传统匀胶机通常只有一个固定的滴胶头或静态喷头,通过中心滴胶或静态喷洒的方式将光刻胶覆盖在基片上,然后通过高速旋转产生的离心力使胶体铺展均匀。
四喷头超声波匀胶机则是一种革命性的设计。它集成了以下核心部件:
四个独立的超声波压电喷头:这是其名称的由来。每个喷头都是一个独立的、精密的液体分配单元。
高精度机械臂:这四个喷头被安装在一个多自由度的机械臂上,可以精确控制喷头在基片上方进行复杂的三维运动。
超声波雾化技术:利用高频超声波振动将液体“撕裂"成极其微小且均匀的雾状液滴(通常直径在微米级别),然后通过载气将其喷射出去。
协同控制系统:一个复杂的软件系统,可以同步控制每个喷头的开关、流量、以及机械臂的运动轨迹。
工作原理简述:
它不是简单地将胶水滴在中心,而是像一台“3D打印机"或“喷墨打印机"一样,通过程序控制四个喷头,按照预设的路径在基片表面进行扫描式喷涂。每个喷头可以独立工作,也可以协同作业,从而实现qian所未有的涂覆均匀性和灵活性。
与传统匀胶机相比,四喷头超声波匀胶机具有压倒性的优势:
ji高的均匀性:
通过扫描式喷涂,可以消除传统滴胶因表面张力、初始分布不均等带来的“彗星尾"或边缘堆积效应。
超声波产生的液滴尺寸均一,进一步保证了成膜的均匀性。
zu越的台阶覆盖性与保形性:
这是其zui突出的优势之一。对于表面有凹凸结构(如MEMS器件、芯片上的沟槽)的基片,传统旋涂无法让胶体很好地覆盖侧壁和底部。
四喷头系统可以通过调整喷涂角度和路径,从多个方向对结构侧壁进行喷涂,实现wan美的保形涂覆。
ji高的材料利用率:
传统旋涂会将95%以上的光刻胶甩出基片,造成巨大浪费,尤其对于昂贵的功能性材料(如OLED材料、特种聚合物)是无法接受的。
该技术是“按需喷涂",材料直接到达需要涂覆的区域,利用率可高达90%以上,极大节约成本。
出色的兼容性与灵活性:
兼容复杂形状:不仅可以处理圆形硅片,还可以轻松应对方形、不规则形状甚至曲面的基板。
兼容多种材料:不仅能喷涂传统光刻胶,还能处理高粘度、含有颗粒或对剪切力敏感的特殊液体。
可编程图形化:理论上可以实现局部涂胶、梯度厚度涂胶等复杂功能,而无需后续的光刻步骤。
减少缺陷:
避免了因液体冲击和气泡产生的缺陷。温和的雾化喷涂过程能显著降低薄膜中的针孔等缺陷。
由于其独特的技术优势,四喷头超声波匀胶机主要应用于对涂胶工艺要求ji高的前沿科技领域:
先进半导体制造:
3D NAND Flash:在ji高的深宽比结构中进行均匀的光刻胶填充。
TSV(硅通孔)技术:在深孔内壁实现wan美的绝缘层或光刻胶涂覆。
先进封装:在凸块、再布线层等复杂结构上涂胶。
MEMS(微机电系统):
MEMS器件通常具有复杂的三维微结构,传统旋涂无能为力,而该设备是实现其光刻工艺的关键工具。
化合物半导体与功率器件:
如GaN、SiC等芯片,其衬底可能不是标准的圆形,且表面存在台阶,需要保形涂覆。
光子器件与光学元件:
在非平面光学元件(如微透镜阵列、光波导)上涂覆功能性薄膜。
显示技术:
OLED微型显示器、QLED等制造过程中,在非平整或有结构的基板上喷涂发光材料或其它功能层。
科研与前沿探索:
在大学和研究机构的实验室中,用于开发新材料、新工艺和新器件结构
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