實驗室旋涂儀是一種廣泛應用于材料科學、半導體制造、微電子、光學及生物醫學等領域的核心設備,其核心功能是通過高速旋轉產生的離心力,在基片(如硅片、玻璃片、聚合物片等)表面均勻涂覆液體薄膜(如光刻膠、聚合物溶液、生物材料等)。其工作原理可分為三個階段:首先將液體材料滴加至靜止或低速旋轉的基片中心,隨后電機驅動基片加速至設定轉速,離心力使液體從中心向外鋪展形成均勻薄膜,最終通過溶劑揮發(針對含溶劑體系)或直接固化形成固態或半固態薄膜。
一、高精度控制:薄膜均勻性與厚度的核心保障
轉速穩定性
采用無刷直流電機或伺服電機,轉速誤差可控制在±1rpm以內(如MINN M6勻膠機),確保離心力均勻分布,避免薄膜厚度波動。部分設備支持雙向旋轉(正反轉速度±100~±12000rpm),進一步消除涂層不均。
加速度與時間精準調控
加速度范圍可達100-30000 RPM/S,單步工藝時間精度不超過0.1秒(如MINN M6),可精確控制溶劑揮發速率,優化薄膜結晶過程。例如,在鈣鈦礦太陽能電池制備中,需通過分步旋涂控制晶粒生長,此時高時間分辨率至關重要。
多參數協同控制
支持轉速、加速度、時間、滴膠量等參數的獨立或聯動調節。例如,Ossila勻膠旋涂儀可通過程序設置100個步驟,實現“低速滴膠-高速鋪展-減速干燥”的復雜工藝,滿足不同材料體系的涂覆需求。
二、多功能適應性:覆蓋多領域應用場景
基片尺寸與形狀兼容性
支持從3mm碎片到12英寸圓晶圓片的加工(如成越科儀CY-SPC-SS),甚至可處理方形基片(邊長5×5英寸)。非真空卡盤式設計(如Ossila機型)可避免超薄基片(0.2mm以下)翹曲,適用于柔性電子器件制備。
材料體系覆蓋廣泛
可涂覆光刻膠、聚合物溶液、納米顆粒分散液、生物材料(如蛋白質、DNA)等。例如,在半導體制造中,旋涂光刻膠需控制厚度在納米級;而在生物醫學領域,需均勻涂覆細胞溶液以制備傳感器。
工藝模式靈活性
提供單步模式、多步模式及曲線分析圖功能,適應不同工藝需求。例如,制備梯度薄膜時,可通過多步旋涂調整轉速和時間,實現成分或厚度的漸變。
三、智能化操作:提升效率與可重復性
人機交互界面
配備4.3英寸全彩觸摸屏(如MINN M6)或液晶屏操作系統(如成越科儀CY-SPC-SS),支持智能觸碰筆、顏色區分功能及提示音,簡化操作流程。部分設備(如Ossila機型)可在運轉中實時修改參數,實現動態工藝調整。
程序存儲與調用
可存儲99個程序段(MINN M6)或100組100步程序(成越科儀CY-SPC-SS),每個程序包含轉速、時間、加速度等參數,方便快速調用歷史工藝,提升實驗重復性。
自動化與集成化
支持自動滴膠、自動去邊等擴展功能(如MINN M6預留端口),減少人工干預。部分設備(如成越科儀CY-SPC-SS)可擴展四路自動點膠端口,滿足工業級連續生產需求。
四、安全環保設計:保障操作人員與樣品安全
封閉或半封閉結構
減少塵埃和污染物進入,提升薄膜清潔度。例如,MINN M6采用氣流保護裝置,對旋轉馬達進行保護,同時降低化學氣體揮發風險。
安全聯鎖與報警功能
系統蓋板嵌鎖、真空異常、通氣異常、馬達轉速異常等均會觸發報警(如MINN M6),并通過聲音和界面對話框提示,防止設備損壞或人員受傷。
低電壓與防腐蝕設計
采用24V低電壓電源適配器(如Ossila機型),避免高壓風險;耐酸堿防腐蝕的FEP覆膜操作界面(如Ossila)和不銹鋼外殼,適應苛刻實驗環境。
五、模塊化擴展能力:滿足定制化需求
預留擴展端口
支持自動滴膠裝置、自動去邊裝置、加熱/冷卻基片等選配項(如MINN M6),可根據實驗需求靈活升級。
真空系統兼容性
部分設備(如MINN M6控制器可拆卸)可配合手套箱使用,適應無氧或惰性氣體環境,滿足特殊材料制備需求。
定制化服務
針對超大或超重基片(如12英寸圓形底物),可提供定制化解決方案(如成越科儀CY-SPC-SS),擴展設備應用范圍。
