CN117881486A - 狭缝模具涂布机 - Google Patents

Abstract

本公开内容旨在提供一种应用了边缘涂覆流量均匀性设计的狭缝模具涂布机。本公开内容的狭缝模具涂布机包括：上模具和下模具；垫片，其插置在上模具与下模具之间以限定出狭缝和出口；和通过与上模具的出口相邻地垂直贯穿上模具形成的绝缘涂覆用孔，其中垫片包括：用于绝缘涂覆的第一歧管，所述第一歧管是通过在与绝缘涂覆用孔对应的位置处从垫片的表面凹进以形成用于容纳通过绝缘涂覆用孔供应的绝缘涂覆液的空间而形成的；和用于排放绝缘涂覆液的狭缝，所述狭缝是通过从垫片的所述表面凹进成与第一歧管的一端连通而形成的，其中第一歧管的凹进深度大于狭缝的凹进深度。

Description

狭缝模具涂布机

技术领域

本公开内容涉及一种狭缝模具涂布机，具体地，涉及一种可用于对涂覆层图案的边缘应用绝缘涂覆的狭缝模具涂布机。本申请要求于2022年7月28日提交的韩国专利申请第10-2022-0094219号以及于2023年3月9日提交的韩国专利申请第10-2023-0031435号的优先权，通过引用将上述韩国专利申请的公开内容并入本文。

背景技术

随着技术发展和对移动设备的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求急剧增加。这些二次电池本质上包括作为电力产生元件的电极组件。电极组件具有其中正极、隔膜和负极堆叠至少一次的形式，通过分别对由铝箔和铜箔制成的集流体施加正极活性材料浆料和负极活性材料浆料并进行干燥来制备正极和负极。

这些二次电池通常使用具有层状晶体结构的含锂的钴氧化物(LiCoO₂)、含锂的锰氧化物，诸如具有层状晶体结构的LiMnO₂和具有尖晶石晶体结构的LiMn₂O₄、以及含锂的镍氧化物(LiNiO₂)作为正极活性材料。另外，碳基材料主要用作负极活性材料，近来，由于对高能锂二次电池的需求增加，已考虑与具有比碳基材料大10倍以上的有效容量的硅基材料和氧化硅基材料混合使用。

为了确保二次电池的均匀的充电/放电特性，必须在集流体上均匀地涂覆正极活性材料浆料和负极活性材料浆料，通常使用狭缝模具涂布机。

在使用狭缝模具涂布机的电极活性材料层涂覆中，存在在一个集流体上以带状图案涂覆多个电极活性材料层(多路(multi-lane)涂覆)的情况。电极活性材料浆料被填充到形成在模具内的歧管(manifold)中并向出口排放。

在正极活性材料层的情况下，对图案的边缘(两侧)额外应用绝缘涂覆(下文中称为边缘(edge)涂覆)。为了确保二次电池的特性均匀，边缘涂覆的宽度/厚度应当均匀。对于边缘涂覆，使用在电极活性材料层涂覆之后的顺序涂覆或者与电极活性材料层的同时涂覆。

图1示出了用于常规顺序涂覆的制造装置构造的示例。

参照图1，在通过狭缝模具涂布机10涂覆电极活性材料层的同时，通过位于狭缝模具涂布机10上方的迷你(mini)模具20进行边缘涂覆。用于涂覆电极活性材料层的电极活性材料浆料通过浆料供应单元15供应到缝模具涂布机10，并且用于边缘涂覆的绝缘涂覆液通过绝缘涂覆液供应单元25供应到迷你模具20。

浆料供应单元15包括储存电极活性材料浆料的罐15a、将罐15a与狭缝模具涂布机10连接的管道15b、以及安装在管道15b中并且控制电极活性材料供应的量或开/关的泵和阀门15c。同样，绝缘涂覆液供应单元25包括储存绝缘涂覆液的罐25a、将罐25a与迷你模具20连接的管道25b、以及安装在管道25b中并且控制绝缘涂覆液供应的量或开/关的泵和阀门25c。

在该装置构造中，狭缝模具涂布机10和迷你模具20分开配置，这具有制造装置的构造复杂化并且操作所需的工时增加的缺点。

图2至图4是描述用于常规同时涂覆的狭缝模具涂布机的视图。

图2是常规狭缝模具涂布机30的透视图。参照图2，狭缝模具涂布机30包括下模具40、垫片(shim)50和上模具60。垫片50在下模具40与上模具60之间限定出口52。

图3是图2中所示的狭缝模具涂布机30的分解透视图。参照图3，在下模具40中形成有歧管42，歧管42可容纳电极活性材料浆料，然后将电极活性材料浆料供应到出口52。

图4是在省略了上模具60的情况下从上方观看时，放置在图3所示的狭缝模具涂布机30中的下模具40上的垫片50的平面图。

参照图3和图4，在使用狭缝模具涂布机30的同时涂覆中，通过浆料注入孔45从下模具40供应的电极活性材料浆料被容纳在歧管42中并且向出口52排放，并且从上模具60供应绝缘涂覆液，用于边缘涂覆。谈到插置在下模具40与上模具60之间的垫片50，形成有用于边缘涂覆的流路55。在上模具60中形成有绝缘涂覆用孔(hole)62，使得可向垫片50供应绝缘涂覆液。

在垫片50的流路55中，形成有孔55a，以从绝缘涂覆用孔62接收绝缘涂覆液，并且线55b连接至孔55a。在一些孔55a中，两条线55b分开。图4中示出了其中两条线55b分开的孔55a的放大图。当边缘涂覆之间的距离较短或者为了减少边缘涂覆供应系统的数量，在一个进料线(feeding line)中在彼此相邻的边缘上需要多重涂覆，因而如上所述，位于除两侧以外的其他位置处的孔55a在两条线55b中分开涂覆绝缘涂覆液。

