匀胶机的两种不同的旋涂方法：动态点胶和静态点胶

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一般来说，匀胶机的动态分配是优先选择，因为它是一种更受控的过程，可以提供更好的基板间变化。这是因为在开始旋转之前溶剂蒸发的时间较短，并且斜坡速度和分配时间不太重要（只要允许基材有时间达到所需的转速）。动态分配通常也使用较少的墨水，尽管这确实取决于表面的润湿特性。

动态分配的缺点是，当使用低于1000rpm的低旋转速度或非常粘稠的溶液时，获得完整的基材覆盖变得越来越困难。这是因为向心力不足以将液体拉过表面，而较低的旋转速度也意味着在基材完成完全旋转之前分配墨水的机会增加（在600rpm时，基材旋转每0.1秒一次，与移液器快速下降相称）。

动态分配旋涂技术

对于1000rpm 以上的大多数旋涂，除非有任何特殊情况或困难，否则应将动态分配作为标准使用。

移液器通常用于每次分配已知量的溶液 - 对于标准尺寸 (20 x 15mm) 基材上的大多数常见基材/墨水，通常为20µl，对于50 x 50mm 基材，通常为100µl。但是，如果润湿存在问题，则增加体积可能会有所帮助。

为了获得高质量和一致的薄膜，需要遵守以下几点：

在分配发生之前，基材应该已经达到所需的转速（通常只有几秒钟）。

墨水应尽可能靠近基材的中心沉积，否则可能会在中间出现间隙。

墨水应该以一个快速而平稳的动作沉积。

墨水应以一滴且仅一滴的方式沉积，以防止多次涂层。

不应有任何气泡从移液器吹到表面上。

移液器吸头不应接触旋转的基板。

还值得注意的是，对于旋涂，以非标准方式使用移液器可以获得较佳效果。通常，在移取溶液时，移液器将用于第二个停止位置，以便将额外的溶液吸入吸头，然后丢弃。然而，这会导至更多的水滴或气泡被投射到表面上。因此，建议在旋涂时仅使用移液器到第一站。

以上几点将有助于为特定基材提供较佳的薄膜均匀性。然而，在研究环境中，特别是新用户（但也适用于有经验的用户）经常发现基板之间的变化通常大于基板之间的变化。虽然这通常是一个很小的影响，但它可能是一个重要的考虑因素，特别是对于统计结果。

图片是典型实验室环境中每个基板上具有多个像素的太阳能电池的统计数据示例。在研究环境中，通常存在一些不良像素，但与基板之间的差异相比，像素之间的典型性能差异可能很小。

因此，为了获得基材之间的更好一致性，有一个关键的“实践因素”。这是指一旦一个动作（或动作的组合）被多次执行，它就会被提交给“肌肉记忆”，这意味着它是自动完成的，很少或不需要有意识的努力。这通常意味着分配发生得更加一致和准确，这对薄膜质量有影响。

静态点胶旋涂技术

随着旋转速度降低到1000rpm 以下或使用非常粘稠的溶液，获得高质量薄膜变得越来越困难。因此，如果可能的话，通常建议重新配制油墨（增加浓度或改变溶剂）以使旋涂速度高于此速度。然而，在纳米技术中有很多情况是不可取的或不可能的。例如，在低速下会发生更好的结晶，而某些材料的溶解度不足以在1000rpm下达到所需的厚度。

动态点胶可以一直以低至500rpm 左右的速度实现，但是要获得完整的基材覆盖变得更加困难，因此需要更多的墨水（使用50µl点胶而不是20µl将有助于覆盖，但在更多材料浪费的费用）。因此，可以认为截止点在700rpm左右，低于该值静态分配旋涂方法开始提供更好的薄膜质量。

当使用静态分配时，通常在开始旋涂之前涂覆整个基材（或至少基材的所有活性部分）。但是，这本身可能会导至几个问题。首先是除非基材表面对墨水有特别好的润湿作用（即墨水喜欢在整个表面散开），否则通常需要使用移液管吸头将墨水“拉”过表面。然而，移液管尖端当然非常重要，永远不要接触活性区域中的基板表面，因为这会改变表面特性和/或损坏存在的任何其他层。

通过小心地将移液器尖端靠近表面放置，使其接触墨滴的边缘，可以在不接触表面的情况下在表面周围移动墨水。或者，如果基板的边缘不重要，则移液管尖端可以围绕基板的边缘移动以拉动弯月面。第三种选择是添加越来越多的墨水，直到完全覆盖基材，但是通常不建议这样做，因为在极端情况下可能需要多达一毫升的溶液才能发生这种情况。

结论，在某些情况下，需要静态分配粘性溶液并确保其直接涂覆到基板的边缘处。在这种情况下，由于墨水的粘度和相对较低的润湿性，很难使用移液器吸头将弯月面拉到边缘而不接触它。

相反，使用不同的旋涂方法，其中移液器尖端与基板成45度角并沿基板的远边缘移动。

然而，静态分配的主要问题之一是，在旋涂过程开始之前，墨水中的溶剂有一些时间蒸发。对于低蒸气压溶剂（例如水）来说，这不是什么大问题，但是对于高蒸气压溶剂（例如氯仿（比水高约 10 倍））来说，这可能很关键，沉积溶液和开始纺丝之间的时间可以对薄膜厚度和薄膜质量都有很大的影响。

这就是为什么静态点胶会降低基片到基片的薄膜均匀性以及如果可能的话建议使用动态点胶的主要原因。

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