匀胶机使用步骤分析解读

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匀胶机使用步骤分析解读

匀胶旋涂过程按基片旋转速度及胶质的变化，分几个阶段：滴胶，加速旋转摊胶，匀速旋转匀胶以及去边，其中第 3 阶段匀速旋转阶段是胶质涂层厚度和均匀性控制的重要阶段。

1.滴胶

在滴胶前，胶质需经过亚微米级别的过滤处理，否则薄膜有可能形成彗星图，星状图，戒产生气泡。滴胶阶段是将胶质溶剂沉积在基片上中心位置的过程。可以手动滴加，或用配备的自动滴胶器滴加。一般而言，自动滴胶方式由亍是自动机械化操作，最终薄膜的厚度，均匀性，及可重复性都很好，也可以减少易挥发的毒性气体不身体接触。而手动滴胶是人工操作，适合实验研究要求较高的薄膜制备。滴胶过程可采用静态滴胶或者动态滴胶两种方式，静态滴胶是在基片旋转之前就将胶质滴加沉积在基片中心，动态滴胶则是基片一边以一定的速度旋转（一般是500RPM），一边滴胶。如果胶质或基片是疏水性的，可以选择动态滴胶法，另外动态滴胶法所需的滴胶量也可以略少。

2.摊胶-加速旋转

有些胶质中的溶剂挥发性很强，如果基片没有在短时间内稳定快速的加速到设定的速度，胶质中的溶剂就会快速挥发，从而导至胶质的粘性迅速增强，从而影响对涂层厚度的控制。加速旋转阶段中基片以一定的加速度旋转，胶质溶剂开始向基片边缘扩散，会有部分胶质开始被甩出基片，在加速初始阶段，胶质是以一定的高度堆积在基片表面，胶质的底部与基片表面粘在一起，一起旋转。而胶质的上层由于惯性作用，其转速无法与基片同速，因此胶质形成螺旋状。随着胶质在离心力作用下持续向基片边缘扩散，螺旋状逐渐消失，胶质变薄为涂层，并覆盖基片表面，涂层基片旋转速度完全同步。在基片的加速旋转阶段，旋转速度高精度的控制，以及旋转时间的准确设置非常重要。其实，无论胶质具有怎样的性质，匀胶机都需具备高精度，稳定的马达旋转速度控制系统，这样才可以制作厚度均匀可控的薄膜。

3.旋涂去边

在匀速旋转阶段中，胶质的粘性力和挥发作用是影响薄膜厚度不均匀性的重要因素。胶质溶剂在加速旋转至设定速度时，已经形成一定厚度的涂层。在接下来的匀速旋转过程中，由于胶体的粘性力仍然小于所受到的离心力，涂层持续向基片边缘扩散，基片边缘的胶质也不断地被甩出，涂层厚度逐渐减小。同时，由于涂层已覆盖整个基片表面，受基片上方快速流动的气流影响，溶剂的挥发速度加快，导至胶体的粘性力也不断增加，开始形成难以流动的胶状物。此时，胶质涂层所受到的各个方向的力达到平衡，涂层的厚度也达到最终状态。最后，在涂层薄膜的边缘部位，胶质表面张力的作用，薄膜边缘部分的胶质难以被甩出基片，会形成厚度不均匀的薄层，甚至会扩张至基片的背面，因此基片边缘需要经过去边处理。去边处理包括基片正面和背面的化学去边处理，以及基片正面的光学去边处理。

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