Principio di funzionamento, caratteristiche e applicazione degli spin coater
Erogatore di colla, noto anche come spinner di colla, spin coater, e viene utilizzato principalmente come apparecchiatura di rivestimento di pellicola per il rivestimento di fotoresist su wafer o in esperimenti sol-gel. Il principio di base di uno spin coater è quello di far gocciolare vari adesivi su un substrato rotante ad alta velocità e utilizzare la forza centrifuga per far sì che l'adesivo si ricopra uniformemente sul substrato. Lo spessore della pellicola è correlato alla viscosità dell'adesivo, al coefficiente di viscosità tra il liquido adesivo e il substrato, alla velocità di rotazione e al tempo di rivestimento spin[1]. In genere, quando la velocità è superiore a 2000 giri/min, la maggior parte dell'adesivo può essere distribuita uniformemente e la stabilità e la ripetibilità della velocità del mandrino sono la chiave per determinare l'uniformità e la consistenza dello spessore della pellicola.
Gli spin coater sono utilizzati principalmente nei campi della micro-elaborazione di sistemi micro-elettromeccanici, biologia, materiali, semiconduttori, fabbricazione di lastre, nuova energia, film sottili, ottica e rivestimento superficiale, nonché rivestimento di campioni, il cui substrato non può essere rivestito tramite rivestimento a immersione o raschiatura del film. Di solito ci sono due modi per fissare i campioni: mandrino a vuoto e piastra per campioni scanalata. È necessario un dispositivo a vuoto per fissare il campione con un mandrino a vuoto, che è adatto per fissare substrati con superficie liscia, buona planarità e nessuna deformazione sotto aspirazione a vuoto. La piastra per campioni scanalata è utilizzata per fissare substrati morbidi, di grandi dimensioni e di forma irregolare.
Modelli e caratteristiche delle macchine centrifugatrici:
La macchina per rivestimento a centrifuga VTC-50A è controllata da un singolo computer a chip con elevata anti-interferenza e la velocità di rotazione è molto stabile nell'intervallo da 1000 a 8000 giri/min. Ci sono due fasi di lavoro per il rivestimento --- nella fase a bassa velocità T1, il liquido del film viene gradualmente disperso e il processo di iniezione dell'adesivo è completato, mentre nella fase ad alta velocità T2, il liquido del film viene distribuito uniformemente sulla superficie del substrato per formare un film con spessore uniforme e il processo di uniformità dell'adesivo è completato. Una piastra di campionamento PP scanalata viene utilizzata per fissare il substrato. Scanalature di diverse forme e dimensioni possono essere aperte sul modello (fornito insieme alla macchina per rivestimento a centrifuga) in base alla forma e alle dimensioni dei substrati. È facile da usare e semplice da utilizzare e non danneggia il substrato. La dimensione massima dei campioni che possono essere fissati è 55 mm × 55 mm.
La spalmatrice centrifuga sottovuoto VTC-100 è dotata di serie di 3 mandrini sottovuoto di diverse dimensioni. Il substrato viene fissato mediante adsorbimento del mandrino sottovuoto e l'apparecchiatura utilizza un programma a due stadi per controllare la velocità. Ci sono due stadi di lavoro per il rivestimento --- stadio T1 a bassa velocità per l'iniezione dell'adesivo e stadio T2 ad alta velocità per il livellamento dell'adesivo. Dopo il livellamento della pellicola, la pompa per vuoto continua a funzionare per un periodo di tempo fino a quando la macchina non si ferma completamente e l'intero processo di rivestimento della pellicola termina. Intervallo di velocità: 500-8000 giri/min, la dimensione massima dei campioni che possono essere adsorbiti è φ100mm.
Il rivestimento rotante sottovuoto VTC-200 utilizza l'adsorbimento del mandrino sottovuoto per fissare i campioni. L'apparecchiatura utilizza un programma a due stadi per controllare la velocità --- stadio T1 a bassa velocità per l'iniezione dell'adesivo e stadio T2 ad alta velocità per il livellamento dell'adesivo. Dopo il livellamento della pellicola, la pompa a vuoto continua a funzionare per un periodo di tempo fino a quando la macchina non si ferma completamente e l'intero processo di rivestimento della pellicola termina. Intervallo di velocità: 500-8000 giri/min, la dimensione massima dei campioni che possono essere adsorbiti è φ200mm.