当通过将绝缘涂覆液划分到两条线55b中进行涂覆时，流量应当自孔55a起均匀地划分到两侧，但是存在由于模具组装公差或其他干扰而不能均匀划分的现象。在当前结构中，绝缘涂覆用孔62的尺寸和垫片50中的孔55a的尺寸(直径C)相同。如果在组装过程中垫片50和模具的对准甚至稍微偏离，则会出现由于通往两侧的两条线55b之间的路径长度差异而导致每一侧的流量不同，最终导致边缘涂覆的宽度和厚度发生变化的问题。此外，如果上模具60的边缘涂覆供应位置和垫片50由于加工偏差而错位时，流量也会如上所述发生变化。

发明内容

技术问题

设计本公开内容来解决相关技术的问题，因此本公开内容旨在提供一种应用了边缘涂覆流量均匀性设计的狭缝模具涂布机。

然而，本公开内容要解决的技术问题不限于上述问题，本领域技术人员将从本公开内容的以下描述清楚地理解到文本未提及的其他问题。

技术方案

用于解决上述问题的本公开内容的狭缝模具涂布机包括：上模具和下模具；垫片，所述垫片插置在所述上模具与所述下模具之间以限定出狭缝和出口；和通过与所述上模具的所述出口相邻地垂直贯穿所述上模具形成的绝缘涂覆用孔，其中所述垫片包括：用于绝缘涂覆的第一歧管，所述第一歧管是通过在与所述绝缘涂覆用孔对应的位置处从所述垫片的表面凹进以形成用于容纳通过所述绝缘涂覆用孔供应的绝缘涂覆液的空间而形成的；和用于排放所述绝缘涂覆液的狭缝，所述狭缝是通过从所述垫片的所述表面凹进成与所述第一歧管的一端连通而形成的，其中所述第一歧管的凹进深度大于所述狭缝的凹进深度。

所述狭缝可分离形成在所述第一歧管的两侧。

所述第一歧管在所述垫片的表面上的投影面积可大于所述绝缘涂覆用孔在所述垫片的表面上的投影面积。

所述第一歧管的凹进深度可等于或大于所述狭缝的厚度的1/2。

所述第一歧管也可以是贯穿所述垫片的孔。

所述狭缝模具涂布机还可包括：通过在与所述第一歧管对应的位置处凹进到所述上模具和所述下模具的至少一个中而形成的用于绝缘涂覆的第二歧管。

优选的是，所述绝缘涂覆液从所述绝缘涂覆用孔注入并在所述第一歧管中扩散时的压力损失(loss)变小，并且所述绝缘涂覆液沿所述狭缝排放时的压力损失变大。

所述第一歧管在所述垫片的表面上的投影形状可以是具有与排放所述绝缘涂覆液的方向垂直的宽度MW和与排放所述绝缘涂覆液的方向平行的高度MH的矩形，其中所述第一歧管的宽度MW可等于或大于所述绝缘涂覆用孔的直径C。

所述第一歧管可具有相同的宽度MW和高度MH。

所述狭缝可具有恒定的宽度LW，并且所述狭缝在排放所述绝缘涂覆液的方向上包括水平部分和垂直部分或者仅包括水平部分，其中所述第一歧管的宽度MW可大于所述狭缝的宽度LW。

所述第一歧管的高度MH和凹进深度MD以及所述狭缝的宽度LW和凹进深度LD可被确定为使得所述第一歧管中的所述绝缘涂覆液的粘度与所述狭缝中的所述绝缘涂覆液的粘度之比为1至4。

所述第一歧管的凹进深度MD可大于所述狭缝的凹进深度LD的3倍。

所述第一歧管的凹进深度MD可大于所述狭缝的凹进深度LD的4倍，并且所述第一歧管的高度MH可大于所述绝缘涂覆用孔的直径C的2.5倍且小于所述绝缘涂覆用孔的直径C的4.5倍。

所述第一歧管的凹进深度MD可大于所述狭缝的凹进深度LD的5倍，并且所述第一歧管的高度MH可大于所述绝缘涂覆用孔的直径C的3倍且小于所述绝缘涂覆用孔的直径C的4.5倍。

有益效果

根据本公开内容，提供了一种应用了边缘涂覆流量均匀性设计的狭缝模具涂布机。

在根据本公开内容一个方面的狭缝模具涂布机中，在垫片上形成附加的第一歧管，使得在作为边缘涂覆液的绝缘涂覆液从供应位置被排放到两侧之前可使绝缘涂覆液的流量稳定。因此，当需要通过将一条线分成两条线进行边缘涂覆时，均匀地划分绝缘涂覆液的流量。即使发生模具组装公差或其他干扰，由于形成在垫片上的第一歧管的平衡作用，也可均匀地划分流量。因此，可解决在绝缘涂覆液的供应位置处分离地形成在两侧上的两个边缘涂覆之间的涂覆宽度和厚度变化的问题。

根据本公开内容的另一个方面，可在上模具或下模具中进一步形成能够容纳绝缘涂覆液的第二歧管，从而使进入两侧的流量尽可能相等。如果在与形成在垫片上的第一歧管对应的位置处在上模具或下模具中形成第二歧管，则可增加平衡面积，因而可进一步提高边缘涂覆均等化效果。

附图说明

附图图解了本公开内容的优选实施方式并且与前述公开内容一起用于提供对本公开内容的技术特征的进一步理解，因而本公开内容不解释为限于这些附图。

图1示出了用于常规顺序涂覆的制造装置构造的示例。

图2至图4是描述用于常规同时涂覆的狭缝模具涂布机的视图。

图5是示意性示出根据本公开内容的狭缝模具涂布机的构造的分解剖面图。

图6是可设置在根据本公开内容的狭缝模具涂布机中的垫片的透视图。

图7是图6中所示的垫片的平面图。

图8是沿图7的线A-A’截取的剖面图。

图9是可设置在根据本公开内容的狭缝模具涂布机中的另一垫片的透视图。

图10是图9中所示的垫片的平面图。

图11是沿图10的线B-B’截取的剖面图。

图12是设置在根据本公开内容的另一狭缝模具涂布机中的垫片和上模具的视图。

图13是图12中所示的上模具的底视图。

图14示出了通过包括图6或图9中所示的垫片的缝模具涂布机在基板上形成涂覆层的状态。

图15示出了流体粘度与剪切速率之间的关系。

图16和图17是示出设计第一歧管和狭缝时考虑的设计因素的视图。

图18至图21是示出在各种粘度比下，第一歧管的高度与流量偏差之间的关系的图表。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方式。在描述之前，应当理解在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般含义和词典含义，而是在允许发明人适当地限定用于最佳解释的术语的原则的基础上基于与本公开内容的技术方面对应的含义和概念进行解释。因此，本文给出的描述只是仅为了说明目的的优选示例，并不旨在限制本公开内容的范围，因而应当理解，在不背离本公开内容的范围的情况下可进行其他等同和修改。

为了清楚描述本公开内容，省略了与描述无关的部分，并且在整个申请中对相同或相似的部件应用相同的参考标记。此外，为了便于描述，附图中所示的每个部件的尺寸和厚度被任意地表示，因而本公开内容必然不限于示出的那些。此外，在整个申请中，当说一部分“包括”特定部件时，这意味着不排除其他部件，而是可进一步包括其他部件，除非具体有相反表述。

本公开内容的狭缝模具涂布机是具有狭缝并且通过狭缝将涂覆液涂覆在基板上的装置。以下描述的“基板”是集流体，“涂覆液”是电极活性材料浆料，本公开内容的狭缝模具涂布机是能够对通过施加涂覆液而形成的涂覆层图案的边缘进一步施加绝缘涂覆液来进行边缘涂覆的装置。然而，本公开内容的范围不必限于此。

狭缝模具涂布机在模具内部具有歧管，用于均匀地供应/排放(平衡)电极活性材料浆料。在本公开内容中，在垫片上形成用于均匀地供应/排放用于边缘涂覆的绝缘涂覆液的附加结构。由于平衡作用相同，所以该结构也被命名为歧管。从根本上来说在垫片上形成附加歧管，形成在垫片上的附加歧管被称为用于绝缘涂覆的第一歧管。还可在上模具或下模具上形成附加歧管，这将被称为用于绝缘涂覆的第二歧管。

图5是示意性示出根据本公开内容的狭缝模具涂布机的构造的分解剖面图。

参照图5，狭缝模具涂布机100具有插置在上模具110与下模具120之间的垫片130，并且在下模具120中包括容纳诸如电极活性材料浆料之类的涂覆液的歧管140。形成歧管140是用来将涂覆液均匀地供应/排放到诸如集流体之类的基板上。歧管140可形成在上模具110中，或者可形成在上模具110和下模具120二者中。

垫片130插置在上模具110与下模具120之间以限定出狭缝S和出口O。上模具110和下模具120是在与出口O所朝向的X方向垂直的Y方向上的宽度比X方向上的长度长的矩形构件。垫片130与上模具110和下模具120的接触面接触，并且可通过紧固上模具110和下模具120的螺栓(未示出)组装在上模具110与下模具120之间。

垫片130是板状构件，该板状构件通过切割至少一个区域而具有开口，以确定被施加在基板上的涂覆层的涂覆宽度。在此，所述开口限定出狭缝S，并且狭缝S的末端成为出口O。如果具有一个开口，则可形成一个涂覆层，如果具有两个开口，则可沿Y方向并排形成两个涂覆层。歧管140可容纳从进料单元(未示出)供应的电极活性材料浆料，然后可通过与狭缝S连通的出口O排放电极活性材料浆料，以形成电极活性材料层。

垫片130也可起到防止涂覆液通过除形成开口O的区域之外的模具110、120之间的间隙泄露的衬垫(gasket)的作用，因而优选由具有密封特性的材料制成。垫片130例如可由塑料或金属制成，但本公开内容不限于此。垫片130例如可以是诸如特氟龙或聚酯之类的树脂片、或者诸如铜或铝之类的金属片。

歧管140通过供应管连接至安装在外部的涂覆液供应腔室(未示出)，以接收要被容纳在歧管140中的涂覆液。当歧管140充满涂覆液时，涂覆液被诱导沿着狭缝S流动并且通过出口O排放到外部。

例如，可在狭缝模具涂布机100的前方(X方向)设置涂覆辊，涂覆辊设置为可旋转，在通过旋转涂覆辊移动要被涂覆的基板的同时，涂覆液可被排放并且与基板的表面接触，以形成涂覆层。例如，可在集流体上形成电极活性材料层。

在此，狭缝模具涂布机100被安装成使得排放作为涂覆液的电极活性材料浆料的方向(X方向)几乎是水平的(大约：±5度)。然而，不必限于在此举例说明的形式，例如，也可配置为其中排放电极活性材料浆料的方向是在与X和Y方向正交的Z方向(向上)上的垂直模具。

狭缝模具涂布机100配置为能够对通过施加涂覆液而形成的涂覆层图案的边缘进一步施加绝缘涂覆液。例如，与上模具110的出口O相邻，形成有通过垂直贯穿上模具110而形成的绝缘涂覆用孔115。垫片130包括用于绝缘涂覆液的流路，使得通过绝缘涂覆用孔115供应的绝缘涂覆液可通过排放到基板上而被施加到涂覆层的边缘。

图6是可设置在根据本公开内容的狭缝模具涂布机中的垫片的透视图，图7是图6中所示的垫片的平面图，图8是沿图7的线A-A’截取的剖面图。图9是可设置在根据本公开内容的狭缝模具涂布机中的另一垫片的透视图，图10是图9中所示的垫片的平面图，图11是沿图10的线B-B’截取的剖面图。图14示出了通过包括图6或图9中所示的垫片的缝模具涂布机在基板上形成涂覆层的状态。

