CN103353627A - 微透镜阵列模具的制作方法 - Google Patents

微透镜阵列模具的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微透镜阵列模具的制作方法,主要包括如下步骤:一、采用UV-LIGA工艺制成表面具有柱状微细孔阵列结构的金属镍模具;二、在真空环境下将UV固化胶涂覆于镍模具的柱状微细孔阵列之内;三、旋转上述所得产品,使一部分UV固化胶均匀地旋转出微细孔之外,形成稳定的凹面形状,之后利用紫外光源固化UV固化胶即可获取所述的微透镜阵列模具。该方法由于直接采用旋转的方式,微透镜模具腔体具有良好的表面平整度,从而保证制成微透镜阵列的光学特性。且本发明可通过调节UV胶的粘度、旋转速率等方式对微透镜的矢高及曲率进行控制,从而调节微透镜的焦距,增加微透镜阵列制作的自由度。

Description

微透镜阵列模具的制作方法
技术领域
本发明涉及微机电系统技术领域和微光学领域,尤其涉及一种微透镜阵列模具的制作方法。
背景技术
微透镜(Microlens)与微透镜阵列(Microlens array)是最为重要的微光学器件,微透镜直径的范围从10μm到1mm,由这些微透镜在基板上按一定形状排列而成的阵列称为微透镜阵列。与传统透镜一样,微透镜及微透镜阵列的基本功能也是聚焦与成像等,主要用于光准直、光耦合、光互联等光纤通讯领域,并广泛应用于通信、显示和成像器件。微透镜及微透镜阵列所具有的单元尺寸小、集成度高等优点使其在制作微光机电系统中体现出无与伦比的优越性。
微透镜及微透镜阵列可由玻璃、聚合物、硅或半导体等材料制成。一般情况下,聚合物光学器件与玻璃及半导体光学器件相比具有更大的设计自由度,而且机械性质和热学性质良好,此外,聚合物质量较轻、输运快捷方便。因此,聚合物微透镜及微透镜阵列是近年来发展的热点问题。聚合物微透镜及微透镜阵列一般需通过模具来进行批量制作,因此微透镜模具是微透镜制作的基础。现有的微透镜模具的主要制作方法有灰度掩模技术、曲率倒易法及干法刻蚀等。灰度掩模技术是利用根据光透过率渐近取值设计制造的灰度掩模通过光刻一次成形,再经离子束刻蚀后形成凹形硅模具。凹面轮廓的平滑度取决于掩模板相邻灰度值的差异程度和分布区域的大小。通常情况下,相邻灰度取值差异和分布区域越小,与其对应的轮廓曲线越完整和光滑。因此,透镜表面质量取决于灰度掩模板的质量,且不可能完全光滑。曲率倒易法是先采用光刻法制作凸微透镜阵列,以此为基底涂覆光刻胶并使其淹没凸起的微透镜阵列,接着进行氩离子束30°入射角刻蚀,此条件下硅的刻蚀速率约为光刻胶的两倍,刻蚀完成后,可在硅基底上形成凹面形状。该方法的缺陷在于步骤多、反应参数控制难度较大、实验设备条件要求高且形成的凹面形状不规则。干法刻蚀是利用SF6/C4F8混合气体直接在硅基板上制作凹面形状,通过调整气体浓度比、蚀刻气体流量、蚀刻时间及工作电压等参数改变凹面的曲率半径。该方法对于设备及工作环境的要求高,且制作出的凹面易形成底切现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,简化传统微透镜模具及微透镜批量化生产工艺,提供一种微透镜阵列的制作方法,该方法具有工艺简单、可控性好、精度高及成本低等优点,是一种实现微透镜阵列大规模生产的重要途径。
为解决上述技术问题,本发明的技术解决方案是:
一种微透镜阵列模具的制作方法,包括如下步骤:
步骤一:采用UV-LIGA工艺制成表面具有柱状微细孔阵列结构的金属镍模具;
一.SU8胶微细柱阵列的制作:首先在硅基板上涂布SU8胶,然后利用光刻技术制作SU8胶微细柱阵列;
二.SU8胶微细柱的表面金属化处理:在SU8胶微细柱表面及硅基板上表面进行金属化处理,制作一层电铸种子层;
三、利用微电铸工艺在电铸种子层表面电铸镍材料,形成金属镍模具;
四、SU8胶微细柱的脱除:先将硅基板从镍模具上剥离,然后通过SU8胶专用去胶剂去除SU8胶微细柱,从而在镍模具上形成柱状微细孔阵列,最终制成所述的具有柱状微细孔阵列的镍模具;
