薄膜涂布的方法是什么？湿法与干法沉积指南

薄膜涂布的方法不是单一的技术，而是一类用于将极薄的材料层施加到表面或“基板”上的工艺。这些方法大致分为两大类：“湿涂布”（基于液体）和“干涂布”或沉积（基于蒸汽）。最常见的商业湿涂布方法包括狭缝涂布、凹版印刷和反转辊涂布，而气相沉积涉及原子级构建薄膜的过程。

关键要点是，没有单一的“最佳”方法。选择完全取决于将工艺与涂层材料的具体要求、所需的薄膜厚度、生产速度和最终产品应用相匹配。

薄膜涂布的两大支柱

要理解薄膜应用，必须区分这两种主要方法：应用一种随后干燥的液体，或者从蒸汽中沉积固体材料。

湿涂布涉及将液体溶液施加到基板上，然后将其干燥，留下固体薄膜。这常用于聚合物、粘合剂以及塑料薄膜或纸张等柔性材料上的光学层。

狭缝涂布机通过狭窄的机械加工缝隙，精确计量并将液体施加到移动的基板上。

该方法因其在基板整个宽度上产生极其均匀的薄膜厚度的能力而备受推崇。这是一种“预计量”技术，意味着涂层的量在施加之前就已经确定了。

凹版印刷涂布使用一个刻有微小单元图案的辊筒。该辊筒拾取涂层液体，刮刀刮去多余部分，然后辊筒将液体从其单元转移到基板上。

这是一种极其快速高效的方法，非常适合大批量生产。转移液体的量由辊筒上单元的大小和密度控制。

该技术使用一系列辊筒来计量和施加高度均匀的涂层层。关键在于，涂布辊筒的旋转方向与移动的基板方向相反。

这种“反向”作用产生剪切力，使液体平滑，从而形成极其光滑、无缺陷的表面光洁度。它常用于对表面质量要求极高的优质光学薄膜或电子薄膜。

干涂布或沉积涉及在真空室中从气相材料中形成薄膜。这是制造坚硬、耐用或高纯度涂层（如半导体晶圆、切削工具和光学镜片上的涂层）的标准方法。

反应性沉积是一种通过在基板表面发生化学反应来形成涂层的工艺。

例如，金属源材料（如钛）在反应性气体（如氮气）存在下被汽化。金属和气体反应，直接在产品上形成新的化合物（氮化钛），从而形成非常坚硬耐用的薄膜。这通常是物理或化学气相沉积的一个子类别。

选择涂布方法需要平衡相互竞争的优先级。专家的决策需要了解每种技术的固有折衷。

凹版印刷涂布等高速方法非常适合批量生产，但在薄膜均匀性控制方面可能不如较慢、更精确的狭缝涂布方法。

湿涂布系统的复杂性通常低于气相沉积系统，资本成本也较低。沉积需要昂贵的真空室、高纯度源材料和大量的能源输入，但它可以制造出湿涂布无法实现的薄膜。

涂层液体的特性——尤其是其粘度（厚度）——至关重要。一种适用于凹版印刷涂布的低粘度液体可能不适用于狭缝涂布系统。同样，沉积仅限于可以汽化或“溅射”的材料。

您的最终选择取决于最终目标。对主要目标的清晰理解将引导您找到正确的工艺。

了解这些基本差异，使您能够选择与您的技术和商业目标完美契合的涂布工艺。