[發(fā)明專利]一種熱壓法制備PDMS印章的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410522744.X
• 申請(qǐng)日: 2014-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104281004A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)光會(huì);肖延安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫英普林納米科技有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/00
• 分類號(hào): G03F7/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 成立珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米印壓技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱壓法制備PDMS印章的方法。

背景技術(shù)

納米壓印中，印章有時(shí)也被成為模具，印章的制備非常重要，因?yàn)橛≌律系膱D形質(zhì)量決定了納米印壓能夠達(dá)到的轉(zhuǎn)移到聚合物上的圖形質(zhì)量，印章上的分辨率決定了聚合物上圖案的分辨率。現(xiàn)有的制備PDMS印章的方法雖然工藝簡(jiǎn)單、方法直接，但是效率不高，因?yàn)镻DMS預(yù)聚體和固化劑的混合物澆鑄到模板后，在和模板一起固化的過(guò)程中會(huì)一直占用模板，而固化時(shí)間通常需要1～2小時(shí)，在某些情況下，如用于生物反應(yīng)時(shí)，固化溫度不能太高，則需要長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)或更長(zhǎng)的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中制備PDMS印章效率低的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種快速制備PDMS印章的方法。

技術(shù)方案：一種熱壓法制備PDMS印章的方法，包括如下步驟：

(1)加工模板及對(duì)模板表面進(jìn)行處理：采用感應(yīng)耦合等離子體刻蝕硅和對(duì)硅結(jié)構(gòu)微電鑄鎳，得到金屬鎳模板，然后清洗模板表面；

(2)用模板對(duì)聚合物實(shí)施熱壓得到聚合物模具：用步驟(1)中得到的模板利用模壓機(jī)對(duì)聚合物材料進(jìn)行熱壓，將模板和片狀聚合物加熱到200～220℃，施加壓力500～600N，維持50～60s，然后將溫度和壓力降為常溫常壓，最后脫模得到聚合物模具；

(3)用聚合物模具制備PDMS印章：將PDMS預(yù)聚體和對(duì)應(yīng)的固化劑按體積比為10:1混合攪拌，放入真空箱脫氣30min，然后將PDMS混合物通過(guò)甩膠臺(tái)旋涂到步驟(2)中得到的聚合物模具上，放入烘箱65℃烘烤固化2～2.5h，最后從PC模具上揭開(kāi)PDMS，得到PDMS印章。

其中，步驟(1)中所述的清洗模板表面，按照如下方法進(jìn)行：將模板放入丙酮中，超聲5～10min，再將模板放入乙醇中，超聲5～10min，最后放入去離子水中，超聲2～5min。

其中，步驟(2)中所述的聚合物材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯。

其中，步驟(3)中所述的旋涂按照900～1000rpm/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

有益效果：本發(fā)明能夠批量、快速地加工PDMS印章，適合于大規(guī)模生產(chǎn)PDMS印章，并將PDMS印章廣泛用于軟刻蝕和紫外壓印等領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。

以下實(shí)施例所用的PDMS材料羅地亞公司的新型PDMS材料，其PDMS預(yù)聚體型號(hào)為RTV?3838A，對(duì)應(yīng)的固化劑為RTV?3838B。

實(shí)施例1：

采用感應(yīng)耦合等離子體刻蝕硅模具，通過(guò)電鑄的方法得到金屬鎳模板，然后按照如下方法對(duì)模板表面進(jìn)行清洗：將模板放入丙酮中，超聲8min，再將模板放入乙醇中，超聲8min，最后放入去離子水中，超聲3min，得到模板。將模板和片狀聚碳酸酯聚合物加熱到200℃，施加壓力500N，維持50s，然后將溫度和壓力降為常溫常壓，最后脫模得到聚合物模具。將PDMS預(yù)聚體和對(duì)應(yīng)的固化劑按體積比為10:1混合攪拌，放入真空箱脫氣30min，澆到模板上，用針尖去除氣泡，放在甩膠臺(tái)的底盤上用真空吸住模板，接著在1000rpm/min的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。從而將PDMS混合物通過(guò)甩膠臺(tái)旋涂到聚碳酸酯聚合物模具上，放入烘箱65℃烘烤固化2h，最后從聚碳酸酯模具上揭開(kāi)PDMS，得到PDMS印章。

為了研究復(fù)制精度，分別對(duì)以上方法制備得到的鎳模板和PDMS印章的每一組線寬隨機(jī)取六處，分別測(cè)量，然后取各個(gè)平均值并計(jì)算復(fù)制精度，結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出，復(fù)制精度均超過(guò)90％，說(shuō)明通過(guò)該方法獲得的PDMS印章具有較高的精度，可以用于軟刻蝕和紫外壓印等領(lǐng)域。