Princípio de funcionamento, características e aplicação de revestimentos por centrifugação
Distribuidor de cola, também conhecido como spinner de cola, spin coater, e é usado principalmente como um equipamento de revestimento de filme para revestir fotorresistente em wafers ou em experimentos sol-gel. O princípio básico de um spin coater é pingar vários adesivos em um substrato giratório de alta velocidade e usar força centrífuga para fazer o revestimento adesivo uniformemente no substrato. A espessura do filme está relacionada à viscosidade do adesivo, ao coeficiente de viscosidade entre o líquido adesivo e o substrato, à velocidade de rotação e ao tempo de spin coat[1]. Geralmente, quando a velocidade está acima de 2000 rpm, a maior parte do adesivo pode ser distribuída uniformemente, e a estabilidade e repetibilidade da velocidade do fuso são a chave para determinar a uniformidade e consistência da espessura do filme.
Os revestidores por centrifugação são usados principalmente nas áreas de microprocessamento de sistemas microeletromecânicos, biologia, materiais, semicondutores, fabricação de placas, nova energia, filmes finos, óptica e revestimento de superfície, bem como revestimento de amostras, cujo substrato não pode ser revestido por meio de revestimento por imersão ou raspagem de filme. Geralmente, há duas maneiras de fixar amostras: mandril a vácuo e placa de amostra ranhurada. Um dispositivo de vácuo é necessário para fixar a amostra com um mandril a vácuo, que é adequado para fixar substratos com superfície lisa, boa planicidade e sem deformação sob sucção a vácuo. A placa de amostra ranhurada é usada para fixar substratos macios, de tamanho maior e de formato irregular.
Modelos e características dos spin coaters:
O spin coater VTC-50A é controlado por um computador de chip único com alta anti-interferência, e a velocidade de rotação é muito estável na faixa de até 1000 a 8000 RPM. Existem dois estágios de trabalho para revestimento --- no estágio de baixa velocidade T1, o líquido do filme é gradualmente disperso e o processo de injeção do adesivo é concluído, enquanto no estágio de alta velocidade T2, o líquido do filme é espalhado uniformemente na superfície do substrato para formar um filme com espessura uniforme, e o processo de uniformidade do adesivo é concluído. Uma placa de amostra de PP ranhurada é usada para fixar o substrato. Ranhuras de diferentes formas e tamanhos podem ser abertas no modelo (entregue junto com o spin coater) de acordo com a forma e o tamanho dos substratos. É fácil de usar e simples de operar, e não danifica o substrato. O tamanho máximo das amostras que podem ser fixadas é 55 mm × 55 mm.
O revestidor a vácuo VTC-100 vem de fábrica com 3 mandris a vácuo de tamanhos diferentes. O substrato é fixado por meio de adsorção de mandril a vácuo, e o equipamento usa um programa de dois estágios para controlar a velocidade. Existem dois estágios de trabalho para revestimento --- estágio de baixa velocidade T1 para injeção de adesivo e estágio de alta velocidade T2 para nivelamento de adesivo. Após o nivelamento do filme, a bomba de vácuo continua a funcionar por um período de tempo até que a máquina pare completamente de funcionar, e todo o processo de revestimento do filme termine. Faixa de velocidade: 500-8000 rpm, o tamanho máximo de amostras que podem ser adsorvidas é φ100 mm.
O revestidor de centrifugação a vácuo VTC-200 usa adsorção de mandril a vácuo para fixar amostras. O equipamento usa um programa de dois estágios para controlar a velocidade --- estágio de baixa velocidade T1 para injeção de adesivo e estágio de alta velocidade T2 para nivelamento de adesivo. Após o nivelamento do filme, a bomba de vácuo continua a funcionar por um período de tempo até que a máquina pare completamente de funcionar e todo o processo de revestimento do filme termine. Faixa de velocidade: 500-8000 rpm, o tamanho máximo de amostras que podem ser adsorvidas é φ200mm.
