(57)【要約】  構成部品を腐食から保護するとともに、該構成部品上の1つ又は複数の電気接点に電気伝導性を与える方法であって、該構成部品をチャンバーに入れる工程と、下記の前駆体モノマー：アクリレート、メタクリレート、又はオルガノシランのいずれか1つ又は複数により形成されるポリマーコーティングのプラズマ堆積により、該構成部品をコーティングする工程とを含む、方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成部品を腐食から保護するとともに、該構成部品上の1つ又は複数の電気接点に電気伝導性を与える方法であって、該構成部品をチャンバーに入れる工程と、下記の前駆体モノマー：
アクリレート、
メタクリレート、又は、
オルガノシラン、
のいずれか1つ又は複数により形成されるポリマーコーティングのプラズマ堆積により、該構成部品をコーティングする工程とを含む、方法。
【請求項２】
構成部品表面の実質的に全てがコーティングされるように、前記構成部品に前記ポリマーコーティングを塗布する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記プラズマが低電力プラズマ及び／又は低圧プラズマである、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項４】
重合時間がおよそ30秒〜およそ20分である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
請求項1〜4のいずれか一項に記載の少なくとも1つの構成部品をポリマーコーティングする工程と、
前記構成部品と1つ又は複数の更なる構成部品とを組み立てる工程であって、それにより実用機器を形成する、工程と、
を更に含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記又は各構成部品をポリマーコーティングでコーティングする前に初めに実用機器を分解する工程を更に含む、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
コーティングする前記表面をクリーニング又はエッチング又は活性化する前処理プロセス工程を更に含むものであり、前処理剤が、ヘリウム、アルゴン若しくは窒素のいずれか1つ又は複数から選択される不活性ガス、又は酸素若しくはCF4を含む活性剤、又はそれらの任意の混合物である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記前処理を30秒〜30分間行う、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記前処理を1分〜10分間行う、請求項7に記載の方法。
【請求項１０】
電力を連続波モードで印加する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
電力をパルスモードで印加する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記前処理剤若しくは前記前駆体モノマーのいずれか、又はその両方を第1の流れ方向にて前記プラズマチャンバーに導入して、所定の時間の後に第2の流れ方向へと切り替えることができる、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
流れ方向を第3の流れ方向又は第4の流れ方向に更に切り替えることができる、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
流れ方向を第1の流れ方向へと更に戻す、請求項12又は13に記載の方法。
【請求項１５】
流れ方向を前記プラズマ堆積プロセス中に前記第1の流れ方向と前記第2の流れ方向との間に切り替える、請求項10〜14のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記前駆体モノマーがオルガノシランであり、該前駆体モノマーが、H2、N2、O2、N20、CH4、He又はArの１つ又は複数から選択される、或は該前駆体モノマーが、O2であるキャリアガスを用いて前記チャンバーに導入する工程を更に含む、請求項1〜6、又は10〜15のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記チャンバーに導入されるガスの組成物が約1 %〜約50 %の前記キャリアガスを含む、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記構成部品が、プリント基板（PCB）、電池、SIMカード、コネクタ、又はカメラの1つ又は複数である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
構成部品を腐食から保護するとともに構成部品上の電気接点に電気伝導性を与えるポリマーコーティングを上に備えた構成部品であって、該コーティングが下記の前駆体モノマー：
アクリレート、
メタクリレート、又は、
オルガノシラン、
のいずれか1つ又は複数により形成される、構成部品。
【請求項２０】
1つ又は複数の前記構成部品の電気接点を含む実質的な表面全体に亘ってコーティングされる、請求項19に記載の構成部品。
【請求項２１】
前記ポリマーコーティングが該コーティングの厚さ方向では電気伝導性であり、該ポリマーコーティングの表面に対して平行方向では実質的に電気絶縁性である、請求項20に記載の構成部品。
【請求項２２】
前記構成部品が、プリント基板（PCB）、電池、SIMカード、コネクタ、又はカメラの1つである、請求項19〜21のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項２３】
前記若しくは各アクリレート及び／又は前記若しくは各メタクリレート前駆体モノマーがペルフルオロカーボン鎖を含む、請求項19〜22のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項２４】
前記若しくは各アクリレート及び／又は前記若しくは各メタクリレート前駆体モノマーが一般式(I)：
CnF2n+1CmX2mCR1Y-OCO-C(R2)=CH2(I)
（式中、nは2〜9であり、mは1〜9であり、X及びYはH、F、Cl、Br又はIであり、R1は-H、又は-CH3で代表されるアルキル、又は少なくとも一部がハロゲンで置換されたアルキルで代表される置換アルキル、R2はH、又は-CH3で代表されるアルキル、又は少なくとも一部がハロゲンで置換されたアルキルで代表される置換アルキルである）を有する、請求項19〜23のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項２５】
nが2〜6である、請求項24に記載の構成部品。
【請求項２６】
前記構成部品の撥油度が4〜7以下に達する、請求項19〜25のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項２７】
前記オルガノシラン前駆体モノマーがシロキサン、シラン又はそれらの混合物を含む、請求項19〜22及び26のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項２８】
前記オルガノシラン前駆体モノマーが、一般式(II)：
Y1-X-Y2 (II)
（式中、XはO又はNHであり、Y1は、
【化１】
2015537110.tif 000015
であり、Y2は、
【化２】
2015537110.tif 000016
であり、Y3、Y4、Y5、Z3、Z4及びZ5はそれぞれ独立してH又はアルキルである）を有する、請求項19〜22並びに25及び26のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項２９】
前記アルキル基がC1〜C5アルキルである、請求項28に記載の構成部品。
【請求項３０】
前記アルキル基がC1又はC2アルキルである、請求項28又は29に記載の構成部品。
【請求項３１】
Y3、Y4、Y5、Z3、Z4及びZ5が-CH3であり、XがOであり、前記モノマーがヘキサメチルジシロキサン（HMDSO）である、請求項28〜30のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項３２】
前記オルガノシラン前駆体モノマーが、n個の反復単位(III)：
【化３】
2015537110.tif 000017
（式中、X2はO又はNHである）を有する環状モノマーであり、nが2〜10である、請求項19〜22並びに26及び27のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項３３】
nが3〜6である、請求項32に記載の構成部品。
【請求項３４】
前記ポリマーコーティングが単一層を含む、請求項19〜33のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項３５】
前記コーティングの厚さが約10 nm〜約1 μmである、請求項19〜34のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項３６】
スマートフォン、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（PDA）、拡声器、タブレット型コンピュータ、MP3プレーヤー等の音楽プレーヤー、電子書籍リーダー、キーボード、GPSシステム、歩数計、心拍計、ケーデンスセンサー、ビデオカメラ、又は写真カメラのいずれか1つ又は複数を含む電子機器に有用である、請求項17〜35のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項３７】
