Parylene ist ein Polymer, das weder mit dem Pinsel noch durch Tauchen oder Sprühen aufgetragen werden kann. Es bildet sich direkt auf dem zu schützenden Bauteil, Molekül für Molekül, aus einem Dampf. Dieser von William Gorham in den 1960er Jahren entwickelte Prozess findet unter Vakuum statt und besteht aus drei aufeinanderfolgenden Schritten, die jeweils in einer separaten Zone der Anlage durchgeführt werden. Parylene wird durch ein dreistufiges CVD-Verfahren (Chemical Vapour Deposition) unter Vakuum abgeschieden. Dieses einzigartige Verfahren, das lösungsmittelfrei und katalysatorfrei bei Raumtemperatur abläuft, ermöglicht eine gleichmäßige Beschichtung aller Oberflächen, einschließlich komplexer 3D-Geometrien, Hohlräume und Unterflächen.
Das Parylene-Beschichtungsverfahren ist ein dreistufiger Vakuum-CVD-Prozess. Jede Stufe weist spezifische thermodynamische und kinetische Eigenschaften auf.
Alles beginnt mit dem Dimer, einem weißen, kristallinen Pulver aus einem Parylen-Dimolekül.
Dieses Pulver wird in einen Ofen gegeben, der als Verdampfer, unter Vakuum auf etwa 120–170 °C erhitzt. Bei dieser Temperatur schmilzt das Dimer nicht, sondern sublimiert, d. h., es geht wie Trockeneis direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über.
Das Ergebnis ist ein Dimer-Dampf, der nach wie vor chemisch stabil und nicht reaktiv ist.
Der Dimer-Dampf strömt anschließend durch ein Rohr, das auf eine sehr hohe Temperatur von etwa 650–690 °C erhitzt ist: der Pyrolyseofen.
Die thermische Energie ist hoch genug, um die beiden Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen aufzubrechen, die die beiden Hälften des Dimers zusammenhalten. Jedes Dimer-Molekül spaltet sich in zwei identische Monomere.
Dieses Monomer ist ein äußerst reaktiv Mittelstufe: Es will sich lediglich mit anderen Monomeren verbinden, um lange Polymerketten zu bilden.
Das gasförmige Monomer gelangt schließlich in den Abscheidungskammer, bei Raumtemperatur (ca. 25 °C) und unter Vakuum aufbewahrt.
Beim Kontakt mit den kalten Oberflächen werden die Monomere kondensieren und polymerisieren spontan: Sie verbinden sich zu Polymerketten und bilden so einen festen Parylenfilm.
Hierin liegt die eigentliche Stärke des Verfahrens. Da es sich bei dem Monomer um ein Gas handelt, das sich frei bewegen kann, gelangt es überall hin: in Hohlräume, unter Bauteile und in Spalten, die nur wenige Mikrometer breit sind.
Der Film entwickelt sich daher weiter vollkommen konform, mit einem einheitlich Dicke auf jeder Oberfläche des Bauteils, selbst bei den komplexesten Geometrien.
Die Oberflächenpolymerisation in der Gasphase erfordert ohne Lösungsmittel, kein Initiator, kein Katalysator, und tritt auf bei Raumtemperatur auf dem Substrat. Es eignet sich für die empfindlichsten Komponenten: Elektronik, Sensoren, implantierbare medizinische Geräte. Der resultierende Film ist außergewöhnlich rein (>99,9 Gew.-%), fehlerfrei und wächst gleichzeitig auf allen freiliegenden Oberflächen, unabhängig von deren Geometrie, einschließlich zurückgesetzter Strukturen, Kapillarspalten und der Unterseiten von Bauteilen, eine Gleichförmigkeit, die keine flüssig aufgetragene Beschichtung erreichen kann.
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