CN113934110A - 一种可双面压印的纳米压印设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种可双面压印的纳米压印设备，包括：工作台，工作台上设置有透明板a，在工作台上表面设置有真空槽a，真空槽a与真空泵连接，以在真空槽a内产生负压固定模板，在工作台上方设置有滑轨，与滑轨连接有可竖向移动的吸盘，吸盘上设置有透明板b，在吸盘的下表面设置有真空槽b，真空槽b与真空泵连接，以在真空槽b内产生负压固定模板或基片，还包括紫外固化装置，紫外固化装置可发出紫外灯光穿过透明板a和透明板b照射模板或基片。本发明通过一台设备就能实现双面压印，不仅制造过程比较简单，且造价成本低廉，简单经济的引入双面有序排列的微结构。

Description

一种可双面压印的纳米压印设备

技术领域

本发明属于纳米压印技术领域，尤其涉及一种可双面压印的纳米压印设备。

背景技术

纳米压印技术是一种新型的微纳加工技术。该技术通过机械转移的手段，达到了超高的分辨率，有望在未来取代传统光刻技术，成为微电子、材料领域的重要加工手段。目前，双面纳米压印的应用范围越来越广，例如仿生蛾眼的减反射玻璃，有机电致发光器件，可穿戴电子设备中的柔性压力传感器等。尽管这种方式存在一定优势，但现有的光刻技术的制造过程比较复杂，费时且成本高，且不能简便且经济地引入双面有序排列的微结构。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提出一种可双面压印的纳米压印设备,通过一台设备就能实现双面压印，不仅制造过程比较简单，且造价成本低廉，简单经济的引入双面有序排列的微结构。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种可双面压印的纳米压印设备，包括：工作台，所述工作台上设置有透明板a，在所述工作台上表面设置有真空槽a，所述真空槽a与真空泵连接，以在所述真空槽a内产生负压固定模板，在工作台上方设置有滑轨，与滑轨连接有可竖向移动的吸盘，所述吸盘上设置有透明板b，在吸盘的下表面设置有真空槽b，真空槽b与真空泵连接，以在真空槽b内产生负压固定模板或基片，还包括紫外固化装置，所述紫外固化装置可发出紫外灯光穿过透明板a和透明板b照射模板或基片。

在本发明的一些实施例中，所述真空槽a位于透明板a的外侧，且在所述真空槽a外侧设置有定位槽a，以定位模板。

在本发明的一些实施例中，在所述真空槽b外侧设置有定位槽b，以定位模板。

在本发明的一些实施例中，所述真空槽b包括模板真空槽b，以及基片真空槽，所述基片真空槽位于所述透明板b上，且所述模板真空槽b位于所述基片真空槽外侧。

在本发明的一些实施例中，在所述吸盘上方，与所述滑轨连接有对位装置，模板及基片上分别设置对位标记,以通过对位装置观察模板与基片对位标记，控制吸盘微调，使模板与基片对正。

在本发明的一些实施例中，所述对位装置包括电机、伸缩杆，连接板，以及显示单元，所述电机与所述滑轨连接，所述伸缩杆竖向连接于所述电机上，所述连接板连接于所述伸缩杆的底端，显示单元安装于所述连接板上，且显示单元活动范围与透明板b对应，以通过显示单元观察对位标记。

在本发明的一些实施例中，所述滑轨与所述吸盘连接有伸缩柱，所述伸缩柱与所述滑轨之间通过电机连接。

在本发明的一些实施例中，所述紫外固化装置为紫外灯，紫外灯设置有两个，分别与透明板a及透明板b相对应。

在本发明的一些实施例中，还包括外壳。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

工作台上固定模板，吸盘上固定基片，模板上滴压印胶，通过吸盘下压，使基片与模板上的压印胶相接触直至完全填充，吸盘释放基片并复位至初始位置，并通过吸盘固定另一模板，在基片的上表面滴压印胶，再次通过吸盘下压，使模板与基片上的压印胶相接触直至完全填充，工作台释放模板，吸盘释放另一模板，完成压印，通过一台设备就能实现双面压印，不仅制造过程比较简单，且造价成本低廉，简单经济的引入双面有序排列的微结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中吸盘的仰视图；

