[發明專利]一種高厚寬比微納結構的制造方法及裝置

有效

• 申請號: 201910261085.1
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN110127594B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 徐洲龍;劉振東;陳建魁;吳學洲;王培琳
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種高厚寬比微納結構制造方法及裝置，屬于柔性電子制造鄰域。該方法具體為：向基板上已噴印的微納液滴圖案施加電場，誘導微納液滴圖案的邊緣橫向收縮且縱向拉伸，形成高厚寬比微納結構。裝置包括上電極板、下電極板和外置高壓放大器系統，上電極板、下電極板的導線連接端分別連接外置高壓放大器系統，工作中已噴印微納液滴圖案的基板放置于下電極板上，外置高壓放大器系統啟動在上、下電極板之間形成電場，誘導微納液滴圖案邊緣橫向收縮并縱向拉伸形成高厚寬比微納結構。本發明通過電場誘導產生高厚寬比的微納圖案，顯著提高了微納結構的制造效率，滿足精度要求。

技術領域

本發明涉及柔性電子制造鄰域，具體涉及是一種高厚寬比微納結構的制造方法與裝置。

背景技術

隨著科技的發展，對精細化裝備的需求越來越強，柔性電子技術在微納處理方面有著廣闊的應用前景，特別是在傳感器、柔性顯示器、智能皮膚等領域有著廣泛的需求。而如今，在納米壓印、光刻、噴墨打印等技術中的表面處理中，高厚寬比的微納結構有很高的應用價值，但是對于這種不易制造的微納結構，如何才能快速有效的制造成為一個需要解決的難題。

目前實現高厚寬比微納結構多采用基板表面疏水鍍層和基板表面納米圖案，由于不同墨水材料體系，存在不同的材料鍍層和微納圖案處理，工藝繁瑣、且厚寬比很難調控。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種高厚寬比微納結構的制造方法及裝置，通過電場誘導產生高厚寬比的微納圖案，可方便調控厚寬比，顯著提高了微納結構的制造效率，方法簡單，容易實現。

一種高厚寬比微納結構制造方法，該方法具體為：向基板上已噴印的微納液滴圖案施加電場，誘導微納液滴圖案的邊緣橫向收縮且縱向拉伸，形成高厚寬比微納結構。

進一步地，通過在300V～20kV范圍調節電壓、在0.1mm～100mm范圍調節兩電極間距的方式施加電場。

進一步地，還對高厚寬比微納結構紫外固化或者熱固化。

一種高厚寬比微納結構制造裝置，包括上電極板、下電極板和外置高壓放大器系統，上電極板、下電極板的導線連接端分別連接外置高壓直流放大器系統的輸出端，工作中已噴印微納液滴圖案的基板放置于下電極板上，外置高壓放大器系統啟動在上、下電極板之間形成電場，誘導微納液滴圖案邊緣橫向收縮并縱向拉伸形成高厚寬比微納結構。

進一步地，所述上電極板包括多個子電極板，多個子電極板分別連接外置高壓放大器系統的多個通道，外置高壓放大器系統向多個子電極板輸出不同大小的電壓。

進一步地，所述上電極板整體為硬質塑料制成框架，各子電極板安置在框架之中，子電極板之間通過絕緣體阻隔。

進一步地，所述下電極板上刻有用于標定的兩條十字交叉的刻度線，下電極板的十字交叉點與上電極板的中心點對齊。

進一步地，還包括內置于所述下電極板的加熱器和真空吸附裝置，以及與上電極板成包圍式設計的紫外燈罩，燈罩內部內置紫外燈。

進一步地，還包括立柱和安裝于立柱上的Z軸電機，Z軸電機連接上電極板，Z軸電機帶動上電極板上下移動以調整上、下電極板的間距。

進一步地，還包括內置于下電極板上的真空吸附裝置。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案，通過加載高壓電場誘導產生高厚寬比的微納圖案，進而，使之邊緣橫向收縮且縱向拉伸形成高厚寬比結構，顯著提高了微納結構和圖案的制造效率，能滿足精度要求。制造高厚寬比微納結構和圖案原理簡單明了，易于實現，并且可以與電流體噴印制造等最新高精尖技術相關聯，在傳感器制造、醫療、智能家居等應用領域有廣闊的應用前景。