스프레이 코터
스프레이 코터의 개요
「스프레이 코터」는 분무를 이용한 코팅 방법으로, 도포액을 안개 형태(미스트)로 만들어 대상 물체(기재)에 도포합니다.
장비가 고도화·다양화되면서 터치 패널의 투명 전도막 등 낱장의 박막 코팅부터 태양 전지의 부재, 반도체의 포토레지스트 도포까지 폭넓은 용도로 활용됩니다.
스프레이 방식의 종류
스프레이 코터의 스프레이 방식에 따라 크게 「에어 스프레이 방식」 「초음파 스프레이 방식」 「정전 스프레이 방식」의 3가지로 분류할 수 있습니다.
이 분류는 예시입니다. 분류에는 여러 가지 방법이 있으며 반드시 이 내용과 동일한 것은 아닙니다.
에어 스프레이 방식
- A. 노즐
- B. 도포액
- C. 공기와의 충돌에 의한 무화(霧化)
압축 공기를 이용하여 도포액을 미세한 안개 형태로 만들어 대상 물체에 스프레이하는 방식으로, 도장에서는 비슷한 메커니즘에 의한 에어 스프레이 건이 대표적입니다.
압축 공기에 의해 노즐에서 토출되는 도포액에는 높은 압력이 걸려 있기 때문에 정지한 공기에 고속으로 충돌합니다. 이때 도포액이 공기 저항으로 분열되고 느려지면서 안개 형태가 되어 대상 물체에 도달하는 원리입니다.
일반적으로 에어 스프레이는 비산되는 도포액이 많기 때문에 재료 손실이 비교적 쉽게 발생한다고 알려져 있지만, 장비의 고도화·다양화가 계속 진행되고 있습니다. 예를 들면, 도포액을 미세 입자화하는 노즐로 기재의 미세한 요철면에 균일하게 도포할 수 있는 것, 고속 분사를 유지하여 안정된 스프레이가 가능한 것, 스테이지 또는 노즐의 이동 제어나 자동화가 고도화된 장비도 있어 대상 물체의 면적이나 도포 효율·목적에 따라 구분해 사용되고 있습니다.
초음파 스프레이 방식
- A. 칩(무화 면)
- B. 도포액
- C. 초음파 진동
- D. 균일한 미세 액적(무화)
초음파 스프레이는 노즐 선단에 「칩(무화[atomization] 면)」이 있습니다. 초음파가 진동하면 도포액이 칩에 확산되어 물결을 치기 시작합니다. 그리고 표면 장력을 초과할 때까지 초음파 출력을 하면 안개 형태의 액적[droplet]이 되어 날아갑니다.
액적[droplet]이 미세하고 균일하기 때문에 국소적이면서도 균일한 도포 용도에 적합합니다. 또한, 액적[droplet]이 튀거나 비산으로 인한 낭비가 거의 없어 재료 손실이 매우 적다는 점도 장점입니다.
노즐은 목적에 따라 여러 가지 길이와 크기, 형상 중에서 선택합니다. 필요한 유량이나 진동의 주파수를 설정하고 균일한 액적[droplet]을 스프레이하여 코팅 막 두께나 막의 질을 컨트롤할 수 있습니다.
용도로는 전자 부품의 절연막이나 도전막, 반도체의 포토레지스트, 하드 코팅이나 반사 방지, 발수·발유 코팅 등이 있습니다.
정전 스프레이(일렉트로 스프레이) 방식
도포액은 노즐 안에서 수천 볼트의 전압을 받아 대전하고, 대전에 의한 반발력으로 미세한 미스트(안개 형태)가 됩니다. 미스트가 된 도포액은 어스를 설치한 스테이지 상의 대상 물체(기재) 표면으로 끌려가 부착됩니다. 다양한 점도의 액체나 페이스트, 슬러리, 필러 분산이 포함되는 액체에 대응하며 표면에 요철이 있는 기재에 대해서도 균일한 성막이 가능합니다.
또한, 액체의 대부분을 기재 표면에만 부착시킬 수 있어 일반 에어 스프레이 코터, 스핀 코터와 비교하면 액제의 사용 효율이 매우 높고 재료 비용도 줄일 수 있습니다.