少なくとも1つの構成部品を含む、請求項19〜36のいずれか一項に記載の電子機器。
【請求項３８】
偶発的な浸水事象における水の浸入を最小限に抑える、請求項37に記載の機器。
【請求項３９】
強制的な水の浸入事象における水による損傷を最小限に抑える、請求項37に記載の機器。
【請求項４０】
IPXレベルが6〜7以下である、請求項37に記載の機器。
【請求項４１】
保護膜を前記機器の外表面の少なくとも一部に塗布する工程であって、該外表面を前記ポリマーコーティングの望ましくない目に見える又は手で感じられる形跡から保護する、工程を更に含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面コーティングに関するものであり、限定するものではないが具体的には、コーティングを塗布した物品に更に電気伝導性を与える耐食性及び／又は撥液性の表面コーティングに関する。本発明は物品に表面コーティングを塗布する方法にも関する。物品は例えば、電子（携帯）機器の個々の構成部品である。
【背景技術】
【０００２】
電気回路は一般的に、プリント基板（PCB）、電池、SIMカード等の構成部品に使用されている。これらの構成部品を最終組立において組み立てることで、利用者が使用可能な状態にある携帯電話又はスマートフォン等の実用機器が形成される。
【０００３】
機器自体を腐食から保護するために、組み立てられた実用機器に表面コーティングを施すことが知られている。例えば、携帯電話の表面が耐水性を有するように、組み立てられた実用携帯電話に表面コーティングを施すことが知られている。
【０００４】
しかしながら、組み立てられた機器のコーティングには重大な欠点がある。例えばこのようにして塗布された保護コーティングは、必ずしも機器内部の構成部品の表面、特に内部の構成部品の電気接点を保護するものではない。これは、このコーティングは既に組み立てられた機器に塗布するものであるため、機器の内表面全てが保護コーティングに曝されるわけではないからである。したがって、後にこのような機器が水に接触すると、機器に水分が浸透し、電気回路が損傷することで使用することができなくなる可能性がある。
【０００５】
この問題に対処するのに、構成部品の電気接点に保護コーティングを施すことを含む方法がいくつか提案されている。
【０００６】
１つの方法では、保護コーティングをもたらす働きがある電気絶縁接着層を構成部品に積層させる。電気絶縁接着層は、構成部品の平面上に圧力を印加することにより高温にて該平面に積層される。続く工程において、ビア又はホールを電気絶縁接着層の電気相互接続が要求される位置に開ける。これは複雑かつ時間のかかる多段階プロセスであり、構成部品を組み立てた後に良好な電気的接触が達成されるためには穿孔時において高い精度が要求されることが理解される。
【０００７】
別の方法では、保護コーティングをもたらす働きがある熱可塑性の絶縁マトリクスを構成部品に塗布する。絶縁マトリクスは複数の導電性ニッケル繊維を含むものである。各繊維の長手軸は、構成部品を組み立てて機器を形成した後に、構成部品間に電気的接触が生じるように構成部品の主面に対して直角方向に配置されているのが理想である。しかしながら、この方法には、構成部品自体が短絡するのを防ぐために、各ニッケル繊維で絶縁コーティングが必要とされるという問題がある。さらに、このようなコーティングの有効性は繊維配向の正確度により制限される。全ての繊維を構成部品の主面に対して直角方向に配向することが常に可能というわけではないことが分かっている。そのため、このようなコーティングを備える構成部品は往々にして電気短絡を起こしやすい。
【０００８】
別の方法では、保護コーティングをもたらす働きがある接着接続層を構成部品に積層する。接着層によって第2の構成部品を接続させることが可能となる。接着層は、構成部品自体が電気短絡を起こしやすくなることなく、構成部品を組み立てた後に電気的接触が生じるように配置された、電気伝導性粒子を含有する絶縁性の、多くの場合熱可塑性の樹脂からなるものである。しかしながら、電気伝導性粒子の最小粒度には制限があることから、利用可能なこの種の接着接続層は、携帯電話等の小型機器に組み込む構成部品には適さない。
【０００９】
構成部品に保護コンフォーマルコーティングを塗布する前に、構成部品の電気接触点をマスキングすることも知られている。マスキングは接着ストリップによるものが好まれている。構成部品を組み立てた後に電気的接触が生じるように、構成部品に保護コーティングを塗布した後にマスキングを除去する。電気接点をマスキングする工程には、接触点のみがコーティングを含まないようにするのに高い精度が要求され、これには時間のかかることが理解される。さらに、接触点をマスキングする工程では、水分が浸透する（すなわちマスキングが除去された後に）ギャップが残ることから、機器が風雨、例えば水に曝されると、電気回路が損傷するという問題は解消されない。
【００１０】
理解されるように、従来技術のコーティング及びコーティング法には、コーティングを積層又は接着することができるような平面が必要である。さらにこの平面は積層又は接着工程中に圧力に耐えられるものでなければならない。
【００１１】
しかしながら、この用途（applicant）に使用される構成部品は可撓性であり、及び／又はその表面が大きく曲がっている場合がある。さらに、構成部品は精巧であり、そのため物理的圧力の印加に耐えられない場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の第1の非限定的な目的は、上記の既知のコーティングに伴う不利点を克服する、又は少なくとも大幅に軽減する表面コーティングを提供することである。
【００１３】
本発明の第2の非限定的な目的は、物品の少なくとも一表面に亘って実質的に均一な厚さの表面コーティング及び／又は従来技術で既知のものよりも良好な物品への接着性を有する表面コーティングを提供することである。
【００１４】
本発明の更なる非限定的な目的は、物品を保護表面コーティングでコーティングする改善された方法を提供することである。物品は例えば、電子（携帯）機器の個々の構成部品である。
【００１５】
本発明のより更なる非限定的な目的は、精巧な及び／又は可撓性の構成部品を処理する方法を含む。
【００１６】
本発明のより更なる非限定的な目的は、内部の構成部品の1つ又は全てが保護表面コーティングでコーティングされた防水機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
「機器」という用語の使用は、本発明者らにとって、使用可能な状態にある完全に組み立てられたユニットを意味するものであることを理解されたい。機器は使用者に提示される（外）表面を備える。外表面には使用者を惹きつける装飾的価値がある。機器は1つ又は複数の「構成部品」でできている。本発明では、本発明者らは機器の内部に位置するあらゆる電気部品を指すのに「構成部品」という用語を使用している。これらの構成部品の表面は、機器が完全に組み立てられると機器の外側からは目で見ることができない。
【００１８】
第1の態様では、本発明は、構成部品及び／又は機器を腐食及び液体による損傷から保護するとともに、コーティングした構成部品及び／又はコーティングした機器に電気伝導性を与えるように、構成部品及び／又は機器をコーティングする方法であって、構成部品及び／又は機器上に、下記の前駆体モノマー：
アクリレート、
メタクリレート、又は、
オルガノシラン、
のいずれか1つ又は複数により形成される保護ポリマー種の層を施すことを含む、方法を提供する。
【００１９】
本方法は、ポリマーコーティングを構成部品（単数又は複数）の1つ又は複数の電気接点に亘り塗布する工程を含むのが好ましい。
【００２０】
本方法は、構成部品（単数又は複数）の表面にコーティングされていない領域がないように、ポリマーコーティングを構成部品（単数又は複数）に塗布する工程を含むのが好ましい。
【００２１】
コーティングはコーティングの厚さ方向に対して電気伝導性であるのが好ましい。
【００２２】
コーティングはコーティング面に沿って電気絶縁性であるのが好ましい。
【００２３】
これは構成部品が後に組み立てられる際、或る（例えばコーティングされた）構成部品の接点と当接又は隣接構成部品の接点との間の電気的接触が可能となることから有益である。また、このコーティングは横断面では電気伝導性でないことから、機器短絡、例えば構成部品上の或る導電トラックから同じ構成部品上の別の導電トラックへと伝わる電気信号による機器短絡の危険性はほとんど又は全くない。
【００２４】
本方法は機器の外表面の少なくとも一部をコーティングから保護する工程を含むのが好ましい。例えば本方法は、外表面の少なくとも一部をコーティングから保護するように、障壁材、例えば接着テープ又は接着フィルムを機器の外表面の少なくとも一部に貼り付ける初期工程を含み得る。
【００２５】
機器の外表面の少なくとも一部は、携帯電話機器若しくはタブレット型コンピュータのスクリーン、又は音楽プレーヤーの外側のボタン、例えばMP3プレーヤーの音量調整ボタン、又は携帯電話の背面カバー、又は携帯電話のカメラレンズ、又は通常の使用において目で見ることができる機器の任意の他の外表面とすることができる。いくつかの実施の形態では、本質的に（内部）構成部品の（外）表面である機器の内表面だけにコーティングが塗布されるように、機器の実質的な外表面全体がコーティングから保護される。この利点は、ポリマーコーティングの望ましくない目に見える又は手で感じられる形跡が使用者に提示されないことである。
【００２６】
本方法は低電力及び／又は低圧プラズマ重合を用いて前駆体モノマーを堆積させる工程を含むのが好ましい。
【００２７】
