Tecnologia di spruzzatura ad ultrasuoni nel rivestimento di film

Tecnologia di spruzzatura ad ultrasuoni nel rivestimento di film

La presente invenzione riguarda un metodo per la preparazione di film sottili mediante spruzzatura con atomizzazione ad ultrasuoni. Utilizza un semplice dispositivo di atomizzazione ad ultrasuoni per atomizzare il liquido spruzzato in goccioline ultrafini, che vengono poi depositate in modo più uniforme sulla superficie del substrato con l'aiuto di un flusso d'aria ausiliario. Questo metodo consente di ottenere un rivestimento con spessore uniforme e controllabile e aspetto di alta qualità. Questo metodo risolve i problemi di scarsa uniformità della superficie del rivestimento, scarsa qualità del rivestimento, volume di spruzzatura incontrollabile e bassa produttività riscontrati nelle tecnologie di spruzzatura esistenti, raggiungendo l'obiettivo di una spruzzatura precisa. Rispetto alle tecnologie esistenti, la presente invenzione offre vantaggi quali elevata efficienza di spruzzatura, elevata qualità del rivestimento, eccellente riproducibilità del prodotto, elevato utilizzo della soluzione e controllo preciso dell'area di spruzzatura e dello spessore del rivestimento.

Campo tecnico

La presente invenzione riguarda il campo della tecnologia di spruzzatura, in particolare la tecnologia di processo di spruzzatura di film nanosottili, e in particolare un nuovo metodo per preparare film sottili mediante spruzzatura con atomizzazione ad ultrasuoni.

Arte di fondo

La spruzzatura con atomizzazione ad ultrasuoni è un metodo di preparazione della pellicola sottile utilizzato per spruzzare pellicole sottili sulle superfici del substrato. Il processo comprende generalmente tre fasi: atomizzazione ad ultrasuoni, spruzzatura e post-elaborazione. L'atomizzazione ad ultrasuoni utilizza l'effetto di cavitazione degli ultrasuoni per far oscillare, crescere e migrare minuscoli nuclei di cavitazione (bolle) in una soluzione sotto l'influenza dell'energia ultrasonica. Una volta raggiunta la superficie, scoppiano formando minuscole goccioline (nebbia). L'atomizzazione ad ultrasuoni produce goccioline fini, distribuzione uniforme e un'atomizzazione eccellente, facilitando il controllo ed evitando inutili sprechi nella produzione. I processi di rivestimento a spruzzo esistenti utilizzano principalmente aria compressa per spremere il liquido di rivestimento attraverso una pistola a spruzzo e spruzzarlo sulla superficie del substrato. Tuttavia, questo processo presenta inevitabili inconvenienti, come un'uniformità di spruzzatura insufficiente, uno spessore del rivestimento incontrollabile, una scarsa qualità della pellicola, un significativo rimbalzo della soluzione e notevoli sprechi.

CN102019264A descrive un metodo di spruzzatura con atomizzazione ultrafine. Utilizzando ugelli ad ultrasuoni o bifluido, due o più ugelli eseguono un movimento di scansione bidimensionale lungo l'asse XY. Il liquido chimico atomizzato viene applicato all'intero wafer. Il wafer viene quindi ruotato per una seconda spruzzatura e il processo di spruzzatura rotazionale viene ripetuto fino al raggiungimento dello spessore desiderato. CN103143472A descrive un ugello nebulizzatore ad ultrasuoni per flusso di saldatura, costituito da cinque parti. Nella prima parte, una camera di stoccaggio della nebbia e un canale di guida della nebbia sono separati da una parete laterale. Su una parete laterale della camera di stoccaggio della nebbia è prevista un'uscita della nebbia, mentre sull'altra parete laterale della camera di stoccaggio della nebbia è prevista un'apertura superiore del canale di guida della nebbia. La seconda parte si trova sotto la prima parte e comprende una cavità distanziatrice con un'apertura inferiore del canale di guida della nebbia. Sulla parete laterale è installato un ingresso di flusso attraverso il quale viene iniettato il flusso. La terza parte si trova sotto la seconda parte. La quarta parte si trova sotto la terza parte, con un trasduttore ultrasonico situato nella parte inferiore di questa parte e una presa d'aria inferiore all'altra estremità. La quinta parte è il gruppo ugello. Una fonte d'aria esterna entra attraverso l'ingresso dell'aria dell'ugello e viene quindi espulsa dall'ugello. La pressione negativa generata espelle contemporaneamente attraverso l'ugello il flusso atomizzato immagazzinato nella camera di stoccaggio della nebbia.

