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“微米級重復精度 + 零經(jīng)驗上手”日本 Mitsuiec 三井電氣 TC-3S 自動涂布機

發(fā)布時間： 2025-12-08　　點擊次數(shù)： 28次

在鈣鈦礦太陽能電池、柔性印制電子、功能性薄膜等研發(fā)場景里，涂布工藝往往決定了膜厚均勻性、界面缺陷密度乃至最終器件效率。日本 Mitsuiec（三井電氣）推出的 TC-3S 型桌上自動涂布機，以“微米級重復精度、一鍵式程序、模塊化治具"三大賣點，讓實驗室涂布從“手藝活"變成“標準化流程"。本文結(jié)合技術資料與實測案例，對 TC-3S 的核心結(jié)構(gòu)、控制邏輯與典型應用進行系統(tǒng)梳理，為準備升級涂布平臺的研發(fā)人員提供一份“選型 + 工藝"參考。
一、機械結(jié)構(gòu)：輕量化高剛性導軌 + 無間隙滾珠絲杠
全鋁一體龍門
框架采用 6061-T6 擠壓鋁整體加工，重量僅 28 kg，但平面剛性提升 30%，長期運行無扭轉(zhuǎn)變形，保證 200 mm 涂布寬度內(nèi)直線度 ≤ 3 µm。
無間隙滾珠絲杠 + 伺服電機
日本 NSK C3 級絲杠，配合 0.36° 步距角伺服電機，理論定位分辨率 0.25 µm；實測 50 mm 往返 1 000 次，定位 3σ 重復精度 1.2 µm，滿足鈣鈦礦 50–200 nm 精度窗口。
可升降真空板
陽極氧化真空平臺，孔徑 0.8 mm、孔距 5 mm，真空分區(qū) 2 × 2 獨立開關；Z 軸 0–30 mm 電動升降，適配玻璃、PET、銅箔等不同厚度（50 µm–3 mm），一鍵找平，避免“楔形膜"。
二、涂布頭系統(tǒng)：即插即用，三種模式 5 分鐘切換
狹縫擠出（Slot-die）
不銹鋼 316L 噴頭，唇口直線度 ±1 µm，墊片厚度 50–300 µm 可選；配合 0.1–3 mL/min 精密齒輪泵，濕厚 5–150 µm，誤差 ±1.5 %。
刮刀（Doctor blade）
快速夾持結(jié)構(gòu)，0–3 mm 高度千分尺調(diào)節(jié)，重復精度 ±2 µm；可選 PTFE、不銹鋼或鎢鋼刀片，滿足溶膠-凝膠、陶瓷漿料等不同剪切需求。
線棒（Wire-wound bar）
標配 #6–#40 線棒庫，4 s 完成磁吸式更換；與真空平臺同步升降，保證線棒與基材“零壓"接觸，消除手動刮痕。
三、控制與軟件：5 寸觸控 + 15 組程序 + 數(shù)據(jù)導出
速度閉環(huán)
采用 40 kHz 編碼器反饋，速度范圍 1–100 mm/s，分辨率 0.1 mm/s；實測 20 mm/s 勻速段波動 < 0.5 %，杜絕“起步堆料、終點拉薄"。
一鍵程序
內(nèi)置“鈣鈦礦 / 銀漿 / 保護膜"等 15 組模板，自動匹配加速度、真空保持與干燥延時；新手 5 min 完成首片涂布，良率 > 95 %。
數(shù)據(jù)追溯
USB 口可導出 CSV，記錄速度、真空度、涂布長度、時間戳，方便與 SEM、臺階儀結(jié)果關聯(lián)，建立工藝-性能數(shù)據(jù)庫。
五、關鍵規(guī)格一覽
涂布面積：200 mm × 300 mm
速度范圍：1–100 mm/s，分辨率 0.1 mm/s
重復定位精度：±1.2 µm（3σ）
真空平臺：2 區(qū)獨立，孔徑 0.8 mm，真空度 ?65 kPa
涂布頭快換：≤ 5 min
電源：AC 100–240 V，150 W，桌上型
外形 / 重量：420 × 380 × 220 mm，28 kg
安全：前門磁控開關，急停按鈕，CE 認證
六、維護與升級
日常清潔：真空板陽極氧化層耐丙酮、DMF、NMP，實驗后 30 s 擦拭即可；
校準周期：建議 3 個月做一次“空走基準"+“臺階儀對標"，軟件自帶校準向?qū)В?0 min 完成；
升級路徑：可選配加熱板（RT–120 °C）、UV 固化模塊、手套箱法蘭接口，實現(xiàn)“涂布-干燥-固化"一體化。
結(jié)語TC-3S 把“高精度運動平臺 + 模塊化涂布頭 + 工藝模板"封裝到一臺 28 kg 的臺式機里，讓涂布工序從“老師傅手感"升級為“可重復、可追溯、可放大"的標準工藝。對于需要快速驗證新材料膜厚-性能關系、又受限于實驗室空間的科研團隊來說，TC-3S 無疑是一把“零學習成本"的利器，也是邁向卷對卷中試前的數(shù)據(jù)發(fā)生器。

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