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用于薄膜沉积的旋涂

1958
实验室技术员在无尘室中进行薄膜沉积的旋转涂层。

旋转 涂层 是一种在平面基底上沉积均匀薄膜的程序。在基底上放置过量的涂层溶液,然后高速旋转基底。离心力使溶液扩散,溶剂蒸发或固化使薄膜凝固,最终厚度由以下因素决定 粘度浓度和旋转速度。

旋涂工艺分为四个主要阶段:沉积、旋升、旋脱和蒸发。在沉积阶段,过量的涂层液被分配到基底表面。在旋转上升阶段,基底被迅速加速到最终所需的旋转速度,从而使流体在离心力的作用下径向向外流动。随后是旋出阶段,多余的流体从基底边缘喷出,薄膜变薄。最后是蒸发阶段,溶剂从薄膜中蒸发,留下固体涂层。薄膜的厚度与几个参数有很大关系。Emslie、Bonner 和 Peck 建立的模型表明,最终薄膜厚度 [latex]h_f[/latex] 与角速度 [latex]\omega[/latex]、初始溶液浓度和溶剂蒸发率的反平方根成正比,同时也是流体粘度 [latex]\nu[/latex] 的函数。该公式通常简化为 [latex]h_f \propto \omega^{-1/2}[/latex] 。这种技术因其简单、快速以及能在实验室规模上生成厚度从几纳米到几微米的高度均匀的薄膜而备受青睐。然而,它本身是一种批量工艺,可能会造成浪费,因为初始溶液的很大一部分会被甩出基底。

UNESCO Nomenclature: 3322
- 材料技术

类型

物理过程

中断

递增

使用方法

广泛使用

前体

  • 克里斯蒂安·惠更斯发现离心力
  • 发展 电机
  • 可溶性聚合物和光刻胶的合成
  • 了解流体动力学和溶剂蒸发原理

应用

  • 微电子和半导体器件的制造
  • 制造抗反射层等光学涂层
  • 有机发光二极管(OLED)的发明
  • 生产光盘(CD)和数字多功能光盘(DVD)
  • 新材料和传感器的研究与开发

专利:

NA

潜在的创新想法

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