步骤二:在真空环境下将UV固化胶涂覆于镍模具的柱状微细孔阵列之内;
步骤三:旋转步骤三所得产品,使一部分UV固化胶均匀地旋转出微细孔之外,形成稳定的凹面形状,之后利用紫外光源固化UV固化胶,即可获取所述的微透镜阵列模具。
所述步骤一中的第一点,在涂布SU8胶之前,硅基板先经过RCA清洗法进行清洗及烘烤。
所述步骤一中的第一点,在硅基板上涂布SU8胶采用两段式旋转涂布,即将硅基板放在旋胶机的承片架上,滴上适量的SU8胶,先以低速旋转的方式,使SU8胶慢慢旋开至硅基板的边缘,再以高速旋转控制SU8胶的厚度。
所述步骤一中的第一点,利用光刻技术制作SU8胶微细柱阵列具体步骤为:
(a)前烘;
对涂布在硅基板上的SU8胶进行前烘,采用两段式前烘工艺,第一阶段采用65~70℃烘烤10~15分钟,第二阶段采用100~110℃烘烤15~20分钟,冷却后进行后续曝光步骤;
(b)曝光;
使用波长为350~400nm的近紫外光的曝光机进行曝光,进行掩模板的图像转移,参照SU8胶的曝光参数,设定曝光强度为520mJ,曝光时间为120秒;
(c)曝光后烘烤;
采用65℃和95℃两段式烘烤,即先将加热板加热至65℃后,将硅片置于其上烘烤5分钟,然后缓慢升温至95℃,烘烤5分钟,然后缓慢降温至室温;
(d)显影;
将硅基板放置于显影液中,选用的显影液为丙烯乙二醇单甲基醚醋酸盐,浸泡10~15分钟,浸泡期间需晃动显影液,使其获得最佳的显影效果,显影后呈现出SU8胶微细柱阵列结构;
(e)后烘;
采用两段式加温,在70~80℃下烘烤10~15分钟,再升温至100~110℃下烘烤10~15分钟,即可形成SU8胶微细柱。
所述步骤一中的第二点,通过蒸镀或者溅射方法进行金属化处理。
所述电铸种子层为金材料制作。
所述电铸种子层之内还设置有一层粘着层。
所述步骤二涂覆UV固化胶之后,通过辊涂机将SU8胶表面多余的UV固化胶挤出涂平。
所述步骤三的旋转方式采用先低速后高速的两段式旋转。
所述步骤三所得微透镜阵列模具表面以溅射法镀有一层镀镍金属膜或镀铬金属膜。
所述的微细孔底面形状为圆形或等边形。
本发明采用一种通过旋转UV固化胶形成凹面再固化成型制成微透镜模具的方法,该方法的主要特点有以下几点:
第一、所用的柱状微孔阵列采用UV-LIGA工艺制作,可配合厚膜光刻胶(SU8胶)实现高深宽比的结构,深宽比可达50:1,即使膜厚达1000μm时,所制得的图形边缘仍近乎垂直。
第二、模具的凹形形状由旋转过程中的离心力将胶甩出形成,凹孔深度取决于胶粘度或旋转速率,转速越快,凹形孔的深度越深;此外,同样的转速下,胶粘度越低,所形成的凹形孔的深度越深。因此可通过调节UV固化胶的粘度、旋转速率等方式对微透镜的矢高及曲率进行控制,从而调节微透镜的焦距,增加微透镜阵列制作的自由度。
第三、本方法由于直接采用旋转的方式,微透镜腔体具有良好的表面平整度,从而保证制成微透镜阵列的光学特性。
第四、微透镜阵列模具由UV固化胶制成,为防止其表面残留基团与用来翻模制作微凸透镜阵列的UV固化胶在固化过程中产生交联反应,可以在模具表面制作隔离膜,利用溅射法在模具表面镀金属膜,如镍、铬。
第五、模具可以多次使用,50次以上翻模制作的微透镜阵列参数与初次翻模的相近。
第六、UV固化胶涂布方式在真空腔中进行,可将柱状孔中的空气排出,使UV胶完全吸入微孔阵列中,增加胶和孔壁的密合度。
第七、模具的基体材料为镍,具有较长的使用寿命,而且清洗UV胶后可反复制作不同矢高的透镜模具。
因此,本发明方法具有工艺简单、可控性好、精度高及成本低等优点。
附图说明
图1为本发明制作微凸透镜阵列模具的流程图;
图2为本发明步骤一在硅基板上涂布SU8胶的三维结构示意图;
图3为本发明步骤一中曝光过程示意图;
图4为本发明步骤一利用光刻技术形成SU8胶微细柱阵列的三维结构示意图;
图5为本发明步骤一利用光刻技术形成SU8胶微细柱阵列的剖视图;
图6为本发明步骤一中电铸种子层制作结构示意图;
图7为本发明步骤一中镍模具制作过程示意图;
图8为本发明步骤一中去除硅片后样品的结构示意图;
