雾化喷胶原理,最新资讯,MEMS微纳代加工定制化解决方案-引领mems器件工艺新潮

光刻胶气动雾化喷涂是一种基于高压气体剪切液柱的涂覆技术，其核心原理是通过压缩空气将光刻胶溶液雾化成微米级液滴，并定向输运至基板表面，最终形成均匀薄膜。整个过程可分为供液雾化、载气输运、飞行挥发、基板成膜四个关键阶段，各阶段的机制及影响因素如下：

1、供液与雾化：液柱破碎为微米级液滴

供液：光刻胶溶液通过精密注射泵或压力罐以稳定流量输送至喷嘴。为确保雾化效果，光刻胶需提前用溶剂稀释至低黏度。

雾化：在喷嘴出口处，高压压缩空气（载气，通常为氮气）与光刻胶液柱相遇。载气的高动能会对液柱产生剪切力，将连续的液柱破碎成大量微米级液滴。

雾化效果受以下因素影响：

载气参数：气压、流量（需与胶液流量匹配）；

胶液性质：黏度（越低越易雾化，但需避免过度稀释）、表面张力（小表面张力有助于液滴铺展）；

喷嘴结构：喷嘴口径、形状（如锥形喷嘴可增强剪切效果）。

微信图片_2026-02-25_134007_779.png

2、载气输运：定向飞行与喷雾锥形成

喷雾锥形成：载气携带液滴从喷嘴喷出后，会形成圆锥形喷雾锥。喷雾锥的形态由载气压力、流量及喷嘴几何形状共同决定：压力越高、流量越大，喷雾锥越宽，覆盖范围越广。

定向输运：液滴在空气中的自由沉降速度极低，主要依靠载气的推力实现长距离、定向输运。通过调整喷嘴与基板的距离和扫描速度，可确保液滴均匀覆盖基板表面。

3、飞行中挥发：预固化与粒径演化

液滴在飞向基板的过程中，溶剂会持续挥发，这是一个关键的“预固化”阶段，直接影响最终成膜质量。

黏度变化：溶剂挥发导致液滴体积缩小，固含量上升，黏度逐渐增加。若挥发过快，液滴表面会形成“硬壳”，内部溶剂挥发后易产生凹凸不平的“桔皮”表面；若挥发适中，则有利于后续在基板上的流平。

粒径演化：飞行过程中，液滴会因溶剂挥发而粒径缩小（通常缩小10%-30%）。粒径分布的一致性取决于雾化效果：雾化越均匀，粒径分布越窄，成膜均匀性越好。

4、基板成膜：液滴铺展与融合

液滴到达基板表面后，通过表面扩散与融合形成连续薄膜，过程如下：

润湿与铺展：液滴接触基板后，会在表面张力作用下铺展。若基板表面润湿性好，液滴会迅速铺展成薄膜；若润湿性差，则易出现“针孔”或“未覆盖”缺陷。

溶剂挥发与固化：剩余溶剂继续挥发，胶液黏度持续升高，促使液滴之间发生融合。最终，液滴完全融合成一层均匀、致密的光刻胶薄膜，其厚度由胶液流量、喷涂次数、扫描速度共同决定。