиомаяка-указателя места бедствия (EPIRB), аварийного радиомаяка (ELT) и индивидуального приводного радиомаяка (PLB).

В некоторых вариантах реализации объекты являются теми, которые несовместимы с погружением в воду, включая, но не ограничиваясь ими, готовые к использованию электронные приборы, такие как компьютеры-лэптопы, фото- и видеокамеры, радиоприемники, сотовые телефоны, бумагу, текстильные изделия, батареи, громкоговорители, твердое топливо, медицинские устройства, бумагу, космические скафандры и другие, раскрытые здесь или известные в технике. В других вариантах реализации объекты могут быть теми, которые деградируют при погружении в воду, такими как, но не ограничиваясь ими, металлические винты и другие металлические изделия и аппаратные средства, бумажные изделия и текстильные изделия. В других вариантах реализации объекты могут быть теми, которые требуют гибкости, чтобы быть функциональными, такими как аудиодинамики. В еще одних вариантах реализации объекты могут быть теми, которые требуется защищать от кислорода, такими как, однако не ограниченные ими, топливные элементы, оружейные патроны и боеприпасы. В еще одних вариантах реализации объекты могут быть теми, которые должны быть изолированы от окружающей среды, такими как продукты с опасными отходами. В еще одних вариантах реализации объекты могут быть теми, которые требуют защиты от химического воздействия, такими как, но не ограничиваясь им, оборудование для транспортировки опасных отходов.

Покрытия могут быть нанесены на объекты с различными материалами поверхности, включая, например, керамики, полимеры, пластики, металлы, замороженные жидкости и т.п. В некоторых вариантах реализации покрываемый объект может быть тем, который генерирует или потребляет тепло и/или требует выносливого покрытия. В некоторых вариантах реализации объект может генерировать тепло или поглощать тепло, как, например, холодные компрессы, замороженные жидкости и газы и тепловые насосы. В некоторых вариантах реализации объект, как можно ожидать, будет подвергаться сильным физическим воздействиям в течение его срока службы. В некоторых аспектах в изобретении предусмотрены способы, которые могут быть применены для нанесения покрытия на такие объекты и поверхности.

Раскрытые здесь конформные покрытия могут быть нанесены на широкий ассортимент устройств, применяемых в бытовой электронике, торговом флоте, развлекательных прогулках на лодках, военной (авиакосмической и оборонной) промышленности и медицинской промышленности, а также в других областях. В отдельных случаях конформные покрытия специально предназначены «герметизировать» устройства. Такие покрытия применимы, например, чтобы защищать устройства, обычно используемые в морских и опасных окружающих условиях относительно ошибочного функционирования, обусловленного воздействием влаги, погружением в воду, пылью, воздействием сильного ветра и химикатов. Покрытия могут улучшать живучесть и устойчивость рабочего оборудования и дорогих специализированных изделий, чувствительных к коррозии и деградации.

В некоторых вариантах реализации конформное покрытие может быть на внутренней и внешней поверхности объекта, и, в частности, конформное покрытие на внешней стороне объекта может быть непрерывным с конформным покрытием на внутренней стороне объекта.

В отдельных случаях, в которых желательна предварительная обработка соединением, например, органическим соединением, таким как силан, подходит любой объект, который имеет твердую поверхность, которая может быть подвергнута предварительной обработке соединением (например, в его паровой фазе). Соответственно, один из вариантов реализации предусматривает объекты, покрытые по меньшей мере одним соединением конформного покрытия, которые были предварительно обработаны силаном, таким как Silquest^®, при этом непокрытые объекты могут быть несовместимы с погружением в воду. Непокрытые объекты, которые несовместимы с погружением в воду, могут быть теми, которые частично или полностью теряют функциональность после погружения в воду. В предпочтительных вариантах реализации объекты могут быть теми, которые, будучи непокрытыми, становятся по меньшей мере частично нефункциональными после погружения в воду и последующей сушки, включая, но не ограничиваясь ими, готовые к использованию электронные приборы, такие как компьютеры-лэптопы, радиоприемники и сотовые телефоны.

Объекты, покрытые по меньшей мере соединением конформного покрытия (и необязательно предварительно обработанные силаном), могут иметь конформное покрытие на внешней стороне объекта, а также на внутренней стороне объекта, если имеются зазоры на внешней поверхности объекта, которые обеспечивают возможность подачи газообразных соединений конформного покрытия (необязательно и/или газообразных силанов) к внутренней стороне объекта. В предпочтительном варианте реализации внешнее конформное покрытие является непрерывным с внутренним конформным покрытием.

