TWM500274U - 塗佈裝置 - Google Patents

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TWM500274U
TWM500274U TW103222263U TW103222263U TWM500274U TW M500274 U TWM500274 U TW M500274U TW 103222263 U TW103222263 U TW 103222263U TW 103222263 U TW103222263 U TW 103222263U TW M500274 U TWM500274 U TW M500274U
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TW
Taiwan
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electric field
slurry
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wet film
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TW103222263U
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Chun-An Lu
Yuan-Ling Tsai
Chiung-Hsiung Chen
Jiun-Jang Yu
Chin-Tien Yang
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Ind Tech Res Inst
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat

Description

塗佈裝置
本新型創作是有關於一種裝置，且特別是有關於一種塗佈裝置。
近年來，智慧型手持裝置成為消費性電子之現今主流趨勢。除了產品功能外，輕量、薄化以及尺寸縮減成為吸引消費者購買的主要考量。因此，許多晶片的封裝型態大量改採更細線寬且小型化的晶片尺度構裝(Chip Scale Package,CSP)技術以符合行動電子產品外觀趨勢的要求。
一般來說，陶瓷層的薄型化所需之關鍵技術為陶瓷體的分散技術及漿體或油墨調配之混合技術。為了降低塗佈後之陶瓷層厚度，必須採用奈米等級的較微細粉體尺度，對應製備漿料或油墨時的混合及分散將影響陶瓷生胚的特性。也就是說，粉體必須於漿料中進行適度之分散，以避免漿體團聚或不均勻等特性，而導致塗佈時之不均勻特性。然而，當粉體於漿體中分散良好，亦代表粉體塗佈後之堆積較為鬆散或不緻密，對後續塗層之燒結與膜層特性具有相對之影響性。也就是說，良好分散的漿體具有 不易沉降堆積的特性，導致陶瓷生胚燒結密度及緻密度不佳等缺點。
本新型創作提供一種塗佈裝置，能同時塗佈並加速沈積速度以及提高堆積緻密度。
本新型創作的一種塗佈裝置，包括一塗佈器以及一電場產生器。塗佈器用以容納一漿料，並具有一出口，出口用以將漿料塗佈至一基材上，基材位於出口附近，用以承載來自塗佈器的出口的漿料，以形成一濕膜。電場產生器配置於基材下方，提供一電場，使得濕膜因電場的吸引而緊密堆積於基材上。
在本新型創作的一實施例中，上述的電場產生器包括一靜電吸附膜。
在本新型創作的一實施例中，上述的電場的強度介於0.1kV至10kV。
在本新型創作的一實施例中，其中塗佈器的出口包括一刮刀、一狹縫式塗佈模具或一網板印刷模具。
在本新型創作的一實施例中，更包括一輸送裝置，其中基材位於輸送裝置上。
在本新型創作的一實施例中，更包括一加熱器，沿基材的輸送方向排列於電場產生器之後，用以乾燥濕膜。
基於上述，本創作的塗佈裝置包括電場產生器，藉由提 供電場使得塗佈於基材上的漿料因靜電等吸引力而加速沈積或增加堆積密度，使得濕膜緊密堆積於基材上。如此一來，可以縮短整體製程時間。
為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧塗佈裝置