Sebbene siano stati sviluppati numerosi processi di spruzzatura a atomizzazione ad ultrasuoni e apparecchiature per la spruzzatura a atomizzazione ad ultrasuoni, questi processi o apparecchiature presentano limitazioni nella loro portata e applicazione. Alcune apparecchiature di spruzzatura con atomizzazione ad ultrasuoni non sono in grado di controllare in modo uniforme la quantità di nebbia emessa dall'ugello, rendendo difficile il controllo preciso dello spessore del rivestimento spruzzato. Alcuni processi di spruzzatura con atomizzazione ad ultrasuoni sono adatti solo per spruzzare pellicole su substrati più piccoli. Tuttavia, la presente invenzione può essere utilizzata per spruzzare substrati più grandi, come facciate continue in vetro, nonché per rivestire substrati più piccoli o addirittura estremamente piccoli. Inoltre, controlla con precisione lo spessore del rivestimento e l'ampiezza di spruzzatura (in particolare, regolando i parametri dell'ugello a doppio strato) mantenendo la qualità estetica desiderata.

La presente invenzione mira a risolvere le carenze della tecnologia esistente fornendo un metodo di formazione del film con atomizzazione a ultrasuoni che può essere meglio applicato alla produzione industriale, alla produzione agricola e alla ricerca scientifica, dove è richiesta una lavorazione fine. Può spruzzare il liquido di rivestimento sulla superficie del supporto con la massima precisione. La presente invenzione impiega le seguenti soluzioni tecniche:

Un metodo di formazione di film a spruzzo con atomizzazione ad ultrasuoni utilizza un atomizzatore ad ultrasuoni per atomizzare ad ultrasuoni un liquido spray in goccioline ultrafini. Il metodo utilizza quindi un sistema di ugelli di atomizzazione ad ultrasuoni, guidato da un flusso d'aria ausiliario esterno, per spruzzare la pellicola sulla superficie del substrato.

Il sistema di ugelli di atomizzazione ad ultrasuoni comprende un ugello a doppio strato comprendente un tubo di ingresso del flusso d'aria ausiliario come tubo esterno, un tubo di ingresso del vapore liquido atomizzato come tubo interno e un ugello di nebulizzazione all'estremità. L'ugello nebulizzatore comprende un ugello spruzzatore a doppio strato che collega il tubo di ingresso del flusso d'aria ausiliario e il tubo di ingresso del vapore liquido atomizzato.

Il metodo di formazione della pellicola a spruzzo di atomizzazione ad ultrasuoni utilizza un sistema di ugelli di atomizzazione ad ultrasuoni progettato in modo indipendente. Le onde ultrasoniche vengono utilizzate per scomporre il liquido di spruzzatura tipicamente utilizzato nelle pistole a spruzzo ad aria compressa in goccioline ultrafini, che vengono poi trasportate da un flusso d'aria ausiliario esterno e spruzzate sulla superficie del substrato, formando una pellicola sottile più uniforme. Il flusso d'aria ausiliario esterno serve a modellare il ventaglio di spruzzo. La presente invenzione controlla la dimensione delle particelle delle goccioline e il volume di atomizzazione controllando la frequenza e la potenza dell'onda ultrasonica. La portata dello spruzzo è controllata controllando la portata del vapore liquido atomizzato nel tubo interno. Il controllo del flusso d'aria ausiliario esterno garantisce un flusso uniforme del vapore liquido atomizzato all'interno dell'ugello di nebulizzazione ad ultrasuoni. La presente invenzione utilizza una struttura di ugello a doppio strato per creare un flusso di nebbia uniforme sull'ugello che viene spruzzato sulla superficie del substrato, formando un rivestimento con spessore uniforme e controllabile e aspetto di alta qualità.

RPS-SONIC Video sulle apparecchiature di spruzzatura ad ultrasuoni: