Способ получения полимерного покрытия и устройство для осуществеления этого способа

Способ получения полимерного покрытия и устройство для осуществеления этого способа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(1i > 568466

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республин (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.07.74 (21) 2052169/05 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.77. Бюллетень И 30 (45) Дата опубликования описания 17.11.77 (51) М.Кл.з В 05 Р 1/04

В 05 В 1/02

Государственный комитат

Совета Министров СССР ао делам изобретений н открытий (53) УДК 678.026.37 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Коженков, А. А. Кирш и Н. А. Фукс (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА

Изобретение относится к области нанесения покрытий в электростатическом поле, а точнее нанесения однородных ультратонких жидких и твердых полимерных пленок на различные поверхности с использованием процесса электрогидродинамического распыления жидкости, и может найти широкое применение з различных областях производства, в том числе в производстве тонкопленочных конденсаторов и резисторов, для нанесения 10 защитных покрытий на радиодеталях, особенно в микроэлектронике.

Известен способ электрогидродинамического распыления жидкости путем подачи ее через капилляр,,находящийся под высоким электрическим потенциалом. Характерной особенностью такого способа является малый массовый расход жидкости (10

10 — з г/с) при электрическом напряжении 5 кВ и более (1).

Для осуществления этого процесса могут быть использованы как стеклянные, так и металлические капилляры. Однако с помощью стеклянных капилляров трудно осуществить раапыление жидкостей с низкой электропрозодностью (G(10 — О.м — . с и — ). Кроме того, тонкостенные стеклянные капилляры с внутренним диаметром 100 — 200 мкм, которые используют для такого процесса, нетехнологичны. Малые массовые расходы жидкости ЗО обусловливают очень маленькую толщину жидкой пленки на торце капилляра, вследствие чего микрошероховатости на торце капилляра могут вызвать спонтанное образование центров эмиссии капелек распыливаемой жидкости, что приводит к нерегулярности процесса раапыления и, как следствие, к нарушению монодисперсности аэрозоля и ухудшению качества покрытия.

Целью изобретения является нанесение ультратонких однородных полимерных покрытий осаждением в электрическом поле жидкой фазы монодисперсного униполярного заряженного высокодисперсного мономобильного аэрозоля, получающегося з результате электрогидродинамического распыления рабочей жидкости при электрическом напряжении 3 — 5 кВ.

Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что благодаря малым размерам частиц аэрозоля (от доли микрона до нескольких микрон) можно получать покрытия с TO;Iщиной от десятой доли микрона до нескольких микрон, а униполярный заряд и одинаковая электрическая подвижность частиц обеспечивают автоматическое выравнивание концентрации частиц з факеле распыленной жидкости и на поверхности обрабатываемого изделия.

568466

Отличительные особенности предлагаемого устройства для получения предлагаемого 110крытия co"„òîÿò в следующем, С целью обеспечения стабильного распыления используют ToíêîñòåïHûé узкий металли".е-ск 1и капилляр, коii iHK котороГО стачивают на конус с закругленной кромкой и полируют. Для обеспечения симметрии факела ра. пыленпой жидкости относительно оси капилляра, а также с целью снижения IIQ.IBo:1имОГО к капилляру электричсскОГО потенциала, что исключает образование нежелательíого коронного разряда, металлический капилляр окружают спмметрирующим электродом, заземленным коаксиально pacnoloжен«ным металлическим электродом с закругленным торцом, причем торец капилляра несколько (2 — 5 мм) выступает за торец цилиндрического электрода. 1),ля предотвращения попала:IHÿ атмосферной пыли на обрабатываемую поверхность и наносимое покрытие в стенке симметрирующего электрода предусмотрен,патрубок, через который подают поток сухого фильтрованного воздуха, обдувающий обрабатываемое изделие. Применение растворов полимероз с использозанием легко летучих жи1костей может вызвать высыхание пленки жидкости на поверхности кон 1пка капилляра, что приведет к .1арушеппю стабиль:1ости распыления. С целью предотвращения высыхания жидкости ка.пилляр и обрабатываемое . 1зделие обдувают потоком воздуха, содержащего пары растворителя.

На чертеже изображено у=тройство для осуществления способа получения полимерно.гого, покрытия.