首先，参照图6、图7、图9和图10，垫片30包括作为基部的第一部分131和从第一部分131延伸的至少三个第二部分132、133。第一部分131沿Y方向延伸。在该实施方式中，第二部分132、133的数量为三个，包括位于两个边缘的侧方第二部分132和位于侧方第二部分132之间的中央第二部分133。第二部分132、133连接至第一部分131的同一侧并在同一方向的X方向上延伸，侧方第二部分132与中央第二部分133之间的空间被定义为开口。这些开口可限定出狭缝S和出口O。由于该垫片130具有两个开口，所以可在基板200上在Y方向上同时形成两个涂覆层210、220，如图14中所示。为了进一步增加同时形成的涂覆层210、220的图案数量，垫片130可包括更多数量的中央第二部分133。

侧方第二部分132中的位于左侧的第二部分包括流路134，以通过对形成在左侧的涂覆层210的左边缘施加绝缘涂覆液来形成边缘涂覆层210a。侧方第二部分132中的位于右侧的第二部分包括流路135，以通过对形成在右侧的涂覆层220的右边缘施加绝缘涂覆液来形成边缘涂覆层220a。中央第二部分133包括流路136，以通过对形成在左侧的涂覆层210的右边缘和形成在右侧的涂覆层220的左边缘同时施加绝缘涂覆液来形成边缘涂覆层210b、220b。

当基于图14中的切割线CS分切时，涂覆层210和涂覆层220的每一个可用于制造电极组件。根据电极活性材料浆料的类型，涂覆层210和涂覆层220可以是负极或正极。这些涂覆层210、220可与对应的电极和隔膜堆叠在一起，然后例如从一侧开始卷绕在卷轴上，以制造果冻卷型电极组件，从而制备圆柱形电池。能够形成边缘涂覆层210a、210b、220a、220b的绝缘涂覆液例如可包括诸如Al₂O₃之类的无机填料和聚酯树脂。

边缘涂覆层210a、210b、220a、220b可形成在基板200中的涂覆层210、220和未涂覆部分之间的边界处。边缘涂覆层210a、210b、220a、220b可形成为使得其至少一部分与涂覆层210、220和未涂覆部分之间的边界重叠。边缘涂覆层210a、210b、220a、220b用于防止之间插置有隔膜的彼此面对的不同极性的两个电极之间的短路。边缘涂覆层210a、210b、220a、220b可以以0.3mm至5mm的宽度覆盖涂覆层210、220和未涂覆部分之间的边界。

再次参照图6，图7、图9和图10，根据本公开内容的狭缝模具涂布机100的改进结构包括特别是比现有技术改进的垫片130，垫片130的每个流路134、135、136配置为在绝缘涂覆液的供应位置处包括用于绝缘涂覆的第一歧管137。绝缘涂覆液可通过与第一歧管137连通的狭缝138沿X方向排放到基板上。每个流路134、135、136的末端形成使绝缘涂覆液在垫片130中流动并排放的出口134a、135a、136a。在图7和图10的放大图中，作为参考还示出了形成在上模具110中的绝缘涂覆用孔115的位置。

第一歧管137起到在绝缘涂覆液通过每个流路134、135、136向出口134a、135a、136a排放之前能够使绝缘涂覆液的流量稳定的作用。通过在与绝缘涂覆用孔115对应的位置处从垫片130的表面凹进以形成用于容纳通过上模具110中的绝缘涂覆用孔115供应的绝缘涂覆液的空间来形成第一歧管137。参照图8和图11，能够看到第一歧管137的凹进形状，第一歧管137的凹进深度由MD表示。

这样，在本公开内容中，在垫片130上形成作为附加歧管的第一歧管137，因而，即使绝缘涂覆用孔115的位置和垫片130的位置由于组装和加工中的差异而错位，也可确保通过出口134a、135a、136a排放的绝缘涂覆液的流量没有偏差。

特别是，在中央第二部分133中，狭缝138分离形成在第一歧管137的两侧，使得可对形成在左侧的涂覆层210的右边缘和形成在右侧的涂覆层220的左边缘同时施加绝缘涂覆液。通过形成第一歧管137，可使通过狭缝138进入两侧的流量尽可能相等。

狭缝138的剖面形状(沿Z方向的剖面)可以是矩形。狭缝138可具有恒定的宽度LW。在图6、图7、图9和图10所示的示例中，狭缝138在排放绝缘涂覆液的方向(X方向)上仅包括水平部分。作为另一示例，狭缝138可在排放绝缘涂覆液的方向(X方向)上包括水平部分和垂直部分。

狭缝138形成为与第一歧管137的一端连通，以通过垫片130从第一歧管137向出口O排放绝缘涂覆液。此外，狭缝138是通过从垫片130的表面凹进来形成的。参照图8和图11，能够看到狭缝138的凹进形状，狭缝138的凹进深度由LD表示。

在构成作为附加歧管的第一歧管137和与之连通的狭缝138时，如图8和图11中所示，通过使第一歧管137的凹进深度MD大于狭缝138的凹进深度LD，可将平衡效果最大化并且可将流量偏差最小化(MD>LD)。在参照图3和图4描述的常规垫片50的示例中，没有考虑孔55a和线55b的凹进深度。

在本公开内容中，优选的是第一歧管137在垫片130的表面上的投影面积大于绝缘涂覆用孔115在垫片130的表面上的投影面积。换句话说，优选的是第一歧管137比绝缘涂覆用孔115宽(与模具的宽边平行的部分的面积较大)。在参照图3和图4描述的常规示例中，绝缘涂覆用孔62的尺寸和垫片50中的孔55a的尺寸是相同的直径C。根据本公开内容，第一歧管137比绝缘涂覆用孔115宽。如果常规的绝缘涂覆用孔62和本公开内容的绝缘涂覆用孔115具有相同尺寸，则本公开内容的第一歧管137比常规的孔55a宽。

第一歧管137在垫片130的表面上的投影形状可以是具有与排放绝缘涂覆液的方向(X)方向垂直的宽度MW和与排放绝缘涂覆液的方向(X)方向平行的高度MH的矩形。在图6，图7、图9和图10所示的示例中，第一歧管137的宽度MW比高度MH长，并且狭缝138具有从第一歧管137朝向出口135a沿X方向以直线延伸的形状。作为另一示例，第一歧管137的宽度MW和高度MH可相同。在这种情况下，狭缝138可如前所述包括在第一歧管137的Y轴方向上延伸的部分和在X方向上延伸的部分。

优选地，第一歧管137的宽度MW等于或大于绝缘涂覆用孔115的直径C。此外，第一歧管137的宽度MW大于狭缝的宽度LW。第一歧管137可以以基本六面体的形状凹进到垫片130中，构成六面体的每个角可被圆化，以便于液体流动或防止涡流产生。

具体地，首先，第一歧管137的面积(在垫片30的表面上的投影面积)可比绝缘涂覆用孔115的面积扩大很多，从而产生比现有技术更大的平衡效果。此外，如果第一歧管137的凹进深度MD大于狭缝138的凹进深度LD，则可使平衡效果最大化。

这样，根据本公开内容，可包括用于绝缘涂覆的第一歧管137，第一歧管形成在垫片130中的与上模具110的绝缘涂覆用孔115对应的位置处，并且该第一歧管137的凹进深度MD可比狭缝138的凹进深度LD大，从而在作为边缘涂覆液的绝缘涂覆液在供应位置被排放到两侧之前使绝缘涂覆液的流量充分稳定。当需要通过将一条线分成两条线进行边缘涂覆时，可均匀地划分绝缘涂覆液的流量。即使发生模具组装公差或其他干扰，由于形成在垫片130上的第一歧管137的平衡作用，也可均匀地划分流量。因此，可解决边缘涂覆的涂覆宽度和厚度变化的问题。

在这种情况下，如图6至图8所示的示例中，第一歧管137的凹进深度MD可形成为是垫片130的厚度d的大约1/2或更大，或者如图9至图11所示的示例中，可较深地形成为使得第一歧管137是完全贯穿垫片130的孔。

换句话说，在图6至图8的垫片130中，第一歧管137的凹进深度MD可小于垫片130的厚度d并且可以是垫片130的厚度d的1/2以上。第一歧管137的凹进深度MD越大越好，为了获得充分的平衡效果，第一歧管137的凹进深度MD可以是垫片130的厚度d的至少1/2。第一歧管137的凹进深度MD越大越好，因而，当如图9至图11的垫片130中一样将第一歧管137的凹进深度MD最大化时，第一歧管137可以以贯穿垫片130的孔的形式形成。

在图9至图11的垫片130中，应当防止容纳在第一歧管137中的绝缘涂覆液在垫片130与下模具120之间的界面处泄露。在该实施方式中，狭缝模具涂布机100是水平模具涂布机。由于较重的上模具110将垫片130按压并紧固到下模具120，所以绝缘涂覆液可能在垫片130与下模具120之间流动的风险较低。上模具110在重量方向上按压垫片130的力可防止上模具110、垫片130和下模具120的界面处的翘起，容纳在第一歧管137中的绝缘涂覆液不会在垫片130与下模具120之间的界面处泄露。

绝缘涂覆液从绝缘涂覆用孔115注入并在第一歧管137中扩散时的压力损失(loss)越小(即，流体的流动越不受阻挡、扩散长度越短、截面面积越宽)，并且绝缘涂覆液沿与第一歧管137连接形成的狭缝138排放时的压力损失越大，平衡越好。就是说，基于与第一歧管137中的压力损失相比，狭缝138中的压力损失对流量分配具有更大影响的事实，第一歧管137中的压力损失尽可能变小，并且狭缝138中的压力损失尽可能变大。

更详细地观察图6至图11中所示的本公开内容的垫片130，可以说，当在(对应于绝缘涂覆用孔115的)一个绝缘液供应部中具有两个或更多个(对应于狭缝138的)出口的结构时，在垫片130中配置歧管和平台部结构，以对每个出口均匀地分配流量。在此，歧管是指第一歧管137，平台部是指狭缝138。

与歧管中的压力损失相比，平台部中的压力损失应当尽可能大，或者是可能的最大量。为此，歧管的体积应当尽可能大，平台部的体积应当尽可能小。为了实现这一点，在垫片130中形成包括第一歧管137和狭缝138的流路134、135、136时，使第一歧管137的凹进深度MD比狭缝138的凹进深度LD大。第一歧管137的凹进深度MD越大越好。

此外，第一歧管137的宽度MW等于或大于绝缘涂覆用孔115的直径C，从而增加平衡面积和体积。因此，优选地，平台部厚度，即，狭缝138的凹进深度LD<第一歧管137的凹进深度MD。第一歧管137的宽度MW>绝缘涂覆用孔115的直径C>平台部宽度，即，狭缝138的宽度LW。

此外，可在上模具110或下模具120中额外形成用于绝缘涂覆的第二歧管，以容纳用于边缘涂覆的绝缘涂覆液，使得进入两侧的流量尽可能相等。

即使应用图6至图11中所述的垫片130，也可能存在根据绝缘涂覆液的液体性质，无法改善或改善不充分的情况。在这种情况下，通过在模具上创建用于绝缘涂覆的附加歧管来进行改善。

图12是设置在根据本公开内容的另一狭缝模具涂布机中的垫片和上模具的视图，图13是图12中所示的上模具的底视图。

参照图12和图13，在与垫片130的第一歧管137对应的位置处进一步形成凹进到上模具110中的第二歧管117。绝缘涂覆用孔115与第二歧管117的底部连通。第二歧管117可具有与第一歧管137相同的面积并且以基本六面体的形状凹进到上模具110中，构成六面体的每个角可被圆化，以便于液体流动或防止涡流产生。

当使用图6至图8中所示的结构的垫片130时，第二歧管117如图12的示例中所示，通过与第一歧管137接触地凹进到上模具110的底部中而形成。由于第一歧管137和第二歧管117彼此连通，所以具有增加第一歧管137的体积的效果。

