CN112904664A - 微纳模具及其制作方法 - Google Patents

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    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping

Abstract

本发明公开了一种微纳模具的制作方法,该制作方法包括:在基底上涂布一层导电光刻胶,导电光刻胶包括光刻胶和导电浆;对导电光刻胶进行化学刻蚀并形成具有图案的凹槽;在导电光刻胶上形成一层金属层,并在金属层上形成与凹槽对应的凸起;将金属层与导电光刻胶进行剥离并得到具有图案的微纳模具。该制作方法用于制作微纳模具,其步骤简单,制作周期短,制作效率高,微纳模具的外观品质好。本发明公开了一种微纳模具,该微纳模具通过如上所述的制作方法制成。

Description

微纳模具及其制作方法
技术领域
本发明涉及纳米压印技术领域,特别是涉及一种微纳模具及其制作方法。
背景技术
随着微纳器件的发展,传统机械制造技术已不能满足这些微机械和微系统的高精度制造和装配加工要求,微纳制造技术是微传感器、微执行器、微结构和功能微纳系统制造的基本手段和重要基础。微纳压印是微纳制造的关键技术。微纳压印离不开模具,传统的模具制作工艺:光刻、显影、蚀刻、金属生长工艺步骤繁多,复杂,生产效率较低。且金属生长工艺普遍需要对光刻胶板表面进行预处理使其导电,常用的方法真空蒸发金属镀,喷涂银膜,工艺复杂且代价昂贵,化学镀的方法,代价较低,但所用化学药品使带入杂质的几率增大,影响金属模具外观品质,特别是在对光刻胶板表面进行预处理使其导电的工艺,带入杂质的几率更大,增加工艺的难度。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种微纳模具及其制作方法,以解决现有技术中工艺复杂、效率低以及品质差的问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
本发明提供一种微纳模具的制作方法,该制作方法包括:
在基底上涂布一层导电光刻胶,该导电光刻胶包括光刻胶和导电浆;
对该导电光刻胶进行化学刻蚀并形成具有图案的凹槽;
在该导电光刻胶上形成一层金属层,并在该金属层上形成与该凹槽对应的凸起;
将该金属层与该导电光刻胶进行剥离并得到具有图案的微纳模具。
进一步地,在该基底上涂布一层该导电光刻胶的步骤具体为:
先将该光刻胶与该导电浆进行混合并形成该导电光刻胶,然后将该导电光刻胶涂布在该基底上;
或者,先将该光刻胶与该导电浆同时涂布在该基底上,然后将该光刻胶与该导电浆混合形成该导电光刻胶。
进一步地,该制作方法还包括:将剥离后的该微纳模具表面通过弱碱溶液进行处理,除去该微纳模具表面上残留的该导电光刻胶。
进一步地,对该导电光刻胶进行化学刻蚀并形成具有图案的凹槽的步骤具体为:
先对该导电光刻胶进行曝光,然后再显影形成具有图案的凹槽。
进一步地,该凹槽的深度小于该导电光刻胶的厚度。
进一步地,该导电光刻胶厚度的取值范围为3-16um,该凹槽深度的取值范围为2-15um,该凹槽宽度的取值范围为2-15um。
进一步地,该凹槽的截面形状包括矩形、梯形或三角形。
进一步地,该微纳模具厚度的取值范围为150-350um。
进一步地,该金属层的材料包括镍、铜、铁、金中的一种或多种。
本发明还提供了一种微纳模具,该微纳模具通过如上所述的制作方法制成。
本发明有益效果在于:微纳模具的制作方法包括:在基底上涂布一层导电光刻胶,导电光刻胶包括光刻胶和导电浆;对导电光刻胶进行化学刻蚀并形成具有图案的凹槽;在导电光刻胶上形成一层金属层,并在金属层上形成与凹槽对应的凸起;将金属层与导电光刻胶进行剥离并得到具有图案的微纳模具。该制作方法用于制作微纳模具,其步骤简单,制作周期短,制作效率高,微纳模具的外观品质好。
附图说明
图1是本发明中制作方法的流程示意图;
图2是本发明实施例一中微纳模具的立体结构示意图;
图3a-3e是本发明实施例一中微纳模具的制作流程图;