图9为本发明步骤一制作完成的镍模具的结构示意图;
图10为本发明步骤二在真空腔中涂布UV固化胶的示意图;
图11为本发明步骤二涂布UV固化胶的结构图;
图12为本发明步骤二利用辊涂机涂平UV固化胶的结构图;
图13为本发明步骤三旋转形成UV固化胶凹形形状的示意图;
图14为本发明步骤三旋转形成UV固化胶凹形形状后利用UV光源固化后的微凸透镜阵列模具结构图;
图15为本发明方案中溅射金属膜后的微凸透镜阵列模具结构图;
图16为本发明方案中翻模制作的聚合物微凸透镜阵列结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
本发明所揭示的是一种微透镜阵列模具的制作方法,如图1所示,包括如下步骤:
步骤一:采用UV-LIGA工艺制成表面具有柱状微细孔阵列结构的金属镍模具;
1.SU8胶微细柱阵列的制作。
(1)硅基板清洗及烘烤;
可以采用如下清洗方法:首先利用浓硫酸清洗:将硅片(硅基板)放入烧杯,并倒入适量浓硫酸,放置于抽风柜内的电炉上,打开抽风机,加热10~15分钟,待浓硫酸冒烟后拔下插头;冷却半小时后,将浓硫酸倒入废液瓶中,并用去离子水对硅片进行超声清洗。然后,利用丙酮清洗:将硅片用丙酮的棉球擦拭过后,再浸入装有丙酮的烧杯放入超声波清洗机中,10~15分钟后取出。最后,利用无水乙醇清洗:用浸过无水乙醇的棉球擦拭硅片,再浸入装有无水乙醇的烧杯放入超声波清洗机中,10~15分钟后取出,用去离子水喷洗其抛光面后甩干。上述方法是常规的硅片清洗方法,源于RCA标准清洗法。
硅基板进行清洗之后还要进行烘烤,具体方法可以为:将洗净后的硅片放入烤箱,在120~150℃下去水烘烤200~300秒,以清除硅片表面的水气残留使硅片充分干燥,有利于光刻胶的均匀涂布。
(2)在硅基板上涂布SU8胶;
在硅基板1上涂布近紫外光负光刻胶(即SU8胶2),可以采用旋转的方式进行涂布,以便涂布更为均匀。配合图2所示。
具体涂布方法可以为:将硅片1放在旋胶机的承片架(图中未示出)上,滴上适量的SU8胶2。SU8胶粘度比普通薄膜光刻胶高,因此可以采用分段式旋涂工艺,第一阶段的目的是将SU8胶旋涂至边缘,先以低速旋转的方式,使光刻胶(SU8胶)慢慢旋开至硅片的边缘,第二阶段的目的是通过高速旋转以增加SU8胶的均匀性并获取所需的厚度。本实施例,可以先以转速500rpm旋胶10秒,然后以转速2000rpm旋胶30秒,旋涂结束后光刻胶的膜厚约为200μm。
(3)利用光刻技术制作SU8胶微细柱阵列;
利用光刻技术,制作出的微细柱的高宽比可达50:1。光刻技术一般需要经过前烘、曝光、显影、后烘等几个步骤,光刻技术虽然是现有技术,但根据不同的工艺,采用的具体参数有所不同,本发明通过研究及大量实验,可以采用如下具体步骤及参数:
(a)前烘;
SU8胶为厚膜光刻胶,其粘度较高,因此在旋涂过程中易出现边缘凸起的现象,前烘的目的是使光刻胶受热后流动达到自平坦的目的。同时,也是为避免SU8胶2与硅片1间的热膨胀系数差异导致的增温过快造成的龟裂现象,SU8胶的玻璃转化温度为55℃,因此,前烘温度需高于此温度。可以采用两段式前烘工艺,缓慢升降温,低温烘烤时可减少边缘凸起现象并增加SU8胶与硅片间的粘附性,升温后可使SU8胶内部的溶剂移动至表面并蒸发出来,可改善胶层表面及内部溶剂蒸发不均匀的现象。具体可以为:第一阶段采用65~70℃烘烤10~15分钟,第二阶段采用100~110℃烘烤15~20分钟。前烘后SU8胶膜层呈现液体状,需对其冷却固化后进行曝光,以免未固化的SU8胶粘附至掩模板上,进而影响曝光的精确度。
(b)曝光;
如图3所示,因SU8胶对波长为365nm左右的紫外光比较敏感,所以可以使用近紫外光(波长为350~400nm)的曝光机进行曝光,可以采用Karl Suss公司生产的曝光系统MA6进行掩模板3的图像转移,参照SU8胶的曝光参数,设定曝光强度为520mJ,曝光时间为120秒。
(c)曝光后烘烤;
