A magnete al neodimio rivestito di parylene è protetto da un film polimerico sottile e uniforme applicato mediante deposizione di vapore. A differenza dei rivestimenti metallici, il parylene offre un'eccellente biocompatibilità, resistenza all'umidità e stabilità chimica, che lo rendono ideale per impianti medici, sensori e ambienti di camera bianca. È trasparente, non presenta fori di spillo e offre una protezione superiore in applicazioni difficili o sensibili.

Rivestimento in Parylene per i Magenti

Il rivestimento in Parylene è un tipo di rivestimento polimerico sottile e conformale che utilizziamo per proteggere i magneti al neodimio, in particolare micro magneti per applicazioni mediche e per un'ampia gamma di prodotti elettronici, medici e industriali. Gli spessori tipici sono da 100 nanometri a 1 millimetro. 

Di solito utilizziamo un processo di deposizione chimica da vapore per applicarlo. In primo luogo, il processo vaporizza il polimero e poi lo deposita sulla superficie del substrato in uno strato sottile e uniforme.  

Il Parylene ha un'eccellente capacità di adattarsi a forme e geometrie complicate. Ciò lo rende adatto a un'ampia gamma di substrati, e questo è uno dei suoi principali vantaggi. Inoltre, possiede eccellenti qualità di isolamento elettrico ed è resistente all'umidità, agli agenti chimici e ai raggi UV. 

Nell'industria manifatturiera, utilizziamo ampiamente il rivestimento in Parylene per proteggere i dispositivi elettronici dalla corrosione, dall'umidità e dall'usura meccanica, nonché per isolare e proteggere i cavi, i connettori e altri componenti. I rivestimenti in Parylene sono molto diffusi anche nell'industria medica per dispositivi e impianti, grazie alla loro biocompatibilità e alla capacità di proteggere dalle infezioni. 

Nozioni di base sul rivestimento in parilene

Il processo di rivestimento del Parylene si basa su una polvere che viene posta nel forno di evaporazione dell'impianto di rivestimento, dove il materiale solido viene trasformato biochimicamente in uno stato gassoso sotto vuoto e a una temperatura di 150°C. (302°F). 

Il materiale gassoso viene poi crackizzato in monomeri reattivi sotto pirolisi ad alta temperatura a 650-700°C. (1,202°F - 1,292°F). I monomeri gassosi vengono depositati e polimerizzati a temperatura ambiente su scala nanometrica, con il metodo di deposizione CVD. 

In sintesi, il rivestimento in Parylene è ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale, microelettronico, dei semiconduttori, dei sensori, dei materiali magnetici, dei dispositivi medici, della protezione delle reliquie culturali e in altri campi per migliorare le prestazioni di protezione. 

Caratteristiche del rivestimento in parilene

Il processo di deposizione di vapore per il rivestimento in Parylene presenta le caratteristiche protettive uniche elencate di seguito. 

• Buona resistenza alla nebbia salina e all'ossidazione, e umidità 
• Non curare lo stress da calore 
• Nessuna influenza negativa sulle proprietà magnetiche 
• Quasi alla pari, buona adattabilità a forme complesse 
• Può riempire microfori e spazi vuoti 
• Assenza di fori di spillo, "fori di sabbia" e altri difetti del rivestimento 
• Rivestimento isolante ultrasottile e resistente: uno strato di 5–Il rivestimento in micron è in grado di resistere a shock di tensione di migliaia di volt 
• Lo spessore del rivestimento a livello di micron è uniforme e controllabile 
• Grande risparmio di spazio della linea di surround magnetico 
• Può aumentare la forza dei magneti, adatti al samario cobalto e ad altri materiali. 

1). Non poroso 

Il rivestimento in parilene è costituito da sottili film polimerici di piccole molecole attive che "crescono" sulle superfici dei substrati. Si formano in condizioni di vuoto, per cui possiamo applicarli su una varietà di forme, compresi spigoli vivi, fessure e superfici interne. 

2). Assolutamente privo di fori di spillo 

Il processo di deposizione del parilene prevede il riscaldamento e la vaporizzazione di ciclodimeri di xilene, seguiti da un cracking ad alta temperatura in molecole libere in fase gassosa, che vengono istantaneamente adsorbite sul substrato in condizioni di vuoto e temperatura ambiente per polimerizzare in un film, formando una pellicola protettiva molto ermetica.  

I rivestimenti in parilene non contengono solventi e quindi superano i difetti dei rivestimenti a base di solventi utilizzati in passato, che inevitabilmente lasciano molti fori sottili dovuti all'evaporazione del solvente durante il processo di essiccazione. Questa caratteristica consente di ottenere un vero e proprio film protettivo privo di fori. 