图4a-4e是本发明实施例二中微纳模具的制作流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的微纳模具及其制作方法的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如下:
[实施例一]
图1是本发明中制作方法的流程示意图,图2是本发明实施例一中微纳模具的立体结构示意图,图3a-3e是本发明实施例一中微纳模具的制作流程图。
如图1至图3e所示,本发明提供的一种微纳模具的制作方法,该制作方法包括:
步骤S1:在基底10上涂布一层导电光刻胶20,导电光刻胶20包括光刻胶和导电浆,即导电光刻胶20由光刻胶和导电浆混合而成,导电光刻胶20具有导电功能。其中,导电浆可以为金属粉末(例如为铜、银或金等导电性良好的金属粉末)与溶剂形成的浆状物质,当然,导电浆也可以为导电性良好的其他物质,并不以此为限。
具体地,如图3a-3b所示,先提供一平整的基底10,然后在基底10上涂布一层导电光刻胶20,使导电光刻胶20远离基底10的一侧为平面。
在实际制作过程中,可先将光刻胶与导电浆进行混合并形成导电光刻胶20,然后将导电光刻胶20涂布在基底10上。当然,在其他实施例中,也可先将光刻胶与导电浆同时涂布在基底10上,然后将光刻胶与导电浆混合形成导电光刻胶20,以减少制作步骤,并不以此为限。
步骤S2:对导电光刻胶20进行化学刻蚀并形成具有图案的凹槽21,具体为,先对导电光刻胶20进行曝光,然后再显影形成具有图案的凹槽21。
具体地,如图3c所示,对导电光刻胶20进行化学刻蚀并形成具有图案的凹槽21。本实施例中,凹槽21呈阵列分布,形成微纳模具40后,微纳模具40上的凸起31也是呈阵列分布,当然,凹槽21也可以为其他图案,其图案可根据实际情况进行设置,并不以此为限。
其中,凹槽21的深度小于导电光刻胶20的厚度,即在对导电光刻胶20进行显影时,控制显影的时间,使导电光刻胶20不被刻蚀穿,并在凹槽21底部形成预留胶层22,以使后续金属生长过程能够顺利进行。本实施例中,导电光刻胶20厚度H的取值范围为3-16um,例如厚度H为10um,凹槽21深度h的取值范围为2-15um,例如深度h为8um,凹槽21宽度a的取值范围为2-15um,例如宽度a为8um。预留胶层22厚度的取值大于0,并小于等于2um,例如为2um。当然,其实际取值是根据微纳模具40上的凸起31来设置的,并不以此为限。
进一步地,凹槽21的截面形状包括矩形、梯形或三角形,本实施例中,凹槽21的截面形状为矩形,即微纳模具40上的凸起31也为矩形(图2),当然,凹槽21的实际形状是根据微纳模具40上的凸起31来设置的,在实际制作中可以改变,并不以此为限。
步骤S3:在导电光刻胶20上形成一层金属层30,并在金属层30上形成与凹槽21对应的凸起31,即金属层30将凹槽21填满并在凹槽21的位置形成具有图案的凸起31。
具体地,如图3d所示,在形成有图案凸起31的导电光刻胶20上生长金属(例如电镀或电铸的工艺)以形成金属层30。其中,金属层30的材料包括镍、铜、铁、金中的一种或多种,优选地,金属层30采用镍制成,该金属层30厚度d的取值范围为150-350um,即微纳模具40厚度d的取值范围为150-350um,例如为280um。
步骤S4:将金属层30与导电光刻胶20进行剥离并得到具有图案的微纳模具40。如图3e所示,具体地,可以通过物理方式,将金属层30从导电光刻胶20进行撕离,撕离后的金属层30形成微纳模具40,当然,在其他实施例中,也可通过化学方式将金属层30与导电光刻胶20进行剥离,即通过化学试剂将导电光刻胶20溶解,并不以此为限。
该制作方法还包括:将剥离后的微纳模具40表面通过弱碱溶液进行处理,除去微纳模具40表面上残留的导电光刻胶20。具体地,将金属层30与导电光刻胶20剥离后,对微纳模具40具有凸起31的一侧通过弱碱溶液进行处理,除去微纳模具40表面上残留的导电光刻胶20,使微纳模具40品质更好,减少微纳模具40在压印时的误差。
[实施例二]
如图4a-4e所示,本发明实施例二提供的微纳模具的制作方法与实施例一(图1-3e)中的微纳模具的制作方法基本相同,不同之处在于,在本实施例中,步骤S2:对导电光刻胶20进行化学刻蚀并形成具有图案的凹槽21,凹槽21的截面形状为梯形,当然,凹槽21的实际形状是根据微纳模具40上的凸起31来设置的,在实际制作中可以改变,并不以此为限。
