[發明專利]一種柔性制作曲面仿生復眼結構的方法

有效

• 申請號: 201610808686.6
• 申請日: 2016-09-07
• 公開（公告）號: CN106199781B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 李木軍;黃勝洲;沈連婠
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 成金玉,盧紀

1.一種柔性制作曲面仿生復眼結構的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：在襯底上旋涂兩種不同的光刻膠，底層和頂層是第一種光刻膠，中間層是玻璃軟化溫度Tg至少高于第一種幾十攝氏度以上的另外一種光刻膠；其中，底層厚度要比頂層厚度至少高于一個數量級，頂層在幾微米以下，底層在幾十微米以上，作為緩沖中間層的厚度在1～2微米范圍；

步驟2：采用微光學加工技術中的數字微鏡器件(DMD)無掩膜光刻技術，進行兩次無掩膜曝光，第一次完全曝透三層光刻膠，第二次只曝透中間層和頂層的光刻膠；

步驟3：顯影得到底層微柱圖形以及頂層和中間層的微柱或正六棱柱圖形陣列；

步驟4：連續進行兩次熱回流工藝處理，第一次普通熱回流得到復眼大透鏡結構，其底面直徑范圍為幾百微米到1.5毫米；第二次倒置非接觸式熱回流得到復眼大透鏡上分布的小透鏡陣列結構，其底面直徑范圍為20微米到100微米。

2.根據權利要求1所述的柔性制作曲面仿生復眼結構的方法，其特征在于：所述底層和頂層的光刻膠為AZ4620光刻膠，中間層為S1813光刻膠。

3.根據權利要求1所述的柔性制作曲面仿生復眼結構的方法，其特征在于：所述步驟1的襯底采用硅、石英玻璃中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的柔性制作曲面仿生復眼結構的方法，其特征在于：所述步驟1的底層光刻膠能夠充分回流時，其厚度與底層微柱圖形直徑成正比關系，要高于所需復眼大透鏡尺寸下的臨界厚度，即要大于1/10倍復眼大透鏡底面半徑尺寸。

5.根據權利要求1所述的柔性制作曲面仿生復眼結構的方法，其特征在于：所述步驟2的兩次曝光掩膜圖形為虛擬數字掩膜圖形，替代了傳統的物理掩膜版圖形，從而避免了掩膜板的設計和制作；第一次曝光掩膜圖形為圓形陣列，第二次掩模圖形為圓形、正四邊形、正六邊形中的任意一種。

6.根據權利要求1所述的柔性制作曲面仿生復眼結構的方法，其特征在于：所述步驟3中顯影時，顯影液采用堿性顯影液；顯影時間為2-8分鐘。

7.根據權利要求6所述的柔性制作曲面仿生復眼結構的方法，其特征在于：所述堿性顯影液為AZ 400K(1:4)、TMAH中的任意一種。

8.根據權利要求1所述的柔性制作曲面仿生復眼結構的方法，其特征在于：所述步驟4中，第一次熱回流的溫度等于或稍高于玻璃軟化溫度Tg，使得熱回流溫度維持在Tg到Tg+5℃范圍之間；第二次倒置非接觸式熱回流光刻膠與熱板的間隙在0.5毫米到1毫米范圍，太大或太小都會導致回流效果變差。

9.根據權利要求1所述的柔性制作曲面仿生復眼結構的方法，其特征在于：所述步驟4中，第一次熱回流和第二次熱回流的時間分別是5分鐘以內和1分鐘以內范圍。