Qu’est-ce qu’une enduction centrifuge ?
Une enduction centrifuge est une méthode utilisée pour appliquer uniformément de la peinture sur la surface d’un substrat.
Après l’application d’une goutte de peinture au centre du substrat, celui-ci est mis en rotation tout en contrôlant l’accélération et la vitesse de rotation. Le but est de former un film mince d’épaisseur uniforme grâce à la force centrifuge. L’ enduction centrifuge présente des inconvénients, notamment celui de ne pouvoir être utilisé que sur des matériaux de base lisses et de ne pas convenir au revêtement de grandes surfaces. Toutefois, cette méthode peut former une grande variété de films minces tant que l’erreur d’épaisseur est faible.
C’est pourquoi elles sont largement utilisées dans la fabrication de semi-conducteurs et d’écrans, ainsi que dans le revêtement de supports optiques. L’enduction centrifuge est un équipement indispensable dans les domaines industriels nécessitant une grande précision. Elle joue un rôle important dans les domaines de la science des matériaux et de la technologie du traitement de surface.
Utilisations de l’enduction centrifuge
La principale utilisation de l’enduction centrifuge est la production de films minces d’épaisseur uniforme sur des substrats lisses.
L’enduction centrifuge joue un rôle particulièrement important dans le domaine de la photolithographie. La photolithographie est une technique qui consiste à appliquer un agent photosensible sur un substrat, tel qu’un substrat de silicium, et à l’irradier avec une lumière intense, telle que la lumière ultraviolette, afin de créer de fins motifs à la surface du substrat. Cette technique est essentielle pour la fabrication de semi-conducteurs et d’écrans.
Cette méthode est également utilisée dans le domaine des supports optiques. Elle sert à garantir une épaisseur de film uniforme lors du revêtement de la surface de supports optiques tels que les DVD et les disques Blu-ray. Elle est également utile dans divers domaines optique, telles que l’application de liquides de contrôle de la lumière pour les lentilles.
Principe de l’enduction centrifuge
L’enduction centrifuge utilise la force centrifuge pour produire un film mince uniforme sur la surface d’un substrat. Également connue sous le nom de “spinner”, cette méthode convient à l’application de films minces sur des substrats plats et se caractérise par une faible irrégularité de l’épaisseur du film.
Pour utiliser une enduction centrifuge, le substrat est d’abord placé dans l’équipement et une goutte de peinture est appliquée près du centre du substrat. Ensuite, le substrat est mis en rotation pour appliquer une force centrifuge à la peinture et l’ajuster de manière à ce que la peinture soit appliquée de façon diffuse sur la surface du substrat. La vitesse de rotation et l’accélération peuvent être réglées par l’équipement et doivent être déterminées en tenant compte des propriétés liquides de la peinture et de l’épaisseur du film. Une fois la rotation terminée, le substrat est retiré et la peinture est séchée par chauffage ou par séchage UV.
Les avantages de l’application de couches minces à l’aide de vernisseuses à rotation sont que des couches minces de différentes épaisseurs peuvent être formées en ajustant avec précision les propriétés du liquide de la peinture et la vitesse de rotation. La quantité de peinture utilisée peut être économisée. Cependant, il existe des inconvénients qui sont la perte de peinture pendant le revêtement et l’application limitée à de petites surfaces.
Néanmoins, l’enduction centrifuge reste un élément important dans de nombreuses industries, car elle permet de former des couches minces très précises.
Autres informations sur l’enduction centrifuge
1. Comment utiliser une enduction centrifuge ?
L’enduction centrifuge sont utilisées pour générer des couches minces à partir de composés.
- Un substrat en verre ou en métal est placé sur l’élément rotatif au centre de l’appareil. Le substrat peut être fixé au rotor (piédestal) en tirant le vide. Si le vide n’est pas souhaitable, l’on utilise du ruban adhésif double face ou un produit similaire, de préférence à forte adhérence.
- Verser la solution de polymère ou d’autre composé sur le substrat. Verser la solution aussi uniformément que possible de manière à ce que le substrat soit entièrement recouvert.
- Réglez la vitesse et le temps de rotation et appuyez sur le bouton de démarrage. Lorsque le temps est écoulé, la rotation s’arrête et un film mince uniforme est formé sur le substrat.
Il existe des équipements d’évaporation sous vide qui permettent de créer la même couche mince, mais les polymères et d’autres matériaux peuvent se décomposer sous vide. Dans ce cas, une machine à enduction centrifuge convient mieux.
2. Comment éliminer un revêtement inégal avec une enduction centrifuge ?
L’enduction centrifuge produit un film mince uniforme. Cependant, des irrégularités du revêtement peuvent se produire, ce qui se traduit par des irrégularités invisibles. Les conditions suivantes sont connues pour être à l’origine d’un revêtement inégal :
- Vitesse de rotation lente (faible nombre de tours dans le temps).
- Viscosité élevée de la solution composée.
- La solution est soulevée dans les coins du substrat.
En principe, plus la vitesse de rotation de l’enduction centrifuge est lente, plus le film risque d’être épais et non uniforme. La solution la plus simple consiste à augmenter la vitesse de rotation et à allonger le temps de rotation. Si l’on dispose de suffisamment de temps, l’on peut fixer la durée de rotation et mesurer l’épaisseur du film à chaque vitesse de rotation. La vitesse de rotation et la durée optimales sont alors déterminées.
Si la viscosité de la solution composée est élevée, il sera difficile de la faire voler, ce qui peut facilement donner un film non uniforme. La solution consiste à réduire la viscosité en diluant la concentration de la solution.
Un bon moyen de résoudre le problème de non-uniformité dans les coins du substrat est d’utiliser une enduction centrifuge dotée d’un système scellé et d’une fonction de chute automatique. La fonction de chute automatique fait tomber automatiquement la solution de composé sur le substrat en cours d’essorage. Comme la solution se répand rapidement sur le substrat dès qu’elle est déposée, elle empêche les coins de se soulever et permet la formation d’un film mince uniforme.