いくつかの実施の形態では、本方法は初めに、コーティング前に電子構成部品（単数又は複数）をクリーニング及び／又はエッチング及び／又は活性化する前処理工程を含む。活性化及び／又はクリーニング及び／又はエッチング工程の形での前処理は、ポリマーコーティングの接着及び架橋を改善するという点で有益であり得る。
【００２８】
ポリマーコーティングの電子構成部品（単数又は複数）への接着はコーティング表面の耐食性に必須である。電子構成部品の作製後、はんだ付け、にかわ付け、操作による残留物が一部残っているのが見つかることが多い。これらの残留物はほとんどが、有機汚染物又は酸化物の形態の汚染物である。構成部品を前処理せずにコーティングすると、ポリマーコーティングのかなりの部分がこれらの残留物と結合し、後にピンホールが発生し得る。活性化及び／又はクリーニング及び／又はエッチングの形での前処理により、汚染物が除かれ、コーティングの電子構成部品（単数又は複数）の表面への接着の改善が可能となる。
【００２９】
この前処理はCF4等のエッチング試薬に加えて又はその代わりにH2又はO2等の反応性ガスを使用して行うのが好ましい。この前処理はAr、N2又はHe等の不活性ガスを用いて行うこともできる。上述のガスの混合物も使用することができる。
【００３０】
前処理は、O2、Ar、又はO2とArとの混合物を用いて行うのがより好ましい。
【００３１】
前処理は30秒〜30分、例えば45秒〜15分、好ましくは1分〜10分、例えば9分、8分、7分、6分、5分、4分、3分、2分又は1分行うのが好ましい。前処理期間は使用する前駆体及び処理部分の汚染度に応じて決める。
【００３２】
前処理に使用する電力は連続波モード又はパルス波モードで印加することができる。
【００３３】
490リットル容のプラズマチャンバー内において連続波モードで印加される場合、前処理は、5W〜5000 W、より好ましくは25 W〜4000 W、更により好ましくは50 W〜3000 W、例えば75 W〜2500W、例えば100 W〜2000 W、例えば2000 W、1900 W、1800 W、1750 W、1700 W、1600 W、1500 W、1400 W、1300 W、1250 W、1200 W、1100 W、1000 W、950 W、900 W、850 W、800 W、750 W、700 W、650 W、600 W、550 W、500 W、450 W、400 W、350 W、300 W、250 W、200 W、175 W、150 W、125 W、又は100 Wの電力で行うのが好ましい。
【００３４】
490リットル容のプラズマチャンバー内においてパルス波モードで印加される場合、前処理は、5W〜5000 W、より好ましくは25 W〜4000 W、更により好ましくは50 W〜3000 W、例えば75 W〜2500W、例えば100 W〜2000 W、例えば2000 W、1900 W、1800 W、1750 W、1700 W、1600 W、1500 W、1400 W、1300 W、1250 W、1200 W、1100 W、1000 W、950 W、900 W、850 W、800 W、750 W、700 W、650 W、600 W、550 W、500 W、450 W、400 W、350 W、300 W、250 W、200 W、175 W、150 W、125 W、又は100 Wの電力で行うのが好ましい。
【００３５】
パルス電力モードで印加する場合、パルス周波数はおよそ0.05 %〜50 %のデューティサイクルで100 Hz〜10 kHzとすることができ、最適パラメータは使用するガス又はガス混合物に応じて決める。
【００３６】
490リットル容のプラズマチャンバー内において、前処理の作動圧は、10 mTorr〜500 mTorr、より好ましくは15 mTorr〜250 mTorr、更により好ましくは20 mTorr〜200 mTorr、例えば25 mTorr〜175 mTorr、例えば30 mTorr〜150 mTorr、例えば150 mTorr、140 mTorr、130 mTorr、125mTorr、120 mTorr、110 mTorr、100 mTorr、95 mTorr、90mTorr、85 mTorr、80 mTorr、75 mTorr、70 mTorr、65mTorr、60 mTorr、55 mTorr、50 mTorr、45 mTorr、40mTorr、35 mTorr又は30 mTorrであるのが好ましい。
【００３７】
別の容量及び／又は電極構成を伴う他の寸法のシステムについては、電力値、作動圧及び前処理時間は、前処理の最良のプロセスパラメータが用いられるように変える。
【００３８】
490リットル容のプラズマチャンバーは、多くの構成部品、例えば200個のスマートフォン、又は200個の携帯電話、又は100個のタブレット型コンピュータ、又は70個のキーボードを一度に収納することができる。このようなチャンバーを構成部品又は機器の前処理及びポリマーコーティング処理の両方に使用することができる。
【００３９】
前処理を行わない実施の形態では、コーティング工程はプロセス全体の最初で最後の工程である。前処理を用いる場合、次の工程として保護ポリマーコーティングが塗布され、このコーティングは同じチャンバー内で行うことができる。
【００４０】
前処理とコーティング処理とを同じチャンバー内で行うことは多くの理由から有益である、すなわちこのことは取扱いの観点からより効率的であり、複数のチャンバーを使用するよりも迅速かつ安価であることは明らかである。
【００４１】
前処理工程とコーティング工程との間に電子構成部品（単数又は複数）上への汚染物の堆積又は大気中からの更なる汚染の危険性を避ける又は少なくとも最小限に抑えるために、前処理工程とコーティング工程とを、工程間でチャンバーを開封することなく同じチャンバー内で行うのが好ましい。
【００４２】
490リットル容のプラズマチャンバー内において（In）、コーティング工程の作動圧はおよそ10 mTorr〜500 mTorr、好ましくはおよそ15 mTorr〜200 mTorr、より好ましくはおよそ20 mTorr〜150 mTorr、例えば30 mTorr〜100 mTorr、例えば100 mTorr、90 mTorr、80mTorr、70 mTorr、60 mTorr、50 mTorr、40 mTorr、30mTorr未満、例えば50 mTorrである。
【００４３】
本方法は、連続波（CW）又はパルス電力モードにて低電力及び／又は低圧プラズマ重合を適用することができる。
【００４４】
本方法はおよそ30秒〜およそ30分の重合時間を伴うのが好ましい。重合時間を長くすると、得られるポリマーコーティングは厚くなる。そのため、重合時間、ひいてはコーティングの厚さの選択は、コーティングする構成部品の使用又は用途に或る程度依存する。
【００４５】
本方法は、およそ1分〜およそ25分、例えばおよそ3分〜およそ25分、例えばおよそ3分〜およそ20分、例えばおよそ5分〜およそ20分、例えばおよそ7分〜およそ20分、例えばおよそ10分〜およそ20分、例えばおよそ10分〜およそ18分、例えばおよそ10分〜およそ16分、例えばおよそ12分〜およそ16分、例えばおよそ13分、14分又は15分の重合時間を伴うのが好ましい。
【００４６】
本方法は、
保護ポリマー種を少なくとも1つの構成部品（例えばSIMカード、電池、マイクロフォン、コネクタ又は携帯電話のハンドセット）に施す工程と、
構成部品と1つ又は複数の更なる構成部品とを組み立てる工程であって、実用機器を形成する、工程と、
を含むのが好ましい。
【００４７】
本方法は、初めに実用機器を分解する工程も含み得る。
【００４８】
本方法は、コーティング堆積前に構成部品（単数又は複数）の1つ又は複数の表面をクリーニング及び／又は活性化及び／又はエッチングする前処理を行う工程も含み得る。
【００４９】
第2の態様では、本発明は、腐食から構成部品及び／又は機器を保護するとともに、コーティングした構成部品及び／又はコーティングした機器に電気伝導性を与えるような、ポリマーコーティングを上に備えた構成部品及び／又は機器であって、コーティングが下記の前駆体モノマー：
アクリレート、
メタクリレート、又は、
オルガノシラン、
のいずれか1つ又は複数により形成される、構成部品及び／又は機器を提供する。
【００５０】
この機器は、携帯電話等の電子（携帯）機器、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント（PDA）、タブレット型コンピュータ、拡声器、MP3プレーヤー等の音楽プレーヤー、電子書籍リーダー、キーボード、GPSシステム、歩数計、心拍計、ケーデンスセンサー等のスポーツに使用される機器、ビデオカメラ、又は写真カメラとすることができる。
【００５１】
この機器はプリント基板（PCB）、バッテリー、SIMカード、コネクタ等の1つ又は複数の構成部品でできている。
【００５２】
構成部品（単数又は複数）は1つ又は複数のその電気接点に亘るポリマーコーティングを含むのが好ましい。
【００５３】
構成部品（単数又は複数）はコーティングされていない表面を含まないのが好ましい。
【００５４】
代替的には、機器の外表面の少なくとも一部がコーティングされていなくてもよく、例えば機器の実質的な外表面全体がコーティングされていなくてもよい。実質的な外表面全体とは、使用者が目で見ることができる機器の表面、例えばカメラレンズ、背面カバー、（タッチ）スクリーン、外側のボタンを意味する。
【００５５】
コーティングは上記又は各前駆体モノマーが、低電力及び／又は低圧プラズマ重合を用いて重合及び堆積された結果によるものであるのが好ましい。
【００５６】
アクリレート及び／又はメタクリレート前駆体モノマーがペルフルオロカーボン鎖を含むことが好ましい。
【００５７】
アクリレート及び／又はメタクリレート前駆体モノマーが一般式(I)：
CnF2n+1CmX2mCR1Y-OCO-C(R2)=CH2(I)
