[實用新型]一種二維振動輔助的輥對平面熱壓印裝置

有效

• 申請號: 201820504518.2
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN208052583U
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 谷巖;陳修元;易正發;陳斯;董青青;李景鵬;張群;鄭恭承;戴得恩;田旭;王點正;馮開拓;楊繼犇;張哲名;蒼新宇;徐梓蘇;付斌
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: B29C59/04
• 分類號: B29C59/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種二維振動輔助的輥對平面熱壓印裝置，調節X?Y工作平臺，使襯底位于壓印輥正下方，啟動加熱裝置對襯底進行預熱，再由Z軸位移平臺調控升降平臺使壓印裝置向下運動，直至壓印輥與襯底微接觸，并進行壓印，在壓印的同時使用二維振動平臺對襯底進行二維振動，壓印完成后進行冷卻固化并使用二維振動輔助脫模，最后控制升降裝置上升，壓印結束。本實用新型采用二維振動平臺帶動襯底實現壓印時X?Y方向振動，使壓印過程模具與固態膠層之間產生剪切變形，使固態膠非彈性變形或流動，圖案根部有殘留應力，使高深寬比圖案不坍塌，并通過振動振散分子結構以減少粘附力，從而減少模板與聚合物脫離時造成的損傷與毀壞，增大微納圖案的效率與保真度。

技術領域

本實用新型涉及納米壓印光刻領域，尤指一種二維振動輔助的輥對平面熱壓印裝置。

背景技術

納米壓印技術由華裔科學家周郁教授于1995年提出，因其相較于傳統光刻技術，能夠實現廉價、快速的制造微納圖案，因此在半導體、生物工程等方面具有很大的市場前景，納米壓印技術具有分辨率高、成本低、操作簡單，可大面積實現圖形轉移的特點而被認為是最具有前景的微納制造技術之一，從提出至今一直受到學術界和產業界的高度重視。2003年，MIT Technology Review將其列為將會改變世界的十大新興技術之一。

現如今在納米壓印技術領域中，圖案的填充不滿與脫模困難是制約納米壓印技術發展的重大問題。在聚合物填充至特征層的過程中，僅僅依靠壓力難以將聚合物壓入特征層，這導致了聚合物填充不滿的現象，如果聚合物填充不滿，將會影響微納米圖案的精度，甚至會直接導致壓印失敗。在脫模過程中，模具與聚合物的接觸面之間存在粘附力，脫模時會導致微納圖案變形、撕裂，甚至是導致整個納米壓印失敗。在公布號CN 101863122 A的實用新型專利公布了一種超聲輔助微納壓印成型裝置，通過超聲波壓印省去了抽真空的過程，提高了壓印成型效率。公布號為CN 105372931 A的實用新型專利公布了一種納米壓印方法，通過施加超聲波降低了壓印力，大大的提高了聚合物的填充率，進而提高壓印的成功率。公布號為CN 105319838 A的實用新型公布了一種納米壓印技術過程中的脫模方法，通過施加超聲波以降低脫模力和粘附力。超聲波壓印技術廣泛應用于熱壓印中，在以上的專利中采用超聲波輔助壓印通過施加縱向超聲波引發聚合物與模板側壁產生粘彈產熱，從而達到將聚合物快速加熱至玻璃化溫度之上的目的，并能夠在壓印過程中有效的減少氣泡以提高壓印精度，并能夠振散分子結構以減少粘附力對脫模的影響，以提高圖案精度。但該方式仍具有一定的缺陷，一者無法避開熱壓印過程中將聚合物加熱后壓印再冷卻脫模的流程，使得壓印的效率無法有顯著的提升，二者加工高深寬比微結構時易對模板及圖案造成損傷，難以制備高精度的高深寬比圖案。除此之外，縱向超聲波壓印本質上還是通過壓力將粘彈態聚合物壓入模腔，難以使得粘彈態聚合物填充完畢。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決振動輔助納米壓印過程中難以制備高精度高深寬比圖案、效率低下和填充率不高的問題，我們提供了一種二維振動輔助的輥對平面熱壓印裝置。

根據本實用新型的目的提供一種二維振動輔助的輥對平面熱壓印裝置，其特征在于，包括支撐裝置、X-Y工作平臺、加熱裝置、二維振動平臺、載物臺、襯底卡盤、襯底、壓印裝置、升降裝置、Z軸位移平臺。其中支撐裝置水平的放置在水平面，X-Y工作平臺通過螺釘固定在支撐裝置中的底板上，Z軸位移平臺由四個結構完全相同的一維位移平臺組成并且均通過螺釘固定在支撐裝置上，加熱裝置通過螺釘固定在X-Y工作平臺中滑塊上，二維振動平臺通過螺釘固定在加熱裝置上方，載物臺通過螺釘固定在二維振動平臺中心，襯底卡盤固定在載物臺上，襯底裝卡在襯底卡盤上，升降裝置通過螺釘固定在Z軸位移平臺的滑塊上，壓印裝置通過螺釘固定在升降裝置下方中心。

根據本實用新型的目的提供一種二維振動輔助的輥對平面熱壓印裝置，其特征在于，所述的X-Y工作平臺,包括X軸工作平臺、Y軸工作平臺、滑塊一、滑塊二，其中X軸工作平臺通過螺釘固定在支撐裝置中的底板上，滑塊一裝卡在X軸工作平臺上，Y軸工作平臺通過螺釘固定在滑塊一上，滑塊二裝卡在Y軸工作平臺上。