SU8胶经曝光后须再经过烘烤,即曝光后烘烤(Post exposure bake,PEB),目的是加速曝光后SU8胶的链结,避免未链结完全的SU8胶结构在显影时脱落。可以采用65℃和95℃两段式烘烤,第一阶段烘烤的目的是减小应力和光刻胶破裂,升温过程必须缓慢以避免温度剧烈变化时导致的光刻胶图案损坏及残留内应力等问题。因此在实际操作中,可以将加热板加热至65℃后,将硅片置于其上烘烤5分钟,然后缓慢升温至95℃,烘烤5分钟,然后缓慢降温至室温。在此烘烤过程中,光刻胶图案会渐渐出现。
(d)显影;
将硅片放置于显影液中,选用的显影液可以为丙烯乙二醇单甲基醚醋酸盐(PGMEA),浸泡10~15分钟,浸泡期间需晃动显影液,使其获得最佳的显影效果。此时,曝光的部分会发生链结反应,不溶于显影液,而未曝光的部分会被清除,呈现出SU8胶微细柱21阵列结构。如图4及图5所示。
(e)后烘;
后烘是为了使结构更为稳定,可以采用两段式加温,在70~80℃下烘烤10~15分钟,再升温至100~110℃下烘烤10~15分钟,即可形成SU8胶微细柱21,微细柱21的高度约为200μm。如图4、5所示。
2.SU8胶微细柱的表面金属化处理。
为了后续电铸镍的进行,需要对SU8胶微细柱表面进行金属化处理,可以采用蒸镀或者溅射的方法进行金属化处理。本实施例采用蒸镀的方法进行SU8的表面金属化处理,如图6所示,可以采用电子蒸镀机来制作电铸种子层41,该电铸种子层41覆盖于SU8胶微细柱21表面及硅片1上表面,蒸镀的金属材料为铬和金,厚度分别为500Å,铬具有较好的粘着性能,可确保种子层在微电铸过程中不脱落,因此,铬作为粘着层42,金作为电铸种子层41。步骤如下:
(1)将坩埚和带有SU8微细柱21结构的硅片1放置到真空腔体中,启动真空泵,将腔体内真空度抽至10-6Torr。
(2)根据靶材和所需蒸镀的厚度和速度设定工艺参数。
(3)开启腔体内的遮蔽板,初步蒸镀时,可将靶材表面的污染物蒸发至遮蔽板上,从而达到清洁靶材的目的。
(4)进入自动蒸镀模式,开启电子束电源开关,调整电子束位置,使电子束对准靶材工作。
(5)蒸镀至设定厚度后,冷却至室温,取出样品。
3.利用微电铸工艺制作镍模具7。
电铸时若有油脂、氧化层或杂质会影响到电铸的进行,因此需在电铸前对样品进行前处理,步骤如下:
将上述样品浸没于脱脂液中1分钟以去除残余于种子层上的油脂;利用去离子水去除上一步骤中残留的脱脂液,接着浸没于稀硫酸中10秒钟,以去除氧化层,并活化导电层以增强导电的效果;利用去离子水去除稀硫酸,并浸没于氨基磺酸中10秒,去除上一步骤中残留的稀硫酸以防止污染电铸液;利用去离子水去除上一步骤中残留的氨基磺酸,接着浸没于重铬酸钾中35秒,以促进电铸物与种子层的分离;利用去离子水去除上一步骤中残留的重铬酸钾。
采用的电铸液为氨基磺酸镍(Ni(SO3NH22H2O)330g/L、氯化镍(NiCl2H2O)40g/L、硼酸(H3BO3) 50g/L以及润滑剂1~2mL/L。氨基磺酸镍是镍离子的主要来源,并可减少微电铸过程产生的内应力;氯化镍可促进阳极溶解,增加导电性;硼酸可维持电铸液的PH值的稳定,防止镍离子在阴极基体附近以碱性物质析出。主要工艺参数为:电流密度1.0~2.5A/dm2,PH值3.5~4.0,温度45~50℃。
微电铸完成后,在电铸种子层41表面电铸了镍材料,形成镍模具5,如图7所示。
4.SU8胶微细柱的脱除。
电铸镍之后的样品用去离子水冲洗干净后进行脱模操作,先将硅片1剥离,如图8所示,然后将样品放置于80℃的SU8胶专用去胶剂中浸泡,同时放置于超声清洗机中震荡以加速去除速率,去除SU8胶微细柱21,从而在镍模具5上形成柱状微细孔51阵列。将SU8胶去除后,用去离子水冲洗,然后用氮气枪吹干后即可制成具有柱状微细孔51阵列的镍模具5,如图9所示。
步骤二:UV固化胶涂布;
在真空环境下将UV固化胶涂覆于镍模具5上的柱状微细孔51阵列阵列之内。具体做法为:
