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聽力是保護人們安全和保證生活質(zhì)量的重要組成部分，生活中許多信號和警告都是通過聽覺接收到的。喪失聽力會對患者產(chǎn)生巨大影響。根據(jù)約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的數(shù)據(jù)，有2,700萬50歲及以上的美國人受到聽力損失的困擾。據(jù)美國疾病控制與預(yù)防中心分享的報告稱，14.9%的兒童存在部分聽力損失。幸運的是，與可能造成的許多問題相比，聽力損失更容易修復(fù)。

助聽器是具有顯著優(yōu)勢的簡單器械，但在使用過程中，需要對其進行保護。本文將研究聚對二甲苯敷形涂層和一種新高效加工方法。

1.助聽器的設(shè)計

助聽器設(shè)計的核心是由四個基本部分組成：麥克風(fēng)x1、處理器x1、受話器x1及電源x1。麥克風(fēng)采集環(huán)境聲音并將其傳遞給處理器。處理器增強信號并將其傳送到受話器，受話器將放大的信號傳送到耳道。電源或電池驅(qū)動系統(tǒng)。

盡管結(jié)構(gòu)簡單，但是助聽器在近幾年已經(jīng)實現(xiàn)了巨大飛躍。新型助聽器整合了定向、全向、自適應(yīng)定向麥克風(fēng)或麥克風(fēng)技術(shù)組合，因此佩戴者能夠區(qū)別語音和背景噪音。隨著數(shù)字信號處理和微型芯片高計算能力的應(yīng)用，目前許多助聽器的帶寬達到了8,000 Hz，部分產(chǎn)品的高頻響應(yīng)甚至超過10,000 Hz。

用棉簽擦拭只是優(yōu)化助聽器使用環(huán)境的微小指標，更不用說人們對助聽器提出的嚴格要求。耳耵聹和皮膚油脂、雨水和娛樂性水域以及溫度變化是電子元件損耗的主要原因。2009年，巴西圣保羅和南馬托格羅索州的聽力學(xué)家進行了數(shù)據(jù)收集并用于一項關(guān)于助聽器技術(shù)故障的橫斷面研究。圣保羅大學(xué)的Marina Morettin表示，他們發(fā)現(xiàn)主要技術(shù)故障存在于放大器（37.44%）和麥克風(fēng)（25.59%），其主要原因是潮濕、零件氧化和器械的創(chuàng)傷。盡管微型微芯片和微型電路日益復(fù)雜，但目前的智能助聽器技術(shù)同樣容易受到污染物的影響。

2.助聽器的保護

探尋保護助聽器的方法可追溯至1898年最初發(fā)明助聽器的時期。標準是在不增加重量或損害設(shè)備的前提下提供保護。

薄膜敷形涂層已成為保護電子產(chǎn)品的首選涂層，特別適用于助聽器。薄膜敷形涂層由12-25 µm厚（典型值為 <20 µm）的保護性聚合物層組成，符合PCB的形狀和組件要求，并符合助聽器的首要標準。它們由不導(dǎo)電的電介質(zhì)材料制成，覆蓋了所有的助聽器電子元件，以保護元件不受腐蝕，并使其免受噴霧、濕氣、真菌、灰塵和其他污染（甚至耳垢）的影響。敷形涂層還有助于防止熱應(yīng)力和機械應(yīng)力以及粗暴處理或跌落造成的損壞。

在敷形涂層中，聚對二甲苯是醫(yī)療器械和個人可穿戴器械（包括助聽器）的首選保護涂層。聚對二甲苯，也稱為poly(p-xylylene)，是一種使用化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝形成的保護性聚合物，可形成水分和介電薄膜屏障。

曼徹斯特大學(xué)研究化學(xué)家Michael Szwarc于1947年分離出了聚對二甲苯聚合物系列產(chǎn)品。在20世紀70年代，聯(lián)合碳化物公司的科學(xué)家William Gorham開發(fā)了一種應(yīng)用該薄膜的沉積工藝，促進該材料和工藝商業(yè)化發(fā)展。盡管幾十年來，聚對二甲苯已經(jīng)應(yīng)用于各種產(chǎn)品，但原材料的高價格、可擴展性、生產(chǎn)集成和器械的復(fù)雜性都是限制廣泛和大批量采用的因素。 

3.增強聚對二甲苯涂層工藝

針對以上問題，國外一家納米敷形涂層公司——HZO已經(jīng)開發(fā)出一種結(jié)合材料、工藝、設(shè)備和經(jīng)驗的方法，以提供一種可行的對二甲苯涂層方案。該方案通過設(shè)計和部署高產(chǎn)能的涂層設(shè)備和自動化加工系統(tǒng)來實現(xiàn)，以消除材料應(yīng)用中最關(guān)鍵的障礙，實現(xiàn)高效生產(chǎn)。公司利用CVD生產(chǎn)均勻的敷形涂層；刷涂、浸涂或噴涂液體應(yīng)用均無法實現(xiàn)此工藝。

敷形涂層工藝包括生產(chǎn)前到生產(chǎn)后活動。在規(guī)劃確定每種器械產(chǎn)品的保護需求后，公司評估生產(chǎn)要求（包括遮蔽考慮因素）并執(zhí)行生產(chǎn)計劃。開始生產(chǎn)時，將設(shè)備置于涂層托盤上，并放置在定制設(shè)計的涂層室機架上，以進行涂層處理。大型立方室可容納數(shù)百種不同的機架裝載配置，有助于每天對數(shù)百、數(shù)千、甚至數(shù)百萬個電氣元件進行擴展。

聚對二甲苯涂層的原材料最初為粉末；將其添加至蒸發(fā)器中，隨后從固體升華為氣體。然后在熱解器中，將這些化學(xué)品加熱到足夠高的溫度，從而將原材料“裂解”成活性單體。在涂層室的室溫下，蒸汽在被涂層的電氣元件周圍形成均勻的薄膜聚合物屏障。氣體以蒸汽形式滲入涂層深處，對醫(yī)療器械和可穿戴器械行業(yè)所必需的復(fù)雜印刷電路板組件，甚至不可見的區(qū)域形成保護。

聚對二甲苯涂層的作用如同圍繞組件的防護罩，形成了一個不可穿透的屏障，防止污染物侵蝕基板。通過利用聚對二甲苯涂層保護電子產(chǎn)品，助聽器和其他器械可以經(jīng)受人類帶來的諸多挑戰(zhàn)。