当使用图9至图11中所示的结构的垫片130时，第二歧管117可如图12的示例中所示形成在上模具110上，或者可形成在下模具120上。第二歧管可形成在上模具110和下模具120二者之一上，或者也可形成在上模具110和下模具120二者上。

如此，本公开内容的另一狭缝模具涂布机可在与第一歧管137对应的位置处在上模具110和下模具120的至少一个中包括第二歧管117。这样，如果在与形成在垫片130上的附加歧管(第一歧管137)对应的位置处在上模具110或下模具120中形成附加歧管(第二歧管117)，则可增加平衡体积，导致更好的边缘涂覆均匀效果。

这样，当在上模具110或下模具120中额外形成能够容纳绝缘涂覆液的第二歧管117时，通过狭缝138从第一歧管137划分到两侧的绝缘涂覆液的流量可尽可能相等。可减小左右偏差。换句话说，如果在与形成在垫片130上的第一歧管137对应的位置处在上模具110或下模具120中形成第二歧管117，则可进一步增加由第一歧管137确保的平衡面积，导致更好的边缘涂覆均匀效果。另一方面，理想的是，可根据用于边缘涂覆的绝缘涂覆液的物理特性改变垫片的结构和第二歧管的结构，以进一步提升边缘涂覆均匀性。

可利用如下所示流量偏差根据绝缘涂覆液的液体性质而变化的事实来确定狭缝和第一歧管的结构。图15示出了流体粘度与剪切速率之间的关系。参照图15，横轴是剪切速率(shear rate)，纵轴是粘度(viscosity)。

假设流体(可流体的物体，例如水)是彼此重叠的一连串平板，如果用力F向右拉拽顶板，则下面的板由于摩擦力而以不同的速度跟随，其中最靠近顶部的拉拽板的板快速跟随，相对来说最远的板以最慢的速率跟随，此时发生的速度的最终分布(斜度)是剪切速率。就是说，其也被称为速度梯度，相当于移动层与固定层之间的速度差除以两层之间的距离。

粘度是剪切应力除以剪切速率的值。剪切应力是响应于剪切载荷的应力。就是说，其是对平行于物体的截面作用的外力反作用的内力除以截面面积的值。

粘度是指粘性的程度。高粘度表示组成液体的分子之间具有较强的引力而彼此紧密保持，从而当穿过它们时产生更大的阻力。

如果剪切应力较强，则液体不容易流动，这能够被看作是具有高粘度。在任何流体中，移动层与固定层之间的距离越长，对移动层提供阻力的层的长度越长，导致更大的阻力和更大的分子间引力。如果分子间引力相对较小，则被拽走的也较少，因而移动层与固定层之间的距离将不会太大。就是说，两层之间的距离越大，粘度越大。在牛顿流体中，剪切速率和剪切应力成正比，因而粘度总是相同。然而，大部分流体不是牛顿流体，它们的粘度发生变化。如图15中所示，随着剪切速率增加，粘度降低，并且随着剪切速率降低，粘度增加。

绝缘涂覆液可以是牛顿流体，但也可以不是牛顿流体。因此，当绝缘涂覆液从第一歧管137流到狭缝138时，粘度可根据剪切速率的变化而变化。粘度差异的原因是如图15中所示由于剪切致稀(shear shinning)导致的液体的特性。因此，可通过考虑第一歧管137中的绝缘涂覆液的粘度与狭缝138中的绝缘涂覆液的粘度之比来设计第一歧管137和狭缝138。

图16和图17是示出设计第一歧管和狭缝时考虑的设计因素的视图，图17是沿图16的线C-C’截取的剖面图。

在所示的示例中，第一歧管137的投影形状是矩形并且具有宽度MW和高度MH。第一歧管的宽度MW等于或大于绝缘涂覆用孔的直径C。狭缝138具有恒定的宽度LW并且在排放绝缘涂覆液的方向上包括水平部分和垂直部分。第一歧管137的宽度MW大于狭缝138的宽度LW。

比较例是图4中示出的垫片50。常规垫片50中的用于接收绝缘涂覆液的孔55a的直径与绝缘涂覆用孔的直径C相同。如果与孔55a连接的线55b的水平长度是LA，则本公开内容的垫片130中的第一歧管137的宽度MW为LA×2+C或更小。在结构上垫片50、130的宽度相同。

基本上，类似于管的空间内的剪切速率与流速成正比，因此剪切速率随着流速增加而增大。因此，当相同的流体在较宽空间中流动，即，以较低流速流动时，剪切速率较低并且粘度较高，当在较窄空间中流动，即，以较高流速流动时，剪切速率增加并且粘度降低。因此，由于是流速的概念，所以流速根据第一歧管137中的歧管高度MH×凹进深度MD以及狭缝138中的狭缝138的宽度LW×凹进深度LD而变化(总体流量相同)。可以说，流速和剪切速率成正比，并且流速和粘度成反比。

优选地，第一歧管137的高度MH和凹进深度MD以及狭缝138的宽度LW和凹进深度LD被确定为使得第一歧管137中的绝缘涂覆液的粘度与狭缝138中的绝缘涂覆液的粘度之比为1至4。标记为粘度比为1至4的原因是剪切致稀(shear shinning)粘度对于每个绝缘涂覆液是不同的。

图18至图21是示出在各种粘度比下，第一歧管的高度与流量偏差之间的关系的图表。示出了通过模拟计算流量偏差获得的结果。流量偏差是指与第一歧管137连接的左右狭缝138引起的出口(见图16中的136a)之间的流量差异。考虑到可能的组装偏差，假设垫片130的位置和绝缘涂覆用孔115的位置未精确匹配而是向一侧偏离1mm来计算左右流量偏差。绝缘涂覆用孔115的直径C设为5mm，并且第一歧管137的宽度MW设为5mm以上。基于图18至图21的结果，可根据液体确定歧管尺寸。

图18示出了粘度比为1的情况。能够看出，这对应于绝缘涂覆液是牛顿流体的情况。图18中的横轴是相对于Ref.的MH的尺寸。MH的Ref.是C。通过相对于C从1倍(100％)增加到5倍(500％)来模拟MH。图18中的纵轴是流量偏差(％)。图18示出了在相对于LD将MD从1倍(100％)增加到10倍(1000％)的同时，在各MD中，基于MH变化的流量偏差的变化。