如图10所示,把镍模具柱状微细孔阵列置于真空腔6内的支承台61上,将UV固化胶7涂布在阵列上并使其完全覆盖于微细孔阵列表面,在涂布过程中同时抽真空,将微细孔中的气体排出并使UV固化胶可被完全吸入至微细孔内,取出阵列样品。涂布之后样品的结构示意图如图11所示,由于涂布后,在镍模具5上表面通常会有一层多余的未固化的UV固化胶7,可通过UV辊涂机将多余UV固化胶挤出(如图12所示),并保持UV固化胶表面滚压平整。UV固化胶可以选用Evervide公司的光固化胶进行喷射实验,粘度为21.5cps,折射率为1.5,硬化条件为2000mj/cm2
步骤三:旋转固化;
旋转上述所得产品,使一部分UV固化胶均匀地旋转出微细孔之外,形成稳定的凹面形状,之后利用紫外光源固化UV固化胶。具体步骤可以为:
如图13所示,将上述涂布完成的微细孔阵列放置在旋胶机支承架8上,将部分UV固化胶均匀的旋出微细孔51外。可以采用两段式旋转,先以2000rpm旋转10~15秒,然后以转速3000rpm旋转10~15秒,使微细孔内的UV固化胶液体上表面形成凹面形状。同时,将紫外光源设置强度为2000mj/cm2照射5分钟使UV固化胶7固化成形,固化后的结构如图14所示,所得到的产品即为具有微凸透镜阵列的模具9。
步骤四:溅射;
进一步的,柱状微凹形阵列模具(即微凸透镜阵列模具9)为UV固化胶材料和镍制成,为防止模具表面与用来制作柱状微凸透镜阵列的UV固化胶在紫外光固化过程中发生交联反应导致无法脱模,可以在模具表面制作隔离层,可以选择溅射法在模具表面镀一层金属膜91,可以镀镍或镀铬金属膜,如图15所示为溅射金属膜91后的微凸透镜阵列模具9的结构图。
所述微细孔的底面形状可以为圆形、正方形、六边形或者其它任意等边形状,这样所得的微透镜的形状即为各种等边多边形。由于本发明是采用旋转法得到模具的凹形形状的,因此特别适合于微透镜的形状为圆形或者等边多边形的制作。
利用PDMS、UV胶等光学聚合物材料翻模即可制造出聚合物微凸透镜阵列10,如图16所示。
以上述方法制作的微凸透镜阵列模具具有如下优点:第一、所用的柱状微细孔阵列采用UV-LIGA工艺制作,具有较大的深宽比,可允许旋转过程中形成较大的凹孔深度,即所形成的微透镜阵列具有较大的矢高和焦距范围。第二、模具的基体材料为镍,相比较于具有较大深宽比的聚合物(如SU8胶)微孔阵列模具,镍模具具有较长的使用寿命,且清洗UV胶后可反复制作不同矢高的透镜模具;而利用聚合物(如SU8胶)微孔阵列模具只可形成单一形貌的透镜模具,若需制作不同尺度的模具,需重新制作聚合物微孔阵列模具(这是因为SU8胶或其它聚合物微细孔阵列上形成的UV胶层无法被单独清洗掉)。第三、聚合物(如SU8胶)微孔阵列模具在后烘过程中会形成应力集中的缺陷,因此当形成透镜模具后,在压印的过程中,较大的压印力或多次的压印会导致聚合物微孔阵列模具的变形甚至塌陷。而镍模具没有这样的缺陷。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明实施的范围。故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰,皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种微透镜阵列模具的制作方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤一:采用UV-LIGA工艺制成表面具有柱状微细孔阵列结构的金属镍模具;
一.SU8胶微细柱阵列的制作:首先在硅基板上涂布SU8胶,然后利用光刻技术制作SU8胶微细柱阵列;
二.SU8胶微细柱的表面金属化处理:在SU8胶微细柱表面及硅基板上表面进行金属化处理,制作一层电铸种子层;
三、利用微电铸工艺在电铸种子层表面电铸镍材料,形成金属镍模具;
四、SU8胶微细柱的脱除:先将硅基板从镍模具上剥离,然后通过SU8胶专用去胶剂去除SU8胶微细柱,从而在镍模具上形成柱状微细孔阵列,最终制成所述的具有柱状微细孔阵列的镍模具;
步骤二:在真空环境下将UV固化胶涂覆于镍模具的柱状微细孔阵列之内;
步骤三:旋转步骤三所得产品,使一部分UV固化胶均匀地旋转出微细孔之外,形成稳定的凹面形状,之后利用紫外光源固化UV固化胶,即可获取所述的微透镜阵列模具。
2.根据权利要求1所述的微透镜阵列模具的制作方法,其特征在于:所述步骤一中的第一点,在涂布SU8胶之前,硅基板先经过RCA清洗法进行清洗及烘烤。
3.根据权利要求1所述的微透镜阵列模具的制作方法,其特征在于:所述步骤一中的第一点,在硅基板上涂布SU8胶采用两段式旋转涂布,即将硅基板放在旋胶机的承片架上,滴上适量的SU8胶,先以低速旋转的方式,使SU8胶慢慢旋开至硅基板的边缘,再以高速旋转控制SU8胶的厚度。
4.根据权利要求1所述的微透镜阵列模具的制作方法,其特征在于:所述步骤一中的第一点,利用光刻技术制作SU8胶微细柱阵列具体步骤为:
(a)前烘;
对涂布在硅基板上的SU8胶进行前烘,采用两段式前烘工艺,第一阶段采用65~70℃烘烤10~15分钟,第二阶段采用100~110℃烘烤15~20分钟,冷却后进行后续曝光步骤;
(b)曝光;
使用波长为350~400nm的近紫外光的曝光机进行曝光,进行掩模板的图像转移,参照SU8胶的曝光参数,设定曝光强度为520mJ,曝光时间为120秒;
(c)曝光后烘烤;
采用65℃和95℃两段式烘烤,即先将加热板加热至65℃后,将硅片置于其上烘烤5分钟,然后缓慢升温至95℃,烘烤5分钟,然后缓慢降温至室温;
(d)显影;
将硅基板放置于显影液中,选用的显影液为丙烯乙二醇单甲基醚醋酸盐,浸泡10~15分钟,浸泡期间需晃动显影液,使其获得最佳的显影效果,显影后呈现出SU8胶微细柱阵列结构;
(e)后烘;
采用两段式加温,在70~80℃下烘烤10~15分钟,再升温至100~110℃下烘烤10~15分钟,即可形成SU8胶微细柱。
5.根据权利要求1所述的微透镜阵列模具的制作方法,其特征在于:所述步骤一中的第二点,通过蒸镀或者溅射方法进行金属化处理。
6.根据权利要求1或5所述的微透镜阵列模具的制作方法,其特征在于:所述电铸种子层之内还设置有一层粘着层。
7.根据权利要求1所述的微透镜阵列模具的制作方法,其特征在于:所述步骤二涂覆UV固化胶之后,通过辊涂机将SU8胶表面多余的UV固化胶挤出涂平。
8.根据权利要求1所述的微透镜阵列模具的制作方法,其特征在于:所述步骤三的旋转方式采用先低速后高速的两段式旋转。
9.根据权利要求1所述的微透镜阵列模具的制作方法,其特征在于:所述步骤三所得微透镜阵列模具表面以溅射法镀有一层镀镍金属膜或镀铬金属膜。
10.根据权利要求1所述的微透镜阵列模具的制作方法,其特征在于:所述的微细孔底面形状为圆形或等边形。
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104117832A (zh) * 2014-07-15 2014-10-29 厦门理工学院 一种半球透镜模具的制作方法
CN105734619A (zh) * 2016-03-03 2016-07-06 北京同方生物芯片技术有限公司 一种电铸模具及其制备方法
CN105891939A (zh) * 2016-06-20 2016-08-24 倪中生 一种新型注塑导光板及其加工工艺
CN106222708A (zh) * 2016-08-30 2016-12-14 北京同方生物芯片技术有限公司 提高电铸微流控镍模具寿命的方法及电铸微流控镍模具
CN108073034A (zh) * 2016-11-14 2018-05-25 大连理工大学 具有微型锥孔的su-8光刻胶薄膜及制备方法和应用
CN108193236A (zh) * 2017-12-20 2018-06-22 广东工业大学 一种基于uv-liga技术的微模具制造方法
CN108212229A (zh) * 2017-12-20 2018-06-29 广东工业大学 一种聚二甲基硅氧烷三维微流道表面疏水结构成型工艺
CN106707381B (zh) * 2017-03-19 2018-07-31 北京工业大学 一种微透镜阵列制作的工艺方法
CN108367366A (zh) * 2015-09-02 2018-08-03 韦兰德斯有限公司 用于高精密机床的卡盘