相对于实施例一,本实施例的凹槽21的截面形状为梯形,因为凹槽21的侧壁是倾斜的,方便金属层30与导电光刻胶20的剥离,减少导电光刻胶20残留在金属层30的凸起31上。
本领域的技术人员应当理解的是,本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同,这里不再赘述。
本发明还提供一种微纳模具,微纳模具通过如上所述的制作方法制成。
综上,本发明提供的微纳模具的制作方法,包括:在基底10上涂布一层导电光刻胶20,导电光刻胶20包括光刻胶和导电浆;对导电光刻胶20进行化学刻蚀并形成具有图案的凹槽21;在导电光刻胶20上形成一层金属层30,并在金属层30上形成与凹槽21对应的凸起31;将金属层30与导电光刻胶20进行剥离并得到具有图案的微纳模具。通过该制作方法用于制作微纳模具,其步骤简单,制作周期短,制作效率高,微纳模具的外观品质好。
在本文中,所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中以及结构相互之间的位置来定义的,只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解,所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解,本文中使用的术语“第一”和“第二”等,仅用于名称上的区分,并不用于限制数量和顺序。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限定,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰,为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微纳模具的制作方法,其特征在于,该制作方法包括:
在基底(10)上涂布一层导电光刻胶(20),该导电光刻胶(20)包括光刻胶和导电浆;
对该导电光刻胶(20)进行化学刻蚀并形成具有图案的凹槽(21);
在该导电光刻胶(20)上形成一层金属层(30),并在该金属层(30)上形成与该凹槽(21)对应的凸起(31);
将该金属层(30)与该导电光刻胶(20)进行剥离并得到具有图案的微纳模具(40)。
2.根据权利要求1所述的微纳模具的制作方法,其特征在于,在该基底(10)上涂布一层该导电光刻胶(20)的步骤具体为:
先将该光刻胶与该导电浆进行混合并形成该导电光刻胶(20),然后将该导电光刻胶(20)涂布在该基底(10)上;
或者,先将该光刻胶与该导电浆同时涂布在该基底(10)上,然后将该光刻胶与该导电浆混合形成该导电光刻胶(20)。
3.根据权利要求1所述的微纳模具的制作方法,其特征在于,该制作方法还包括:将剥离后的该微纳模具(40)表面通过弱碱溶液进行处理,除去该微纳模具(40)表面上残留的该导电光刻胶(20)。
4.根据权利要求1所述的微纳模具的制作方法,其特征在于,对该导电光刻胶(20)进行化学刻蚀并形成具有图案的凹槽(21)的步骤具体为:
先对该导电光刻胶(20)进行曝光,然后再显影形成具有图案的凹槽(21)。
5.根据权利要求1所述的微纳模具的制作方法,其特征在于,该凹槽(21)的深度小于该导电光刻胶(20)的厚度。
6.根据权利要求5所述的微纳模具的制作方法,其特征在于,该导电光刻胶(20)厚度的取值范围为3-16um,该凹槽(21)深度的取值范围为2-15um,该凹槽(21)宽度的取值范围为2-15um。
7.根据权利要求1所述的微纳模具的制作方法,其特征在于,该凹槽(21)的截面形状包括矩形、梯形或三角形。
8.根据权利要求1所述的微纳模具的制作方法,其特征在于,该微纳模具(40)厚度的取值范围为150-350um。
9.根据权利要求1所述的微纳模具的制作方法,其特征在于,该金属层(30)的材料包括镍、铜、铁、金中的一种或多种。
10.一种微纳模具,其特征在于,该微纳模具通过如权利要求1-9任一项所述的制作方法制成。
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