涂布不只是一种制程

从五种应用情境，看懂涂布设备为什么没有「标准答案」

很多人都会说：「我们需要一条涂布线，请提供规格与报价。」这听起来很合理，涂布虽然是一种制程，但会因为使用的情境不同以及需求不同，因此涂布并不是一套标准的制程条件，而是要根据条件来做制程与设备的调整，因此涂布虽然只是一个制程，但更多时候不能用单一标准制程思维去思考，所以涂布设备的需求往往不是从「需要一台甚么样的设备」去思考，而是要去理解「需要完成甚么样的涂布制程」来去思考。

虽然说主要是材料决定制程，但如果在不同涂布情境需求下，设备也是可能有不同的设计方向。所以让我们走入不同情境应用，看看同样是「涂布制程」，当材料、基材与制程条件不同时，涂布设备是如何千变万化。

延伸阅读：涂布到底在涂什么？新手必看！带你快速认识涂布世界

情境一：新能源与电池——都是电极涂布，正极负极就是不一样！

锂电池算是涂布应用的主要情境之一，把浆料涂在金属箔上，让电池产生作用，但许多人不知道的是光是电池的正极和负极涂布就是不同的两套制程条件。

常见的电池正极涂布多半使用 NMC 或 LFP 活性材料，搭配导电材料与黏结剂，基材为铝箔；负极涂布则常见石墨或含硅材料，搭配不同的黏结系统，基材为铜箔。

涂布材料不同，就有不同固含量、粒径、密度与沉降特性，会影响搅拌、循环、过滤、输送浆料方式、干燥时间等，因此在输送泵、涂布模具以及烘箱的设计就不同，而基材的厚度与机械特性也不同，所以收放卷与张力控制等，设计上也会做改变。

而电池电极制程指标的不只是「涂层厚度」，而是横向与纵向的均匀性，所以即使大家都称之为「锂电池涂布」，但正极、负极涂布恰好呈现当材料不同，涂布制程就会不同。

同样是电池涂布，正负极涂布因为材料不同，制程就不同

情境二：半导体制程材料－制程阶段不同，涂布方式就不同

半导体是全球众所瞩目的产业。摊开完整产业链，从晶圆制造到先进封装与测试，小小的芯片需要经过许多不同制程，而「涂布」也会因所处阶段不同，采用完全不同的方法。

多数人想到的半导体涂布，是在硅晶圆上进行光阻涂布，这类制程主要采用旋转涂布；晶圆高速旋转，利用离心力形成均匀极薄的光阻层。

但在半导体制程中，当我们把视线从晶圆本身延伸到半导体后段制程与先进封装，需求许多不同用途的功能性膜材，例如晶圆制程用胶带、保护膜、离型膜等。这些材料依产品结构与功能需求，可能涉及黏着、离型、保护或其他功能性涂层，因此会使用卷对卷精密涂布制程。

同样是半导体制程中的涂布工序，「直接在圆形晶圆表面形成涂层」与「半导体制程需求的功能性膜材」，呈现两种不同的涂布情境。产品形式、基材与制程目的改变，适合的涂布方式自然也会跟着改变。

同样半导体芯片制程的涂布工序，不同阶段会有不同涂布方式。（左）硅晶圆旋转涂布，（右）芯片封装测试时会用到的各类膜材使用卷对卷涂布。此为示意图非实际制程图片

情境三：显示器与电子应用－基材改变，涂布设备也随之改变

应用于显示器的涂布技术，基本上都跟「光学」特性脱离不了关系，而这类产品最大的特色就是：对外观与均匀度极为敏感。流量的细微脉动、张力变化、基材本身的厚度起伏，甚至干燥过程的不均匀，都可能最后转化成肉眼可见的亮度或色度不均、条纹或其他光学缺陷。

同样用在显示器，但因为基材不同，就需要采用不同的涂布方式。

当基材是硬质玻璃时，例如触控面板相关玻璃基板，可能涉及导电层制作、光阻或其他功能性材料的涂布；手机、平板与车用显示器的盖板玻璃，也可能需要抗眩、抗反射或防指纹等功能性涂层。这类硬质平面基材所需要的是平面精密涂布。

当基材变成 PET、COP 等柔性薄膜时，应用可能是显示器表面保护用硬化膜或其他光学功能膜。由于产品需要连续生产，制程则转变为卷对卷精密涂布。

因此，同样是显示与电子应用，只是基材从硬质玻璃变成柔性薄膜，基材搬送方式、涂布方式以及整体设备架构就会产生很大的差异。

同样用在显示器模块, 基材为硬质玻璃就采用平面涂布(图右), 基材为柔性薄膜就用卷对卷涂布(左)

延伸阅读：对! 就是那道光—光学产品背后的质量坚持与技术

情境四：各类软包装复合材料－改变设备规格的是材料系统

在软包装材料中，涂布常被应用于胶黏剂、底涂剂、阻隔涂层或其他功能性材料，透过涂层赋予基材黏着、阻隔、保护或其他特定功能。

相较于前面的半导体制程材料或显示与光学材料，软包装通常更重视生产速度、产能与长时间连续运转。逗号轮、微凹轮、狭缝模具等不同涂布方式，各自适合不同的材料黏度、涂布量、速度与产品要求。因此并不是单纯「哪一种比较好」，而是必须根据实际制程条件选择。

在软包装涂布中，另一个经常直接影响整线架构的问题是：你使用的是什么材料系统？以胶黏剂为例，水性、溶剂型或无溶剂型。不同材料系统会带来完全不同的供料、涂布、干燥与安全需求。

延伸阅读：滤挂咖啡包装袋的层层工艺：软包装里的押出、淋膜与涂布

情境五：工业与功能性材料－一层层涂出来的功能

工业与功能性材料涵盖的产品很多，功能膜最具特色的地方在于：产品功能往往不是来自基材本身，而是来自表面的功能性涂布层，汽车漆面保护膜就是一个很典型的例子，基材为 TPU 膜，透过涂布制程形成具有自修复、耐刮耐候以及黏着等功能。

另一个被广泛运用的则是日常可见的家具、橱柜、门板上都会使用到的 PET、PVC、PP 等装饰膜，为提升耐用性会涂上耐刮耐磨涂层或是 UV 硬化涂层、维持表面光泽与触感，则可能会涂上消光或高光涂层。

除此之外，工业胶带、离型膜、表面保护膜等产品，同样都是透过不同的材料与涂层设计，赋予基材原本没有的特定功能。

而这类的情境应用真正困难的不是「能不能涂上去」，而是：每一层都要正确，而且涂层之间不能互相破坏。

藉由涂层产生的功能层,被广泛用在家具以及门板上,用来耐刮或是维持表面光滑与触感

不同情境下的涂布方式

所以，在讨论涂布设备规格之前，先厘清以下六个主要问题，才能进一步根据规格去思考是否需要投入导入涂布。

1. 你要涂什么？材料的黏度、固含量、粒径与流变特性是什么？

2. 涂在什么上面？是柔性薄膜、金属箔、纸张，还是玻璃等硬质基材？

3. 要涂多少？要求的是湿膜厚度、干膜厚度、涂布量，还是面密度？

4. 能容忍多少误差？均匀度、外观与缺陷的允收标准是什么？

5. 怎么干燥或固化？热风干燥、UV 固化、热固化，还是其他方式？

6. 使用什么材料系统？水性、溶剂型还是无溶剂型？是否涉及排风、LEL、防爆等安全要求？