[发明专利]用于少量液体的喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于少量液体的喷射装置(喷枪)，用于将诸如 液态感光保护剂、表面保护膜、功能涂层等特别精细的液体雾化、并 且将其涂抹到诸如半导体硅片、玻璃基板、各种类型树脂、金属元件 等涂敷目标上，以形成薄膜。

背景技术

迄今为止，当在半导体硅片或者玻璃基板上形成干膜厚度为10μm 或者小于10μm的感光保护剂膜或功能膜时，通常采用诸如旋转涂敷机 或者刮棒涂布机等的涂敷技术。

然而，这对于平坦的半导体硅片或玻璃基板、或者涂敷抗蚀剂的 表面是平面的情况而言运转良好，但是，当在所述表面参差不齐且不 平坦的情况下应用旋转涂敷机进行涂敷时，涂敷材料可能会在涂敷目 标进行必要旋转时飞溅出，并且利用旋转涂敷机或者刮棒涂布机等装 置很难在具有不能旋转的形状的球形目标或圆柱形涂敷目标上形成 膜。同样，如果涂敷表面不平坦(具有大的展弦比)或者设有凹陷或 孔的话，就不可能涂敷到不平坦的部分、或者凹陷处的侧部和底部、 或者孔的侧部等。

因此，已经对利用喷枪来形成涂敷材料膜的方法进行了研究，但 是为了获得干膜厚度为10μm或者小于10μm的膜，雾化液体的颗粒直 径通常大约为10μm到20μm，因此在涂敷膜上会有起伏，再加上薄膜 厚度的变化、气泡等，而且需要大量时间来确定涂敷条件设定，并且 很难获得具有良好精度的薄膜厚度。当利用常规空气喷枪实施喷射时， 即使将粘性降低到20CPS或者更低，涂覆材料的颗粒直径通常大约为 10μm到15μm。

在这种情况下，当将涂覆颗粒粘附并积聚在20μm的梯状区域的不 平坦部时，颗粒直径大，因此涂覆材料在凹部的角落处下沉，并变得 过薄。如果试图使颗粒直径更细，例如10μm或者更小，将不能形成膜， 除非雾化空气压力增大到0.4MPa或者更高并降低分配量。在这种情况 下，雾化空气压力过强，10μm或者更小的颗粒不均匀地粘附到涂敷目 标上，并且涂敷效率降低到30％或者更低，作为一个涂敷装置这是不 成功的。如果在普通平坦表面涂层中一般干膜厚度是10μm的话，喷射 的薄膜厚度精度是±10％或者更多。

当形成10μm或者更薄的薄膜时，空气雾化喷射通常是最便宜的喷 射系统。还具有利用超声波雾化系统来实施雾化的喷枪，但是喷射速 度过低，并且在实际中对涂敷目标的粘附也不均匀，因此它们一般被 用在加湿器等装置中。而且，在无空气喷射系统和离心雾化系统中， 液体的粘性被降低到20CPS或者更低，以便形成10μm或者更小的颗粒， 但是它们具有这样的缺陷：在距离喷射出口300mm或者更远的地方， 仅形成了全部配发量的大约20％，另外它们不适用于低的配发量(其 中每分钟向涂敷目标上涂敷30cc或者更少的量)。因此，当形成10μm 或者更薄的薄膜时，通常考虑采用空气雾化的双流体喷射系统。然而， 如上所述，最大的缺点在于涂敷效率极低，大约20～30％，并且当利 用薄膜厚度范围是10μm或者更小的旋转涂敷机时，不可能实现具有±5 ％或者更小的精度的涂覆膜厚度。

相应地，当采用称为气刷(一种特殊的喷射系统)的喷射系统时， 也将其认定为空气喷射。气刷是一种利用小型手持喷枪的系统，所述 喷枪在涂敷塑料构件或者小型产品时经常被采用。它的喷嘴孔径为 0.5mmφ或者更小，并且在涂覆材料排放控制中使用的针具有针的形状。 当涂敷材料粘附于针状针并沿针状针流出时，四周的压缩空气通过喷 射效应使涂敷材料发生雾化。可以将所述配发量限定到每分钟5cc或者 更少，并且甚至当喷嘴靠近到大约10mm时，可能形成10μm或者更小 的微小颗粒，因此由于喷嘴很近，就可能以80％或者更高的效率对涂 敷目标进行涂敷。

另一方面，已知例如在专利文献1中公开的液体两级雾化系统是 一种利用空气喷射系统制造微小颗粒并涂覆它们的系统。在该雾化方 法中，在第一阶段，液体通过压缩空气雾化，在第二阶段，旋动空气 作用在液体排放流上并进一步促进了雾化，以漩涡排出流来执行涂层。

专利文件1：JP2004-89976A

发明内容

本发明所要解决的问题

采用上述气刷的喷射系统在控制分配小量或者很小量的方面存在 困难。也就是，用于调节所分配的量的是一个通过手动操作来增大或 减小针的行程的系统，因此存在这样的问题：量的控制和调节需要相 当大的技巧，因此自动涂敷很难。另外，这种喷射系统存在涂敷图案 宽度过窄的问题：大约5mm。