假定流量偏差在预定值，例如5％(图18中的虚线所示)以下时是令人满意的。当粘度比为1时，MD是LD的100％(●)，这认为是不合适的，因为不管MH尺寸如何，流量偏差都在5％以上。就是说，在MD＝LD的情况下，不适合解决流量偏差。对于MD是LD的150％至1000％的所有其他实施方式，流量偏差在5％以下。因此，能够看出，通过如本公开内容中提出的那样增加MD以大于LD，可减小流量偏差，并且随着MD增加，流量偏差可进一步减小，甚至减小到2％或更小。

特别是，图18的图表中用方框标记的部分是工艺窗口(process window)中的优选区域。在该部分中，满足MD>3×LD。并且，在该部分中，MH是250％至400％。就是说，满足4×C>MH>2.5×C。这样，当粘度比为1时，最优选的设计区域可以说是MD>3×LD，4×C>MH>2.5×C。第一歧管137的凹进深度MD可被设计成满足MD>3×LD，或者第一歧管137的凹进深度MD和第二歧管117的凹进深度组合的深度可被设计成满足MD>3×LD。作为优选的示例，第一歧管的凹进深度MD可大于狭缝138的凹进深度LD的3倍。

这样，当第一歧管137中的绝缘涂覆液的粘度与狭缝138中的绝缘涂覆液的粘度之比为1时，使第一歧管137的凹进深度MD和第二歧管117的凹进深度(如果包括第二歧管的话)组合的深度大于狭缝138的凹进深度LD的3倍。如果不包括第二歧管，则使第一歧管137的凹进深度MD大于狭缝138的凹进深度LD的3倍。此外，当第一歧管137的宽度MW和高度MH相同时，使第一歧管137的高度MH大于绝缘涂覆用孔115的直径C的2.5倍且小于绝缘涂覆用孔115的直径C的4倍。

图19示出了粘度比为2的情况。与图18中一样，图19中的横轴也是MH的尺寸。通过相对于C从1倍(100％)增加到5倍(500％)来模拟MH。图19中的纵轴是流量偏差。图19也示出了在相对于LD将MD从1倍(100％)增加到10倍(1000％)的同时，在各MD中，基于MH变化的流量偏差的变化。

在此，假定流量偏差在4.5％以下时是令人满意的。当粘度比为2时，从MD是LD的400％(▼)来看流量偏差明显在4.5％以下，认为MD是LD的400％至1000％的实施方式是优选的。特别是，图19的图表中用方框标记的部分是工艺窗口中的优选区域。在该部分中，满足MD>4×LD，并且还满足4.5×C>MH>2.5×C。第一歧管137的凹进深度MD可被设计成满足MD>4×LD，或者第一歧管137的凹进深度MD和第二歧管117的凹进深度组合的深度可被设计成满足MD>4×LD。

换句话说，当第一歧管137中的绝缘涂覆液的粘度与狭缝138中的绝缘涂覆液的粘度之比为2时，使第一歧管137的凹进深度MD和第二歧管117的凹进深度(如果包括第二歧管的话)组合的深度大于狭缝138的凹进深度LD的4倍。如果不包括第二歧管，则使第一歧管137的凹进深度MD大于狭缝138的凹进深度LD的4倍。当第一歧管137的宽度MW和高度MH相同时，使第一歧管137的高度MH大于绝缘涂覆用孔115的直径C的2.5倍且小于绝缘涂覆用孔115的直径C的4.5倍。

图20示出了粘度比为3的情况。图20中的横轴也是MH的尺寸。通过相对于C从1倍(100％)增加到5倍(500％)来模拟MH。图20中的纵轴是流量偏差。图20也示出了在相对于LD将MD从1倍(100％)增加到10倍(1000％)的同时，在各MD中，基于MH变化的流量偏差的变化。

假定力量偏差在5％以下时是令人满意的。当粘度比为3时，从MD是LD的500％(○)来看流量偏差明显在5％以下，认为MD是LD的500％至1000％的实施方式是优选的。特别是，图20的图表中用方框标记的部分是工艺窗口中的优选区域。在该部分中，满足MD>5×LD，并且还满足4.5×C>MH>3×C。在该区域中，流量偏差减小了50％以上并且包括流量偏差的最低点。第一歧管137的凹进深度MD可被设计成满足MD>5×LD，或者第一歧管137的凹进深度MD和第二歧管117的凹进深度组合的深度可被设计成满足MD>5×LD。

换句话说，当第一歧管137中的绝缘涂覆液的粘度与狭缝138中的绝缘涂覆液的粘度之比为3时，使第一歧管137的凹进深度MD和第二歧管117的凹进深度(如果包括第二歧管的话)组合的深度大于狭缝138的凹进深度LD的5倍。如果不包括第二歧管，则使第一歧管137的凹进深度MD大于狭缝138的凹进深度LD的5倍。当第一歧管137的宽度MW和高度MH相同时，使第一歧管137的高度MH大于绝缘涂覆用孔115的直径C的3倍且小于绝缘涂覆用孔115的直径C的4.5倍。

图21示出了粘度比为4的情况。图21中的横轴也是MH的尺寸。通过相对于C从1倍(100％)增加到5倍(500％)来模拟MH。图21中的纵轴是流量偏差。图21也示出了在相对于LD将MD从1倍(100％)增加到10倍(1000％)的同时，在各MD中，基于MH变化的流量偏差的变化。

假定流量偏差在5％以下时是令人满意的。当粘度比为4时，从MD是LD的800％(△)来看流量偏差明显在5％以下，认为MD是LD的800％至1000％的实施方式是优选的。特别是，图21的图表中用方框标记的部分是工艺窗口中的优选区域。在该部分中，满足MD>5×LD，并且还满足4.5×C>MH>3×C。第一歧管137的凹进深度MD可被设计成满足MD>5×LD，或者第一歧管137的凹进深度MD和第二歧管117的凹进深度组合的深度可被设计成满足MD>5×LD。