Устройство содержит резервуар 1 для распыливаемой жидкости, соединенной трубкой 2 распылителем 3, выпо liie1гным в зидс металлическОГО полирозанпоГО тонкостенпОГО капилляра, торец которого выполнен в виде конуса с закругленной кромкой. Капилляр помещен в тефлоновый изолятор 4. На изолятор 4 насажен симметрирующий заземленный электрод 5, выполнепныи в виде цилиндра с патрубком 6. Электрод 5 охватывает капилляр и может перемещаться вдоль осп. Распыли гель 3 (капилляр) соединен через выкл1о,атель 7 с регулируем1ям источником BbIcoкого напряжения 8. Перпендикулярно оси распblëèòåëÿ на расстоян1ГИ нескольких сантиметров от не"o установлен заземленный металлический контрэлектрод 9, па который помещают обрабатываемое изделие 10. Время напыления определяется требуемой толщиной покрытия.

Для обработки неско 7ькпх изделий одновременно или изделия больщей площади осуществляют параллел1П1ое соединение бо Hb!!loro количества одH;IBKoBhix капилляров.

Пример 1. Рабочая жидкость — 5%-ный раствор полпамидной смолы РФЛЦ в ацетоне.

Размер получаемых капелек «=1 мкл.

Капилляр из нержавеющей стали с внутренним диаметром D„„= 200 мкл1, наружны»

Dn,ð =400 лкм. 1 ончик капилляра сточе i на конус, кромка закруглена, кончик отпо IHpoва11. Массовый расход жидкости около

i0 — см . с . Симметрирующий электрод с внутренним диаметром D „„ = 10 мл, пару>кным — 1Э„,р =1б лл.

Потенциал на капилляре —, -3.5 кВ; расстояние от торца капилляра,о заземленного из10 делия (плоская металл иче" кая пластинa j

4 сл; толщина покрытия 0,5 — 2 лкм; HeðàHномерность покрытия 5%; время напылен11я

5 — 30 мин.

Пример 2. Рабочая жидкость — диметакрилозый эфир триэтиленгликоля (олпгомер).

Инициатор — перекись бепзоила (1"inj радиус капелек «=1,5 мкм.

Капилляр из нержавеющей ста IH

®О D„, =200 мки, D„,,р — — 450 лкл. Массовый расход жидкости М =- 4 10 см с- -.

Симметрирующий электрод D„, =10 лл, D„,„„= 1б мл, напряжение на капилляре

+3,2 кВ, расстояние до контрэлектрода 4 с11, толщина покрытия 1 — 4 лкл, неравномерно" ть покрытия 5О",„время напыления 2— !

О лин.

П,р и м е р 3. Материал — водный 2%-ный раствор полиамидной смолы РФ.

30 Капилляр из примеров 1 и 2, электрический потенциал - - 4,8 кВ, массовый расход жидкости !,2 10 — г . с

Расстояние от капилляра до обрабатываемой подложки 5 сл, время напыления 10—

35 20 мин, толщина покрытия 0,3 — 0,7 лкл, неоднородность 1покрытия 5 10.

Формула изобретения

40 1. Способ получения полимерного покрытия путем электрогидродинамического распыления жидкого полимерного или олигомерного материала, o T;I ич а ющи йся тем, что, с целью получения максимальной однородности по","ðû Tèÿ при толщине от десятых до".ей микрона до нескольких микрон, распыление полимерного или олигомерного материала п)юводят прп электрическом Напряжении 3 ——

5 кВ 1о получения высокодисперсного моно50 мобильного аэрозоля.

2. Устройство для получения полимер11огo покрытия по п. 1, содержащее распылитель полимерного илп олигомерного материала, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что распылитель вы55 полпен в виде металлического полированноio тонкостенного капилляра, торец которого изготовлен в виде конуса с закругленной кромкой.

3. Устройство по пп. ) и 2, отл и ч а ю50 щ е е с я тем, что оно снабжено спмметрируюшим заземленным электро Iîì, выполненным з виде цилиндра с закругленной кромкой, охватывающего капилляр, причем торец капилляра установлен выступаю1цим за торец симметрирующого электрода.

568466

Составитель P. Вакар

Текред М. Семенов

Редактор Т, Девятко г",орректор В Гутман

Заказ 649/1703 Изд. № 66! Тираж 947 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/6

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

4. Устройство по пп. 1 — 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что симметрирующий заземленный электрод снабжен патрубком для подачи сухого очищенного воздуха.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Патент CIIIA № 195840б, кл. 317 3, 1926.