Покрытые объекты могут быть особенно подходящими для применения в жестких условиях окружающей среды, с которыми сталкиваются военные. В некоторых вариантах реализации покрытый объект может отвечать соответствующим требованиям военных технических условий MIL PRF-38534, общим требованиям к рабочим характеристикам для гибридных микросхем, многокристальных модулей (MKM) и подобных устройств. В некоторых вариантах реализации покрытый объект может отвечать соответствующим требованиям военных технических условий MIL-PRF-38535, общим требованиям к рабочим характеристикам для интегральных схем или микросхем. В некоторых вариантах реализации покрытый объект может отвечать соответствующим требованиям обоих военных технических условий MIL-PRF-38534 и MIL-PRF-38535.

Другой вариант реализации включает объекты, покрытые композициями парилена и нитрида бора (например, раскрытыми здесь способами). Покрываемые этим способом объекты включают любой объект, который имеет твердую поверхность, способную быть в контакте с газообразными париленовыми мономерами и нитридом бора при условиях, пригодных для формирования конформного покрытия, которое содержит париленовые полимеры и нитрид бора, на по меньшей мере части поверхности объекта. Такие объекты включают, но не ограничиваются ими, электронное оборудование, печатные платы, бумагу, текстильные изделия, батареи, громкоговорители, твердое топливо, медицинские устройства, оборудование для транспортировки опасных отходов, опасные отходы, оборудование, применяемое в океанических и космических исследованиях, космические скафандры и другие, раскрытые здесь или известные в технике. В некоторых вариантах реализации объект может быть тем, который генерирует или потребляет тепло, такой как, но не ограничиваясь ими, компьютеры, буровое оборудование для глубокого бурения, незащищенная электроника на нефтяных вышках. В других вариантах реализации объект может быть тем, который требует особенно выносливого покрытия.

Объекты, покрытые по меньшей мере соединением конформного покрытия и теплопроводным материалом, например нитридом бора, могут иметь конформное покрытие на внешней стороне объекта, а также на внутренней стороне объекта, если имеются зазоры во внешней поверхности объекта, которые обеспечивают возможность подачи газообразной смеси, содержащей соединение конформного покрытия и теплопроводный материал (например, частицы порошка нитрида бора), к внутренней стороне объекта. В предпочтительном варианте реализации внешнее конформное покрытие является непрерывным с внутренним конформным покрытием. Например, электронное устройство, такое как сотовый телефон, может иметь конформное покрытие на печатных платах и батарее внутри устройства, а также на клавиатуре и экране сотового телефона.

В некоторых вариантах реализации парилен и нитрид бора могут быть взаимно диспергированы внутри покрытия 8 на объекте 7, Фиг. 3C. В некоторых вариантах реализации взаимная дисперсия парилена и нитрида бора может быть на молекулярном уровне. В некоторых вариантах реализации покрытие из взаимно диспергированных парилена и нитрида бора может составлять от примерно 0,0025 мм до примерно 0,050 мм. В других вариантах реализации покрытие из взаимно диспергированных парилена и нитрида бора может быть меньше чем примерно 2,0 мм.

В других вариантах реализации по меньшей мере одно конформное покрытие, такое как париленовое конформное покрытие, и нитрид бора находятся в отдельных слоях на объекте. Представляющие интерес конформные покрытия включают, но не ограничиваются ими, полинафталин (1,4-нафталин), диамин (O-толидин), политетрафторэтилен (тефлон (Teflon®)), полиимиды. В предпочтительных вариантах реализации полимерным покрытием может быть парилен C. В других вариантах реализации могут быть использованы другие формы парилена, включая, но не ограничиваясь ими, парилен N, парилен D и парилен HT®. В предпочтительных вариантах реализации слои нитрида бора и полимерного покрытия могут иметь толщину примерно 0,05 мм каждый. В других предпочтительных вариантах реализации каждый слой может содержать по существу полимерное покрытие или по существу нитрид бора. В некоторых вариантах реализации слой 2 нитрата бора может быть ближе к объекту 1, чем париленовый слой 3 (Фиг. 3A). В других вариантах реализации париленовый слой 5 может быть ближе к объекту 4, чем нитрид бора 6, Фиг. 3B.