换句话说，当第一歧管137中的绝缘涂覆液的粘度与狭缝138中的绝缘涂覆液的粘度之比为4时，使第一歧管137的凹进深度MD和第二歧管117的凹进深度(如果包括第二歧管的话)组合的深度大于狭缝138的凹进深度LD的5倍。如果不包括第二歧管，则使第一歧管137的凹进深度MD大于狭缝138的凹进深度LD的5倍。当第一歧管137的宽度MW和高度MH相同时，使第一歧管137的高度MH大于绝缘涂覆用孔115的直径C的3倍且小于绝缘涂覆用孔115的直径C的4.5倍。

从图18至图21中的结果能够看出，当液体在狭缝138中的粘度与第一歧管137中的粘度之间没有差异时，即，如图18中所示当粘度比为1时，第一歧管137的效果非常好。此外，只要第一歧管137的凹进深度MD是狭缝138的凹进深度LD的至少3倍，对于工艺窗口来说也是优选的。然而，如果差异超过4倍(第一歧管137中的粘度/狭缝138中的粘度>4)，则是无效的。因此，对于粘度比为1至4的液体来说，被额外设计于垫片130的第一歧管137的效果展现出来。最佳点根据粘度比而变化，并且第一歧管137的凹进深度MD越深，效果越好。因此，如果通过仅在垫片130上形成第一歧管137效果较小，则可能需要在模具110、120上加工以形成第二歧管117。

尽管上面针对有限数量的实施方式和附图描述了本公开内容，但本公开内容不限于此，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在本公开内容的技术方面和所附权利要求的等同范围内可进行各种修改和变化。

[参考标记的描述]

100：狭缝模具涂布机110：上模具

115：绝缘涂覆用孔 117：第二歧管

120：下模具 130：垫片

134、135、136：流路134a、135a、136a：出口

137：第一歧管138：狭缝140：歧管。

Claims (14)

1.一种狭缝模具涂布机，包括：

上模具和下模具；

垫片，所述垫片插置在所述上模具与所述下模具之间以限定出狭缝和出口；和

通过与所述上模具的所述出口相邻地垂直贯穿所述上模具形成的绝缘涂覆用孔，

其中所述垫片包括：

用于绝缘涂覆的第一歧管，所述第一歧管是通过在与所述绝缘涂覆用孔对应的位置处从所述垫片的表面凹进以形成用于容纳通过所述绝缘涂覆用孔供应的绝缘涂覆液的空间而形成的；和

用于排放所述绝缘涂覆液的狭缝，所述狭缝是通过从所述垫片的所述表面凹进成与所述第一歧管的一端连通而形成的，

其中所述第一歧管的凹进深度(MD)大于所述狭缝的凹进深度(LD)。

2.根据权利要求1所述的狭缝模具涂布机，其中所述狭缝分离形成在所述第一歧管的两侧。

3.根据权利要求1所述的狭缝模具涂布机，其中所述第一歧管在所述垫片的表面上的投影面积大于所述绝缘涂覆用孔在所述垫片的表面上的投影面积。

4.根据权利要求1所述的狭缝模具涂布机，其中所述第一歧管的凹进深度(MD)等于或大于所述狭缝的厚度的1/2。

5.根据权利要求1所述的狭缝模具涂布机，其中所述第一歧管是贯穿所述垫片的孔。

6.根据权利要求1所述的狭缝模具涂布机，还包括：通过在与所述第一歧管对应的位置处凹进到所述上模具和所述下模具的至少一个中而形成的用于绝缘涂覆的第二歧管。

7.根据权利要求1所述的狭缝模具涂布机，其中所述绝缘涂覆液从所述绝缘涂覆用孔注入并在所述第一歧管中扩散时的压力损失(loss)变小，并且所述绝缘涂覆液沿所述狭缝排放时的压力损失变大。

8.根据权利要求1所述的狭缝模具涂布机，其中所述第一歧管在所述垫片的表面上的投影形状是具有与排放所述绝缘涂覆液的方向垂直的宽度(MW)和与排放所述绝缘涂覆液的方向平行的高度(MH)的矩形，其中所述第一歧管的宽度(MW)等于或大于所述绝缘涂覆用孔的直径(C)。

9.根据权利要求8所述的狭缝模具涂布机，其中所述第一歧管具有相同的宽度(MW)和高度(MH)。

10.根据权利要求8所述的狭缝模具涂布机，其中所述狭缝具有恒定的宽度(LW)，并且所述狭缝在排放所述绝缘涂覆液的方向上包括水平部分和垂直部分或者仅包括水平部分，其中所述第一歧管的宽度(MW)大于所述狭缝的宽度(LW)。

11.根据权利要求10所述的狭缝模具涂布机，其中所述第一歧管的高度(MH)和凹进深度(MD)以及所述狭缝的宽度(LW)和凹进深度(LD)被确定为使得所述第一歧管中的所述绝缘涂覆液的粘度与所述狭缝中的所述绝缘涂覆液的粘度之比为1至4。

12.根据权利要求11所述的狭缝模具涂布机，其中所述第一歧管的凹进深度(MD)大于所述狭缝的凹进深度(LD)的3倍。

13.根据权利要求11所述的狭缝模具涂布机，其中所述第一歧管的凹进深度(MD)大于所述狭缝的凹进深度(LD)的4倍，并且所述第一歧管的高度(MH)大于所述绝缘涂覆用孔的直径(C)的2.5倍且小于所述绝缘涂覆用孔的直径(C)的4.5倍。

14.根据权利要求11所述的狭缝模具涂布机，其中所述第一歧管的凹进深度(MD)大于所述狭缝的凹进深度(LD)的5倍，并且所述第一歧管的高度(MH)大于所述绝缘涂覆用孔的直径(C)的3倍且小于所述绝缘涂覆用孔的直径(C)的4.5倍。