Revêtement en parylène pour aimants
Nous utilisons le revêtement en parylène pour protéger les aimants en néodyme, en particulier les aimants de très petite taille destinés à des applications médicales et à divers produits électriques, médicaux et commerciaux. Leur largeur varie généralement entre 100 nanomètres et 1 millimètre.
Nous l'appliquons généralement à l'aide d'un procédé de dépôt chimique en phase vapeur. Ce procédé consiste d'abord à vaporiser le polymère, puis à le déposer sous forme d'une fine couche homogène à la surface du matériau.
Le parylène s'adapte très bien aux formes et aux motifs complexes. L'un de ses principaux avantages réside dans le fait qu'il convient à diverses surfaces. Il présente également d'excellentes propriétés de blindage électrique et résiste à l'humidité, aux toxines et aux rayons ultraviolets.
Dans le secteur industriel, on utilise couramment la protection au parylène pour protéger les appareils électriques contre la rouille, l'humidité et les dommages mécaniques, ainsi que pour recouvrir et sécuriser les attaches de câbles, les connecteurs et d'autres composants. En raison de leur biocompatibilité et de leur capacité à prévenir les infections, ces revêtements sont également couramment utilisés pour les équipements médicaux et les prothèses dans le secteur médical.

Les bases du revêtement au parylène
Le procédé de revêtement au parylène repose sur la présence d'une particule dans le four d'évaporation de l'équipement de revêtement. La substance solide est transformée par voie biochimique en gaz sous pression à 150 °C (302 °F).
La substance diffuse est ensuite décomposée en molécules volatiles par pyrolyse à haute température, entre 650 et 700 °C (1 202 °F – 1 292 °F). Les monomères atmosphériques sont déposés et polymérisés à température ambiante à l'échelle nanométrique par CVD.
En résumé, le revêtement en parylène est largement utilisé pour améliorer les performances en matière de sécurité dans les domaines de l'aéronautique, de la microélectronique, des transistors, des capteurs, des matériaux magnétiques, des dispositifs médicaux, de la conservation des biens culturels et dans d'autres domaines.
Caractéristiques du revêtement en parylène
Le procédé de dépôt en phase vapeur utilisé pour le revêtement en parylène présente les caractéristiques protectrices uniques énumérées ci-dessous.

- Bonne résistance au brouillard salin et à l'oxydation, et l'humidité
- Pas de stress thermique lors du durcissement
- Aucune influence négative sur les propriétés magnétiques
- Très proche du modèle de référence, bonne adaptabilité aux formes complexes
- Permet de combler les micro-trous et les interstices
- Absence de piqûres, de “ trous de sable ” et d’autres défauts de revêtement
- Revêtement isolant ultra-fin et résistant: une couche de 5–Un revêtement de quelques microns peut résister à des décharges électriques de plusieurs milliers de volts
- L'épaisseur du revêtement, de l'ordre du micron, est uniforme et contrôlable
- Gain de place considérable grâce à la ligne de contour magnétique
- Il permet d'augmenter la puissance des aimants ; il convient au samarium-cobalt et à d'autres matériaux.
1) Parylène non poreux
Ce revêtement est composé de fines couches de polymère contenant de petites molécules actives qui “ se développent ” à la surface des objets. Comme elles sont formées sous vide, elles peuvent être appliquées sur des formes variées, y compris des arêtes vives, des fissures et des surfaces internes.
2) Totalement exempt de trous d'épingle
Le chauffage et la fusion des cyclodimères de xylène sont suivis d'une décomposition à haute température en molécules libres en phase gazeuse, qui se déposent immédiatement sur le substrat sous vide et à température ambiante pour se polymériser en un film, créant ainsi une couche protectrice très imperméable.
Le revêtement au pérylène ne contenant aucun solvant, il pallie les inconvénients des revêtements à base de solvants utilisés auparavant, qui laissaient inévitablement de nombreux petits trous d'épingle en raison de la perte de solvant pendant le processus de durcissement. Cette caractéristique garantit que le revêtement de finition ne présente aucun trou d'épingle.
Cette propriété est particulièrement utile pour les aimants en néodyme dont l'utilisation nécessite un contact direct avec divers types d'humidité et de liquides. Un exemple typique est celui d'un aimant en néodyme à tête fraisée utilisé pour la fermeture de vannes industrielles. Vous n'avez pas à craindre qu'une fuite interne endommage les aimants en néodyme.
