[實用新型]一種連續滾動式磁控轉印印章及轉印系統

有效

• 申請號: 201821764805.3
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN210328436U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 令狐昌鴻;俞凱鑫;王成軍;宋吉舟;李城隆;曾寅家;朱昊東
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H05K13/04
• 分類號: H05K13/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本實用新型公開了一種連續滾動式磁控轉印印章、轉印系統，基于滾輪式磁控轉印印章實現，滾輪式磁控轉印印章包括印章主體、磁性材料、印章底膜及滾輪，轉印系統還包括施主基底、受主基底、梯度磁場；梯度磁場的磁場強度從施主基底一側到受主基底一側增強。轉印時，印章上靠近施主基底的印章底膜不會變形，印章依靠強粘附力將元件剝離；而靠近受主基底印章底膜被磁性材料頂出而變形，將元件印刷到受主基底上。本實用新型結構簡單，制備方便；粘附可恢復，印章可重復使用，成本低；常溫磁場驅動，響應速度快且對元件和受主基底完全沒有損傷；可在同一個滾輪上同時實現連續拾取和印刷，能與連續的作業的工業生產線很好地兼容，轉印效率高。

技術領域

本實用新型涉及一種轉移印刷技術，尤其涉及一種連續滾動式磁控轉印印章、轉印系統及方法，該技術可用于微納結構的確定性組裝。

背景技術

轉移印刷技術，是一種將微納結構集成為空間有序的二維或三維功能模塊的一種技術，轉印技術可以應用于一些異質不均勻的高性能集成功能性系統的制備，如柔性光/電子器件、三維或曲面光/電子器件、生物相容性的探測與測量設備。這種技術能夠行之有效地將不同種類、獨立制備的離散元件進行大規模集成,進而形成空間有序的功能系統。其可轉印材料范圍非常廣，從復雜分子材料，如自組裝的單層材料(self-assembledmonolayers，SAMs)、功能高分子材料、DNA、光刻膠等，到高性能硬質材料，如無機單晶硅半導體、金屬材料、氧化物薄膜等，以及完全集成的設備如薄膜晶體管(thin filmtransistors，TFTs)、發光二極管(light emitting diodes，LEDs)、CMOS電路、傳感器陣列、太陽能電池等都可以用轉印技術進行組裝。大面積的器件包含成千上萬的元件，其工業生產要求連續高效，為此需要連續高效的轉印技術與之適應。

轉印一般使用轉印印章實現，依靠印章與施主基底上制備的元件之間的強粘附把元件從施主基底上拾取下來；轉移到受主基底上之后，減弱印章與元件之間的粘附力，把元件印刷到受主基底上。

現有的轉印技術通常是批處理形式，即用印章把元件從施主基底上拾取和把印章上的元件印刷到受主基底上的過程是獨立的，一次只能處理一批元件，這大大限制了轉印的效率與速度，而且與工業生產連續作業的流水線無法很好地兼容。

連續滾動式的轉印技術具有連續高效的優點，能夠連續地拾取和印刷元件，且能很好地和連續的生產流水線兼容。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提出一種連續滾動式磁控轉印印章、轉印系統及方法，印章采用滾輪式設置，結合特殊的磁場布置，可以實現連續拾取和印刷，提高轉印效率。

本實用新型的一種連續滾動式磁控轉印印章，包括滾輪式磁控轉印印章，該印章包括印章主體、磁性材料、印章底膜及滾輪，印章主體繞設于滾輪上，印章主體上開設有空腔，磁性材料填充于空腔內，空腔開口處采用印章底膜封裝。

本實用新型的一種連續滾動式磁控轉印系統，包括上述的滾輪式磁控轉印印章、施主基底、受主基底、梯度磁場；施主基底和受主基底分別安放在滾輪式磁控轉印印章兩側，所述的梯度磁場的磁場強度從施主基底一側到受主基底一側增強。在這樣布置的磁場作用下，磁性材料受力或者變形，受主基底側磁性材料會擠壓印章底膜，而施主基底側印章底膜卻不會受到影響。在該系統中，施主基底和滾輪式磁控轉印印章緊密接觸，受主基底距離滾輪式磁控轉印印章2微米到200微米。

所述的印章主體和印章底膜均采用低模量的高聚物材料，其模量通常低于20MPa。當轉印硅基元件時，所述的印章主體和印章底膜可以采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)或者是Ecoflex。所述的磁性材料通常采用磁流體或磁性顆粒。