O revestidor a vácuo VTC-100PA pode ser usado para a preparação de filmes de revestimento de soluções de revestimento de ácido forte e alcalino forte. O equipamento é equipado com dois mandris a vácuo de tamanhos diferentes como padrão para fixar amostras. O equipamento pode armazenar 12 conjuntos de programas, e cada conjunto de programas contém 6 estágios de execução. A velocidade de rotação do equipamento difere em diferentes estágios de operação e é lentamente elevada até a velocidade limite, o que é propício à uniformidade do filme na superfície da amostra, economizando materiais de revestimento. Faixa de velocidade: 500 rpm-10000 rpm, o tamanho máximo das amostras que podem ser adsorvidas é φ100 mm. (O revestidor a vácuo de aquecimento da tampa superior pode ser personalizado.)
A câmara do revestidor de centrifugação UV VTC-100PA-UV é feita de PP, que pode ser usada para soluções ácidas e alcalinas fortes. A tampa superior desta máquina tem a função de radiação de luz UV, que é adequada para adesivos sensíveis à luz UV. A câmara é equipada com orifícios de entrada de ar, que podem ser usados para inserir gás de proteção durante o processo de nivelamento do adesivo. As amostras são fixadas por meio de adsorção a vácuo. Equipada com uma ferramenta de centralização especial, a amostra pode ser facilmente colocada no centro do mandril de vácuo para reduzir a vibração causada pela excentricidade e evitar ser jogada para fora. Faixa de velocidade: 500 rpm-10000 rpm, o tamanho máximo das amostras que podem ser adsorvidas é φ100 mm.
O revestidor a vácuo VTC-200P é feito de PP, que pode ser usado para preparação de filme de revestimento de soluções de revestimento de ácido forte e alcalino forte. A amostra é fixada por meio de adsorção de mandril a vácuo. O equipamento pode armazenar 12 conjuntos de programas, e cada programa contém 6 estágios de execução. A faixa de configuração da taxa de aumento e diminuição da velocidade de cada estágio: 100 - 2000 rpm/s, o intervalo de tempo de cada estágio: 0 - 60s. A velocidade de rotação do equipamento difere em diferentes estágios de operação e é lentamente elevada até a velocidade limite, o que é propício à uniformidade do filme na superfície da amostra, economizando materiais de revestimento. A tampa superior da câmara pode ser opcionalmente equipada com uma função de aquecimento, o que é benéfico para o processo de revestimento de materiais de filme com alta viscosidade. Faixa de velocidade: 500-6000 rpm, o tamanho máximo das amostras que podem ser adsorvidas é φ200mm.
O revestidor a vácuo VTC-200PV pode ser usado para preparação de filme de revestimento de soluções de revestimento de ácido forte e alcalino forte. Este equipamento pode evacuar sua câmara, para que a amostra possa ser revestida em um estado de vácuo completo, o que é adequado para materiais que são facilmente oxidados e deteriorados no ar. O equipamento pode armazenar 12 grupos de programas, cada grupo de programas contém 6 estágios de execução. A faixa de configuração da taxa de aumento e diminuição da velocidade de cada estágio: 100 - 2000 rpm/s, e a faixa de tempo de cada estágio: 0-60s. A velocidade de rotação do equipamento difere em diferentes estágios de operação e é lentamente elevada até a velocidade limite, o que é propício à uniformidade do filme na superfície da amostra, economizando materiais de revestimento. Faixa de velocidade: 500-6000 rpm, o tamanho máximo das amostras que podem ser adsorvidas é φ200mm.
Os revestidores centrífugos correspondentes também podem ser personalizados de acordo com as necessidades do cliente.
Referências:
[1] Shi Donglu, Zhou Wuzong, Liang Weiyao, editor-chefe, Pesquisa Aplicada sobre Supercondutividade em Alta Temperatura, Shanghai Science and Technology Press, 2008.10, p. 266