大面积平面涂布设备及其涂布方法与流程

本发明属于精密平面涂布设备，涉及大面积平面涂布设备，本发明还涉及大面积平面涂布方法。

背景技术：

1、大面积平面涂布工艺是钙钛矿光伏薄膜、光学功能涂层、新能源电极薄膜、柔性电子功能膜等高端薄膜器件制备的核心工艺，相较于喷涂、旋涂等工艺，平面狭缝涂布具备膜厚可控、精度高、涂布面积大、薄膜均匀性好等优势，被广泛应用于大尺寸基板的精密薄膜制备场景。随着下游光伏、高端显示、新能源行业的快速发展，基板涂布尺寸持续增大，行业对涂布薄膜的厚度一致性、无缺陷性、膜层致密性以及整面均匀度的要求大幅提升，同时对徒步过程的供料稳定性、连续性、压力恒定性提出了严苛要求。

2、供料系统是平面涂布设备的核心组成单元，供料的流量稳定性、压力平稳性、供料连续性直接决定大面积涂布的成品良率。目前传统大面积涂布设备多采用单柱塞泵、螺杆泵、蠕动泵或单注射器注射泵进行浆料输送，在实际大面积生产过程中存在诸多缺陷，无法实现零间断、低脉动的恒压横流供料。尤其在超大尺寸平面涂布场景下，涂布行程长、液料输送量大、膜厚容错精度极低，供料系统的不稳定会造成整板产品报废，严重制约了大尺寸薄膜产品的规模化和高质量化。同时，现有大面积涂布设备普遍缺少专用预涂布处理平台，未结合连续恒压供料系统做工艺适配。传统工艺中浆料未经稳压、排气、均匀化预处理直接进入涂布模头，叠加供料系统的脉动缺陷，会进一步加剧起涂区膜厚偏移、边缘涂布不均、气泡针孔残留等问题，调试阶段基板报废量大，工艺容错率低，难以兼顾大面积、高精度、高良品率的生产需求。综上，当前市面上的大面积平面涂布设备普遍存在供料脉动大、无法不间断供料、膜层均匀性差、缺陷率高、量产稳定性不足的技术短板，无法满足高端大尺寸精密薄膜的生产要求。

3、因此，亟需开发搭载双注射器恒流不间断供料结构、匹配预涂布处理工艺的大面积平面涂布设备及其涂布方法，实现全程无间断恒压供料，大幅提升大面积基板的涂布精度与良品率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供大面积平面涂布设备，解决了现有技术中存在的大面积平面涂布设备存在的供料脉动大、切换断料、无法连续横流供料、大面积涂布膜厚均匀性差、起涂缺陷多、良品率低的问题。

2、本发明的另一目的是提供大面积平面涂布方法，解决了现有技术中存在的供料断流脉动、起涂膜厚偏差、气泡针孔、横纹缺陷、基板翘曲带来膜厚不均的问题。

3、本发明所采用的技术方案是，大面积平面涂布设备，包括机架，机架中的护罩基板15）上放置有大理石平台，大理石平台上安装有承重框架，承重框架上的铝合金基板沿纵向设置有三根滑轨（57），该三根滑轨上依次安装有预涂布平台与涂布平台；承重框架上通过气浮单元支撑有龙门框架，龙门框架配置有驱动单元，龙门框架中安装有测厚单元、狭缝模头及风刀单元；在龙门框架上还安装有恒流注射泵供胶单元和双伺服控制单元。

4、本发明所采用的另一技术方案是，大面积平面涂布方法，利用上所述的大面积平面涂布设备，按照以下步骤实施：

5、s1：大理石平台、预涂布平台、涂布平台调平；

6、s2：设备标定与参数预设；

7、s3：预涂布工况校准；

8、s4：不间断恒流供胶正式涂布；

9、s5：收尾与循环量产，

10、单块基板涂布完成后，供胶控制器停止两个注射单元的供胶，狭缝模头复位；重复上述步骤，实现多次大批量大面积基板的连续稳定涂布。

11、本发明的有益效果是，供料精度高，能够实现不间断低脉动供胶，有效避免膜面针孔、团聚颗粒、横纹等缺陷。底部大理石结合真空吸附展平，为大面积涂布提供高精度基准；结合气浮单元与双伺服闭环控制，实现狭缝模头无抖动平稳运行、微米级间隙精准调节，解决大尺寸基板涂布时模头偏移、间隙不均、膜层厚薄偏差问题。预涂布处理在正式涂布前完成模头润湿、管路稳压、排气、工艺参数校准，消除起涂端断涂、膜厚偏移、边缘不均等缺陷，大幅提高良品率，减少基板调试报废成本。本发明设备既适配玻璃、金属板材等刚性大尺寸基板，也适配柔性薄膜基材，可用于钙钛矿光伏薄膜、光学功能涂层、新能源电极薄膜制备。

