超聲波噴頭及超聲波噴涂的原理及其應用

超聲波噴涂或超聲噴涂是一種利用超聲波霧化技術進行的薄膜涂層沉積工藝。首先將要沉積的涂層材料配置成溶液、溶膠或懸浮液等液體，然后這些液體通過一個被稱為超聲波噴頭的特殊超聲波霧化裝置霧化成微米級的微小液滴，這些微小液滴再通過一定量的載流氣體均勻地沉積在基材表面，從而形成薄膜涂層。對于某些特定的薄膜材料，超聲波噴涂可以用氣相沉積或濺射等薄膜沉積設備成本的很小的一部分而獲得品質相當的薄膜涂層，故此超聲噴涂被視為是一種經濟且的薄膜沉積工藝。與傳統的單流體或二流體噴涂（空氣噴涂）相比，超聲噴涂具有非常柔和均勻的霧化、不堵塞的噴、高度可控的噴霧流量等顯著優勢，從而獲得遠高于二流體噴涂的原料利用率（可達4倍以上），更高的均勻度和控制精度、更低的維護成本。下面我們就詳細介紹一下超聲波噴涂中的部件——超聲波噴頭。

寬噴型超聲波噴頭特點

寬噴型超聲波噴頭的特點噴涂寬度：40-150mm涂層均勻：均勻度>95%節省原料：原料利用率高達85%以上，4倍于傳統二流體噴涂涂層厚度控制精度高：可制備20納米到數十微米的涂層，控制涂層厚霧化顆粒均勻，可實現超低噴霧流量可實現間斷性或連續性的噴霧不易堵塞噴頭防腐蝕型噴頭可實現高精度、高可控性噴涂。

散射型超聲波噴頭介紹

散射型超聲波噴頭典型的應用是半導體晶圓的光刻膠噴涂，將光刻膠噴涂在半導體晶圓上。由于散射型超聲波噴頭噴出的霧是旋轉散射的，故此不僅可以均勻的在晶圓的平面上形成光刻膠薄膜，而且還可以在晶圓微型結構的側壁及夾角處形成均勻包裹的光刻膠薄膜。除此之外，散射型超聲波噴頭還可應用于如薄膜太陽能電池噴涂、鈣鈦礦太陽能電池噴涂、AR增透減反射膜噴涂、隔熱薄膜噴涂、超疏水涂層噴涂、PCB助焊劑噴涂等等。 散射型超聲波噴頭的特點噴涂寬度：40-150mm涂層均勻：均勻度>95%節省原料：原料利用率高達85%以上，4倍于傳統二流體噴涂

涂層厚度控制精度高：可制備20納米到數十微米的涂層，控制涂層厚度

微細霧化顆粒霧化顆粒均勻可實現間斷性或連續性的噴涂超低噴霧流量不易堵塞噴頭防腐蝕型噴頭可實現高精度、高可控性的噴涂。

聚攏型超聲波噴頭

聚攏型超聲波噴頭，是一種小噴涂寬度的超聲波霧化噴頭。其采用超聲波霧化噴頭技術，特殊的收縮式流道設計將載氣進行均勻聚攏分布，使超聲霧化后的液霧呈聚焦形式噴出，從而減小了超聲波噴頭的噴涂面積。由于聚攏型超聲波噴頭噴射的幅寬較小，其主要適合于各種中小面積的噴涂應用，與東方金榮寬噴型超聲波噴頭互補搭配，可以幾乎適合所有不同平面噴涂的要求。

其中典型的應用有燃料電池噴涂，即質子交換膜燃料電池中的膜電極噴涂，將催化劑（如鉑碳催化劑）分散液超聲霧化后噴涂到質子交換膜上形成均勻致密的膜電極。因為聚攏型超聲波噴頭具有聚攏集中的噴涂優勢，可在小范圍內進行精密噴涂，故此聚攏型超聲波霧化噴頭還可以應用于球囊噴涂、支架噴涂等介入式器械表面噴涂。將如雷帕、紫杉醇等溶于中配置成溶液，經過聚攏型超聲波噴頭超聲霧化后對球囊或支架進行均勻噴涂，在球囊導管和支架表面形成均勻致密的涂層。除此之外，聚攏型超聲波噴頭還可應用于如薄膜太陽能電池噴涂、鈣鈦礦太陽能電池噴涂、PCB助焊劑噴涂等等。