پوشش‌دهی غوطه‌وری (دیپ کوتینگ) یک روش تولید سریع و کارآمد است که در بخش‌های مختلف صنعتی و آزمایشگاهی برای ساخت لایه‌های نازک استفاده می‌شود. مزیت این روش نسبت به دیگر روش‌ها، سهولت طراحی و قیمت پایین برای اجرای آن است. با این روش می‌توان فیلم‌هایی با یکنواختی بالا و زبری در سطح نانومتر، با هزینه‌ای ارزان برای راه‌اندازی و نگه‌داری ایجاد کرد.
برای ایجاد پوشش‌هایی با ضخامت دقیق، باید متغییر‌هایی مانند سرعت برداشت را بهینه کرد. کیفیت پوشش نیز تا حد زیادی تحت تاثیر شرایط محیطی مانند دما، جریان هوا و تمیزی نمونه و هواست که باید به طور مداوم در طول فرآیند غوطه‌وری کنترل شود.
این راهنما یک نمای کلی مفید از پوشش‌دهی غوطه‌وری ارائه می‌دهد.
بررسی اجمالی
پوشش‌دهی غوطه وری عبارت است از حذف کنترل شده و دقیق یک بستر از محلول به منظور رسوب یک لایه روی آن. روش پوشش‌دهی غوطه‌وری مستلزم حداقل چهار مرحله مجزا است، و مرحله پنجم (پخت) اختیاری است.
- غوطه‌ور کردن
- استراحت در مایع
- بیرون کشیدن
- خشک شدن
- پخت (اختیاری)
در طول این مراحل، برهم‌کنش بین نیروهای حباب، نیروهای تخلیه و خشک شدن فیلم، ضخامت نهایی فیلم را تعیین می‌کند. پوشش ایجاد شده روی نمونه تحت تاثیر سه رژیم جریانی و نیروئی شکل می‌گیرد:
- جریان لزج (ویسکوز)
- تخلیه (درینیج)
- نیروهای موئینگی
هر یک از این رژیم‌ها به سرعت برداشت و ویسکوزیته محلول، وابسته است. لذا برای هر محلول خاص می‌توان ضخامت پوشش را با سرعت بیرون‌کشی تعیین کرد و با رابطه‌ای می‌توان به آن دست یافت. این رابطه این امکان را به ما می‌دهد که ضخامت نازک‌ترین پوشش قابل ایجاد روی یک سطح را مشخص کنیم.
شکل 1: نمای نزدیک از یک هلال
در تصویر بالا (شکل 1) می‌توانید یک نمای نزدیک از هلال ایجاد شده در هنگام پوشش غوطه‌وری، جایی که بستر به محلول برخورد می‌کند، مشاهده کنید. شکل 1 یک تصویر ساده از چگونگی توسعه لایه مایع در طول فرآیند پوشش غوطه وری روی یک بستر است. بستر به طور جزئی یا کامل در محلول فرو میرود. قبل از بیرون‌کشی بستر، کمی تاخیر وجود دارد. یک پوشش کوچک از محلول در طول فرآیند برداشت روی سطح بستر باقی می‌ماند. پس از جدا شدن کامل، محتوای مایع فیلم شروع به تبخیر می‌کند و یک فیلم خشک در جای خود باقی می‌گذارد.