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勻膠機旋涂?jì)x使用步驟分析解讀

時(shí)間: 2018-05-18 16:46:50   點(diǎn)擊:
  勻膠旋涂過(guò)程按基片旋轉速度及膠質(zhì)的變化,分幾個(gè)階段:滴膠,加速旋轉攤膠,勻速旋轉勻膠以及去邊,其中第3階段勻速旋轉階段是膠質(zhì)涂層厚度和均勻性控制的重要階段。勻膠機 旋涂?jì)x
 
  1.滴膠
 
  在滴膠前,膠質(zhì)需經(jīng)過(guò)亞微米級別的過(guò)濾處理,否則薄膜有可能形成彗星圖,星狀圖,戒產(chǎn)生氣泡。滴膠階段是將膠質(zhì)溶劑沉積在基片上中心位置的過(guò)程??梢允謩?dòng)滴加,或用配備的自動(dòng)滴膠器滴加。一般而言,自動(dòng)滴膠方式由亍是自動(dòng)機械化操作,最終薄膜的厚度,均勻性,及可重復性都很好,也可以減少易揮發(fā)的毒性氣體不身體接觸。而手動(dòng)滴膠是人工操作,適合實(shí)驗研究要求較高的薄膜制備。滴膠過(guò)程可采用靜態(tài)滴膠或者動(dòng)態(tài)滴膠兩種方式,靜態(tài)滴膠是在基片旋轉之前就將膠質(zhì)滴加沉積在基片中心,動(dòng)態(tài)滴膠則是基片一邊以一定的速度旋轉(一般是500RPM),一邊滴膠。如果膠質(zhì)或基片是疏水性的,可以選擇動(dòng)態(tài)滴膠法,另外動(dòng)態(tài)滴膠法所需的滴膠量也可以略少。
 
  2.攤膠-加速旋轉
 
  有些膠質(zhì)中的溶劑揮發(fā)性很強,如果基片沒(méi)有在短時(shí)間內穩定快速的加速到設定的速度,膠質(zhì)中的溶劑就會(huì )快速揮發(fā),從而導致膠質(zhì)的粘性迅速增強,從而影響對涂層厚度的控制。加速旋轉階段中基片以一定的加速度旋轉,膠質(zhì)溶劑開(kāi)始向基片邊緣擴散,會(huì )有部分膠質(zhì)開(kāi)始被甩出基片,在加速初始階段,膠質(zhì)是以一定的高度堆積在基片表面,膠質(zhì)的底部與基片表面粘在一起,一起旋轉。而膠質(zhì)的上層由于慣性作用,其轉速無(wú)法與基片同速,因此膠質(zhì)形成螺旋狀。隨著(zhù)膠質(zhì)在離心力作用下持續向基片邊緣擴散,螺旋狀逐漸消失,膠質(zhì)變薄為涂層,并覆蓋基片表面,涂層基片旋轉速度完全同步。在基片的加速旋轉階段,旋轉速度高精度的控制,以及旋轉時(shí)間的準確設置非常重要。其實(shí),無(wú)論膠質(zhì)具有怎樣的性質(zhì),勻膠機都需具備高精度,穩定的馬達旋轉速度控制系統,這樣才可以制作厚度均勻可控的薄膜。
 
  3.旋涂去邊
 
  在勻速旋轉階段中,膠質(zhì)的粘性力和揮發(fā)作用是影響薄膜厚度不均勻性的重要因素。膠質(zhì)溶劑在加速旋轉至設定速度時(shí),已經(jīng)形成一定厚度的涂層。在接下來(lái)的勻速旋轉過(guò)程中,由于膠體的粘性力仍然小于所受到的離心力,涂層持續向基片邊緣擴散,基片邊緣的膠質(zhì)也不斷地被甩出,涂層厚度逐漸減小。同時(shí),由于涂層已覆蓋整個(gè)基片表面,受基片上方快速流動(dòng)的氣流影響,溶劑的揮發(fā)速度加快,導致膠體的粘性力也不斷增加,開(kāi)始形成難以流動(dòng)的膠狀物。此時(shí),膠質(zhì)涂層所受到的各個(gè)方向的力達到平衡,涂層的厚度也達到最終狀態(tài)。最后,在涂層薄膜的邊緣部位,膠質(zhì)表面張力的作用,薄膜邊緣部分的膠質(zhì)難以被甩出基片,會(huì )形成厚度不均勻的薄層,甚至會(huì )擴張至基片的背面,因此基片邊緣需要經(jīng)過(guò)去邊處理。去邊處理包括基片正面和背面的化學(xué)去邊處理,以及基片正面的光學(xué)去邊處理。

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