3). Sécurité indépendante
Points et sécurité générale
Expérience après expérience, il a été démontré que chaque point du revêtement en parylène constitue un point de protection indépendant. Lorsque le revêtement est endommagé à un endroit précis, les zones voisines ne sont pas affectées. Parallèlement, les extrémités de la couche de revêtement sont liées chimiquement entre elles, ce qui garantit une protection uniforme et renforcée.
4) Une ventilation adéquate
Outre ces propriétés intrinsèques, le revêtement à base de parylène présente de bonnes propriétés électriques, de bonnes caractéristiques d'économie d'énergie (faibles pertes diélectriques et rigidité diélectrique élevée) ainsi que d'excellentes propriétés mécaniques (résistance mécanique élevée et faible coefficient de frottement), ce qui fait du parylène une couche isolante adaptée aux petits composants bobinés. La rigidité diélectrique élevée et le pouvoir lubrifiant du film sec du parylène en font un matériau idéal pour cette application.
5). Salle d'observation en spirale
La couche fine et homogène de parylène permet au dispositif d'enroulement de conserver une fenêtre d'enroulement de taille raisonnable. La grande surface d'enroulement ainsi obtenue permet de l'utiliser comme produit revêtu offrant des performances améliorées : les produits enduits.
Le parylène est également utilisé pour les composants qui constitueraient des “ inclusions ” dans les matériaux classiques, ainsi que pour les petits transformateurs en ferrite et les tensions. Contrairement aux méthodes d'imprégnation traditionnelles, le parylène ne présente aucun problème lié à la magnétostriction ou à la perméabilité.
Les ouvertures d’enroulement revêtent une importance cruciale pour les minuscules ensembles mobiles et les rotors, et le revêtement de composants laminés en nickel-fer collés avec des matériaux à base d’uréthane ou de PTFE s’avère généralement difficile. En effet, la forme complexe de ces ouvertures ainsi que le matériau de revêtement qui s’y accumule, combinés à la faible tension superficielle du revêtement qui persiste sur les arêtes extérieures pointues, provoquent un frottement important lors de l’enroulement. À l’inverse, le parylène appliqué de manière régulière et uniforme préserve ces minuscules ouvertures tout en garantissant une épaisseur de revêtement suffisante sur les arêtes extérieures pour assurer une protection contre l’enroulement.
6). Excellent placage de minuscules aimants
Il est courant d’isoler à l’aide de ruban adhésif l’espace entre la bobine et la pièce métallique ; cependant, l’utilisation de la vidéo s’avère difficile lorsque la pièce est de très petite taille. Un revêtement en parylène peut permettre d’éliminer les composants défectueux tout en améliorant leurs caractéristiques électriques. On peut citer comme exemple le petit noyau cylindrique utilisé dans certaines aides auditives en tant que bobine de “ captation ”.
7). Augmentation de la puissance et de la résistance à l'érosion
Les récentes avancées dans le domaine des matériaux magnétiques ont permis de créer des composants en NdFeB frittés et cimentés pouvant être fabriqués sous des formes miniatures et présentant des avantages exceptionnels lorsqu’ils sont recouverts de parylène. Les petits dispositifs magnétiques en NdFeB sont fragiles, et l’ajout d’un revêtement en parylène améliore leur résistance. Le NdFeB est également sensible à la rouille due à l’humidité atmosphérique, et le faible taux de transfert de vapeur d’eau du parylène offre une excellente protection contre l’humidité et la corrosion.
Les différents types de parylène
D'un point de vue technique, le revêtement en parylène comprend plusieurs types tels que les types N, C, D, F et AF4. Ils se distinguent par leur structure chimique et leurs propriétés.
1) N-pérylène
Il s'agit d'un excellent matériau diélectrique présentant une perte diélectrique minimale, une capacité de blindage élevée et une constante diélectrique qui ne varie pas en fonction de la fréquence.
Il s'agit d'une couche de parylène présentant une pénétration importante, d'excellentes propriétés d'autolubrification et un coefficient de frottement de 0,25. Elle répond aux exigences des essais biologiques de la norme ISO 10993 ainsi qu'aux exigences des essais physiques applicables aux polymères de classe VI selon l'UDP.
2) Paraylène C.
Il s'agit de la deuxième variante grand public de cette gamme. Elle présente d'excellentes caractéristiques électriques et physiques, ainsi qu'une faible sensibilité à l'humidité et aux autres vapeurs toxiques. Elle offre la possibilité d'obtenir un revêtement de sécurité véritablement exempt de microperforations.