CN109164516A (zh) * 2018-09-07 2019-01-08 湖北兴龙包装材料有限责任公司 微型透镜阵列的制作工艺
CN110286427A (zh) * 2019-06-28 2019-09-27 电子科技大学 Pdms微透镜阵列及利用凹模液相成型制备pdms微透镜阵列的方法
CN110780365A (zh) * 2019-10-29 2020-02-11 湖北兴龙包装材料有限责任公司 利用光刻、电铸工艺制作微透镜阵列的方法
CN110820023A (zh) * 2019-10-29 2020-02-21 苏州胜利精密制造科技股份有限公司 超精密微结构散热片的制备方法
CN111562721A (zh) * 2020-05-21 2020-08-21 苏州研材微纳科技有限公司 用于高通量焦磷酸测序芯片微反应池阵列的制备方法
CN114425510A (zh) * 2020-10-29 2022-05-03 香港理工大学 超声换能器组件、探头、系统和制造方法
CN115857287A (zh) * 2023-02-20 2023-03-28 中北大学 一种石墨烯微结构的制备方法
CN116224476A (zh) * 2023-03-22 2023-06-06 苏州汉骅半导体有限公司 微透镜阵列及其制作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001194508A (ja) * 2000-01-07 2001-07-19 Omron Corp 光学基板及びその製造方法
JP2002196105A (ja) * 2000-12-27 2002-07-10 Seiko Epson Corp マイクロレンズアレイ及びその製造方法並びに光学装置
US20070041097A1 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Jen-Chin Wu Method for fabricating a micro-lens mold and a concave micro-lens
CN101676798A (zh) * 2008-09-17 2010-03-24 中国科学院微电子研究所 一种制作微透镜阵列的方法
CN102621602A (zh) * 2012-04-13 2012-08-01 中国科学院光电技术研究所 一种双平面超分辨成像透镜的制备方法
CN103163573A (zh) * 2011-12-16 2013-06-19 福州高意光学有限公司 一种制作微透镜或微透镜阵列的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001194508A (ja) * 2000-01-07 2001-07-19 Omron Corp 光学基板及びその製造方法
JP2002196105A (ja) * 2000-12-27 2002-07-10 Seiko Epson Corp マイクロレンズアレイ及びその製造方法並びに光学装置
US20070041097A1 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Jen-Chin Wu Method for fabricating a micro-lens mold and a concave micro-lens
CN101676798A (zh) * 2008-09-17 2010-03-24 中国科学院微电子研究所 一种制作微透镜阵列的方法
CN103163573A (zh) * 2011-12-16 2013-06-19 福州高意光学有限公司 一种制作微透镜或微透镜阵列的方法
CN102621602A (zh) * 2012-04-13 2012-08-01 中国科学院光电技术研究所 一种双平面超分辨成像透镜的制备方法