Il rivestimento rotante sotto vuoto VTC-100PA può essere utilizzato per la preparazione di pellicole di rivestimento di soluzioni di rivestimento fortemente acide e fortemente alcaline. L'apparecchiatura è dotata di due mandrini sotto vuoto di diverse dimensioni come standard per fissare i campioni. L'apparecchiatura può memorizzare 12 set di programmi e ogni set di programmi contiene 6 fasi di esecuzione. La velocità di rotazione dell'apparecchiatura differisce nelle diverse fasi operative e viene aumentata lentamente fino alla velocità limite, il che favorisce l'uniformità della pellicola sulla superficie del campione, risparmiando materiali di rivestimento. Intervallo di velocità: 500 giri/min-10000 giri/min, la dimensione massima dei campioni che possono essere adsorbiti è φ100mm. (Il rivestimento rotante riscaldante del coperchio superiore può essere personalizzato.)
La camera del VTC-100PA-UV UV spin coater è realizzata in PP, che può essere utilizzata per soluzioni fortemente acide e fortemente alcaline. Il coperchio superiore di questa macchina ha la funzione di radiazione di luce UV, che è adatta per adesivi sensibili alla luce UV. La camera è dotata di fori di ingresso dell'aria, che possono essere utilizzati per immettere gas protettivo durante il processo di livellamento dell'adesivo. I campioni vengono fissati mediante adsorbimento sotto vuoto. Dotato di uno speciale strumento di centraggio, il campione può essere facilmente posizionato al centro del mandrino a vuoto per ridurre le vibrazioni causate dall'eccentricità ed evitare di essere lanciato via. Intervallo di velocità: 500 giri/min-10000 giri/min, la dimensione massima dei campioni che possono essere adsorbiti è φ100mm.
Il rivestimento rotante sotto vuoto VTC-200P è realizzato in PP, che può essere utilizzato per la preparazione di pellicole di rivestimento di soluzioni di rivestimento fortemente acide e fortemente alcaline. Il campione viene fissato mediante adsorbimento del mandrino sotto vuoto. L'apparecchiatura può memorizzare 12 set di programmi e ogni programma contiene 6 fasi di esecuzione. L'intervallo di impostazione della velocità di aumento e diminuzione di ogni fase: 100 - 2000 giri/min/s, l'intervallo di tempo di ogni fase: 0 - 60 s. La velocità di rotazione dell'apparecchiatura differisce nelle diverse fasi operative e viene lentamente aumentata fino alla velocità limite, il che favorisce l'uniformità della pellicola sulla superficie del campione, risparmiando materiali di rivestimento. Il coperchio superiore della camera può essere opzionalmente dotato di una funzione di riscaldamento, che è vantaggiosa per il processo di rivestimento di materiali di pellicola ad alta viscosità. Intervallo di velocità: 500-6000 giri/min, la dimensione massima dei campioni che possono essere adsorbiti è φ200mm.
Il rivestimento rotante sotto vuoto VTC-200PV può essere utilizzato per la preparazione di pellicole di rivestimento di soluzioni di rivestimento fortemente acide e fortemente alcaline. Questa apparecchiatura può evacuare la sua camera, in modo che il campione possa essere rivestito in uno stato completamente vuoto, il che è adatto per materiali che si ossidano facilmente e si deteriorano nell'aria. L'apparecchiatura può memorizzare 12 gruppi di programmi, ogni gruppo di programmi contiene 6 fasi di esecuzione. L'intervallo di impostazione della velocità di aumento e diminuzione della velocità di ogni fase: 100 - 2000 giri/min/s e l'intervallo di tempo di ogni fase: 0-60 s. La velocità di rotazione dell'apparecchiatura differisce nelle diverse fasi operative e viene lentamente aumentata alla velocità limite, il che favorisce l'uniformità della pellicola sulla superficie del campione, risparmiando materiali di rivestimento. Intervallo di velocità: 500-6000 giri/min, la dimensione massima dei campioni che possono essere adsorbiti è φ200 mm.
Anche le relative macchine centrifugatrici possono essere personalizzate in base alle esigenze del cliente.
Riferimenti:
[1] Shi Donglu, Zhou Wuzong, Liang Weiyao, caporedattore, Ricerca applicata sulla superconduttività ad alta temperatura, Shanghai Science and Technology Press, 2008.10, p. 266