Vật lý và Ứng dụng của Phương Pháp Nhúng và Phương Pháp Quay Lớp
Tóm tắt
Phương pháp nhúng (Dip coating) là một phương pháp cổ điển đơn giản trong việc phủ lên bề mặt (substrate), đặc biệt là các tấm và xi lanh nhỏ, một lớp mỏng đồng nhất chất lỏng để làm rắn thành một lớp phủ. Dòng chảy cơ bản là ổn định, và trong đó độ dày của lớp màng được xác định bởi sự cạnh tranh giữa lực độ nhớt, lực mao dẫn (lực bề mặt) và trọng lực. Độ dày và tính đồng nhất có thể phản ứng nhạy bén với điều kiện dòng chảy trong bồn chất lỏng và khí trên bề mặt. Càng nhanh chóng rút bề mặt ra, lớp màng được phủ càng dày. Điều này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng các dung môi dễ bay hơi và kết hợp quá trình làm khô đủ nhanh với dòng chảy cơ bản của chất lỏng. Sau đó, vật lý trở nên phức tạp hơn, dự đoán lý thuyết về hiệu suất quy trình khó khăn hơn, và việc kiểm soát quá trình đòi hỏi nhiều hơn. Ngoài các phòng thí nghiệm nghiên cứu và phát triển sản phẩm, phương pháp này ít được sử dụng trong sản xuất phủ chính xác hơn so với nhiều phương pháp coating được định lượng trước.
Phương pháp quay lớp (Spin coating) là một phương pháp được phát triển gần đây nhằm tạo ra một lớp màng lỏng đồng nhất bên trên các bề mặt nhỏ, đặc biệt là các đĩa phẳng nhỏ, với cùng mục đích. Dòng chảy cơ bản là quá trình thoát nước theo hướng tâm không ổn định trong đó lực ly tâm và lực độ nhớt cạnh tranh với nhau đến mức mà chất lỏng thông thường (Newtoan) có độ nhớt không đổi sẽ tiến tới một lớp màng đồng nhất ngày càng mỏng theo thời gian chậm hơn. Các dung môi dễ bay hơi thường được sử dụng bởi vì có thể tìm thấy các điều kiện mà có thể tách biệt tốt quá trình mỏng đi do quay với quá trình mỏng và làm rắn bằng cách làm khô sau đó. Độ dày và tính đồng nhất, hiện nay có thể dự đoán lý thuyết, nhạy cảm với tốc độ, điều kiện khí và đặc tính lưu biến của chất lỏng cô đặc và làm rắn. Đối với đặc tính lưu biến của lớp phủ photoresist trong lĩnh vực vi điện tử, phương pháp quay lớp hoạt động tốt. Đối với lớp phủ huyền phù trong công nghệ đĩa từ, quy trình yêu cầu kiểm soát cẩn thận hơn; thực tế là nó thường bị điều chỉnh.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Bornside, 1987, J. Imaging Tech., 13, 122
12. Bornside D. E. , Macosko C. W. and Scriven L. E. , J. Imaging Tech., to be published (1988).
8. Sartor L. , Brandt S. A. and Scriven L. E. , Research in progress (1988).
10. Servida A. A. , Davis H. T. and Scriven L. E. , Research in progress (1988).
Skidmore, 1988, Semiconductor International, 57
Landau, 1942, Acta Physicochim. U.R.S.S., 17, 42
Blake, 1984, Surfactants, 221
21. Crooks W. and Leung W. C. , Proc. 1987 Intermag Conf., Tokyo, in press (1988).
Kistler, 1983, Chapter 8 of Computational Analysis of Polymer Processing, 244