更新時間:2025-12-19
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勻膠機是半導體晶圓、光學鏡片、精密傳感器等器件制備過程中,實現高精度薄膜涂覆的核心設備,其基于旋轉離心力原理,將液態光刻膠或功能涂層均勻涂覆在基片表面,直接影響器件的性能與良率。
一、勻膠機的工作原理與核心結構
勻膠機的工作過程分為滴膠、低速旋轉、高速旋轉、甩膠回收四個階段。滴膠階段將定量膠液滴在基片中心;低速旋轉使膠液均勻鋪展覆蓋基片表面,避免高速旋轉時膠液飛濺;高速旋轉階段依靠離心力,讓膠液在基片表面形成厚度均勻、一致性高的薄膜,薄膜厚度與轉速呈負相關;最后,多余膠液被甩入回收裝置,完成涂覆流程。
其核心結構包含三大模塊:一是旋轉卡盤,負責真空吸附固定不同尺寸的基片,保證旋轉穩定性;二是調速控制系統,精準調控旋轉加速度與轉速,滿足不同膠液、不同薄膜厚度的工藝需求;三是腔體與排風系統,腔體可防止膠液飛濺污染,排風系統及時排出膠液揮發的有機溶劑,保障操作環境安全。
二、關鍵工藝參數對涂覆效果的影響
1. 轉速與時間:這是決定薄膜厚度的核心參數。轉速越高、時間越長,薄膜越薄,且厚度均勻性越好。例如在半導體光刻工藝中,光刻膠薄膜厚度要求精準至納米級,需通過編程設定多段式轉速曲線。
2. 膠液粘度與滴膠量:高粘度膠液需更高轉速才能達到目標厚度,滴膠量需保證能全面覆蓋基片表面,過少易出現涂覆盲區,過多則會增加甩膠損耗與回收成本。
3. 環境溫濕度:溫度影響膠液的粘度與溶劑揮發速率,濕度偏高易導致膠液表面出現針孔缺陷,因此勻膠操作需在恒溫恒濕的潔凈車間內進行。
三、勻膠機的標準化操作與維護規范
(一) 操作流程
1. 基片預處理:使用無塵布蘸取無水乙醇或丙酮,擦拭基片表面的灰塵與油污,避免雜質影響薄膜平整度;
2. 設備啟動與校準:開啟勻膠機電源,預熱腔體,通過校準程序測試卡盤旋轉穩定性,確保轉速誤差在±1rpm范圍內;
3. 基片裝夾與滴膠:將預處理后的基片放置在卡盤中心,啟動真空吸附功能,用移液槍將定量膠液滴在基片中心位置;
4. 執行勻膠程序:調用預設的轉速-時間程序,啟動勻膠流程,過程中觀察腔體是否有膠液泄漏情況;
5. 后處理:程序結束后,關閉真空吸附,用鑷子取下基片,及時清理卡盤與腔體殘留膠液。
(二) 日常維護要點
1. 定期清潔:每次使用后,用無塵布擦拭卡盤與腔體內壁,每周拆卸卡盤進行深度清洗,防止殘留膠液固化影響后續操作;
2. 部件保養:每月檢查真空吸附系統的密封性,及時更換老化密封圈;定期潤滑旋轉電機軸承,延長設備使用壽命;
3. 參數校準:每季度使用專業測速儀校準轉速參數,確保工藝穩定性,校準數據需記錄存檔。
四、勻膠機在精密制造領域的拓展應用
除半導體晶圓光刻工藝外,勻膠機還廣泛應用于光學薄膜制備,如在玻璃基片上涂覆抗反射涂層;在MEMS器件制造中,涂覆犧牲層與功能層;在柔性電子領域,為柔性基板涂覆導電涂層,憑借其高精度、高一致性的涂覆優勢,成為精密制造領域的關鍵設備。