旋涂成型一体化装置的制作方法

本发明涉及一种快速成型加工设备，尤其涉及一种旋涂成型一体化装置。

背景技术：

旋涂设备是一种将均匀薄膜平铺到平坦基板上的装置，通过在基板中部滴加液体材料，利用高速旋转的离心力使涂层材料扩散于基板上。这种设备主要加工对象为具有不同粘度的快速成型液体材料，最小生产精度达1um。

光敏树脂作为3d打印常用原材料之一，需要打印后使用特定波长的光源使其固化成型，其成型精度和尺寸取决于打印方法和光源特性。

常规旋涂设备需要人工进行基板定位、点胶、设置转速及时间、取样等工作，具有费时费力的缺点，且容易产生误差。特别对于光敏树脂作为旋涂材料时，旋涂完成后需要人工手持光源对样品进行照射，其距离、时间和照明均匀性难以控制。

在旋涂加工作为产品制造的一个环节时，与其它环节的连接性较差，大大降低了需要流水线式生产时的效率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种旋涂成型一体化装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的旋涂成型一体化装置，包括旋涂机，所述旋涂机的一侧设有基片移动台和基片移动机械手，另一侧设有点胶模块，所述点胶模块上设有光源模块。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的旋涂成型一体化装置，使放样、点胶、旋涂、光固化(特别对于光敏材料)、取样等加工流程能自动控制完成，实现旋涂样品的流水线式生产，提高加工效率和精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的旋涂成型一体化装置结构示意图。

图2为本发明实施例的加工工艺流程示意图。

图中：

1：旋涂机；2：点胶针筒；3：点胶机；4：移动气缸；5：光固化灯罩(内含光固化灯)；6：基片移动机械手；7：基片移动台

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的旋涂成型一体化装置，其较佳的具体实施方式是：

包括旋涂机，所述旋涂机的一侧设有基片移动台和基片移动机械手，另一侧设有点胶模块，所述点胶模块上设有光源模块。

所述点胶模块包括点胶机，所述点胶机上设有移动导轨，所述移动导轨的下端设有点胶针筒，所述点胶针筒连接有进料管道。

所述光源模块包括光固化灯，所述光固化灯位于旋涂机上方的正方体灯罩中。

所述光固化灯包括但不限于紫外灯。

所述基片移动机械手的下端设有三爪卡盘。

本发明的旋涂成型一体化装置，装置整体具有自动化和流水线式控制的特点，使放样、点胶、旋涂、光固化(特别对于光敏材料)、取样等加工流程能自动控制完成，实现旋涂样品的流水线式生产，提高加工效率和精度。

具体实施例：

其整体结构如图1所示，主要部件包括：商用旋涂机、点胶模块、光源模块、放取样机械手及配套控制软件。

商用旋涂机采购于成熟的供应商，可设置需要的转速范围和旋涂时间，提供了硬件和软件的控制接口。

点胶模块由点胶机、点胶针筒、移动导轨及相关管路组成。针筒固定在可移动导轨一端，在点胶操作时移动到基片中央上方。点胶针筒上方接有进料管道，点胶机推进针筒实现出料。

光源模块装配于旋涂机正上方的支架，光固化灯位于正方体灯罩中，固化灯种类包括但不限于紫外灯，可根据需要替换，照明范围不做限制。

放取样机械手装配在可移动导轨一端，下部为三爪卡盘，用于抓取圆形载物基片。机械手的夹具形状和载物基片形状不做限制。

旋涂机左右两侧安装有固定支架，分别用于支撑放取样机械手、点胶及光源模块(包括相关附件)。

软件系统可依次控制放取样机械手、点胶导轨的移动及固化灯光源的开闭，且能实现旋涂转速、旋涂时间和照明时间的个性化设置。

优点和积极效果：

该装置实现了旋涂过程的流水线式控制和生产，提高了生产效率且避免了手动操作的误差。通过对机械手的移动和夹取控制，实现了取放样品的自动化；通过对点胶针筒的移动和推进控制，实现了点胶过程的自动化；通过对固定光源的开闭控制，实现了材料固化过程的自动化。

该装置可针对不同的原材料实现旋涂参数的个性化设置，使得其具有材料普适性。通过在软件对旋涂转速、旋涂时间、点胶推进量、固化时间等的设置且保存相关参数，实现批量生产。

该装置特别实现了对光敏液体材料(如光敏树脂)的旋涂和固化过程控制，通过自动点胶控制、自动固化控制和个性化参数设置，使得光敏材料样品的旋涂稳定性得到保证。

该装置具有流程完整可控、加工过程稳定等特征，可整体作为流水线式加工系统的旋涂模块。其取放样机械手可将样品基板移动到指定区域，与其它3d打印方式如fdm等相结合，实现多层样品的流水线式制造。

该装置的加工工艺流程如图2所示，包括：

在系统软件中设置好当前材料加工所需的旋涂速度、旋涂时间、点胶推进量及光照时间；

取放样机械手夹起位于支架上的圆形基片，通过导轨的移动和机械手动作，将基片放置于旋涂机样品台中央，机械手移动回初始位置待命；

真空泵启动，旋涂机载物台吸附基片；

点胶针筒通过导轨移动至基片正上方，点胶机推进设置量的材料滴在基片中央，针筒移动回初始位置待命；

旋涂机按照设置的转速和时间参数开始工作，直至结束；紫外固化灯开启，保持设置时间关闭；

机械手移动至基片上方，夹起基片并移动，将样品+放置于支架上。

特别的是，本装置适用于不同种类的液体材料，对应的不同加工参数可在软件中进行个性化设置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种旋涂成型一体化装置，包括旋涂机，旋涂机的一侧设有基片移动台和基片移动机械手，另一侧设有点胶模块，点胶模块上设有光源模块。点胶模块包括点胶机，点胶机上设有移动导轨，移动导轨的下端设有点胶针筒，点胶针筒连接有进料管道。光源模块包括光固化灯，光固化灯位于旋涂机上方的正方体灯罩中。基片移动机械手的下端设有三爪卡盘。整体具有自动化和流水线式控制的特点，使放样、点胶、旋涂、光固化(特别对于光敏材料)、取样等加工流程能自动控制完成，实现旋涂样品的流水线式生产，提高加工效率和精度。

技术研发人员：陈虹宇;邵鹏飞;黄奎明;马灿臻;刘光丽;董二宝
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：2018.12.10
技术公布日：2019.02.19