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104117832A (zh) * 2014-07-15 2014-10-29 厦门理工学院 一种半球透镜模具的制作方法
CN108367366A (zh) * 2015-09-02 2018-08-03 韦兰德斯有限公司 用于高精密机床的卡盘
US10507532B2 (en) 2015-09-02 2019-12-17 Wielandts Upmt Chuck for a high precision machine tool
CN108367366B (zh) * 2015-09-02 2020-01-24 韦兰德斯有限公司 用于高精密机床的卡盘
CN105734619A (zh) * 2016-03-03 2016-07-06 北京同方生物芯片技术有限公司 一种电铸模具及其制备方法
CN105891939A (zh) * 2016-06-20 2016-08-24 倪中生 一种新型注塑导光板及其加工工艺
CN106222708A (zh) * 2016-08-30 2016-12-14 北京同方生物芯片技术有限公司 提高电铸微流控镍模具寿命的方法及电铸微流控镍模具
CN106222708B (zh) * 2016-08-30 2018-07-13 北京同方光盘股份有限公司 提高电铸微流控镍模具寿命的方法及电铸微流控镍模具
CN108073034A (zh) * 2016-11-14 2018-05-25 大连理工大学 具有微型锥孔的su-8光刻胶薄膜及制备方法和应用
CN106707381B (zh) * 2017-03-19 2018-07-31 北京工业大学 一种微透镜阵列制作的工艺方法
CN108212229A (zh) * 2017-12-20 2018-06-29 广东工业大学 一种聚二甲基硅氧烷三维微流道表面疏水结构成型工艺
CN108193236A (zh) * 2017-12-20 2018-06-22 广东工业大学 一种基于uv-liga技术的微模具制造方法
CN108212229B (zh) * 2017-12-20 2019-12-13 广东工业大学 一种聚二甲基硅氧烷三维微流道表面疏水结构成型工艺
CN109164516A (zh) * 2018-09-07 2019-01-08 湖北兴龙包装材料有限责任公司 微型透镜阵列的制作工艺
CN110286427A (zh) * 2019-06-28 2019-09-27 电子科技大学 Pdms微透镜阵列及利用凹模液相成型制备pdms微透镜阵列的方法
CN110780365A (zh) * 2019-10-29 2020-02-11 湖北兴龙包装材料有限责任公司 利用光刻、电铸工艺制作微透镜阵列的方法
CN110820023A (zh) * 2019-10-29 2020-02-21 苏州胜利精密制造科技股份有限公司 超精密微结构散热片的制备方法
CN111562721A (zh) * 2020-05-21 2020-08-21 苏州研材微纳科技有限公司 用于高通量焦磷酸测序芯片微反应池阵列的制备方法
CN114425510A (zh) * 2020-10-29 2022-05-03 香港理工大学 超声换能器组件、探头、系统和制造方法
CN114425510B (zh) * 2020-10-29 2023-06-02 香港理工大学 超声换能器组件、探头、系统和制造方法
CN115857287A (zh) * 2023-02-20 2023-03-28 中北大学 一种石墨烯微结构的制备方法
CN116224476A (zh) * 2023-03-22 2023-06-06 苏州汉骅半导体有限公司 微透镜阵列及其制作方法
CN116224476B (zh) * 2023-03-22 2024-03-08 苏州汉骅半导体有限公司 微透镜阵列及其制作方法

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