Ultralydssprøjteteknologi i filmcoating

Ultralydssprøjteteknologi i filmcoating

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af tynde film ved ultralydsforstøvningssprøjtning. Den bruger en simpel ultralydsforstøvningsanordning til at forstøve sprøjtevæsken til ultrafine dråber, som derefter aflejres mere jævnt på substratoverfladen ved hjælp af en hjælpeluftstrøm. Denne metode opnår en belægning med ensartet, kontrollerbar tykkelse og et udseende af høj kvalitet. Denne metode løser problemerne med dårlig belægningsoverfladeens ensartethed, dårlig belægningskvalitet, ukontrollerbar sprøjtevolumen og lav produktivitet, som man støder på i eksisterende sprøjteteknologier, hvilket opnår målet om præcis sprøjtning. Sammenlignet med eksisterende teknologier tilbyder den foreliggende opfindelse fordele såsom høj sprøjteeffektivitet, høj belægningskvalitet, fremragende produktreproducerbarhed, høj opløsningsanvendelse og præcis kontrol af sprøjtearealet og belægningstykkelsen.

Teknisk område

Den foreliggende opfindelse angår området for sprøjteteknologi, specifikt til nano-tynd film sprøjteprocesteknologi, og specifikt til en hidtil ukendt fremgangsmåde til fremstilling af tynde film ved ultralydsforstøvningssprøjtning.

Baggrundskunst

Ultralydsforstøvningssprøjtning er en tyndfilmsfremstillingsmetode, der bruges til at sprøjte tynde film på substratoverflader. Processen omfatter generelt tre trin: ultralydsforstøvning, sprøjtning og efterbehandling. Ultralydsforstøvning udnytter kavitationseffekten af ​​ultralyd til at få små kavitationskerner (bobler) i en opløsning til at oscillere, vokse og migrere mod overfladen af ​​opløsningen under påvirkning af ultralydsenergi. Når de når overfladen, brister de og danner små dråber (tåge). Ultralydsforstøvning producerer fine dråber, ensartet fordeling og fremragende forstøvning, hvilket gør det nemt at kontrollere og undgå unødvendigt spild i produktionen. Eksisterende sprøjtebelægningsprocesser anvender primært trykluft til at presse belægningsvæsken gennem en sprøjtepistol og sprøjte den på substratoverfladen. Denne proces har imidlertid uundgåelige ulemper, såsom utilstrækkelig sprayens ensartethed, ukontrollerbar belægningstykkelse, dårlig filmkvalitet, betydeligt tilbageslag af opløsning og betydeligt spild.

CN102019264A beskriver en ultrafin forstøvningssprøjtemetode. Ved hjælp af ultralyds- eller to-væskedyser udfører to eller flere dyser en todimensionel scanningsbevægelse langs XY-aksen. Den forstøvede kemiske væske påføres hele waferen. Waferen roteres derefter til en anden sprøjtning, og rotationssprøjtningsprocessen gentages, indtil måltykkelsen er nået. CN103143472A beskriver en ultralydsforstøvningsdyse til loddemiddel, bestående af fem dele. I den første del er et tågelagerkammer og en tågelederkanal adskilt af en sidevæg. Et tågeudløb er tilvejebragt på den ene sidevæg af tågelagerkammeret, og en øvre tågelederkanalåbning er tilvejebragt på den anden sidevæg af tågelagerkammeret. Den anden del er placeret under den første del og inkluderer et afstandshulrum med en nedre tågestyrekanalåbning. Der er installeret et fluxindtag på sidevæggen, gennem hvilket flux injiceres. Den tredje del er placeret under den anden del. Den fjerde del er placeret under den tredje del, med en ultralydstransducer placeret i bunden af ​​denne del og et bundluftindtag i den anden ende. Den femte del er dysesamlingen. En ekstern luftkilde kommer ind gennem dysens luftindtag og udstødes derefter af dysen. Det genererede undertryk udstøder samtidig den forstøvede flux, der er lagret i tågelagerkammeret, gennem dysen.

Selvom der er udviklet en række ultralydsforstøvningssprøjteprocesser og udstyr til ultralydsforstøvningssprøjtning, har disse processer eller udstyr begrænsninger i deres omfang og anvendelse. Noget ultralydsforstøvningsudstyr kan ikke ensartet kontrollere mængden af ​​tåge, der udsendes ved dysen, hvilket gør det vanskeligt præcist at kontrollere tykkelsen af ​​den sprøjtede belægning. Nogle ultralydsforstøvningssprøjteprocesser er kun egnede til sprøjtning af film på mindre underlag. Den foreliggende opfindelse kan imidlertid anvendes til sprøjtning af større substrater, såsom glasgardinvægge, såvel som belægning af mindre eller endda ekstremt små substrater. Den kontrollerer også nøjagtigt belægningstykkelsen og sprøjteamplituden (specifikt ved at justere parametrene for dobbeltlagsdysen), mens den bibeholder den ønskede udseendekvalitet.

Den foreliggende opfindelse sigter mod at afhjælpe manglerne ved den eksisterende teknologi ved at tilvejebringe en ultralydsforstøvnings-sprayfilmdannende metode, der bedre kan anvendes til industriel produktion, landbrugsproduktion og videnskabelig forskning, hvor finbearbejdning er påkrævet. Den kan sprøjte belægningsvæsken på underlagets overflade med maksimal præcision. Den foreliggende opfindelse anvender følgende tekniske løsninger:

En ultralydsforstøvningssprayfilmdannende metode anvender en ultralydsforstøver til ultralydsforstøvning af en sprayvæske til ultrafine dråber. Metoden anvender derefter et ultralydsforstøvningsdysesystem, styret af en ekstern hjælpeluftstrøm, til at sprøjte filmen på substratoverfladen.

Ultralydsforstøvningsdysesystemet omfatter en dobbeltlagsdyse, der omfatter et hjælpeluftstrømsindløbsrør som et ydre rør, et forstøvet væskedampindløbsrør som et indre rør og en forstøvningsdyse i enden. Forstøvningsdysen omfatter en dobbeltlagssprøjtedyse, der forbinder det ekstra luftstrømsindløbsrør og det forstøvede væskedampindløbsrør.

Ultralydsforstøvningssprayfilmdannende metode anvender et uafhængigt designet ultralydsforstøvningsdysesystem. Ultralydsbølger bruges til at opdele den sprøjtevæske, der typisk bruges i luftsprøjtepistoler, til ultrafine dråber, som derefter bæres af en ekstern hjælpeluftstrøm og sprøjtes på underlagets overflade, hvilket danner en mere ensartet tynd film. Den eksterne hjælpeluftstrøm tjener til at forme sprøjtemønsteret. Den foreliggende opfindelse styrer dråbepartikelstørrelsen og forstøvningsvolumen ved at styre frekvensen og effekten af ​​ultralydsbølgen. Sprøjtestrømningshastigheden styres ved at kontrollere strømningshastigheden af ​​den forstøvede væskedamp i det indre rør. Styring af den eksterne hjælpeluftstrøm sikrer ensartet strøm af den forstøvede væskedamp inde i ultralydsforstøvningsdysen. Den foreliggende opfindelse anvender en dobbeltlags dysestruktur til at skabe en ensartet tågestrøm ved dysen, som sprøjtes på substratoverfladen, og danner en belægning med ensartet, kontrollerbar tykkelse og et udseende af høj kvalitet.

RPS-SONIC Ultrasonic sprøjteudstyr videoer: