1、成卷式细密涂布手艺
可应用于IC、PCB、光电、民生、医疗等多种工业，以3M为例，3M公司由涂布而衍生之产品就有数万种之多，从一样平常产品（如文具胶带）到医疗胶带（美容、疗伤）到电子（IC切割、PCB防焊），以及光电（LCD用光学膜）等，都是使用细密涂布手艺平台研发出的产品 。
首先先容涂布界说与工业结构，在此可发明手艺之主要性，接着再先容涂布机构的每个单位，简述各单位的重点 。
2、涂布界说与工业
首先必需界说涂布手艺为何，所谓广义的涂布界说以原文叙述如下: Replace a new material of the air on the substrate. 以是从界说来看，涂布涵盖规模甚广，工研院质料所生长的涂布手艺乃以成卷式涂布手艺为主 。
首先将一卷基材（如PP、PET、PI、铜箔等），经由涂布装置将涂料披覆于基材上，再经由干燥历程将溶剂移除，最后收卷成卷，即为制品或半制品使用 。最简朴的例子就是胶带的制作，其制作历程是将感压胶披覆在OPP或PVC上，经由烘箱干燥后收卷，再经太过条包装即可销售，不过这种涂布手艺较为简朴 （我们称之为古板涂布要领） 。
海内胶带厂及一些其他工业大都接纳古板涂布要领，如刮刀式涂布（Comma Coating）、或滚筒式涂布（Roll Coating）举行加工，由于这类要领结构简朴，操作容易，但只能制作低价值产品，单价每平方米皆小于10元，并且这类涂布方法属于开放式操作模式，有溶剂挥发影响操作职员康健的问题，尤其环保意识愈来愈重视的今天，实有须要作适当的调解 。
外洋先进大厂如Du Pont、3M、Kodak、Nitto等皆以挤压式涂布（Extrusion Coating）生长相关事业，此类手艺所衍生的产品单价至少每平方米在50元以上，甚至有些可达每平方米3,000元以上，与古板涂布产品相差甚大，不得不让我们加以重视 。
细密电子产品用基材透过涂布手艺开发，其中涵盖了很是多的手艺，若是以手艺要害来看，主要性如下:
? 质量，性能（Formulation） 25%
? 涂布手艺（Coating） 35%
? 调送手艺（Know-how） 25%
? 装备手艺（Equipment） 15%
虽然质料配方是主要的源头（25％），可是其他加工与后制程必需解决的却有75％之多，这边所表达并不是制程主要性大于配方合成，着实配方照旧一切产品开发的源头，它支配了后面制程的开发，以质料所开发系统为例，质料合成开发系统是密不可分的，可使用图二来体现两者之间关联性 。
建设细密涂布手艺之手艺平台，再配合国人自行开发的种种高功效涂料，即能应用于州产品开发上，可应用规模甚广，形貌如下：
由于涂布手艺所涵盖规模甚广，以是并没有真正的涂布产值的展望趋势揭晓，可是从上述产品关联与手艺关联表可知，每一个单项若是都是生长上升趋势，那整体产值将是很是惊人 。
3、涂布制程手艺
前段说明已显示接纳涂布加工生产的产品种类繁多，从民生用品到尖端高科技产品，随处可见 。为追求高良率、高细密度的涂布产品，在制作历程中之各阶段都需经由高质量之设计方可完成，以下就针对涂布制程之相关手艺作一先容剖析 。
01、涂布方法
涂布手艺包括种类极多，主要可分为两大类，见图五所示，第一类称之为干式涂布（Dry Coating），如真空蒸镀法（Vacuum Deposition）或化学蒸镀法（Chemical Vapor Deposition）等 ；另一类称之为湿式涂布（Wet Coating），即液态涂布物质经加工历程上到基材上，再经干燥固化成膜的历程 。
湿式法依其流体力学差别，主要可分为两大类型，划分为后计量式（Post-Metering）及预计量式（Pre-Metered）涂布方法，分述如下：
涂布手艺分类
(a)后计量式涂布（Post-Metering Coating）
此类型涂布方法的配合特色是涂膜厚度受涂液的流变性子及涂布条件所影响 。其中工业界中最普遍使用的如浸沾式涂布（Dip Coating），其涂膜厚度随涂布速率增添而变厚，但并不可正比关系，再增快速率，厚度将趋于定值或反而降低 。其它如刮刀式、滚筒式涂布等都是属于这类型涂布方法 。
(b)预计量式涂布（Pre-Metered Coating）
涂膜厚度仅由输液系统所设定，不会由于涂液的流变性子或涂布速率改变而有所差别 。这种类型的原理，系将涂料自稳固供料帮浦（Pump）运送至细密设计的挤压型模具（Extrusion Die），形成一宽阔且厚度匀称之薄膜，再涂布于基材上，如图六所示 。属于这种涂布方法的有狭缝模具式（Slot-die Coating）、斜板式（Slide Coating） 、淋幕式涂布（Curtain Coating）及雕轮式（Gravure）涂布等 。
涂布手艺分类
挤压型涂布法示意图
由于现在大都电子产品皆朝向轻薄短小之趋势生长，涂布产品对细密度及匀称度的要求也逐渐提升，因此在最近几年，海内相关涂布厂商也掀起投入细密涂布相关手艺之研发，其中又以细密模具涂布方法为最热门，应用如软性印刷电路板、干膜光阻剂、IC用胶带等等 。
挤压型涂布法示意图
02、涂料运送系统
在运送系统的应用类型上，溶液型涂料通常使用计量式帮浦（Metering Pump），而热熔型涂料则使用熔融机（Melter）或押出机（Extruder） ；其中较常用的计量式帮浦包括有螺杆式帮浦（Screw Pump）及齿轮式帮浦（Gear Pump）两种，其配合特色如下所示：
1.可以在险些无脉动之状态一连运送
2.由水状液体到数十万厘泊（cps）之高黏度液体皆能定量运送
3.高精准度之吐出量，可信任度高，吐出精准度在± 1%以内
4.使用可变速马达变换流量规模大
5.无须使用阀之结构设计，不会爆发壅闭
6.强盛的自吸能力，极高的吸入吐出压力
7.能顺畅运转运送且无震惊与噪音
8.拆装保养力争简朴
涂布厚度完全系由供料系统所决议，因此涂膜在机械行进偏向（MD）之厚度匀称性完全视帮浦的稳固性而定，其供料流量之公式为：
帮浦供料流量=（涂幅宽度）x （湿膜厚度）x （涂布速率）
另外涂料运送时需阻止受到杂质的污染或气泡的爆发，以避免涂布加工上的缺陷爆发，因此在运送涂料历程中都会加装过滤装置及消泡机构，以确保涂布质量 ；别的装备也会装上压力表或数字压力计举行在线监控，以避免滤压过大而歇工 。一样平常涂料运送系统之示意图如图七所示，其主要项目包括有消泡机构（De-Gassing）、过滤器（Filter）、静态混淆装置（Static Mixer）、压力传感器（Pressure Sensor）等 。
涂料供应示意图
03、细密模具设计
挤压式模具（Extrusion Die）在高分子加工历程中饰演十分主要的角色，一样平常的模具，依其出口的形状，可分为生产套管的环形模具（Annular Die），生产纤维、圆棒的圆形模具（Circular Die）、制作薄片（Sheet）及薄膜（Film）的狭缝式模具 。除此之外，还可制造部分特殊形状的产品的异形模具（Profile Die）等，可说是应用规模相当普遍 。
涂布工业上所使用的衣架型模具（Coat-Hanger Die），乃属于狭缝式模具的一种，其内部主要分为分流管（Manifold）与狭缝区（Slot Section）两个部份 ；欲加工的流体由模具入口处流入，由于狭缝厚度极小，液体通过的阻力极大，以是高分子液体会先向截面积较大的分流管两头流动，待在涂布的宽度偏向上分派匀称后，再流入狭缝区且挤出形成匀称漫衍的薄膜 。模具设计的最主要的目的在于怎样设计分流管截面积的转变情形，使得差别流变性子的涂液或差别的加工条件下，能生产出在宽度偏向上厚度匀称的涂布液膜 。
整体上，模具设计应包括内部流道几何形状漫衍、内外部调解机构、加热装置、�？诩负涡巫瓷杓啤⒁约盎到峁�，其中又以内部流道设计影响匀称度最大 。依分流管的形状可分为截面牢靠的Ｔ型模具与截面随位置转变的衣架型模具两类，结构可见图八所示，至于怎样判断使用何种模具，可参照表二所示，表中较量此两种模具之差别性，以及基本特征较量 。
两种常见模具比照
04 烘箱设计
在涂布工程中，干燥程序是决议涂膜质量主要办法之一，岂论干燥手艺或装备的设计，对涂布产品性子优劣有显着的影响，其主要性并不亚于涂布手艺 。
热量的转达可借着传导、对流及辐射的方法，将热量由热源传送至被加热物体上，传导及对流均需有加热介质，辐射是将热量直接转达至被加热体的外貌，而不需加热中心介质（如空气），以是是能量效率最高的加热方法 。
在加热干燥的历程中，同时有热传及质传两种征象在举行，热传乃是提高涂料的温度，增添其水分或溶剂的流动性，并蒸发水分或溶剂，而质传乃是促使内部的水分或溶剂向外貌移动，以举行蒸发 。
一样平常干燥的方法不受涂布方法的影响，但随着涂液的种类而必需作调解，古板的热风干燥方法，乃是藉热风加热的方法使溶剂挥发而形成匀称的涂膜于物体外貌上，由于此加热方法需将大宗的溶剂蒸发，不但消耗能源，同时亦造成溶剂对情形的污染 。
