[화공단위조작실험 A+] 스핀코팅

소개

'스핀코팅'에 대한 결과 레포트 입니다.

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목차

1. Title
2. Date
3. Apparatus & Reagents
4. Results
5. Discussion
6. Reference

본문내용

1. Title
스핀코팅
2. Date

3. Apparatus & Reagents

<Figure 1, 2. 스핀코팅 실험장치>
- spin coater
- vacuum pump
- micrometer
- glass plate
- polyester film
- ink
- beaker
- hot plate
- stirrer bar
- pipette
- balance
- spoid
- spatula
- aluminum foil
- tape
- scissors

<중 략>

스핀 코팅은 평평한 판에 균일한 박막을 코팅하는 공정이다. 일반적으로 코팅재는 액상이며, 코팅하고자 하는 기판 중앙에 바른다. 이후에 기판을 최대 10000rpm으로 회전시켜 원심력을 이용하여 코팅재가 균일하게 코팅되도록 한다. 여기서 코팅재의 용매는 일반적으로 휘발성이며, 코팅하는 동안 증발하기 위함이다. 회전의 각속도가 높을수록 얇은 필름을 코팅할 수 있으며, 용액의 점도와 농도, 용매에 따라 코팅의 두께가 달라진다. 이러한 스핀 코팅이 공업적으로 사용되는 이유는 박막 형태의 균일한 두께로 코팅할 수 있기 때문이다. 스핀 코팅의 메커니즘을 알아보았으므로, 다음으로는 실험에서 사용하는 계산식의 유도 과정을 알아보도록 한다.
앞서 언급했듯이, 코팅막의 두께는 액체의 점도, 회전판의 각속도, 회전 시간에 의존한다. 이 의존성을 결정하기 위하여 스핀 코팅 공정에 유체동역학 식을 적용한다. 뉴턴 유체고, 유체의 흐름이 방사 방향으로만 존재한다고 가정하며 시작한다. 다른 방향의 속도 성분은 0이고, 방사 방향 속도성분(v_r)만 존재한다. 따라서 연속방정식은 원통형 좌표계에서 다음과 같이 표현된다.

참고자료

· https://en.wikipedia.org/wiki/Spin_coating, Spin coating
· Mustafa H. A., Jameel D. A, Journal of Applied Science & Technology Trends, vol.2, (2021), p.91-92
· M.D. Tyona, Advances in Materials Research, vol.2, (2013), p.198-200
· Hyeoung Woo Park et al., Springer Nature, vol.73, (2018), p.1474
· Jose, Bibin, Department of Mechanical Engineering, (2020), p.3
· https://en.wikipedia.org/wiki/Dip-coating, Dip coating
· https://en.wikipedia.org/wiki/Slot-die_coating, Slot-die coating
· https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_spraying, Thermal spraying