塗佈不只是一種製程

從五種應用情境，看懂塗佈設備為什麼沒有「標準答案」

很多人都會說：「我們需要一條塗佈線，請提供規格與報價。」這聽起來很合理，塗佈雖然是一種製程，但會因為使用的情境不同以及需求不同，因此塗佈並不是一套標準的製程條件，而是要根據條件來做製程與設備的調整，因此塗佈雖然只是一個製程，但更多時候不能用單一標準製程思維去思考，所以塗佈設備的需求往往不是從「需要一台甚麼樣的設備」去思考，而是要去理解「需要完成甚麼樣的塗佈製程」來去思考。

雖然說主要是材料決定製程，但如果在不同塗佈情境需求下，設備也是可能有不同的設計方向。所以讓我們走入不同情境應用，看看同樣是「塗佈製程」，當材料、基材與製程條件不同時，塗佈設備是如何千變萬化。

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情境一：新能源與電池——都是電極塗佈，正極負極就是不一樣！

鋰電池算是塗佈應用的主要情境之一，把漿料塗在金屬箔上，讓電池產生作用，但許多人不知道的是光是電池的正極和負極塗佈就是不同的兩套製程條件。

常見的電池正極塗佈多半使用 NMC 或 LFP 活性材料，搭配導電材料與黏結劑，基材為鋁箔；負極塗佈則常見石墨或含矽材料，搭配不同的黏結系統，基材為銅箔。

塗佈材料不同，就有不同固含量、粒徑、密度與沉降特性，會影響攪拌、循環、過濾、輸送漿料方式、乾燥時間等，因此在輸送泵、塗佈模具以及烘箱的設計就不同，而基材的厚度與機械特性也不同，所以收放捲與張力控制等，設計上也會做改變。

而電池電極製程指標的不只是「塗層厚度」，而是橫向與縱向的均勻性，所以即使大家都稱之為「鋰電池塗佈」，但正極、負極塗佈恰好呈現當材料不同，塗佈製程就會不同。

同樣是電池塗佈，正負極塗佈因為材料不同，製程就不同

情境二：半導體製程材料－製程階段不同，塗佈方式就不同

半導體是全球眾所矚目的產業。攤開完整產業鏈，從晶圓製造到先進封裝與測試，小小的晶片需要經過許多不同製程，而「塗佈」也會因所處階段不同，採用完全不同的方法。

多數人想到的半導體塗佈，是在矽晶圓上進行光阻塗佈，這類製程主要採用旋轉塗佈；晶圓高速旋轉，利用離心力形成均勻極薄的光阻層。

但在半導體製程中，當我們把視線從晶圓本身延伸到半導體後段製程與先進封裝，需求許多不同用途的功能性膜材，例如晶圓製程用膠帶、保護膜、離型膜等。這些材料依產品結構與功能需求，可能涉及黏著、離型、保護或其他功能性塗層，因此會使用捲對捲精密塗佈製程。

同樣是半導體製程中的塗佈工序，「直接在圓形晶圓表面形成塗層」與「半導體製程需求的功能性膜材」，呈現兩種不同的塗佈情境。產品形式、基材與製程目的改變，適合的塗佈方式自然也會跟著改變。

同樣半導體晶片製程的塗佈工序，不同階段會有不同塗佈方式。（左）矽晶圓旋轉塗佈，（右）晶片封裝測試時會用到的各類膜材使用捲對捲塗佈。此為示意圖非實際製程圖片

情境三：顯示器與電子應用－基材改變，塗佈設備也隨之改變

應用於顯示器的塗佈技術，基本上都跟「光學」特性脫離不了關係，而這類產品最大的特色就是：對外觀與均勻度極為敏感。流量的細微脈動、張力變化、基材本身的厚度起伏，甚至乾燥過程的不均勻，都可能最後轉化成肉眼可見的亮度或色度不均、條紋或其他光學缺陷。

同樣用在顯示器，但因為基材不同，就需要採用不同的塗佈方式。

當基材是硬質玻璃時，例如觸控面板相關玻璃基板，可能涉及導電層製作、光阻或其他功能性材料的塗佈；手機、平板與車用顯示器的蓋板玻璃，也可能需要抗眩、抗反射或防指紋等功能性塗層。這類硬質平面基材所需要的是平面精密塗佈。

當基材變成 PET、COP 等柔性薄膜時，應用可能是顯示器表面保護用硬化膜或其他光學功能膜。由於產品需要連續生產，製程則轉變為捲對捲精密塗佈。

因此，同樣是顯示與電子應用，只是基材從硬質玻璃變成柔性薄膜，基材搬送方式、塗佈方式以及整體設備架構就會產生很大的差異。

同樣用在顯示器模組, 基材為硬質玻璃就採用平面塗佈(圖右), 基材為柔性薄膜就用捲對捲塗佈(左)

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情境四：各類軟包裝複合材料－改變設備規格的是材料系統

在軟包裝材料中，塗佈常被應用於膠黏劑、底塗劑、阻隔塗層或其他功能性材料，透過塗層賦予基材黏著、阻隔、保護或其他特定功能。

相較於前面的半導體製程材料或顯示與光學材料，軟包裝通常更重視生產速度、產能與長時間連續運轉。逗號輪、微凹輪、狹縫模具等不同塗佈方式，各自適合不同的材料黏度、塗佈量、速度與產品要求。因此並不是單純「哪一種比較好」，而是必須根據實際製程條件選擇。

在軟包裝塗佈中，另一個經常直接影響整線架構的問題是：你使用的是什麼材料系統？以膠黏劑為例，水性、溶劑型或無溶劑型。不同材料系統會帶來完全不同的供料、塗佈、乾燥與安全需求。

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情境五：工業與功能性材料－一層層塗出來的功能

工業與功能性材料涵蓋的產品很多，功能膜最具特色的地方在於：產品功能往往不是來自基材本身，而是來自表面的功能性塗佈層，汽車漆面保護膜就是一個很典型的例子，基材為 TPU 膜，透過塗佈製程形成具有自修復、耐刮耐候以及黏著等功能。

另一個被廣泛運用的則是日常可見的家具、櫥櫃、門板上都會使用到的 PET、PVC、PP 等裝飾膜，為提升耐用性會塗上耐刮耐磨塗層或是 UV 硬化塗層、維持表面光澤與觸感，則可能會塗上消光或高光塗層。

除此之外，工業膠帶、離型膜、表面保護膜等產品，同樣都是透過不同的材料與塗層設計，賦予基材原本沒有的特定功能。

而這類的情境應用真正困難的不是「能不能塗上去」，而是：每一層都要正確，而且塗層之間不能互相破壞。

藉由塗層產生的功能層,被廣泛用在家具以及門板上,用來耐刮或是維持表面光滑與觸感

不同情境下的塗佈方式

所以，在討論塗佈設備規格之前，先釐清以下六個主要問題，才能進一步根據規格去思考是否需要投入導入塗佈。

1. 你要塗什麼？材料的黏度、固含量、粒徑與流變特性是什麼？

2. 塗在什麼上面？是柔性薄膜、金屬箔、紙張，還是玻璃等硬質基材？

3. 要塗多少？要求的是濕膜厚度、乾膜厚度、塗佈量，還是面密度？

4. 能容忍多少誤差？均勻度、外觀與缺陷的允收標準是什麼？

5. 怎麼乾燥或固化？熱風乾燥、UV 固化、熱固化，還是其他方式？

6. 使用什麼材料系統？水性、溶劑型還是無溶劑型？是否涉及排風、LEL、防爆等安全要求？