Questa caratteristica è molto utile per i magneti al neodimio le cui applicazioni prevedono il contatto diretto con umidità e liquidi vari. Un esempio tipico è quello dei magneti al neodimio svasati per la tenuta delle valvole industriali. Non è necessario preoccuparsi che qualcosa possa fuoriuscire all'interno e danneggiare i magneti al neodimio. 

3). Punti di protezione indipendenti e protezione globale 

Grazie agli esperimenti, abbiamo scoperto che ogni punto del rivestimento in Parylene è un punto di protezione indipendente. Quando il rivestimento di un determinato punto viene danneggiato, non influisce seriamente sulle aree circostanti del rivestimento. Allo stesso tempo, i punti dello strato di rivestimento sono collegati tra loro attraverso un legame chimico, fornendo una prestazione protettiva uniforme e migliorata. 

4). Buon isolamento  

Oltre a queste proprietà intrinseche, i rivestimenti a base di parilene hanno buone proprietà elettriche, di risparmio energetico - bassa perdita dielettrica ed elevata rigidità dielettrica - e ottime proprietà meccaniche, con un'elevata resistenza meccanica e un basso coefficiente di attrito, la cui combinazione rende il parilene uno strato isolante adatto a piccoli componenti avvolti. L'elevata rigidità dielettrica del Parylene e la sua lubrificazione a film secco lo rendono adatto a questa applicazione. 

5). Spazio della finestra di avvolgimento 

Lo spessore sottile e uniforme del rivestimento in Parylene consente al dispositivo di avvolgimento di mantenere una finestra di avvolgimento relativamente ampia e l'ampio spazio di avvolgimento che ne consegue permette di utilizzare il prodotto rivestito con prestazioni migliori. Prodotti rivestiti. 

Il Parylene viene utilizzato anche per componenti che sarebbero "inclusioni" con materiali convenzionali e per piccoli trasformatori e tensioni in ferrite, dove, a differenza dei metodi di impregnazione convenzionali, il Parylene non soffre dei problemi di magnetostrizione o permeabilità riscontrati con l'impregnazione convenzionale. 

Le finestre di avvolgimento sono molto importanti per i piccoli gruppi mobili e statoriali e di solito è difficile rivestire i gruppi laminati in nichel-ferro incollati con materiali epossidici o PTFE. Poiché ha una forma complessa e il materiale di rivestimento rimane nel piccolo foro di avvolgimento, e anche perché il rivestimento, con una tensione superficiale molto bassa, rimane sugli angoli esterni taglienti, causerà anche un grande attrito durante l'avvolgimento. Mentre il Parylene, uniforme e consistente, trattiene questi piccoli fori di finestra e garantisce uno spessore di rivestimento sufficiente sugli angoli esterni per fornire protezione contro l'avvolgimento. 

6). Rivestimento ideale per micro-magneti 

L'isolamento tra l'avvolgimento e il componente metallico con un nastro è un processo tradizionale, ma quando il componente è molto piccolo, l'uso del nastro è difficile. Il rivestimento con Parylene può eliminare i componenti difettosi e migliorare le proprietà elettriche dei componenti. Un buon esempio è il nucleo cilindrico molto piccolo utilizzato come bobina "Pick-Up" in alcuni apparecchi acustici. 

7). Miglioramento della forza e della resistenza alla corrosione 

I recenti sviluppi nel campo dei materiali magnetici hanno portato allo sviluppo di componenti NdFeB sinterizzati e incollati, che possono essere realizzati in forme molto piccole e presentano vantaggi eccezionali grazie al processo di rivestimento in Parylene. I dispositivi magnetici NdFeB di piccole dimensioni sono fragili e l'aggiunta del rivestimento in Parylene ha il vantaggio di aumentarne la resistenza. Il materiale NdFeB è anche sensibile alla corrosione causata dall'umidità dell'atmosfera e il tasso di trasmissione del vapore acqueo molto basso del Parylene offre una buona protezione contro l'umidità e la corrosione. 

Diversi tipi di Parylene

Dal punto di vista tecnico, i rivestimenti in parilene comprendono diversi tipi, come il tipo N, il tipo C, il tipo D, il tipo F e il tipo AF4. Si differenziano per la struttura chimica e le proprietà. 

1). Perilene N 

È un ottimo materiale dielettrico con una perdita dielettrica molto bassa, un'elevata resistenza all'isolamento e un'ottima resistenza alla corrosione., e una costante dielettrica che non varia con la frequenza.  

È uno dei rivestimenti in Parylene con un'elevata penetrazione, una buona autolubrificazione e un coefficiente di attrito di 0,25. Soddisfa i requisiti dei test biologici della norma ISO-10993 e i requisiti dei test biologici delle materie plastiche UDP di Classe VI. 

