一种水下收音麦克风的涂覆方法与流程

本发明涉及金属材料涂覆领域，更具体的涉及一种水下收音麦克风的涂覆方法。

背景技术：

1、水下麦克风主要应用在一些特殊作业项目，包括科研或者潜水等，由于特殊的工作场景，往往需要对水下麦克风进行封装保护处理。然而即使将水下收音麦克风进行封装，仍然有水汽渗透内部麦克风阵列内，出现阵列失效的情况。另外在水下环境作业由于水压的原因，还要求水下收音麦克风的震动膜有一定的抗压能力。因此需要在不影响或者较少地影响设备灵敏度的情况下，对麦克风阵列进行防护，对震动膜进行加固。

2、常见比较常见的采用真空化学气相沉积法(cvd)沉积一层派瑞林膜层(parylene)，能够很好的满足要求。派瑞林即聚对二甲苯衍生物，因其良好穿透力能在设备元件沉积形成厚度均匀的透明绝缘涂层，给水下收音麦克风提供一个完整的优质防护涂层，有效抵御酸碱、盐雾、霉菌及各种腐蚀性气件的侵害，另外派瑞林膜层不仅具有优秀的防护性能，而且具备较好的拉伸和韧性等力学性能，对震动膜的工作阻碍非常小，同时还能够渗入麦克风的空腔，形成一层厚度均匀完全敷形的膜层。

3、水下收音麦克风属于mems(微机电系统)器件，一般都是微型化的器件。其焊盘被设计为厚度0.1-0.2mm的大小，因此其镀膜前的遮蔽在工艺上实施非常困难。通过选择精密设备，合适的遮蔽材料及相应的实施工艺，才能够实现满足小尺寸高精度，适合派瑞林膜层的遮蔽。

4、现有技术cn110113892b公开了一种应用于pcb的多层复合防护层及方法，其主要的处理步骤包括先进行表面处理，然后涂覆纳米sio2，再依次涂覆派瑞林膜层和环氧树脂膜层，上述工艺处理后，可以明显提高pcb的防水性能和力学性能，然而对于水下收音麦克风，除了需要基础的防水性能，还需要保证麦克风震动膜的震动性能，因此需要严格限定涂覆胶水的种类和涂覆参数。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水下收音麦克风的涂覆方法，至少包括以下步骤：

2、s1、检查水下收音麦克风的震动膜是否破损，表面是否洁净，选择震动膜无破损表面洁净的水下收音麦克风；

3、s2、将水下收音麦克风摆放到工装治具上面；

4、s3、使用高精密点胶机，对需要遮蔽的区域涂覆遮蔽胶水；

5、s4、放在固化炉中进行烘干固化定型；

6、s5、把固化定型烘干后的产品从工装治具上取下，放到镀膜治具上；

7、s6、进行等离子清洗；

8、s7、将镀膜治具放到镀膜工装上，装进镀膜设备的工艺腔内；

9、s8、启动镀膜程序，使用派瑞林进行化学气相沉积镀膜；

10、s9、镀膜厚度达到2-5μm时，关闭镀膜程序；

11、s10、取出镀膜工装，测试监控片上的膜层厚度，厚度合格，取下产品；

12、s11、取下遮蔽胶水；

13、s12、检查产品的外观，膜层均匀无破损，即为合格。

14、优选的，所述的遮蔽胶水包括uv胶，密封胶，阻焊胶，压敏胶中的一种。

15、优选的，所述的uv胶为丙烯酸酯氨基甲酸酯，25℃下粘度为100000-150000cps，伸长率为100-300％，抗拉强度为2-5.5psi。

16、进一步优选的，所述的uv胶25℃下粘度为125000cps，伸长率为140％，抗拉强度为3.37psi；作为一种可实施的案例，所述的uv胶型号为9-20479-b-rev-a，购自dymax公司。

17、优选的，所述的密封胶包括itw chemask cm8阻焊胶。

18、优选的，所述的阻焊胶的粘度在25℃下为20000-50000cps，密度为0.8-1g/cm3；作为一种可实施的案例，所述的阻焊胶的粘度在25℃下为20000-30000cps，密度为0.9g/cm3，型号为sm-120b，购自深圳果然新材料。

