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解锁精密涂层新维度!实验室旋涂仪的隐藏黑科技全解析

更新时间:2025-08-26      点击次数:18
  实验室旋涂仪是一种广泛应用于材料科学、半导体制造、微电子、光学及生物医学等领域的核心设备,其核心功能是通过高速旋转产生的离心力,在基片(如硅片、玻璃片、聚合物片等)表面均匀涂覆液体薄膜(如光刻胶、聚合物溶液、生物材料等)。其工作原理可分为三个阶段:首先将液体材料滴加至静止或低速旋转的基片中心,随后电机驱动基片加速至设定转速,离心力使液体从中心向外铺展形成均匀薄膜,最终通过溶剂挥发(针对含溶剂体系)或直接固化形成固态或半固态薄膜。
  实验室旋涂仪的技术特点:
  一、高精度控制:薄膜均匀性与厚度的核心保障
  转速稳定性
  采用无刷直流电机或伺服电机,转速误差可控制在±1rpm以内(如MINN M6匀胶机),确保离心力均匀分布,避免薄膜厚度波动。部分设备支持双向旋转(正反转速度±100~±12000rpm),进一步消除涂层不均。
  加速度与时间精准调控
  加速度范围可达100-30000 RPM/S,单步工艺时间精度不超过0.1秒(如MINN M6),可精确控制溶剂挥发速率,优化薄膜结晶过程。例如,在钙钛矿太阳能电池制备中,需通过分步旋涂控制晶粒生长,此时高时间分辨率至关重要。
  多参数协同控制
  支持转速、加速度、时间、滴胶量等参数的独立或联动调节。例如,Ossila匀胶旋涂仪可通过程序设置100个步骤,实现“低速滴胶-高速铺展-减速干燥”的复杂工艺,满足不同材料体系的涂覆需求。
  二、多功能适应性:覆盖多领域应用场景
  基片尺寸与形状兼容性
  支持从3mm碎片到12英寸圆晶圆片的加工(如成越科仪CY-SPC-SS),甚至可处理方形基片(边长5×5英寸)。非真空卡盘式设计(如Ossila机型)可避免超薄基片(0.2mm以下)翘曲,适用于柔性电子器件制备。
  材料体系覆盖广泛
  可涂覆光刻胶、聚合物溶液、纳米颗粒分散液、生物材料(如蛋白质、DNA)等。例如,在半导体制造中,旋涂光刻胶需控制厚度在纳米级;而在生物医学领域,需均匀涂覆细胞溶液以制备传感器。
  工艺模式灵活性
  提供单步模式、多步模式及曲线分析图功能,适应不同工艺需求。例如,制备梯度薄膜时,可通过多步旋涂调整转速和时间,实现成分或厚度的渐变。
  三、智能化操作:提升效率与可重复性
  人机交互界面
  配备4.3英寸全彩触摸屏(如MINN M6)或液晶屏操作系统(如成越科仪CY-SPC-SS),支持智能触碰笔、颜色区分功能及提示音,简化操作流程。部分设备(如Ossila机型)可在运转中实时修改参数,实现动态工艺调整。
  程序存储与调用
  可存储99个程序段(MINN M6)或100组100步程序(成越科仪CY-SPC-SS),每个程序包含转速、时间、加速度等参数,方便快速调用历史工艺,提升实验重复性。
  自动化与集成化
  支持自动滴胶、自动去边等扩展功能(如MINN M6预留端口),减少人工干预。部分设备(如成越科仪CY-SPC-SS)可扩展四路自动点胶端口,满足工业级连续生产需求。
  四、安全环保设计:保障操作人员与样品安全
  封闭或半封闭结构
  减少尘埃和污染物进入,提升薄膜清洁度。例如,MINN M6采用气流保护装置,对旋转马达进行保护,同时降低化学气体挥发风险。
  安全联锁与报警功能
  系统盖板嵌锁、真空异常、通气异常、马达转速异常等均会触发报警(如MINN M6),并通过声音和界面对话框提示,防止设备损坏或人员受伤。
  低电压与防腐蚀设计
  采用24V低电压电源适配器(如Ossila机型),避免高压风险;耐酸碱防腐蚀的FEP覆膜操作界面(如Ossila)和不锈钢外壳,适应苛刻实验环境。
  五、模块化扩展能力:满足定制化需求
  预留扩展端口
  支持自动滴胶装置、自动去边装置、加热/冷却基片等选配项(如MINN M6),可根据实验需求灵活升级。
  真空系统兼容性
  部分设备(如MINN M6控制器可拆卸)可配合手套箱使用,适应无氧或惰性气体环境,满足特殊材料制备需求。
  定制化服务
  针对超大或超重基片(如12英寸圆形底物),可提供定制化解决方案(如成越科仪CY-SPC-SS),扩展设备应用范围。

实验室旋涂仪

 

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