10a‧‧‧塗佈區
10b‧‧‧乾燥區
100‧‧‧塗佈器
102‧‧‧出口
110‧‧‧基材
130‧‧‧電場產生器
140‧‧‧輸送裝置
150‧‧‧加熱器
WF‧‧‧濕膜
SL‧‧‧漿料
圖1是依照本新型創作的一實施例的一種塗佈裝置的示意圖。
圖1是依照本新型創作的一實施例的一種塗佈裝置的示意圖。塗佈裝置10包括塗佈器100、基材110以及電場產生器130。在本實施例中，塗佈裝置10例如是更包括輸送裝置140與加熱器150。塗佈裝置10例如是包括塗佈區10a與乾燥區10b，其中塗佈器100以及電場產生器130位於塗佈區10a，加熱器150位於乾燥區10b，基材110與輸送裝置140則同時位於塗佈區10a與乾燥區10b。塗佈器100用以容納漿料SL，並具有出口102。漿料SL例如是無機粉體漿料，其包括經混合的無機粉體、高分子材料以及溶劑。無機粉體的粒徑為奈米或次微米等級，例如是小於500nm。無機粉體可為以AOx 、ABO3 等表示的金屬氧化物，其中A與B 為不同金屬，無機粉體例如是陶瓷粉體。在本實施例中，無機粉體例如是BaTiO3 。高分子材料包括聚乙烯醇縮丁醛(polyvinyl butyral resin,PVB)。溶劑可以是單一溶劑或具有適當比例的多種混合溶劑，包括甲苯與乙醇。
出口102用以將漿料SL塗佈至基材110上。基材110位於出口102附近，用以承載來自塗佈器100的出口102的漿料SL，以形成濕膜WF。基材110例如是位於輸送裝置140上，使得基材110以及而後形成於基材110上的濕膜WF隨著輸送裝置140而由塗佈區10a移動至乾燥區10b。基材110的材料例如是聚對苯二甲酸乙烯酯(PET)、聚乙烯(PE)或聚醯亞胺(PI)等高分子材料或不鏽鋼材料。
在本實施例中，塗佈器100的出口102包括一刮刀，用以將漿料SL均勻塗佈基材110上，以形成薄片狀的濕膜WF。在其他實施例中，塗佈器100的出口102也可以包括一狹縫式塗佈模具或一網板印刷模具。當刮刀當塗佈器100的出口102包括狹縫式塗佈模具時，藉由定量幫浦將漿料SL打入塗佈器100內，並使流體從具有狹窄流道的出口102流出，以流向位於出口102附近高速移動之基材110上，進而塗佈成薄片狀的濕膜WF。
電場產生器130配置於基材110下方，提供電場，使得濕膜WF因電場的吸引而緊密堆積於基材110上。在本實施例中，電場產生器130位於塗佈區10a。電場產生器130包含一靜電吸附膜，其可為聚醯亞胺膜。電場的強度例如是介於0.1kV至10kV。 在本實施例中，塗佈漿料SL的同時，電場產生器130於基材110底部產生電場，進而產生靜電吸附力，因而在塗佈的同時達到加速沉降及高緊密堆積等效果。特別注意的是，雖然在圖1中是將基材110與濕膜WF繪示為位於局部區域為例，但基材110實質上是位於輸送裝置140上的連續膜層，而濕膜WF為連續薄帶。
在本實施例中，輸送裝置140例如是滾輪裝置，但本新型不以此為限。在本實施例中，加熱器150例如是沿基材110的輸送方向排列於電場產生器130之後，用以乾燥濕膜WF。塗佈區10a與乾燥區10b例如是不重疊，因此加熱器150與電場產生器130的配置亦不重疊。也就是說，基材110與其上的濕膜WF例如是在離開塗佈區10a後，才會進入乾燥區10b。加熱器150例如位於塗佈區10a的相對兩側，使得通過加熱器150的濕膜WF的兩面可以均勻受熱而乾燥。再者，在一實施例中，加熱器150也可以位於一側，或加熱器150可以是接觸式加熱帶等其他加熱裝置。加熱器150例如是提供60℃至70℃的加熱溫度，使得塗佈後的濕膜WF進行乾燥。由於電場產生器130使得濕膜WF具有較佳的緻密度，因此經乾燥後，濕膜WF例如是具有小於1μm的厚度。在本實施例中，經乾燥後的濕膜WF例如是在輸送裝置140的後端滾輪收捲，也就是說，塗佈裝置10為一可連續塗佈之捲對捲製程(roll to roll)。當然，在其他實施例中，塗佈裝置也可以搭配塗佈方式而具有滾輪以外的其他裝置，本新型不以此為限。