2). Il parilene C 

Questo è il 2nd tipo disponibile in commercio della serie. Combina buone proprietà elettriche, fisiche e bassa permeabilità all'umidità e ad altri gas corrosivi. È in grado di fornire un vero e proprio strato di protezione privo di fori. 

Esso è un materiale per il rivestimento di schede di circuiti critici e soddisfa lo standard militare statunitense MIL-46058C. Inoltre, soddisfa i requisiti dei test biologici ISO-10993 per le plastiche di classe VI UDP. 

3). Il parilene D 

Questo tipo è simile al Parylene C, ma ha la capacità di resistere al calore. Le sue proprietà dielettriche e le sue proprietà fisiche e meccaniche restano eccellenti anche a temperature più elevate. 

4). Parylene F 

Questo tipo ha un'elevata rigidità dielettrica, bassa costante dielettrica, buona stabilità termica e capacità di resistere ai raggi UV. Il film stesso è continuo, denso, e senza fori di spillo. È la scelta ideale come pellicola protettiva per vari dispositivi elettronici di forma complessa. 

5). Parylene AF4 

Questo tipo del rivestimento in Parylene ha una costante dielettrica, una buona stabilità, e un'eccellente resistenza all'acqua, all'umidità e alla nebbia salina.  

Ha una resistenza a breve termine fino a 450°C. (842°F) e resistenza a lungo termine fino a 350°C (662°F), e una forte resistenza ai raggi UV.  

È più adatto come materiale protettivo per le alte–dispositivi a microonde di frequenza. Inoltre, è conforme ai requisiti dei test biologici ISO-10993 per le plastiche UDP di Classe VI. 

Applicazioni del Parylene nei prodotti medicali

Il rivestimento in Parylene non è solo protettivo dal punto di vista elettrico ed elettrico, ma anche bio-solubile. È stato convalidato dalla FDA come materiale biomedico che può essere impiantato nel corpo per un uso a lungo termine. 

Alcuni dispositivi medici hanno componenti elettronici che devono essere accuratamente protetti.. Questi componenti elettronici sono minuscoli e non hanno un peso sufficiente per affondare, spruzzare, o pittura. Alcuni dispositivi di piccole dimensioni sono inoltre influenzati negativamente da intercapedini d'aria, spessori non uniformi, ecc..  

Grazie al suo eccellente potere antiossidante, al basso intralcio, al basso coefficiente di attrito, e biocompatibilità, il rivestimento in Parylene ha gradualmente sostituito il rivestimento in TiNi (nichel-titanio) come scelta per i dispositivi biomedici nelle applicazioni cliniche internazionali.. 

Esempi tipici sono chiodi ossei, sonde, aghi, strumenti chirurgici temporanei, cateteri, freni e impianti cocleari, pacemaker cardiaci, elettrodi cerebrali, sensori impiantabili, terapie a radiofrequenza, sensori per l'analisi del sangue., alto–bisturi a frequenza, e altri micro–dispositivi medici elettronici. 

Conformità del rivestimento in parilene

Il rivestimento in parilene è ampiamente utilizzato nei prodotti per dispositivi medici grazie alle seguenti proprietà 

• Conforme ai requisiti dei test biologici ISO-10993 
• Conforme a FDA G95-1 
• Conforme a (ROHS) 2002/95/CE 

Di seguito sono riportati alcuni esempi di prodotti medicali che fanno buon uso dei rivestimenti in Parylene, insieme a una breve introduzione ai loro vantaggi. 

• Dispositivi di assistenza cardiaca - come i pacemaker e l'elettronica di precisione nei generatori di elettroshock, sigillato con Parylene contro la corrosione dei fluidi biologici e protegge l'alloggiamento metallico. 
• Sensori di pressione - Come ad esempio i sensori di pressione sanguigna, dove il deposito di una piccola quantità di parylene, fornire un isolamento adeguato e non alterare in modo significativo il funzionamento di questi dispositivi. 
• Dispositivi alternativi - Come i dispositivi resilienti costruiti dall'uomo, protetti con Parylene., eliminando i problemi legati al trasporto microscopico e proteggendo dalla corrosione dei fluidi biologici. 
• Trasduttori a ultrasuoni - I microsensori utilizzati per osservare il rivestimento dei vasi sanguigni sono protetti dalla corrosione e dalla rottura grazie al rivestimento in Parylene.. 
• Stimolatore della crescita ossea - Con il Parylene questo dispositivo può essere isolato dai fluidi biologici e le cellule umane possono facilmente crescere con la superficie del Parylene per formare un sottile strato di tessuto della stessa struttura. 

Riferimento: Rivestimento in parilene per i magenti