19、优选的，所述的压敏胶的粘度为3000-7000cps；作为一种可实施的案例，所述的压敏胶粘度为5000cps，型号为blj-2232胶黏剂。

20、更进一步优选的，所述的遮蔽胶水为uv胶。

21、水下收音麦克风在涂覆派瑞林前往往都需要进行遮蔽的操作，选择合适的遮蔽胶水就非常重要，不仅遮蔽胶水要有优异的可剥离性能，并且胶水中不应含有具有腐蚀性的卤素，不然会使水下收音麦克风的线路元件发生一定程度的腐蚀生锈，本发明人测试了目前常用的四种金属线路板用胶水，包括密封胶，阻焊胶，压敏胶和uv胶。当本发明人发现使用密封胶itw chemask cm8阻焊胶会对水下收音麦克风元件造成腐蚀，可能是由于itwchemask cm8阻焊胶中含有少量的卤素，因此对金属线路板表面造成腐蚀，另外密封胶在温度变化较大的环境下，如水中环境，易受冷变脆，影响密封效果，同时密封胶水胶层的剪切强度较低，不能承受太大的张力，在水下高压环境下并不能稳定存在；阻焊胶中成膜材料主要有酚醛树脂、环氧树脂、醇酸树脂等，这些成膜材料都需要在130℃～150℃下的加热固化，虽然价格便宜，黏接强度高，但也存在加热温度高，时间长，印制电路板容易变形，能源消耗大，不能实现连续化生产等缺陷，另外阻焊胶由于固化的速度较快，不利于在水洗收音麦克风表面形成均匀的胶层，而且在涂胶的过程中会伴随明显的拉丝现象；而压敏胶通常也需要在170℃以上的高温条件下固化，高温带来的热应力可导致水下收音麦克风的震动膜破裂，收音效果收到明显影响。本发明人发现使用uv胶作为遮蔽胶水，尤其是25℃下粘度为125000cps，伸长率为140％，抗拉强度为3.37psi，主体成分为丙烯酸酯氨基甲酸酯的dymax9-20479-b-rev-a的uv胶，可以有效地避免拉丝，腐蚀的情况出现，另外uv胶在涂胶以后在室温下即可进行光固化处理，无需高温条件，并且在涂覆之后易于剥离，无残胶，有利于派瑞林膜层均匀完整。

22、优选的，所述的遮蔽胶水的涂覆宽度为0.2-0.35mm，长度为2-3mm。

23、从水下收音麦克风的器件边缘向内延伸，下限宽度通常是0.23mm,上限是0.33mm，涂覆厚度低于下限宽度时，就会意味着uv胶防护失效，导致焊盘会被派瑞林膜层覆盖，由于派瑞林膜层是绝缘膜，会导致震动膜转换出来的电信号不能有效地传输给处理单元，进而明显影响麦克风的收音效果；若遮蔽胶水厚度超过上限宽度，意味着uv胶防护过度，uv胶涂在了震动膜上，而震动膜是一层0.1μm左右的硅膜，其只能在小范围内形变，其质地很脆，如果uv胶涂上去，待派瑞林镀上膜层完成后，需要去除uv胶，uv胶有一定的概率使震动膜破损，另外涂覆宽度过大震动膜无法被派瑞林膜层覆盖，还会导致膜层震动不一致或者被水汽渗透进而腐蚀生锈。

24、优选的，所述的s6步骤等离子清洗实施方式包括：将镀膜治具内的产品利用射频电源将惰性气体激发成等离子体对产品进行等离子清洗。

25、进一步优选的，所述的惰性气体为氩气。

26、优选的，所述的s8步骤中，启动镀膜程序后，加入偶联剂并使其蒸发，沉积到产品表面。

27、本发明不对偶联剂作进一步限定，凡是可以提高派瑞林和遮蔽胶水层之间的附着力均可，包括但不限于：kh-174，kh-550，kh-560，kh-570，kh580中的一种；本发明中优选偶联剂为kh-570。

28、优选的，所述的派瑞林包括c型派瑞林，n型派瑞林，d型派瑞林，af4/ht型派瑞林，af4/ht型派瑞林中的一种；本发明中优选为c型派瑞林做为镀膜材料，c型派瑞林具有极佳的物理特性和电学性能，以及在腐蚀性气体环境和潮热环境下的低渗透率，并且成本较低，为水下收音麦克风防水防腐蚀耐盐雾的优选材料。

29、本发明中使用等离子清洗的处理步骤，等离子对产品具有物理撞击作用，会产生一些活性键，活性键有利于和派瑞林薄膜的分子间形成化学键耦合，然后使用kh-570偶联剂液体蒸发，能够在产品基材表面形成一层纳米级别的偶联剂层，以进一步增加c型派瑞林膜层与基材之间的结合力。

30、优选的，所述的s8步骤中，化学气相沉积的沉积速度为0.1-1μm/h，沉积压力为8-13mtorr。

31、本发明中派瑞林的化学气相沉积速度较小，沉积压力适中，有利于均匀性的提高，形成的派瑞林膜层致密度更高。

32、优选的，所述的派瑞林化学气相沉积为非全程匀速的，在化学气相沉积的前1-2h时间段内，沉积速度为0.6μm/h，后0.5-1h时间段内沉积速度为0.7μm/h，中间3-4h时间段沉积速度为0.8μm/h，可以进一步提高派瑞林膜层的致密度，进而提高对水下收音麦克风的防护性能。

33、有益效果

34、(1)本发明中选择uv胶水作为遮蔽胶水，在室温下固化即可正常使用，并且不含腐蚀性的卤素，不会对水下收音机的元件造成腐蚀，并且也不会对麦克风的灵敏度和收音效果造成影响。

35、(2)为了提高遮蔽胶水的遮蔽性能，本发明限定了遮蔽胶水层的厚度和宽度，可以提高派瑞林膜层对水下收音麦克风的防护效果。

36、(3)本发明采用等离子清洗和偶联剂液体蒸发的操作，可以进一步提高派瑞林膜层和基材之间的结合强度。

37、(4)本发明中在化学气相沉积派瑞林的过程中选择较小的沉积速度，可以保证派瑞林膜层的致密度较高。

38、(5)经过本发明所述的涂覆方法处理过的水下收音麦克风，灵敏性无明显变化，信号噪声较少，且震动膜无损伤，有很好的实际使用效果。