勻膠機是一種常見(jiàn)用于材料薄膜制備工藝的實(shí)驗室設備

　　勻膠機顧名思義是一種可以“讓膠液均勻涂敷的機器”。勻膠機是一種常見(jiàn)用于材料薄膜制備工藝的實(shí)驗室設備，它的原理相對比較簡(jiǎn)單，利用電機高速旋轉時(shí)所產(chǎn)生的離心力使得試液或者膠液均勻地涂敷在基底材料的表面。

　　勻膠機有很多稱(chēng)謂如：勻膠臺、旋轉涂膜機、旋轉涂層機或者旋轉涂敷機等等，它的英文是SpinCoater旋轉涂膜的意思。

　　勻膠機既然是科研開(kāi)發(fā)上制備薄膜材料*的方法之一。使用者對于該設備大的期待就在于其能夠“均勻”地涂敷試液或者膠液。通常我們會(huì )用均一性和可重復性來(lái)衡量薄膜材料制備的好壞。

　　勻膠旋涂過(guò)程按基片旋轉速度及膠質(zhì)的變化，分幾個(gè)階段：滴膠，加速旋轉攤膠，勻速旋轉勻膠以及去邊，其中第3階段勻速旋轉階段是膠質(zhì)涂層厚度和均勻性控制的重要階段。

　　1.滴膠

　　在滴膠前，膠質(zhì)需經(jīng)過(guò)亞微米級別的過(guò)濾處理，否則薄膜有可能形成彗星圖，星狀圖，戒產(chǎn)生氣泡。滴膠階段是將膠質(zhì)溶劑沉積在基片上中心位置的過(guò)程?？梢允謩?dòng)滴加，或用配備的自動(dòng)滴膠器滴加。一般而言，自動(dòng)滴膠方式由亍是自動(dòng)機械化操作，終薄膜的厚度，均勻性，及可重復性都很好，也可以減少易揮發(fā)的毒性氣體不身體接觸。而手動(dòng)滴膠是人工操作，適合實(shí)驗研究要求較高的薄膜制備。滴膠過(guò)程可采用靜態(tài)滴膠或者動(dòng)態(tài)滴膠兩種方式，靜態(tài)滴膠是在基片旋轉之前就將膠質(zhì)滴加沉積在基片中心，動(dòng)態(tài)滴膠則是基片一邊以一定的速度旋轉（一般是500RPM），一邊滴膠。如果膠質(zhì)或基片是疏水性的，可以選擇動(dòng)態(tài)滴膠法，另外動(dòng)態(tài)滴膠法所需的滴膠量也可以略少。

　　2.攤膠-加速旋轉

　　有些膠質(zhì)中的溶劑揮發(fā)性很強，如果基片沒(méi)有在短時(shí)間內穩定快速的加速到設定的速度，膠質(zhì)中的溶劑就會(huì )快速揮發(fā)，從而導致膠質(zhì)的粘性迅速增強，從而影響對涂層厚度的控制。加速旋轉階段中基片以一定的加速度旋轉，膠質(zhì)溶劑開(kāi)始向基片邊緣擴散，會(huì )有部分膠質(zhì)開(kāi)始被甩出基片，在加速初始階段，膠質(zhì)是以一定的高度堆積在基片表面，膠質(zhì)的底部與基片表面粘在一起，一起旋轉。而膠質(zhì)的上層由于慣性作用，其轉速無(wú)法與基片同速，因此膠質(zhì)形成螺旋狀。隨著(zhù)膠質(zhì)在離心力作用下持續向基片邊緣擴散，螺旋狀逐漸消失，膠質(zhì)變薄為涂層，并覆蓋基片表面，涂層基片旋轉速度*同步。在基片的加速旋轉階段，旋轉速度高精度的控制，以及旋轉時(shí)間的準確設置非常重要。其實(shí)，無(wú)論膠質(zhì)具有怎樣的性質(zhì)，勻膠機都需具備高精度，穩定的馬達旋轉速度控制系統，這樣才可以制作厚度均勻可控的薄膜。

　　3.旋涂去邊

　　在勻速旋轉階段中，膠質(zhì)的粘性力和揮發(fā)作用是影響薄膜厚度不均勻性的重要因素。膠質(zhì)溶劑在加速旋轉至設定速度時(shí)，已經(jīng)形成一定厚度的涂層。在接下來(lái)的勻速旋轉過(guò)程中，由于膠體的粘性力仍然小于所受到的離心力，涂層持續向基片邊緣擴散，基片邊緣的膠質(zhì)也不斷地被甩出，涂層厚度逐漸減小。同時(shí)，由于涂層已覆蓋整個(gè)基片表面，受基片上方快速流動(dòng)的氣流影響，溶劑的揮發(fā)速度加快，導致膠體的粘性力也不斷增加，開(kāi)始形成難以流動(dòng)的膠狀物。此時(shí)，膠質(zhì)涂層所受到的各個(gè)方向的力達到平衡，涂層的厚度也達到終狀態(tài)。后，在涂層薄膜的邊緣部位，膠質(zhì)表面張力的作用，薄膜邊緣部分的膠質(zhì)難以被甩出基片，會(huì )形成厚度不均勻的薄層，甚至會(huì )擴張至基片的背面，因此基片邊緣需要經(jīng)過(guò)去邊處理。去邊處理包括基片正面和背面的化學(xué)去邊處理，以及基片正面的光學(xué)去邊處理。