（式中、nは2〜9であり、mは1〜9であり、X及びYはH、F、Cl、Br又はIであり、R1は-H、又はアルキル、例えば-CH3、又は置換アルキル、例えば少なくとも一部がハロゲンで置換されたアルキルであり、R2はH、又はアルキル、例えば-CH3、又は置換アルキル、例えば少なくとも一部がハロゲンで置換されたアルキルである）を有することが好ましい。
【００５８】
いくつかの実施の形態では、R1はHとすることができ、R2はHとすることができ、YはHとすることができる。
【００５９】
いくつかの実施の形態では、nは2〜6であり、mは0〜9であり、X及びYはH、F、Cl、Br又はIであり、R1はH、又はアルキル、例えば-CH3、又は置換アルキル、例えば少なくとも一部がハロゲンで置換されたアルキルであり、R2はH、又はアルキル、例えば-CH3、又は置換アルキル、例えば少なくとも一部がハロゲンで置換されたアルキルである。このような実施の形態では、本発明者らは、ポリマーコーティングが、水との接触角が100度を超える超疎水性表面を備えることを発見している。同じコーティングは、IS014419に準拠した撥油度が4を超える、例えば最大6である超疎油性（superoleophobic）である。この特定群のモノマーにより形成されるこのような超疎水性及び／又は超疎油性の表面は、nが7〜9、例えば8（ここで、nは分子のペルフルオロカーボン鎖の炭素原子の数である）である実施の形態により形成される超疎水性及び／又は超疎油性の表面とは対照的にペルフルオロオクタン酸（PFOA）又はペルフルオロオクタンスルホン酸塩（PFOS）を含まないことが分かっている。ここでの含まないとは、PFOA及びPFOSの程度が検出限界に満たないことを意味する。
【００６０】
本発明者らが、1つ又は全ての構成部品と機器の内部とを、一般式(I)を有するモノマーにより形成される超疎水性及び／又は超疎油性の表面でコーティングすることで、機器の外側をコーティングしなくても偶発的な浸水の際に（再び）組み立てられた機器への水の浸入を防ぐことにより、電子携帯機器等の電子機器を防沫性及び／又は防水性とすることができることを見出したことは驚くべきことであった。
【００６１】
また水を強制的に電子（携帯）機器に送り込んだ場合であっても、該機器の損傷は、重要な電子構成部品（単数又は複数）が別にコーティングされていることから、完全に防ぐとはいかないまでも最小限には抑えられる。電子（携帯）機器の内部の保護コーティングは、水の浸入による短絡から機器を保護する。
【００６２】
一般式(I)を有するモノマーにより形成される超疎水性及び／又は超疎油性の表面は、電子（携帯）機器を防沫性及び／又は防水性とすることができる。コーティングした機器は、（再び）組み立てられた電子（携帯）機器自体の組成及び使用する前駆体モノマーに応じてIPX 6〜IPX 7に達する。
【００６３】
いくつかの産業、特にワイヤー及びケーブルの作製では、全てではないが一部の状況において毒性のある副生成物が形成される場合があることから、ペルフルオロカーボンの使用を避ける傾向にある。本発明者らが、オルガノシラン前駆体モノマーを使用しても毒性のある副生成物が形成されないことを見出したことは驚くべきことであった。
【００６４】
オルガノシラン前駆体モノマーがシロキサン、シラン又はそれらの混合物を含むことが好ましい。
【００６５】
オルガノシラン前駆体モノマーは一般式(II)を有するか、又は反復単位(III)を含む環状モノマーであるのが好ましい。
【００６６】
式(II)を含むモノマーは下記構造：
Y1-X-Y2 (II)
（式中、XはO又はNHであり、Y1は、
【化１】
2015537110.tif 000003
であり、Y2は、
【化２】
2015537110.tif 000004
であり、Y3、Y4、Y5、Z3、Z4及びZ5はそれぞれ独立してH又はアルキル基である）のモノマーである。アルキル基は直鎖であっても又は分岐していてもよい。アルキル基は、C1〜C10アルキル、好ましくはC1〜C5アルキル、より好ましくはC1〜C2アルキル、例えば-CH3である。
【００６７】
いくつかの実施の形態では、Y1とY2とが同じであり、そのためY3がZ3と同じとなり、Y4がZ4と同じとなり、Y5がZ5と同じとなる。
【００６８】
Y1及び／又はY2におけるケイ素原子はいずれも3つのH原子には結合しないのが好ましく、そのためY3、Y4又はY5の少なくとも1つと、Z3、Z4又はZ5の少なくとも1つとがそれぞれ独立してH又はアルキル基であるのが好ましい。いくつかの実施の形態では、Y3及びZ3、Y4及びZ4、Y5及びZ5のいずれか又はそれぞれが同一であり得る。
【００６９】
オルガノシラン前駆体モノマーは、ヘキサメチルジシロキサン（HMDSO）又はヘキサメチルジシラザン（HMDS）であるのが好ましい。
【００７０】
可能な環状モノマーは、n個の反復単位(III)：
【化３】
2015537110.tif 000005
（式中、X2がO又はNHである）を含むモノマーであり、ここでnは2〜10、好ましくは3〜6、例えば6、5、4又は3である。
【００７１】
本方法は上記又は各オルガノシラン前駆体モノマーをチャンバー、例えばプラズマチャンバーに、H2、N2、O2、N2O、CH4、He又はAr等のキャリアガス、最も好ましくはO2を用いて導入する工程を含むのが好ましい。
【００７２】
チャンバーに導入されるガスの組成物は約1 %〜約50 %のキャリアガスを含むのが好ましい。好ましくは、チャンバーに導入されるガスの組成物は約5 %〜約30 %のキャリアガス、より好ましくは約10 %のキャリアガスを含む。
【００７３】
コーティングの厚さは、約10 nm〜約1 μm、好ましくは約10 nm〜約500 nm、又はより好ましくは約20 nm〜約250 nm、又は更に好ましくは約30 nm〜約150 nm、又は最も好ましくは約40 nm〜約100 nmの範囲、例えば約70 nmであるのが好ましい。コーティングの厚さは、基板、前駆体モノマーの選択、堆積条件（例えば温度、圧力、流速）、及びプロセス時間等に応じて変わることが理解される。
【００７４】
さらに本発明者らは、従来技術の教示とは対照的に、アクリレート又はメタクリレート前駆体モノマーを用いた本発明のコーティングは、これらのタイプのモノマー自体が重合を開始するのにプラズマを誘起することができることから、キャリアガスを必要としないことも見出している。
【００７５】
コーティングは単一工程で塗布する、換言すると不断の単一プロセスにおいて堆積するのが好ましい。堆積された単一ポリマー層の厚さは、およそ10 nm〜500 nmの範囲、通常およそ100 nmであるが、これは使用するモノマー前駆体及び更には処理時間に応じて決まる。
【００７６】
本明細書で使用される場合、「x軸」及び「y軸」という用語は、構成部品の表面を形成する又は含む面に延びる軸を指す。
【００７７】
本明細書で使用される場合、「z軸」という用語は、構成部品の主表面に対して直角の軸を指す。そのため、或る構成部品と隣接する構成部品との間のコーティングを介した電気的接触はz軸導電性と呼ぶことができる。
【００７８】
本発明をより容易に理解することができるように、これより本発明を例示のみを目的とし、添付の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明によるコーティングを含む針状体（needle）の概略図である。
【図２】図２ａは、組み立てた機器の概略図である。図２ｂは、分解した機器の概略図である。
【図３】本発明によるコーティングでコーティングした電子構成部品の模式図である。
【図４】本発明の方法を実施するのに適したプラズマシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００８０】
本発明者らは、下記の前駆体モノマーのいずれか1つ又は複数を、耐食性及び／又は撥液性の表面コーティングを形成するのに利用することができ、更にはコーティングを塗布した構成部品に電気伝導性が付与されることを発見している。
【００８１】
前駆体モノマーは、下記のファミリー：
アクリレート、
メタクリレート、
オルガノシラン、又はそれらの混合物、
から選択することができる。
【００８２】
より具体的には、本発明者らは、式(I)：
CnF2n+1CmX2mCR1Y-OCO-C(R2)=CH2(I)
を有する前駆体モノマーが、特に良好な耐食性を有するとともに、コーティングが塗布された構成部品に電気伝導性を与えるコーティングを形成することを見出している。
【００８３】
式(I)において、nは2〜9であり、mは1〜9であり、X及びYはH、F、Cl、Br又はIであり、R1はH、又はアルキル、例えば-CH3、又は置換アルキル、例えば少なくとも一部がハロゲンで置換されたアルキルであり、R2はH、又はアルキル、例えば-CH3、又は置換アルキル、例えば少なくとも一部がハロゲンで置換されたアルキルである。
【００８４】
一実施形態では、nは8であり、mは1であり、XはHであり、R1はHであり、YはHであり、R2はHである、すなわち前駆体モノマーは、1H,1H,2H,2H-ペルフルオロデシルアクリレートである。
【００８５】
第2の実施形態では、nは8であり、mは1であり、XはHであり、R1はHであり、YはHであり、R2は-CH3である、すなわち前駆体モノマーは、1H,1H,2H,2H-ペルフルオロデシルメタクリレートである。
【００８６】
第3の実施形態では、nは6であり、mは1であり、XはHであり、R1はHであり、YはHであり、R2はHである、すなわち前駆体モノマーは、1H,1H,2H,2H-ペルフルオロオクチルアクリレートである。
【００８７】
第4の実施形態では、nは6であり、mは1であり、XはHであり、R1はHであり、YはHであり、R2は-CH3である、すなわち前駆体モノマーは、1H,1H,2H,2H-ペルフルオクチルメタクリレートである。
【００８８】
本発明者らは、1つ又は複数のシロキサン又はシラン等のオルガノシラン前駆体モノマーが更に、特に良好な耐食性を有するとともに、コーティングが塗布された構成部品に電気伝導性を与えるコーティングを形成することを見出している。オルガノシランは低電力プラズマ堆積による堆積の際に毒性のある副生成物を生じないことが分かっている。
【００８９】
オルガノシラン前駆体モノマーは、一般式(II)：
Y1-X-Y2 (II)
（式中、XはO又はNHであり、Y1は、
【化４】
2015537110.tif 000006
であり、Y2は、
【化５】
2015537110.tif 000007
であり、Y3、Y4及びY5、Z3、Z4及びZ5はそれぞれ独立してH又はアルキル基である）により表され得るか、又は反復単位(III)を含む環状モノマーである。アルキル基は直鎖であっても又は分岐していてもよい。アルキル基は、C1〜C10アルキル、好ましくはC1〜C5アルキル、より好ましくはC1又はC2アルキル、例えば-CH3である。
【００９０】
Y1及び／又はY2におけるケイ素原子はいずれも3つのH原子には結合しないのが好ましく、そのためY3、Y4又はY5の少なくとも1つと、Z3、Z4又はZ5の少なくとも1つとがそれぞれ独立してH又はアルキル基であるのが好ましい。いくつかの実施の形態では、Y3及びZ3、Y4及びZ4、Y5及びZ5のいずれか又はそれぞれが同一であり得る。
【００９１】
第1の実施形態では、XはOであり、Y1はY2と同一であり、Y3、Y4、Y5、Z3、Z4及びZ5は-CH3であり、例えば前駆体モノマーはヘキサメチルジシロキサン（HMDSO）である。
【００９２】
第2の実施形態では、XはNHであり、Y1はY2と同一であり、Y3、Y4、Y5、Z3、Z4及びZ5は-CH3であり、モノマーがヘキサメチルジシラザン（HMDSN）であることを示す。
【００９３】
第3の実施形態では、XはOであり、Y3、Y4、Y5、Z3及びZ4は-CH3であり、Z5はHであり、モノマーがペンタメチルジシロキサンであることを示す。
【００９４】
第4の実施形態では、XはOであり、Y1はY2と同一であり、Y3、Y4、Y5、Z3、Z4及びZ5は-CH3であり、モノマーがヘキサエチルジシロキサンであることを示す。
【００９５】
可能な環状モノマーは、n個の反復単位(III)：
【化６】
2015537110.tif 000008
（式中、X2がO又はNHである）を含むモノマーであり、ここでnは2〜10、好ましくは3〜6、例えば6、5、4又は3である。
【００９６】
別の実施形態では、X2はOであり、nは4であり、モノマーがオクタメチルシクロテトラシロキサンであることを示す。
【００９７】
更に別の実施形態では、X2はOであり、nは5であり、モノマーがデカメチルシクロペンタシロキサンであることを示す。
【００９８】
更に別の実施形態では、X2はOであり、nは6であり、モノマーがドデシルメチルシクロヘキサシロキサンであることを示す。
【００９９】
更に別の実施形態では、X2はNHであり、nは3であり、モノマーがヘキサメチルシクロトリシラザンであることを示す。
【０１００】
更なる実施形態では、X2はNHであり、nは4であり、モノマーがオクタメチルシクロテトラシラザンであることを示す。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、コーティング堆積工程を行う前に、実用機器の1つ又はそれぞれの構成部品をクリーニング及び／又は活性化及び／又はエッチングする前処理工程を行う。
【０１０２】
この前処理は、反応性ガス、例えばH2、O2、CF4等のエッチング試薬、又はAr、N2若しくはHe等の不活性ガスを用いて行うのが好ましい。上述のガスの混合物を使用することもできる。
【０１０３】
前処理は、O2、Ar、又はO2とArとの混合物を用いて行うのがより好ましい。
【０１０４】
個々の構成部品の表面をクリーニング及び／又は活性化及び／又はエッチングするのに前処理を行う場合、この工程はチャンバーの真空排気後で、かつ1つ又は複数の様々な前駆体モノマーの導入前に行う。この前処理プロセスを行うのに適した試薬は例えば、O2、Ar、又はO2とArとの混合物である。
【０１０５】
前処理中、電力を連続波モード又はパルス波モードで印加することができる。
【０１０６】
パルス電力モードで印加する場合、パルス周波数はおよそ0.05 %〜50 %のデューティサイクルで100 Hz〜10 kHzとすることができ、最適パラメータは使用するガス又はガス混合物及びチャンバーの構成及び使用するプラズマに応じて決まる。
【０１０７】
本出願人らは、490リットル容のプラズマチャンバーでは、満足のいく結果とするのに、前処理の作動圧を10mTorr〜500 mTorrの範囲とすることができるが、良好な結果は30 mTorr〜150 mTorrの範囲で得られることを見出している。
【０１０８】
前処理は30秒〜30分の範囲の期間に亘って行うことができるが、より典型的には1分〜10分の期間に亘って行うことができる。前処理の期間に影響を与える因子としては、使用する前駆体、処理対象の個々の構成部品に対する汚染度、チャンバーのサイズ、使用する電力、及びプラズマのパターン又は形状が挙げられる。
【０１０９】
本発明の保護コーティングは通例、下記のとおり携帯電話、スマートフォン又は補聴器等の実用機器の構成部品に塗布される。
【０１１０】
実用機器の製造中、機器の個々の構成部品をプラズマチャンバーに入れ、これにより電気接触点を含む構成部品の表面がプラズマの存在下で前駆体モノマーに曝されることになる。チャンバーを低圧になるまで真空排気し、モノマー前駆体をチャンバーに導入する。次いでプラズマを誘起する。プラズマが重合を開始させ、このようにして構成部品が保護ポリマーコーティングでコーティングされる（堆積プロセスは下記でより詳細に述べる）。この実施形態では、個々の構成部品を最終実用機器に組み立てる前に処理することが理解される。
【０１１１】
代替的に、機器の一部又は完全な外表面が製造済みである場合、この外表面の少なくとも一部が障壁材、例えば接着テープ又は接着フィルムで覆われている。
【０１１２】
代替的に可能であれば、製造済みの機器の一部又は完全な外表面はプラズマチャンバーに入れず、コーティングを塗布しない。
【０１１３】
代替的に、携帯電話、スマートフォン、キーボード又は補聴器等の完全に組み立てられた実用機器を個々の構成部品へと分解することができ、そうすることで構成部品を構成部品レベルで処理することができる。その後、コーティングされた個々の構成部品を再び組み立てて、保護コーティングを上に備えた実用機器を形成することができる。
【０１１４】
代替的に、本方法は機器の外表面の少なくとも一部をコーティングから保護する工程を含むのが好ましい。例えば本方法は、外表面の少なくとも一部をコーティングから保護するように、障壁材、例えば接着テープ又は接着フィルムを機器の外表面の少なくとも一部に貼り付ける初期工程を含み得る。
【０１１５】
機器が上記のように組み立てられるか、又は再び組み立てられた後に、機器全体をプラズマチャンバーに入れ、堆積プロセスを繰り返すことで、機器に更なるコーティングを塗布することができる。機器はスクリーン又はカメラレンズ等の機器の部品上でのポリマーの堆積を防ぐ障壁材で一部覆うことができることが好まれ得る。
【０１１６】
プラズマ堆積プロセスは下記のように行われる。個々の構成部品又は機器自体をプラズマチャンバーに導入した後、チャンバーを真空排気し、1つ又は複数の様々な前駆体モノマーを導入する。これらのモノマーは通常、気体状で導入される。RF電磁場を発生させ、プラズマを誘起する。短い処理時間中、通例およそ2分〜15分間、プラズマによって、実質的に均一な保護ポリマーコーティングが構成部品上に堆積される。コーティングは任意の電気接触点を含む、プラズマに曝されている構成部品の全表面を覆う。次いでRF電磁場を消滅させることで、プラズマを消失させ、プラズマチャンバーを大気圧へと戻す。
【０１１７】
コーティング工程に用いる電力を連続波モード又はパルス波モードで印加することができる。複合前駆体、具体的には本発明のアクリレート及びメタクリレートについては、プラズマコーティングプロセスを行う平均印加電力は前駆体分子の官能基を傷付けないようにするために低くなければならないことが、従来技術から知られている。
【０１１８】
コーティングプロセスを行う平均電力は、使用する前駆体モノマー、並びにチャンバーのサイズ及び設計、並びに電極の配置に強く依存する。電力を印加する方法の選択は、所与のシステムに要求される平均電力及び使用する前駆体モノマー（単数又は複数）に応じたものである。例えば50リットル容の小型チャンバーでは、低い平均電力が通常要求される。しかしながら、連続電力モードのプラズマでは低電力要件を満たすことが不可能であり得るため、代わりにパルスプラズマモードが用いられる。
【０１１９】
490リットル容のプラズマチャンバー内において連続波モードで印加される場合、コーティングプロセスで印加される電力は、5 W〜5000 W、より好ましくはおよそ10 W〜2500 W、更により好ましくは、例えばおよそ15 W〜2000 W、例えば20 W〜1500 W、例えば25 W〜1000W、例えば30 W〜750 W、例えば35 W〜500 W、例えば500 W、475 W、450 W、425 W、400 W、375 W、350 W、325 W、300 W、275 W、250 W、225 W、200 W、190 W、180 W、175 W、170 W、160 W、150 W、140 W、130 W、125 W、120 W、110 W、100 W、95 W、90 W、85 W、80 W、75 W、70 W、65 W、60 W、55 W、50 W、45 W、40 W、又は35 Wであるのが好ましい。
【０１２０】
490リットル容のプラズマチャンバー内においてパルス波モードで印加される場合、コーティングプロセスで印加される電力は、およそ5 W〜5000 W、より好ましくはおよそ10 W〜4000 W、更により好ましくは、例えばおよそ20 W〜3000 W、例えば30 W〜2500 W、例えば50 W〜2000W、例えば75 W〜1500 W、例えば100 W〜1000 W、例えば1000W、975 W、950 W、925 W、900 W、875 W、850 W、825 W、800 W、775 W、750 W、725 W、700 W、675 W、650 W、625 W、600 W、575 W、550 W、525 W、500 W、475 W、450 W、425 W、400 W、375 W、350 W、325 W、300 W、275 W、250 W、225 W、200 W、190 W、180 W、175 W、170 W、160 W、150 W、140 W、130 W、125 W、120 W、110 W、又は100 Wであるのが好ましい。
【０１２１】
好ましくは、パルス電力モードで印加する場合、パルス繰り返し周波数はおよそ0.05 %〜50 %のデューティサイクルで100 Hz〜10 kHzとすることができ、最適パラメータは使用するモノマーに応じて決まる。
【０１２２】
好ましくは、無線周波数の電極（単数又は複数）は、20 kHz〜2.45 GHz、より好ましくは40 kHz〜13.56 MHzの周波数で高周波電場を発生させるが、13.56 MHzが好ましい。
【０１２３】
いくつかの実施形態では、プラズマチャンバーには、前駆体モノマー又は前処理試薬用の少なくとも2つの注入口が備わっている。
【０１２４】
好ましくは前処理工程中、各注入口から前処理ガス又はガス混合物が分配システムへと送られ、該分配システムにより、ガス又はガス混合物がチャンバーに亘って一様に分配される。例えば注入口からマニフォールドへと送ることができ、該マニフォールドからチャンバーへと送られる。
【０１２５】
好ましくはコーティング工程中、各注入口からモノマーが、好ましくはオルガノシラン前駆体モノマー用のキャリアガスとともにモノマー分配システムへと送られ、該モノマー分配システムにより、モノマーが、好ましくはオルガノシラン前駆体モノマー用のキャリアガスとともにチャンバーに亘って一様に分配される。例えばモノマー注入口からマニフォールドへと送ることができ、該マニフォールドからチャンバーへと送られる。
【０１２６】
一実施形態では、各注入口は空間的に異なるものである。例えば、第1の注入口をプラズマチャンバーの第1の壁に設けることができ、第2の注入口を第1の注入口とは異なる壁、例えば向かいの壁に設けることができる。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、本方法は前処理ガス若しくはガス混合物及び／又はモノマーを、好ましくはオルガノシラン前駆体モノマー用のキャリアガスとともに、プラズマチャンバーへと第1の流れ方向にて導入することと、所定の時間、例えば10秒〜200秒、例えば30秒〜180秒、40秒〜150秒、例えば150秒、140秒、130秒、120秒、110秒、100秒、90秒、80秒、70秒、60秒、50秒、40秒、30秒又は20秒未満の後に、流れを第2の流れ方向へと切り替えることとを含み得る。
【０１２８】
流れ方向の更なる切り替えを実行することができ、例えば流れを第1の流れ方向へと戻すか、又は1若しくは複数の更なる流れ方向へと切り替えることができるのが好ましい。
【０１２９】
モノマー及び／又はキャリアガス／ガス混合物を、第1の流れ方向にて、単一プロセス時間の20 %〜80 %、又は該時間の30 %〜70 %、又は該時間の40 %〜60 %、又は該時間の50 %に亘りプラズマチャンバーへと入れることができるのが好ましい。
【０１３０】
モノマー及び／又はキャリアガス／ガス混合物を、第2の流れ方向にて、単一プロセス時間の20 %〜80 %、又は該時間の30 %〜70 %、又は該時間の40 %〜60 %、又は該時間の50 %に亘りプラズマチャンバーへと入れることができるのが好ましい。
【０１３１】
第1の流れ方向と第2の流れ方向とが実質的に反対の方向で流れるのが好ましい。例えばプロセス中、前処理ガス若しくはガス混合物及び／又はモノマーを、好ましくはオルガノシラン前駆体モノマー用のキャリアガスとともに、互いに実質的に対向する壁を通ってプラズマチャンバーに導入することができる。
【０１３２】
別の実施形態では、第1の流れ方向と第2の流れ方向とが互いに対して接線角度で配向された方向で流れることができる。2つの流れ方向の場合、流れは一方向にあり、次いで好ましくは逆方向へと切り替える。
【０１３３】
プロセス中、流れ方向を切り替えることの利点は、より均一なモノマー分布及びそれに応じた圧力分布がプラズマチャンバー内で生じることである。より大型のチャンバー、例えば200リットル容以上のチャンバーでは、これによりプラズマチャンバーに亘ってより均一な前処理（クリーニング及び／又は活性化及び／又はエッチングプロセス）、及びコーティングする電子構成部品上でのより均一なコーティング厚さが可能となる。より小型、例えば50リットル容のチャンバーは一般に、単一のチャンバー注入口からチャンバーに亘って均一なプラズマ分布が可能となるのに十分小さいものであるが、場合によっては直交流（cross-flow）がこれらのチャンバーにも有益である場合がある。
【０１３４】
図4を参照して、ここでは本発明に使用することができるプラズマ堆積システムを説明する。100で広く示されるシステムは、注入ライン120を介した注入装置102に連通している真空チャンバー101と、排出ライン130を介した排気装置103とを含む。注入装置102は、液体モノマー供給システム121と、ガス供給システム122と、第1のチャンバー注入弁125と、第2のチャンバー注入弁126とを含む。前処理がガス混合物を用いて行われる実施形態では、更なるガス供給システムを使用することができる。排気装置103は、流れ順で、第1のポンプ弁131と、第2のポンプ弁132と、絞り弁133と、ルーツ及び回転ポンプ134と、排気弁135とを含む。
【０１３５】
真空チャンバー101内には、電極104が積み重ねられた形で配置されている。各プラズマ電極セット104の間にはサンプルトレイ105が差し込まれている。明確にするために、図4には単一のサンプルトレイ105のみを示している。サンプルトレイ105はより低い位置にある一対の電極104の間に差し込まれている。隣接電極セット104の間の空間がサンプルチャンバーである。使用の際、1つ又は複数の電子構成部品をサンプルトレイ105上に又はその中に置く。その後、サンプルトレイ105を真空チャンバー101内の一対の電極104の間に置く。
【０１３６】
記載を簡潔にするために、以下に記載のプロセス順序はキャリアガスを必要としないモノマーを用いたコーティング工程のみを含むものである。いくつかの実施形態では、前処理のクリーニング及び／又は活性化及び／又はエッチングプロセスがコーティング堆積前に行なわれる。前駆体モノマーがオルガノシランモノマーである場合、プラズマを誘起するのに、キャリアガスを使用するのが好ましい。
【０１３７】
サンプルトレイ105を真空チャンバー101内に置いたら、第1のポンプ弁131及び第2のポンプ弁132を開放し、第1のチャンバー注入弁125及び第2のチャンバー注入弁126を閉鎖した上で、ポンプ134を用いてチャンバー101を真空排気させ、圧力を基準真空レベルまで下げる。大量のモノマーを液体モノマー供給システム121において蒸発させる。
【０１３８】
代替的な実施形態では、固体又は気体のモノマーを使用することができる。モノマーが固体である実施形態では、モノマーを、例えばキャニスター内で加熱することにより蒸発させることもできる。モノマーが気体である実施形態では、通例蒸発の必要はない。
【０１３９】
真空チャンバー101内で目的とする低圧に達したら、第1のポンプ弁131を閉鎖し、第1のチャンバー注入弁125及び液体モノマー供給弁123を開放する。制御量の前駆体モノマー蒸気がチャンバー101へと流れる。チャンバー101内の圧力は、使用する設備及びモノマーによって決まる作動レベルへと、より多くのモノマーの導入又は絞り弁133（通例、蝶形弁）の調節のいずれかにより調節される。
【０１４０】
チャンバー101内の圧力が安定したら、電極セット104を活性化して、チャンバー101内にプラズマを発生させる。このようにして、サンプルトレイ105上の電子構成部品（単数又は複数）の1つ又は複数の表面にてモノマーを活性化させ、重合を起こす。
【０１４１】
プロセス中、チャンバー101を通るモノマーの流れ方向を、第1のチャンバー注入弁125及び第2のチャンバー注入弁126と、第1のポンプ弁131及び第2のポンプ弁132との制御により切り替えることができる。例えば、半分の時間、第1のチャンバー注入弁125を開放し、第1のポンプ弁131を閉鎖する（第2のチャンバー注入弁126を閉鎖し、第2のポンプ弁132を開放する）。残りの時間、第2のチャンバー注入弁126を開放し、第2のポンプ弁132を閉鎖する（第1のチャンバー注入弁125を閉鎖し、第1のポンプ弁131を開放する）。これは半分の時間、モノマーがチャンバー101の一方の側からもう一方の側へと流れ、残りの時間はその逆となることを意味する。例えば半分の時間、モノマーは右側から左側へと流れ、残りの時間、モノマーは左側から右側へと流れる。モノマーの流れ方向は、単一プロセス実行中、1回又は複数回切り替えることができる（alternated）。
【０１４２】
注入ライン120及び排出ライン130は互いに分離している。注入ライン120はチャンバー101に亘ってガスが分布するように配置された分配システムに接続することができる。分配システムは、該分配システムをチャンバー101と同じ温度に維持することができるように、チャンバー101の壁上に又は壁内に組み入れることができる。
【０１４３】
何れかのプロセスの終了時に、オペレーターの安全性のために、チャンバー注入弁125、126を閉鎖し、チャンバー101の圧力を基準レベルまで下げることで、全ての残存するモノマーを除去することが推奨される。窒素等の不活性ガスを、弁124を開放することで第3のキャニスター122から導入する。窒素はパージ流体（purge fluid）として使用し、残留モノマーを外へと押し出す。パージが完了した後、真空を解き、大気圧に達するまで、空気をチャンバー101に導入する。
【０１４４】
本発明の前駆体モノマーは気体又は液体のいずれかとすることができる。液体の前駆体はプラズマチャンバーに導入する前に加熱することにより蒸発させる。気体の前駆体はそのままプラズマチャンバーに導入する。
【０１４５】
前駆体モノマー（単数又は複数）がオルガノシランである場合、上記又は各モノマーを、H2、N2、O2、N2O、CH4、He又はAr等のキャリアガスとともにプラズマチャンバーに導入するのが好ましい。キャリアガスはプラズマを誘起することにより重合を開始させる働きもある。
【０１４６】
一実施形態では、キャリアガスはO2であり、全ガス流は15 %のキャリアガスと85 %のモノマーとを含むものとした。
【０１４７】
別の実施形態では、キャリアガスはO2であり、全ガス流は10 %のキャリアガスと90 %のモノマーとを含むものとした。
【０１４８】
前駆体モノマー（単数又は複数）がアクリレート又はメタクリレートである場合、これらのタイプのモノマー自体が重合を開始させるためにプラズマを誘起することができることから、キャリアガスを必要としない。
【０１４９】
コーティングは、厚さがおよそ20 nm〜200 nmの範囲、通常およそ100 nmの単一ポリマー薄層を含むが、その厚さは使用するモノマー前駆体及び更には処理時間に応じて決まる。
【０１５０】
コーティングは、構成部品が機器へと組み立てられた後に、コーティングを通した2つの構成部品間の電気的接触が生じるようなものである。換言すると、コーティングはz軸導電性であるといえる。さらに機器短絡の危険性は、コーティングがz軸に対して直角の面及び横断面、換言するとx軸方向及びy軸方向で電気絶縁性であることから非常に低い又はゼロに近い。
【０１５１】
本発明の概念を明らかにするために、下記実施例を単に実証目的で提示する。
【実施例】
【０１５２】
実施例1
初めに図1を参照して、電気伝導性材料からなる針状体11を、低電力プラズマ堆積によりポリマーコーティング12を堆積させることでコーティングした。用いた前駆体モノマーは、1H,1H,2H,2H-ペルフルオロデシルアクリレートであった。
【０１５３】
コーティングを通る導電性を、抵抗測定器13を用いて重合処理中、5分ごとに測定した。データを表1に示す。
【０１５４】
表1：処理時間及びコーティングの厚さに応じた電気伝導性
【表１】
2015537110.tif 000009
【０１５５】
理解されるように、この結果から、ポリマーコーティングの厚さが500 nmである場合に、コーティングは40分と長い処理後においてもz軸における導電性を維持していたことが示される。
【０１５６】
実施例2
補聴器機器用のマイクロフォンの小型電子構成部品を、表2による保護コーティングでコーティングした。プロセス1では、前駆体モノマーは、1H,1H,2H,2H-ペルフルオロデシルアクリレートとし、プロセス2では、使用する前駆体モノマーは、1H,1H,2H,2H-ペルフルオロオクチルメタクリレートとし、プロセス3では、使用する前駆体モノマーは、ヘキサメチルジシロキサン（HMDSO）とした。構成部品を組み立てて、補聴器機器のスイッチを入れた。補聴器機器が作動したことが見出され、これにより各コーティングがその厚さ方向を対して電気伝導性であることが実証される（表3から理解されるとおりである）。
【０１５７】
表2：補聴器機器用のマイクロフォンの電子部品にコーティングを塗布する際のプロセス1〜プロセス3の概要
【表２】
2015537110.tif 000010
【０１５８】
表3：プロセス1〜プロセス3の各コーティングの厚さを示すものであり、コーティングがその厚さ方向に対して電気伝導性であることが実証される
【表３】
2015537110.tif 000011
【０１５９】
実施例3
図2aに、ハンドセット21、電池22及びSIMカード23を含む組み立てられた携帯電話20を示す。ハンドセット21、電池22及びSIMカード23のそれぞれは電気的に接触している。
【０１６０】
電話20を分解した後、ハンドセット21、電池22及びSIMカード23を、図2bに示すようにプラズマチャンバー30に入れた。構成部品を2分〜5分間、O2で前処理して、低電力プラズマ堆積を用いて、およそ10分〜20分間、本発明による保護コーティングでコーティングした。
【０１６１】
続いてハンドセット21、電池22及びSIMカード23を再び組み立てて、使用可能な携帯電話20を形成した。携帯電話20の電源を入れ、機器を作動させた。
【０１６２】
次いで携帯電話20をおよそ10分間水の中に入れた。携帯電話20を水から取り出して、再び電源を入れると、携帯電話は機能した。
【０１６３】
携帯電話20に対して更に、錯塩噴霧腐食試験を行い、6回の連続した試験サイクル後であってもその機能性は影響を受けないことが見出された。さらに、腐食は見られなかった。
【０１６４】
錯塩噴霧腐食試験サイクルは下記の3つの工程からなるものであった：
5 %の塩水溶液をサンプル上に30分間噴霧する工程、
サンプルを高湿度下で120分間保管する工程、
サンプルを室温で60分間保管する工程。
【０１６５】
同じ塩噴霧試験を、構成部品に対して本発明による保護コーティングを施さなかった携帯電話に対して行った。明確な腐食の形跡を見ることができた。
【０１６６】
実施例4
拡声器用の電子構成部品を表4における3つのプロセスに従ってコーティングした。2つの異なるモノマーを使用した。コーティング後、電子構成部品をIEC60068-2-52に準拠した腐食試験で試験した。その後、Ar及びO2で前処理した構成部品については、腐食は見られず、前処理を行わずにコーティングしたサンプルの全てというわけではないが一部で、僅かな小さい腐食斑が見られた。コーティングしていない参照サンプルは腐食試験後に重度の腐食を示した。
【０１６７】
表4：拡声器の電子部品にコーティングを塗布する際のプロセス1〜プロセス3の概要
【表４】
2015537110.tif 000012
【０１６８】
実施例5
図3に、低電力プラズマ堆積を用いて保護コーティング41でおよそ10分間、本発明の一態様に従ってコーティングされたMP3プレーヤーの電子構成部品40を示す。抵抗測定器13'を用いたコーティング41を通る抵抗の測定により、コーティング41の厚さ方向に対する電気伝導性が示された。その後、構成部品40を実用MP3プレーヤーへと組み立てた。
【０１６９】
実施例6
下記の実験を、コーティングが、繰り返される風化及び試験に耐えることができることを実証するために行った。
【０１７０】
銅板を本発明に従って保護ポリマー層でコーティングした。次いでコーティングした銅板に対して、実施例3に記載のように塩噴霧腐食試験を行ったところ、腐食は観察されなかった。コーティングを通る電気伝導性を測定し、コーティングした銅板がz軸導電性であることを確認した。
【０１７１】
このサイクルを2、3回繰り返した。各サイクル後に腐食は観察されず、コーティングは厚さ方向に対する電気伝導性を維持していた。
【０１７２】
腐食が観察されなかったという事実から、抵抗測定機器を使用した反復測定によりコーティングに損傷が生じなかったことも確認される。
【０１７３】
表5：腐食試験への反復曝露後に腐食は観察されず、コーティングはz軸導電性を維持していたことを示す
【表５】
2015537110.tif 000013
【０１７４】
実施例7：撥油性及び撥水性
本出願人は、電力を印加するモード（パルス波モード又は連続波モード）の選択は、使用するモノマー及び設備に応じて決まることを発見した。これは、具体的には本発明で使用されるアクリレート及びメタクリレートに当てはまる。本出願人は、ペルフルオロカーボン鎖に最大6個の炭素原子を含有するペルフルオロ（メタ）アクリレートでは、連続波モードで堆積した場合にパルス波モードよりも著しく良好な撥油度を有するポリマーコーティングがもたらされることを見出している。連続波モードでは、ISO 14419に準拠した6という撥油度が、490 l容のプラズマチャンバー内において低電力、例えば100 W、及び短い処理時間、例えば2分で得られ、このプラズマチャンバーでは、例えば200個のスマートフォン又は100個のタブレット型コンピュータが一度にコーティングされる。高電力、例えば350 W、500 W、1000 W又は更にそれ以上の電力を使用することは、モノマー前駆体が断片化することで、品質及び厚さの均一性レベルを低くする不十分なコーティングが引き起こされることから、不都合である。
【０１７５】
表6：連続波プロセス及びパルス波プロセスについての撥油度を示す
【表６】
2015537110.tif 000014
【０１７６】
実施例8：水の浸入及び水没
スマートフォン等の携帯電話、例えばiPhone 4、iPhone 4S又はSamsungGalaxy IIを、下記のように保護ポリマーコーティングでコーティングした：
背面カバーを取り外して、携帯電話を分解した；
携帯電話からマイクロフォン、カメラ、SIMカード及び電池を取り外した；
携帯電話のカメラレンズ及び外表面を保護膜で保護した；
プラズマの前処理を行い、携帯電話の露出表面をクリーニング、活性化及びエッチングした；
低電力連続波プラズマ重合を用いて、携帯電話の露出表面にポリマーコーティングを堆積した；
次いで、携帯電話のカメラレンズ及び外表面から保護膜を除去した；
その後、携帯電話を再び組み立てて、内表面にポリマーコーティングが塗布された携帯電話を得た。
【０１７７】
試験1
携帯電話の前側、裏側、左側及び右側に水を5分間噴霧した。噴霧中、携帯電話を45度の角度に傾けた。その後、携帯電話を試験したところ、機能的欠陥は観察されなかった。
【０１７８】
試験2
携帯電話を高さ50 cmから水の入った容器に落とした。携帯電話を1分間完全に浸漬させた。その後、携帯電話を試験したところ、機能的欠陥は観察されなかった。
【０１７９】
試験3
iPhone 4、iPhone 4S及びSamsungGalaxy IIを上記のように保護ポリマーコーティングでコーティングした。次いで、水を電話上にあらゆる角度から、100 l/minの流速、及び100 kN/m2の圧力で、3分間吹き掛けた（projected）。その後、湿度センサーの色は変わらず、機能的欠陥は観察されなかった。
【０１８０】
試験4
試験3のiPhone 4、iPhone 4S及びSamsung Galaxy IIを更に、水中に2分間浸漬させた。2分後、水の浸入は観察されなかった。携帯電話を試験したところ、機能的欠陥は観察されなかった。
【０１８１】
試験5
水を強制的に浸入させるために、上記の方法によってコーティングした携帯機器（iPhone 4及びiPhone 4S）を水中に2分間浸漬させた。機器を水中へと垂直に落下させることにより、水を充電器用の開口部を介して機器へと強制的に送り込んだ。2分後、携帯機器を水から取り出し、水を切った。機器を試験したところ、機能的欠陥は観察されなかった。制御チェックのために背面カバーを取り外したところ、湿度センサーの色は変わらなかった。
【０１８２】
試験6
iPhone 4、iPhone 4S及びSamsungGalaxy IIを上記の方法に従ってコーティングした後、水中に30分間浸漬させた。その後、制御チェックのために背面カバーを取り外したところ、湿度センサーの色は変わらなかった。全ての機能を試験したところ、機能的欠陥は見出されなかった。水の浸入は観察されなかった。
【０１８３】
本発明のコーティングは、構成部品を最終機器へと組み立てる前に構成部品の全ての露出表面に塗布することができる。さらに、後に組み立てられた機器は、コーティングが個々の構成部品の電気接点に亘って塗布されていても作動する。本堆積方法は、接触点のマスキング又はビアの穿孔等の付加的な工程を必要とせず、そのため機器に耐食性の保護コーティングを与えるための迅速かつ単純な、更には費用効率の高い解決策を提示する。また、本方法はコーティングを構成部品に積層させるために、物理的圧力を構成部品に印加させる必要もない。そのため、本コーティングは可撓性の構成部品及び精巧な構成部品にも塗布することができる。理解されるように、本コーティングは電気回路を腐食及び／又は液体による損傷から保護すると同時に、電気的接触を生じさせることが可能である。
【０１８４】
最後に、オルガノシランモノマーを用いる本発明の実施形態は、このようなモノマーが低電力プラズマ堆積により堆積される際、毒性のある副生成物を生じないことから、好ましいものであり得る。そのため、オルガノシランモノマーは非毒性の代替物であると考えることができる。
【図１】
2015537110.tif 000018
【図２】
2015537110.tif 000019
【図３】
2015537110.tif 000020
【図４】
2015537110.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月16日(2014.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成部品を腐食から保護するとともに構成部品上の電気接点に電気伝導性を与えるポリマーコーティングを上に備えた構成部品であって、コーティングが前駆体モノマーである、アクリレート、メタクリレート、又は、オルガノシランのいずれか1つ又は複数により形成され、該構成部品が、1つ又は複数の前記構成部品の電気接点を含む実質的な表面全体に亘ってコーティングされ、前記ポリマーコーティングがコーティングの厚さ方向では電気伝導性であり、該ポリマーコーティングの表面に対して平行方向では実質的に電気絶縁性である、構成部品。
【請求項２】
前記構成部品が、プリント基板（PCB）、電池、SIMカード、コネクタ、又はカメラの1つである、請求項１に記載の構成部品。
【請求項３】
前記若しくは各アクリレート及び／又は前記若しくは各メタクリレート前駆体モノマーがペルフルオロカーボン鎖を含む、請求項１又は２に記載の構成部品。
【請求項４】
前記若しくは各アクリレート及び／又は前記若しくは各メタクリレート前駆体モノマーが一般式(I)：
CnF2n+1CmX2mCR1Y-OCO-C(R2)=CH2 (I)
（式中、nは2〜9であり、mは1〜9であり、X及びYはH、F、Cl、Br又はIであり、R1は-H、又は-CH3で代表されるアルキル、又は少なくとも一部がハロゲンで置換されたアルキルで代表される置換アルキル、R2はH、又は-CH3で代表されるアルキル、又は少なくとも一部がハロゲンで置換されたアルキルで代表される置換アルキルである）を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項５】
前記構成部品の撥油度が4〜7以下に達する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項６】
前記オルガノシラン前駆体モノマーが、一般式(II)：
Y1-X-Y2 (II)
（式中、XはO又はNHであり、Y1は、
【化１】
2015537110.tif 000022
であり、Y2は、
【化２】
2015537110.tif 000023
であり、Y3、Y4、Y5、Z3、Z4及びZ5はそれぞれ独立してH又はアルキルである）を有する、請求項１又は２に記載の構成部品。
【請求項７】
前記アルキル基がC1〜C5アルキルである、請求項６に記載の構成部品。
【請求項８】
前記オルガノシラン前駆体モノマーが、n個の反復単位(III)：
【化３】
2015537110.tif 000024
（式中、X2はO又はNHである）を有する環状モノマーであり、nが2〜10である、請求項１又は２に記載の構成部品。
【請求項９】
nが3〜6である、請求項８に記載の構成部品。
【請求項１０】
前記ポリマーコーティングが単一層を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項１１】
前記コーティングの厚さが約10 nm〜約1 μmである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構成部品。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の構成部品の少なくとも一つを含む以下のいずれか1つ又は複数を含む電子機器；スマートフォン、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（PDA）、拡声器、タブレット型コンピュータ、MP3プレーヤーで代表される音楽プレーヤー、電子書籍リーダー、キーボード、GPSシステム、歩数計、心拍計、ケーデンスセンサー、ビデオカメラ、又は写真カメラ。
【請求項１３】
電子機器が、防沫及び／又は防水に形成され、偶発的な浸水事象における水の浸入を最小限に抑え、強制的な水の浸入事象における水による損傷を最小限に抑える、請求項１２に記載の機器。
【請求項１４】
構成部品を腐食から保護するとともに、該構成部品上の1つ又は複数の電気接点に電気伝導性を与えている、ポリマーコーティングされている構成部品を調製する方法であって、以下の工程含む方法；
該構成部品をプラズマ堆積チャンバーに入れること、
該チャンバーを低圧にまで排気すること、
該チャンバ―内に、アクリレート、メタクリレート、又は、オルガノシランを含む前駆体モノマーのいずれか1つ又は複数を導入すること、
実質的に該構成部品の表面の全てがコーテイングされるように、該構成部品に該前駆体モノマーを重合させるためにプラズマを開始すること、
厚さが約10 nm〜約1 μmであるコーティングを堆積させ及び重合させるために十分な時間、電力を連続波モード若しくはパルスモードで印加することで、該プラズマを維持すること。
【請求項１５】
構成部品にポリマーコーティングを堆積させるための装置であって、該装置は以下の要素と工程を含む；
コーテイングされるべき単品の構成部品又は複数の構成部品をうけいれることが可能なプラズマ堆積チャンバー、
100 mTorr以下の作動圧に該プラズマ堆積チャンバーを排気するための手段、
該チャンバ―内に、アクリレート、メタクリレート、又は、オルガノシランを含む前駆体モノマーのいずれか1つ又は複数を導入するための手段、
該構成部品の表面に、該前駆体モノマーを重合させるために、低電力及び／又は低圧のプラズマを開始すること、
ポリマーコーティングがコーティングの厚さ方向では電気伝導性であり、該ポリマーコーティングの表面に対して平行方向では実質的に電気絶縁性であるように、実質的に構成部品の全表面がポリマーコーティングで被覆され、そしてその厚さが約10 nm〜約1 μmであるように、該構成部品におけるコーティングを堆積させ及び重合させるために十分な時間、電力を連続波モード若しくはパルスモードで印加することで、プラズマを維持すること。
【国際調査報告】
2015537110.tif 000025
2015537110.tif 000026
2015537110.tif 000027