1.大面积平面涂布设备，其特征在于：包括机架（1），机架（1）中的护罩基板（15）上放置有大理石平台（2），大理石平台（2）上安装有承重框架（71），承重框架（71）上的铝合金基板（74）沿纵向设置有三根滑轨（57），该三根滑轨（57）上依次安装有预涂布平台（12）与涂布平台（13）；承重框架（71）上通过气浮单元（9）支撑有龙门框架（6），龙门框架（6）配置有驱动单元（3），龙门框架（6）中安装有测厚单元（5）、狭缝模头（4）及风刀单元（11）；在龙门框架（6）上还安装有恒流注射泵供胶单元（7）和双伺服控制单元（8）。

2.根据权利要求1所述的大面积平面涂布设备，其特征在于：所述的机架（1）的底部称为护罩底座（14），护罩底座（14）下端面的四角分别设置有福马脚轮，各轮子之间设置有调整脚；护罩底座（14）的上端面型材上固定安装有护罩基板（15），沿护罩基板（15）的四周向上安装有护罩（16），护罩（16）外表面对应操作工位的高度设置有人机界面（10）。

3.根据权利要求1所述的大面积平面涂布设备，其特征在于：所述的大理石平台（2）四周采用固定连接架（18）与护罩基板（15）连接，大理石平台（2）上表面纵向两边分别布置有多个防震垫，每一个防震垫通过一组螺纹调平组件（49）向上共同支撑有承重框架（71）。

4.根据权利要求1所述的大面积平面涂布设备，其特征在于：所述的承重框架（71）上安装有铝合金基板（74），铝合金基板（74）纵向两侧分别安装有大理石座（77），一侧大理石座（77）内测安装有光栅尺（63）；对应光栅尺（63）的承重框架（71）上设置有立板二（62）和驱动单元（3），立板二（62）上固定有读数头连接座（61），在读数头连接座（61）上安装有读数头（60）。

5.根据权利要求1所述的大面积平面涂布设备，其特征在于：所述的承重框架（71）两侧外立面沿纵向固定有水平的光轴（50），光轴（50）上套装有气浮单元（9）的气浮轴套，气浮轴套与气浮安装块（51）固定连接，气浮安装块（51）与龙门框架（6）的立板一（28）固定连接；由气浮轴套、气浮轴承以及配套的锁紧组件组成气浮单元（9）。

6.根据权利要求1所述的大面积平面涂布设备，其特征在于：所述的龙门框架（6）的水平横向两端分别设置有z向调节机构，龙门框架（6）顶部横向主梁包括并排间隔的横梁一（20）和横梁二（72），横梁一（20）和横梁二（72）的两端向下分别固定连接有一个下支撑（29），每一端的两个下支撑（29）向下共同连接有水平支撑板（27），每个水平支撑板（27）的外沿向下固定连接有一个立板一（28），每侧的立板一（28）内侧表面与气浮安装块（51）固定连接；在一侧的立板一（28）外立面设置有无尘拖链（30）；

7.根据权利要求1所述的大面积平面涂布设备，其特征在于：所述的风刀单元（11）的结构是，包括顶板（38）和连接架（35），顶板（38）两端向下固定连接有两个角度板（33），两个角度板（33）下端内表面分别设置有一个旋转块（32），该两个旋转块（32）之间固定连接有风刀（31）；每个角度板（33）外侧分别设置有一个螺杆（34），两个螺杆（34）中共同穿有一个连接架（35），两个螺杆（34）向上穿出连接架（35）共同与顶板（38）固定连接，连接架（35）与横梁二（72）固定连接，每个螺杆（34）对应连接架（35）的上下位置均设置有一个限位螺母（37），每个上方的限位螺母（37）与连接架（35）之间还设置有一个旋转轮（36）。

8.根据权利要求1所述的大面积平面涂布设备，其特征在于：所述的恒流注射泵供胶单元（7）包含两组注射单元，即第一注射单元（44）和第二注射单元（45），第一注射单元（44）和第二注射单元（45）共同利用注射泵底座（39）固定安装在横梁一（20）上；还包括配属的恒流换向阀组、压力检测组件和供胶控制器；第一注射单元（44）、第二注射单元（45）对称并联布置，两个注射单元分别配置独立伺服驱动机构，能够独立完成抽取吸料、推料注射动作；

9.大面积平面涂布方法，利用权利要求1-8任一所述的大面积平面涂布设备，其特征在于，按照以下步骤实施：

10.根据权利要求9所述的大面积平面涂布方法，其特征在于，