RU2075352C1

RU2075352C1 - Method and apparatus to apply coatings by creation of meniscus

Info

Publication number: RU2075352C1
Application number: RU93016878A
Authority: RU
Inventors: В.М. Калиниченко; Н.Г. Кузьмин; В.А. Неказаченко; Н.Е. Родионова; А.Ф. Моисеев
Original assignee: Производственное объединение "Рефлектор"
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1997-03-20

Abstract

FIELD: coatings production, provision of fine and uniform coating on substrate surface in particular. SUBSTANCE: feeding of coating liquid flow 1 is exercised by mounting of two tanks 2, 3 with different level of liquid, that are connected to each other by porous material 4 to form capillary-gravitation evens in porous material. tanks 2, 3 are located on different levels and are connected to each other by porous material 4. Tank 2 with covering liquid 1 is located above tank for treated liquid. EFFECT: improved process of coating application. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии нанесения покрытия, в частности, к обеспечению тонкого и равномерного покрытия на поверхности подложки. The invention relates to a coating technology, in particular, to providing a thin and uniform coating on a substrate surface.

Изобретение может быть использовано в электронной, машино- и приборостроительной отраслях промышленности для жидкостной химической обработки. The invention can be used in the electronic, machine and instrument-making industries for liquid chemical processing.

Известен способ нанесения, по которому перед участками соприкосновения вращающегося валка и непрерывно пересекающего плоского материала образуют зону накапливаемого материала покрытия, в которую подают материал для нанесения его на обрабатываемую поверхность [1] В данном способе используют валок или стержень для поддержания стабильного мениска в начале участка контактирования материала с покрываемой поверхностью. A known application method, in which in front of the contact areas of the rotating roll and continuously intersecting flat material, they form a zone of accumulated coating material, into which the material is supplied for applying it to the surface to be treated [1]. In this method, a roll or rod is used to maintain a stable meniscus at the beginning of the contacting area material with a coated surface.

Известен другой метод нанесения покрытия на поверхность и устройство для его осуществления [2]
В данном техническом решении покрываемая поверхность перемещается вплотную или в непосредственно близости к покрывающему узлу, содержащему вращающийся цилиндр с перфорированной внешней поверхностью и текучий материал покрытия подается на внешнюю оболочку вращающегося цилиндра для осаждения на поверхность таким образом, чтобы между покрываемой поверхностью и цилиндром накапливалась жидкость, и по мере перемещения подложки (покрываемой поверхности) излишки жидкости переносились через перфорированную поверхность цилиндра внутрь цилиндра.There is another method of coating the surface and device for its implementation [2]
In this technical solution, the surface to be coated moves close to or in close proximity to the coating unit comprising a rotating cylinder with a perforated outer surface and a flowing coating material is supplied to the outer shell of the rotating cylinder to deposit on the surface so that liquid accumulates between the surface to be coated and the cylinder, and as the substrate (coated surface) moves, excess liquid is transferred through the perforated surface of the cylinder into the inside of the lindra.

Известно устройство для распределения жидкости по поверхности детали [3] характеризующееся тем, что содержит множество источников наносящих жидкость на поверхность детали, и размещенных с промежутками друг от друга таким образом, чтобы распределять эту жидкость по поверхности детали, а также множество ячеек для вытекания жидкости, введенной источниками, ячейки имеют форму воронок широкой частью обращенной к детали со сливным отверстием в центре. В наклонных стенках ячеек расположено по несколько каналов источников жидкости. Травильный раствор под давлением по этим каналам подается к поверхности подложки под острым углом. Турбулентный поток травильного раствора обеспечивает равномерное травление детали. Обработанная жидкость через ячейки в форме воронки стекает в сливные отверстия. A device for distributing liquid on the surface of a part [3] is known, characterized in that it contains a plurality of sources applying liquid to the surface of the part, and spaced apart from each other so as to distribute this liquid over the surface of the part, as well as a plurality of cells for fluid flow, introduced by the sources, the cells have the shape of funnels with a wide part facing the part with a drain hole in the center. In the inclined walls of the cells there are several channels of fluid sources. The etching solution under pressure through these channels is fed to the surface of the substrate at an acute angle. The turbulent flow of the pickling solution ensures uniform etching of the part. The treated liquid flows through the funnel-shaped cells into the drain holes.

Недостатками данных способов и устройств являются большой расход жидкости (покрывающего материала), сложность конструкции и невозможность получения тонких равномерных покрытий. The disadvantages of these methods and devices are the high flow rate of the liquid (coating material), the complexity of the design and the inability to obtain thin uniform coatings.

Наиболее близким из известных является способ нанесения покрытий за счет создания мениска и устройство для его осуществления [4] ко которому для получения ультратонкого покрытия материал пропускают через проницаемую наклонную поверхность с тем, чтобы создать ламинарный поток. Покрываемое изделие тангенциально подводят к потоку материала. Покрываемая поверхность пересекает ламинарный поток на вершине наклонной поверхности. Передняя и задняя кромки материала, контактирующие с покрываемой поверхностью, поддерживаются менисками кроющего материала, обеспечивающими равномерное покрытие. Обращенная подложка удерживается на вакуумном патроне с тем, чтобы продвигаться тангенциально по отношению к стекающему ламинарному потоку материала покрытия на наружную поверхность пористого цилиндрического аппликатора. Поток материала покрытия под давлением подается внутрь пористого цилиндра через трубопровод и ряд клапанов управления и, проникая на наружную поверхность цилиндра, стекает, создавая ламинарный поток. Для подведения материала покрытия к трубопроводу могут использовать циркуляционные насосы. The closest known method is the method of coating by creating a meniscus and a device for its implementation [4] to which, to obtain an ultrathin coating, the material is passed through a permeable inclined surface in order to create a laminar flow. The product to be coated is tangentially brought to the material flow. The surface to be coated crosses the laminar flow at the top of the inclined surface. The leading and trailing edges of the material in contact with the surface to be coated are supported by the menisci of the covering material, providing uniform coverage. The facing substrate is held on a vacuum cartridge in order to advance tangentially with respect to the flowing laminar flow of coating material onto the outer surface of the porous cylindrical applicator. The flow of coating material under pressure is fed into the porous cylinder through the pipeline and a number of control valves and, penetrating the outer surface of the cylinder, flows, creating a laminar flow. Circulation pumps can be used to bring coating material to the pipeline.

Недостатками данных способа и устройства является сложность конструкции. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в упрощении способа и устройства подачи покрывающей жидкости к покрываемой детали (подложке). The disadvantages of the data of the method and device is the design complexity. The problem to which the claimed invention is directed, is to simplify the method and device for supplying coating liquid to the coated part (substrate).

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе нанесения покрытий путем создания мениска, при котором образуется мениск за счет контакта движущейся покрываемой поверхности и потока покрывающей жидкости, подачу которого осуществляют через пористый материал, согласно изобретению, подачу потока покрывающей жидкости осуществляют путем установки двух емкостей с разным уровнем жидкости, которые соединяют между собой пористым материалом для создания капиллярно-гравитационных явлений в пористом материале. The technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of coating by creating a meniscus, in which a meniscus is formed due to the contact of the moving coated surface and the flow of coating fluid, the supply of which is through a porous material, according to the invention, the flow of coating fluid is carried out by setting two containers with different liquid levels, which are interconnected by a porous material to create capillary-gravitational phenomena in porosity th material.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве для нанесения покрытий путем создания мениска, включающем основание, транспортную систему с возможностью поддержания и перемещения покрываемой жидкости, пористый материал для создания потока покрывающей жидкости, две емкости, одна с покрывающей жидкостью, а другая для отработанной жидкости, согласно изобретению, емкости расположены на разных уровнях и соединены между собой пористым материалом, при этом емкость с покрывающей жидкостью расположена выше емкости для отработанной жидкости. Для повышения качества обработки поверхности подложки дополнительно введена, по крайней мере, одна пара емкостей. The technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the device for coating by creating a meniscus, including a base, a transport system with the ability to maintain and move the coated fluid, a porous material to create a flow of coating fluid, two containers, one with coating fluid and the other for waste liquid, according to the invention, the containers are located at different levels and are interconnected by a porous material, while the container with the coating liquid is located in Chez containers for waste liquid. To improve the quality of surface treatment of the substrate, at least one pair of containers is additionally introduced.

Согласно настоящему изобретению нанесение покрытия за счет мениска на подложку осуществляют путем прохождения покрывающей жидкости по наклонным поверхностям пористого материала, один конец которого находится в сосуде с покрывающей жидкостью, а второй вне сосуда ниже его края. Покрываемое изделие тангенциально подводят к потоку жидкости в пористом материале, а образующиеся мениски обеспечивают равномерность покрытия. According to the present invention, a meniscus coating on the substrate is carried out by passing the coating liquid along the inclined surfaces of the porous material, one end of which is in the vessel with the coating liquid, and the other outside the vessel below its edge. The coated product is tangentially brought to the fluid flow in the porous material, and the resulting menisci ensure uniformity of coating.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:
фиг. 1 схематически изображено устройство для реализации данного способа.The invention is illustrated by drawings, where:
FIG. 1 schematically shows a device for implementing this method.

фиг. 2 дана схема, поясняющая суть способа подачи покрывающей жидкости для нанесения покрытия за счет создания мениска. FIG. 2 is a diagram explaining the essence of the method of supplying a coating liquid for coating by creating a meniscus.

Устройство для нанесения покрывающей жидкости 1 состоит из основания 6, транспортной системы 7 для поддерживания и перемещения подложки 5, двух емкостей 2 и 3, жестко соединенных с основанием 6, и пористого материала 4 для создания потока покрывающей жидкости в виде ленты, концы которой находятся в обеих емкостях 2 и 3. Основание 6 выполнено в виде двух параллельных брусков, служащих одновременно направляющими подложками 5. Система 7 для поддержки и перемещения подложки 5 может быть выполнена в виде пневмотолкателя. Емкости 2 и 3 расположены так, что их основания находятся на разных уровнях. Верхняя емкость это основная емкость 2, предназначенная для заполнения покрывающей жидкости, а нижняя емкость это дополнительная емкость 3, предназначенная для отработанной жидкости, т.е. является сливной емкостью. A device for applying a coating liquid 1 consists of a base 6, a transport system 7 for supporting and moving the substrate 5, two containers 2 and 3, rigidly connected to the base 6, and a porous material 4 to create a flow of the covering liquid in the form of a tape, the ends of which are in both containers 2 and 3. The base 6 is made in the form of two parallel bars serving simultaneously as guide substrates 5. The system 7 for supporting and moving the substrate 5 can be made in the form of a pneumatic pusher. Tanks 2 and 3 are located so that their bases are at different levels. The upper tank is the main tank 2, designed to fill the coating fluid, and the lower tank is the additional tank 3, designed for waste fluid, i.e. is a drain tank.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Покрывающая жидкость 1 из емкости 2 по пористому материалу 4 за счет капиллярных сил поднимается до края емкости 2, нам участке А-В пропитывает таким образом пористый материал 4. На участке Б-С жидкость за счет гравитационных сил стекает в сливную емкость 3. За счет разницы в уровнях жидкости в емкостях создается непрерывный поток покрывающий жидкости 1 в пористом материале 4. The coating liquid 1 from the container 2 through the porous material 4, due to capillary forces rises to the edge of the container 2, the porous material 4 is impregnated to us in the AB section in this way. In the BC section, the liquid flows into the drain tank 3 due to gravitational forces. the difference in the liquid levels in the tanks creates a continuous flow covering fluid 1 in the porous material 4.

Подложка 5 под действием пневмотолкателя 7 перемещается по направляющим 6 в горизонтальном направлении, соприкасаясь с потоком жидкости в пористом материале на участке А-В. Образующиеся мениски "М" жидкости обеспечивают равномерное покрытие подложки при ее горизонтальном перемещении. The substrate 5 under the action of the pneumatic pusher 7 moves along the guides 6 in the horizontal direction, in contact with the flow of fluid in the porous material in the area AB. The resulting menisci "M" liquid provide uniform coverage of the substrate during its horizontal movement.

Для повышения качества обработки поверхности подложки может быть установлено последовательно несколько таких пар емкостей 2 и 3, в том числе, и с различными жидкостями. To improve the quality of processing the surface of the substrate, several such pairs of containers 2 and 3 can be installed in series, including with various liquids.

Предлагаемые способ и устройство позволяет существенно упростить систему подачи покрывающей жидкости, не прибегая к нагнетательным средствам, например, насосам и системам регулирования подачи жидкости, и обеспечить равномерность покрытия за счет мениска. The proposed method and device can significantly simplify the supply system of the coating liquid without resorting to injection means, for example, pumps and systems for regulating the supply of liquid, and to ensure uniformity of the coating due to the meniscus.

Claims

1. The method of coating by creating a meniscus in which a meniscus is formed by contacting a moving coated surface and a flow of coating fluid, the supply of which is through a porous material, characterized in that the flow of the coating fluid is carried out by installing two containers with different liquid levels, which interconnected by a porous material to create capillary-gravitational phenomena in the porous material.

2. A device for applying coatings by creating a meniscus, including bases, a transport system with the ability to maintain and move the coated substrate, a porous material for creating a flow of coating liquid, two containers, one with coating liquid, and the other for waste liquid, characterized in that located at different levels and interconnected by a porous material, while the tank with the coating fluid is located above the tank for waste fluid.

3. The device according to claim 2, characterized in that at least one pair of containers is additionally introduced into it.