而最近生长的辐射型干燥方法，具有加热快、热效率高及大幅缩短干燥时间等诸多优点，较古板的热风干燥方法，既省能源且装备较不占空间，其中红外线(Infrared)加热、微波加热、紫外线硬化（Ultra Violet Curing）及电子束硬化（Electron Beam Curing）等都是使用辐射能的方法抵达干燥的目的 。
其中微波加热效率最高，红外线与微波之差别在于微波能量高，能穿透物质的内部举行匀称加热，而电子束硬化方法因需较高的本钱，且在惰性气体中举行，是其弱点 。
为了近一步相识涂膜之干燥状态，市面上泛起了许多盘算涂膜之干燥情形之软件，今举出两种商品供为参考 。其中之一为SuperDryer，是由美国 TNN Technology所开发出可以设计干燥系统以及盘算烘箱干燥状态的软件，为可在微软操作系统下的软件包，其关于从事干燥装备设计、生产、研究以及开发的研发工程师而言是一个很是适用的软件 。此软件的适用规模是:
a).可应用于涂布及印刷工业
b).可以提供干燥系统制造商与用户一个设计、修正以及评估的工具 。
c).可以剖析干燥系统的干燥状态
另外一种则是Gutoff（细密涂布照料）所生长出的仿真软件，最主要的功效是针对现有的烘箱，展望及预计其干燥状态，可以盘算出:涂料的最终温度、涂料最终溶剂含量以及干燥历程中热风与涂料的温度及溶剂含量随干燥时间与烘箱位置的转变情形 。其可模拟的规模包括：
a).等速干燥期与下降速率干燥期
b).团结热风与红外线的干燥
c).可以模拟多节烘箱的干燥
05 无尘室规格
无尘室系将一定空间规模内之温湿度、清洁度、室内压力、气流速率与气流漫衍、噪音震惊、照明及静电控制在某一需求规模内，所给予特殊设计之空间，其最主要的作用在于控制产品所接触大气的清洁度与温湿度，以便使产品在一个优异的情形空间中生产、制造，且其设计原理是以区间化设计，由外而内逐次提高清洁度，以增强细密产品之要求 。
在无尘室的维护管理上，除了需对收支无尘室的职员加以规范管理外，原物料与装备的收支也必需透过无尘室管理程序，方不至于影响无尘室的清洁度，也唯有云云，才华抵达细密涂布产品的规格要求 。
06 其他隶属装备
为了提高产品良率，建议可使用下列装备来改善生产问题 。
a. 在线膜厚量测仪（On-line Thickness Gauge）
膜厚稳固性常受模具之狭缝间隙、涂布间隙、供料帮浦、过滤压力与传动速率等因素之影响，因此可于在线装设膜厚丈量仪来监控膜厚之稳固性，藉此也可以镌汰生产上的问题爆发，其中常用的仪器原理有红外线、β-ray、γ-ray等方法 。
b. 外观检查系统（Inspection System）
可确保全天候之产品质量，并可实时监控生产机台状态与生产条件之稳固，可举行监控的项目包括外貌缺陷，如刮痕、皱折、针孔与黑点等，并加以纪录与标记，以维持外观质量上的稳固 。
c. 数据撷取系统（Data Acquisition System）
举凡制程参数如传动速率、基材张力、烘箱温度、烘箱内溶剂浓度、涂膜厚度与帮浦供应量等，都是影响产品之主要因素，因此都需使用数据撷取系统加以纪录并剖析，以掌握制程之稳固性 。
d. 基材清洁装置（Web Cleaner）
可在涂布机上多处装设黏尘轮或者超音波除尘装置来消除外来异物、粉尘或纤维，以提高产品良率;其中可能爆发异物泉源包括有基材原物料、压合轮或惰轮的不清洁或无尘室情形所造成 。
e. 浓度侦测系统（Gas Detector）
可在涂布机浓度较高处（如涂布区域、烘箱前段及废气排气）装置气体浓度侦测系统，以预防因排气不正常，导致浓度过高的危险 。
薄膜湿式涂布加工恒久以来即运用于各领域之中 。
涂布手艺系统整合
而在电子领域中，应用在生长显着的TFT∕LCD面板、以及未来远景看好的塑料LCD基材、近红外线阻断膜等光学组件、大容量积层型电容器等的体现尤为亮丽耀眼 。尤其是越来越薄之高细腻多层膜结构更是最近几年的手艺趋势，不过这种湿式涂布薄膜加工手艺自己蕴含着尖端科技与艺术气息之专业素养，不可如以往一样平常履历容易视之 。
总之，由于电子产品一连以“轻薄短小”为生长目的，电子质料需求日渐生长，随着底材的高性能化与细密涂布手艺的希望，乐成实现薄膜的轻量化，并快速朝向薄型、大面积化生长 。同时薄膜的性能性涂布加工更是无孔不入深入种种领域中，随着薄膜的优异性，未来团结具有特殊性能的底材、涂料与新型的涂布手艺，势必会生长出越来越优异的薄膜质料 。
