勻膠機的工作原理、特點及應用
? ? ? 勻膠機又稱甩膠機、旋轉(zhuǎn)涂膜機、旋轉(zhuǎn)涂膠機、旋轉(zhuǎn)涂布機主要用于晶片涂光刻膠用或溶膠-凝膠實驗中的薄膜制備。勻膠機的基本原理是在高速旋轉(zhuǎn)的基片上,滴注各類膠液利用離心力使滴在基片上的膠液均勻地涂覆在基片上,膜的厚度與膠液的粘稠度、膠液與基片間的粘滯系數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)、旋涂時間都有關(guān)系[1]?,一般情況下,轉(zhuǎn)速在2000rpm以上時就可以使絕大多數(shù)的膠體均勻分布,主軸轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性和重復性是決定膠膜厚度均勻性和一致性的關(guān)鍵,。
? ? ? 勻膠機主要應用于微機電系統(tǒng)的微加工、生物、材料、半導體、制版、新能源、薄膜、光學及表面涂覆等領域或樣件較小無法使用提拉涂膜或刮膜的方式進行涂膜的基片的涂膜。通常固定樣品的方式有兩種:真空吸盤固定樣品、帶卡槽的樣品盤固定樣品。用真空吸盤固定樣品時需要有抽真空的裝置,真空吸附適用于固定表面光滑,平整度好,受真空吸力不變形的基片;帶卡槽的樣品盤可用于質(zhì)軟、形狀不規(guī)則的、尺寸較大的基片的固定。
旋轉(zhuǎn)涂膜機的種類及特點:
? ? ? VTC-50A旋轉(zhuǎn)涂膜機采用了抗干擾性高的單片機進行控制,轉(zhuǎn)數(shù)在高達1000-8000RPM范圍內(nèi)都非常穩(wěn)定。涂設有兩個工作階段,T1低轉(zhuǎn)速階段使薄膜液體逐漸分散開,完成注膠的過程,T2高轉(zhuǎn)速階段使薄膜液體在基片表面均勻分散開,形成厚度均勻的薄膜,完成勻膠的過程。樣品固定采用帶槽的聚丙烯樣品卡盤固定基片,根據(jù)基片的形狀和大小的不同,可在隨機配送的模板上開不同形狀和大小的槽,使用方便操作簡單,對基片無損傷,可固定最大樣件的尺寸為55㎜×55㎜。
? ? ? VTC-100真空旋轉(zhuǎn)涂膜機設備標配3個不同大小的真空吸盤。利用真空盤吸附的方式固定基片,該設備利用兩段程序控制速度。涂設有兩個工作階段,T1低轉(zhuǎn)速注膠階段,T2高轉(zhuǎn)速勻膠階段。當勻膠結(jié)束后真空泵繼續(xù)工作一段時間后待機器徹底停止運轉(zhuǎn)后涂膜的整個過程結(jié)束。轉(zhuǎn)速范圍:500-8000rpm,可吸附最大樣片尺寸φ100㎜。
? ? ? VTC-200真空旋轉(zhuǎn)涂膜機利用真空盤吸附的方式固定樣品,該設備利用兩段程序控制速度,T1低轉(zhuǎn)速注膠階段,T2高轉(zhuǎn)速勻膠階段。當勻膠結(jié)束后真空泵繼續(xù)工作一段時間后待機器徹底停止運轉(zhuǎn)后涂膜的整個過程結(jié)束。轉(zhuǎn)速范圍:500-8000rpm,可吸附最大樣片尺寸φ200㎜。
? ? ? VTC-100PA真空旋轉(zhuǎn)涂膜機可用于強酸、強堿性涂覆溶液的涂膜制備。設備標配兩個不同大小的真空吸盤,利用真空盤吸附來固定樣品,該設備可儲存12組程序,每組程序包含6個運行階段。不同運行階段設備轉(zhuǎn)速不同,使設備緩慢提升速度至極限速度,有利于薄膜材料在樣品表面均勻成膜,且不會過多浪費,節(jié)約材料。速度范圍:500rpm-10000rpm,可吸附最大樣片尺寸φ100㎜。(可定制上蓋加熱型勻膠機)
? ? ? VTC-100PA-UV型紫外光旋轉(zhuǎn)涂膜機腔體采用聚丙烯材質(zhì),可用于強酸、強堿溶液的涂覆。本機上蓋具有紫外燈光輻射的功能,適用于對紫外光敏感的膠體。腔體帶有進氣孔,可在勻膠過程中通保護氣。樣件采用真空吸附方式進行固定。配用專用定心工具可使樣件很容易放在吸盤中心位置,以減少偏心帶來的震動,避免造成飛片。速度范圍:500rpm-10000rpm,可吸附最大樣片尺寸φ100㎜。
? ? ? ?VTC-200P真空旋轉(zhuǎn)涂膜機通體采用聚丙烯材質(zhì)制成,可用于強酸、強堿性涂覆溶液的涂膜制備。利用真空盤吸附的方式固定樣片,該設備可儲存12組程序,每組程序包含6個運行階段,每段增減速率設置范圍:100 rpm s—2000 rpm /s,每段時間范圍:0-60s。不同運行階段可設置不同轉(zhuǎn)速,使設備緩慢提升速度至極限速度,有利于薄膜材料在樣品表面均勻成膜,且不會過多浪費,節(jié)約材料。腔室的上蓋可選裝加熱功能,有利于粘稠度大的薄膜材料的涂覆過程的進行。轉(zhuǎn)速范圍:500-6000rpm,可吸附最大樣片尺寸φ200㎜。
? ? ? VTC-200PV真空旋轉(zhuǎn)涂膜機可用于強酸、強堿性涂覆溶液的涂膜制備。本機可以對涂膜機腔室進行抽真空,使樣品在完全真空的狀態(tài)下進行涂膜,適用于在空氣中易氧化變質(zhì)的薄膜材料的使用。該設備可儲存12組程序,每組程序包含6個運行階段,每段增減速率設置范圍:100 rpm s—2000 rpm /s,每段時間范圍:0-60s。不同運行階段設備轉(zhuǎn)數(shù)不同,使設備緩慢提升速度至極限速度,有利于薄膜材料在樣品表面均勻成膜,且不會過多浪費,節(jié)約材料。轉(zhuǎn)速范圍:500-6000rpm,可吸附最大樣片尺寸φ200㎜。
? ? ? 還可以根據(jù)客戶需求定制相應的勻膠機。
[1]時東陸,周午縱,梁維耀 主編,高溫超導應用研究,上??茖W技術(shù)出版社,2008.10,第266頁