Конформные композиции/покрытия

В соответствии с некоторыми аспектами предусмотрены композиции покрытия, содержащие соединение конформного покрытия и теплопроводный материал. Как использовано здесь, «соединение конформного покрытия» является соединением (например, частично очищенным соединением, очищенным соединением, синтетическим соединением, выделенным природным соединением), которое способно образовывать ультратонкое, не имеющего точечных отверстий, полимерное покрытие на поверхности, которое соответствует геометрии этой поверхности. Такие покрытия называются здесь «конформными покрытиями». Соединение конформного покрытия может равным образом называться «соединением конформационного покрытия». Соединения конформного покрытия могут быть нанесены в качестве покрытия на поверхность объекта множеством различных способов, включая, например, химическое осаждение из паровой фазы. Например, находящиеся в паровой фазе мономеры соединений конформного покрытия могут быть приведены в контакт с поверхностью объекта при условиях, при которых эти мономеры конденсируются, адсорбируются на поверхности и, вместе с этим, полимеризуются друг с другом с образованием на поверхности не имеющего точечных отверстий конформного покрытия. Толщина покрытий может находиться в интервале от примерно 10 ангстрем вплоть до 50 микрон или более в зависимости от применения. Например, покрытие может иметь толщину вплоть до 3 миллиметров. В некоторых вариантах реализации покрытие имеет толщину от примерно 0,0025 мм до примерно 0,050 мм. Конформные покрытия могут быть электрическими изоляторами (например, с объемным удельным сопротивлением больше чем 10¹⁰ Ом·см). Альтернативно или дополнительно, конформные полимеры могут иметь твердость от примерно R70 до примерно R90 (шкала твердости по Роквеллу). Конформные покрытия могут также быть гидрофобными, в зависимости от применения. Соединения конформного покрытия могут существовать в различных формах, включая мономерную и полимерную (например, димерную, мультимерную) формы, и фазовых состояниях (например, газообразном, твердом).

Особенно полезным соединением конформного покрытия является париленовое соединение. Парилен - родовое название членов уникального ряда соединений. Базовым членом этого ряда, называемым парилен N, является поли-пара-ксилилен, соединение, полученное из ди-п-ксилилена ([2,2]парациклопропана). Парилен N представляет собой полностью линейный, высококристаллический материал. Парилен C, второй коммерчески доступный член этого ряда, получают из того же самого мономера, модифицированного лишь замещением атомом хлора одного из атомов водорода ароматической группы. Парилен D, третий член этого ряда, получают из того же самого мономера, модифицированного замещением атомом хлора двух атомов водорода ароматической группы. Парилен D аналогичен по свойствам парилену C с дополнительной способностью противостоять более высоким температурам применения. В некоторых вариантах реализации парилен может быть получен как производное от поли-пара-ксилилена замещением различных химических составляющих. В предпочтительных вариантах реализации парилен может быть способен образовывать линейный, высококристаллический материал. Другие молекулы парилена, например, производные и аналоги вышеуказанных, также могут быть использованы. В некоторых вариантах реализации могут быть использованы париленовые соединения, предоставленные коммерческим источником, например, Specialty Coating Systems (SCS), Inc.

Соединения конформного покрытия могут также включать, но не ограничиваясь ими, полинафталин (1,4-нафталин), диамин (O-толидин), политетрафторэтилен (тефлон (Teflon®)) и полиимиды. Эти полимеры могут быть нанесены стандартными методами, хорошо известными средним специалистам.

Конформные покрытия, содержащие парилен, могут быть теплоизолирующими и затруднять высвобождение тепла покрытым объектом в окружающую среду. Эта характеристика парилена может быть проблематичной для таких объектов, как электронное оборудование, которые генерируют тепло, которое в случае, если оно не рассеивается, может приводить к раннему отказу оборудования. Некоторые раскрытые здесь конформные покрытия на основе парилена включают теплопроводные материалы, которые способствуют рассеянию тепла от покрытого объекта. По сравнению с покрытием из одного лишь парилена такие конформные покрытия применимы в качестве покрытий для объектов, которые требуют рассеяния тепла, посредством либо высвобождения тепла, либо поглощения тепла. Раскрытые здесь композиции конформного покрытия на основе парилена также могут и