[發明專利]用于制備微結構化制品的工具

有效

• 申請號: 200880106064.2
• 申請日: 2008-09-02
• 公開（公告）號: CN101795961B
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 莫塞斯·M·大衛
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;H01L21/027
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 郭國清;樊衛民

技術領域

本發明涉及用于制備適用于制備微結構化制品的工具的方法，以 及涉及用于使用該工具以制備微結構化制品的工藝。

背景技術

具有微結構化表面特征的制品包括在其表面上的多個結構體(凸 起、凹陷、槽等等)，該多個結構體在至少兩個維度中為微觀結構體。 微結構化表面特征可以通過任何接觸操作技術(例如為造模、涂布或 壓縮)在制品中或制品上創建。通常，微結構化表面特征可以通過以 下方法中的至少一種制備：(1)在具有微結構化圖形的工具上造模；(2) 在具有微結構化圖形的結構化膜上涂布，例如隔離襯墊；或(3)將制品 通過壓料輥穿過以靠著具有微結構化圖形的結構化膜來壓縮制品。

用于在制品或膜中創建微結構化圖形的工具的表面特征可以使用 任何已知的技術制備，例如為化學蝕刻、機械蝕刻、激光刻蝕、光刻、 立體光刻、顯微機械加工、滾花、切割或刻痕。機床行業能夠創建多 種所需的圖形以制備微結構化制品，并且歐幾里德幾何圖形可采用不 同圖形的凸起的尺寸、形狀和深度/高度來形成。工具可在平面壓力機 到圓柱筒和其它曲線形狀的范圍內。

然而，加工金屬工具以制備滿足客戶技術規格的微結構化制品可 能是耗時的過程。此外，一旦加工成金屬工具，要響應不斷變化的客 戶需求而改變微結構化圖形就是困難和昂貴的。該加工時間可引起生 產延誤并增加整體成本，因此需要方法以減少制備適用于微結構化制 品的生產的工具所需的時間。

發明內容

通常，本發明描述用于制備不需要常規金屬加工步驟的微結構化 工具的工藝。在該處理中，通過將微結構化陣列用作仿型模來制備復 制工具。將撓性材料靠著仿型模放置以及隨后從仿型模移除來制備具 有仿型模陣列的倒轉圖像的自支承圖案化壓模。在一個實施例中，由 撓性材料制成的圖案化壓模可以至少一次用作模具插件以制備額外的 微結構化制品，每一個微結構化制品包括來自仿型模的微結構化圖形。 在另一個實施例中，將可交聯的材料靠著壓模放置，以形成至少一個 在其中復制仿型模陣列的壓模元件。可以將由相同或不同仿型模制成 的單個或多個壓模元件布置在載體上以形成由第二材料制成的復制工 具。可以在基本上連續或步進式連續處理中使用復制工具，以制成至 少一個微結構化制品。

在一個方面，本發明涉及用于制備微結構化制品的方法，該方法 包括：(1)在基底上形成第一微結構化圖形；(2)復制第一微結構化圖 形以在撓性材料中制備第二微結構化圖形；(3)多次復制第二微結構化 圖形以在可交聯的材料中形成第三微結構化圖形，從而在第一載體上 制備工具；以及(4)在聚合物中復制第三微結構化圖形以制備至少一個 微結構化制品。

在另一方面，本發明涉及用于制備微結構化制品的方法，該方法 包括：(1)創建仿型模，其中仿型模通過在基底上沉積的聚合物中采用 多光子光加工法形成第一微結構化圖形而創建；(2)向仿型模涂布撓性 材料層，其中撓性材料包括含氟聚合物和有機硅中的至少一種；(3)移 除撓性材料層，其中撓性材料層形成具有第二微結構化圖形的壓模， 并且其中第二微結構化圖形為仿型模上的第一微結構化圖形的倒轉圖 形；(4)在至少一個壓模上涂布輻射固化型材料層，并且使輻射固化型 材料層接觸載體；(5)通過壓模固化輻射固化型材料；(6)移除壓模以 在載體上形成具有至少一個壓模元件的工具，其中工具上的至少一個 壓模元件包括第三微結構化圖形；以及(7)在聚合物中基本上連續地復 制第三微結構化圖形以制備結構化制品。

由于本文所述的用于微結構化工具制備的處理不需要復雜的加工 步驟，因此可以更迅速地創建具有復雜微結構化表面特征的工具，這 就減少了預制備時間和相關的成本。本文所述的處理另外允許響應客 戶要求而更容易和迅速地改變工具中的結構化圖形。

附圖和下文的說明書詳細描述了本發明的一個或多個實施例。在 本發明說明書、附圖以及權利要求書的基礎上，本發明的其它特征、 目標和優點將顯而易見。

附圖說明

圖1A-1B為在其中制備仿型模的方法步驟的示意性示圖。

圖2A-2C為在其中由仿型模制備壓模的方法步驟的示意性示圖。

圖3A-3D為在其中由壓模制備壓模元件的方法步驟的示意性示 圖。

圖4為由多個壓模元件制備的工具的示意性示圖。

圖5為安裝到旋轉筒上的工具的示意性示圖。