Il s'agit d'un revêtement destiné aux circuits imprimés critiques, conforme à la spécification militaire américaine MIL-46058C. Il satisfait également aux exigences du test biologique ISO 10993 pour les polymères UDP de classe VI.
3e) Parylène C
Cette variété est comparable au parylène C, mais elle résiste au feu. Elle conserve des caractéristiques électriques, physiques et dynamiques exceptionnelles à des températures plus élevées.
4). F. Parylène
Cette variété présente une rigidité diélectrique élevée, une faible constante diélectrique, une excellente stabilité thermique et une résistance aux rayons ultraviolets. Le film lui-même est continu, épais et exempt de microperforations. Il constitue un revêtement protecteur idéal pour une large gamme d'équipements électriques aux formes complexes.
5) Le parylène AF4 est le numéro
Ce type de revêtement en parylène présente une constante diélectrique élevée, une excellente stabilité ainsi qu'une grande résistance à l'eau, à l'humidité et aux précipitations salines.
Il résiste à des températures pouvant atteindre 450 °C (842 °F) pendant de courtes durées et 350 °C (662 °F) pendant de longues durées, ainsi qu'aux rayons ultraviolets intenses.
Il est particulièrement adapté comme matériau de blindage pour les équipements radio à haute fréquence. De plus, il répond aux critères des essais biologiques de la norme ISO 10993 pour les polymères de classe VI selon l'UDP.
Applications du parylène dans les produits médicaux
Le revêtement en parylène est biodégradable et ne présente aucun risque sur le plan chimique ou électrique. La FDA l'a homologué en tant que substance biologique pouvant être implantée dans l'organisme pour une utilisation à long terme.
Certains dispositifs médicaux contiennent des composants électriques qui doivent être protégés avec le plus grand soin. Ces composants électriques sont minuscules et trop légers pour être immergés, pulvérisés ou peints. Certains petits appareils sont également endommagés par la présence de poches d’air, des épaisseurs irrégulières et d’autres facteurs ; nous ne pouvons donc pas utiliser de revêtement protecteur classique.
Le revêtement en parylène remplace de plus en plus le revêtement en TiNi (nickel-titane) dans les dispositifs biomédicaux destinés à des applications cliniques à l'étranger, en raison de ses bonnes propriétés antioxydantes, de sa faible résistance électrique, de son faible coefficient de frottement et de sa biocompatibilité.
Les clous osseux, les sondes, les aiguilles, les instruments chirurgicaux provisoires, les cathéters, les freins, les implants cochléaires, les stimulateurs cardiaques, les électrodes cérébrales, les capteurs implantables, les thérapies par radiofréquence, les capteurs d'analyse sanguine, les scalpels à haute fréquence et d'autres dispositifs médicaux microélectroniques en sont des exemples typiques.
Conformité des revêtements en parylène
Le revêtement en parylène est largement utilisé dans les dispositifs médicaux en raison des propriétés suivantes.
- Conforme aux exigences de la norme ISO 10993 en matière d'essais biologiques
- Conforme à la norme G95-1 de la FDA
- Conforme à la directive ROHS 2002/95/CE
Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de dispositifs médicaux utilisant des revêtements en parylène, accompagnés d'une brève présentation de leurs avantages.
- Dispositifs d'assistance cardiaque – Tels que les stimulateurs cardiaques et les composants électroniques de précision utilisés dans les générateurs d'électrochocs, revêtu de parylène pour le protéger contre la corrosion causée par les fluides biologiques et préserver le boîtier métallique.
- Capteurs de pression – Les capteurs de pression artérielle, sur lesquels le dépôt d’une petite quantité de parylène assure une isolation adéquate sans altérer de manière significative le fonctionnement de ces appareils.
- Dispositifs alternatifs – Tels que des dispositifs synthétiques résistants, protégés par du parylène, éliminer les problèmes liés au transport microscopique et assurer une protection contre la corrosion provoquée par les fluides biologiques.
- Transducteurs à ultrasons – Les microcapteurs utilisés pour observer la paroi des vaisseaux sanguins sont protégés contre la corrosion et les défaillances grâce à un revêtement en parylène..
- Stimulateur de croissance osseuse – Grâce au parylène, ce dispositif peut être isolé des fluides biologiques. Les cellules humaines peuvent se développer rapidement sur la surface en parylène pour former un tissu fin présentant la même structure.
