技术

旋涂机使用步骤

  旋涂技术常用的设备是旋涂机,旋涂机又叫甩胶机、匀胶台、旋转涂胶机、旋转涂膜机、旋转涂层机。一般来说,它们的原理都是一样的,就是将各种胶水滴在高速旋转的基板上,通过离心力使滴在基板上的胶水均匀地涂在基板上。厚度取决于不同胶水与基板之间的粘度系数,也与转速和时间有关。

  旋涂机旋涂过程根据基片转速和胶的变化可分为几个阶段:滴胶、加速旋涂胶、匀旋胶和切边,其中第三阶段匀旋阶段是控制涂胶厚度和均匀性的重要阶段。

  滴胶:旋涂机在滴胶之前,需要对胶水进行亚微米级的过滤,否则薄膜可能会形成彗星图、星形图和气泡。滴胶阶段是将晈体溶剂沉积在基板中心位置的过程,可以手动滴,也可以用自动滴胶器滴。总的来说,自动滴胶法是一种自动化、机械化的操作,薄膜的厚度、均匀性、重复性都很好,还可以减少挥发性有毒气体的接触。

  扩散-加速旋转:某些晈体中的溶剂非常易挥发,如果不在短时间内稳定快速地将基底加速到设定的速度,晈体中的溶剂会迅速蒸发,导致晈体的粘度迅速增加,从而影响涂层厚度的控制。在加速阶段,衬底以一定的加速度旋转,晈体溶剂开始向衬底边缘扩散,部分晈体会被甩出衬底。加速初期,晈体沉积在基底表面一定高度,晈体底部贴在基底表面,一起旋转。但由于惯性,上层晈体不能和基板同速旋转,所以晈体形成螺旋状。随着晈体在离心力的作用下不断向基底边缘扩散,螺旋逐渐消失,晈体变薄并覆盖基底表面。涂覆基材的旋转速度完全同步。在衬底的加速旋转阶段,高精度地控制旋转速度和精确地设置旋转时间是非常重要的。实际上,无论背胶具有什么样的性能,旋涂机都需要一个高精度、稳定的电机转速控制系统,才能做出厚度均匀可控的薄膜。

  边缘涂布:在旋涂机匀速旋转阶段,晈体的粘度和挥发是影响薄膜厚度不均匀的重要因素。当溶剂加速到设定的速度时,就形成了一定厚度的涂层。在随后的匀速旋转过程中,由于晈体的粘滞力仍然小于离心力,涂层继续向基板边缘扩散,基板边缘的晈体不断被甩出,涂层厚度逐渐减小。同时,由于涂层已经覆盖了整个基材表面,由于基材上方快速流动的空气的影响,溶剂的挥发速度加快,导致晈体的粘度增加,形成不易流动的晈体。此时晈体涂层各个方向的力平衡,涂层厚度达到终端状态。在镀膜的边缘,由于晈体的表面张力,薄膜边缘的晈体很难被甩离基板,会形成一层厚度不均匀的薄层,甚至会扩展到基板的背面,所以需要对基板边缘进行修整。