在本實施例中，能根據漿料SL所帶的電荷特性，調整配 置於基材110下方的電場產生器130所產生的電場極性，諸如漿料SL帶有負電，電場產生器130的表面帶有正電，反之亦然，使得漿料SL因與電場產生器130之間的靜電吸附效應而迅速且緊密地沈積於基材110上。如此一來，除了可以大幅地縮短整體製程時間以外，還可以於基材110上形成厚度較薄且具有緻密度較佳的濕膜WF，進而降低濕膜WF的製作成本以及提升濕膜WF的薄膜品質。再者，在後續高溫燒結過程中，可以得到具有較高燒結密度的陶瓷體。
接下來將提供實驗例與比較例來說明採用本案塗佈裝置所生成的陶瓷體的特性。
[實驗例]
首先，均勻混合粒徑為200nm的BaTiO3 粉體(購自日本堺化學)、PVB高分子材料以及作為溶劑的甲苯與酒精(重量比7：3)，以形成陶瓷漿料，裝於塗佈器中。接著，利用刮刀將前述陶瓷漿料塗佈於PET基材上，同時PET基材下方的電場產生器提供1000V之電場，使得塗佈於基材上的濕膜與電場產生器之間產生靜電吸附。然後，使用加熱器以60℃烘乾濕膜30分鐘，以形成陶瓷體。而後，以1050℃對陶瓷體進行燒結8小時。於燒結後利用阿基米德原理計算陶瓷體的體密度值，得到陶瓷體的密度為5.81g/cm3 。
[比較例]
首先，於塗佈器中，均勻混合粒徑為200nm的BaTiO3 粉體(購自日本堺化學)、PVB高分子材料以及作為溶劑的甲苯與酒精(重量比7：3)，以形成陶瓷漿料。接著，利用刮刀將前述陶瓷漿料塗佈於PET基材上。然後，使用加熱器以60℃烘乾濕膜30分鐘，以形成陶瓷體。而後，以1050℃對陶瓷體進行燒結8小時。於燒結後利用阿基米德原理計算陶瓷體的密度值，得到陶瓷體的密度為5.65g/cm3 。
經由上述實驗例與比較例可知，藉由於基材下方提供電場產生器，使得塗佈於基材上的濕膜與電場之間產生靜電吸附，可以提升後續燒結後的陶瓷體密度。由此可知，塗佈於基材上的濕膜與電場之間的吸引力有利於漿料的緊密堆積，進而提升濕膜的緻密度，以利於產生具有較高密度的陶瓷體。
綜上所述，本新型創作於待塗佈漿料的基材下方提供電場產生器，利用漿料與電場之間會產生靜電吸附，使得塗佈於基材上的濕膜會迅速且緊密地沈積於基材上。如此一來，可以大幅地縮短整體製程時間，且於基材上形成厚度較薄且具有緻密度較佳的濕膜，進而降低濕膜的製作成本，以及利於在後續高溫燒結過程中得到具有較高燒結密度的陶瓷體。
雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧塗佈裝置
10a‧‧‧塗佈區
10b‧‧‧乾燥區
100‧‧‧塗佈器
102‧‧‧出口
110‧‧‧基材
130‧‧‧電場產生器
140‧‧‧輸送裝置
150‧‧‧加熱器
WF‧‧‧濕膜
SL‧‧‧漿料

Claims (6)

  1. 一種塗佈裝置，包括：一塗佈器，用以容納一漿料，並具有一出口，該出口用以將該漿料塗佈至一基材上，該基材位於該出口附近，用以承載來自該塗佈器的該出口的該漿料，以形成一濕膜；以及一電場產生器，配置於該基材下方，提供一電場，使得該濕膜因該電場的吸引而緊密堆積於該基材上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的塗佈裝置，其中該電場產生器包括一靜電吸附膜。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的塗佈裝置，其中該電場的強度介於0.1kV至10kV。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的塗佈裝置，其中該塗佈器的該開口包括一刮刀、一狹縫式塗佈模具或一網板印刷模具。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的塗佈裝置，更包括一輸送裝置，其中該基材位於該輸送裝置上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的塗佈裝置，更包括一加熱器，沿該基材的輸送方向排列於該電場產生器之後，用以乾燥該濕膜。
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