图3为本发明中工作台的俯视图；

图4为本发明中吸盘固定基片的结构示意图；

图5为本发明中吸盘固定模板b的结构示意图；

图6为本发明中工作台固定模板a的结构示意图；

图7为本发明中基片与模板b的对位图；

图8为本发明中基片的结构示意图；

图9为本发明压印过程图。

以上各图中：1、工作台；11、透明板a；12、真空槽a；13、真空孔；14、定位槽a；2、支撑板；21、外壳；3、真空泵；4、模板a；41、对位标记；5、滑轨；6、吸盘；61、伸缩柱；62、伺服电机；63、透明板b；64、真空槽b；641、模板真空槽b；642、基片真空槽；65、真空孔；66、定位槽b；7、基片；71、对位标记；8、模板b；81、对位标记；9、紫外固化装置；91、紫外灯；92、紫外灯；10、对位装置；101、电机；102、伸缩杆；103、连接板；104、显示单元。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种可双面压印的纳米压印设备，参见图1至9，包括：矩形的工作台1，工作台1通过支撑板2支撑，且在工作台1上设置有透明板a11，在工作台1上表面设置有真空槽a12，真空槽a12设置为矩形槽，真空槽a12位于透明板a11的外侧，在真空槽a12内设置有真空孔13，通过真空槽a12内的真空孔13与真空泵3连接，以在真空槽a12内产生负压固定模板a4，在真空槽a12外侧设置有四个定位槽a14，定位槽a14设置为直角，模板a4的四角对应四个定位槽a14，以定位模板a4；

在工作台1上方设置有滑轨5，与滑轨5连接有可竖向移动的吸盘6，具体的：滑轨5与吸盘6之间连接有伸缩柱61，伸缩柱61与滑轨5之间通过伺服电机62连接，吸盘6上设置有透明板b63，在吸盘6的下表面设置有真空槽b64，真空槽b64内设置有真空孔65，真空孔65与真空泵3连接，以在真空槽b64内产生负压固定模板b8或基片7，在真空槽b64外侧设置有四个定位槽b66，定位槽b66设置为直角，模板b8的四角对应四个定位槽b66，以定位模板b8，还包括紫外固化装置9，紫外固化装置9可发出紫外灯光穿过透明板a11和透明板b63照射模板a4、模板b8或基片7。

工作台1上固定模板a4，吸盘6上固定基片7，模板a4上滴压印胶，通过吸盘6下压，使基片7与模板a4上的压印胶相接触直至完全填充，吸盘6释放基片7并复位至初始位置，并通过吸盘6固定另一模板b8，在基片7的上表面滴压印胶，再次通过吸盘6下压，使模板b8与基片7上的压印胶相接触直至完全填充，工作台1释放模板a4，吸盘6释放另一模板b8，完成压印，通过一台设备就能实现双面压印，不仅制造过程比较简单，且造价成本低廉，简单经济的引入双面有序排列的微结构。

进一步的，为了实现吸盘6吸附基片7以及模板b8，真空槽b64设置包括模板真空槽b641，以及基片真空槽642，基片真空槽642位于透明板b63上，且模板真空槽b641位于基片真空槽642外侧。

为了使基片7与模板的精准定位，在吸盘6上方，与滑轨5连接有对位装置10，模板a4设置对位标记41,模板b8设置对位标记81，及基片7设置对位标记71，以通过对位装置10观察模板a4与基片7对位标记41与71，或模板b8与基片7对位标记81与71，控制吸盘6微调，使模板a4或模板b8与基片7对正。

进一步的，对位装置10包括电机101、伸缩杆102，连接板103，以及显示单元104，显示单元104为显微镜，且设置有两个，电机101与滑轨5连接，伸缩杆102竖向连接于电机101上，连接板103连接于伸缩杆102的底端，显示单元104安装于连接板103上，且显示单元104活动范围与透明板b63对应，以通过显示单元104观察对位标记41与71或81与71。

在本实施例中，紫外固化装置9为紫外灯91、92，紫外灯设置有两个，分别与透明板a11及透明板b63相对应。

为了保证工作环境的洁净，还包括外壳21。

压印既可以是单面压印，也可以是多面压印。

参见图9，双面压印过程包括以下步骤：

S1、复位：

吸盘6、对位装置10回到原点位置；

S2、上料：

1)、将基片7固定在吸盘6上：

将基片7放置在吸盘6上透明板b63的位置，并与基片真空槽642对应，通过基片真空槽642的真空孔13与真空泵3连接，在基片真空槽642内形成负压固定基片7；

2)、将模板a4在工作台1上：

将模板a4四角与定位槽a14对齐，打开真空槽a12，通过真空槽a12内的真空孔65与真空泵3连通，在真空槽a12内形成负压固定模板a4。

S3、点胶：

将纳米压印胶点滴在模板a4的中心处；

S4、对准：

电机带驱动伸缩杆102向下伸出，带动连接板103向下移动至吸盘6的上方，连接板103上的显示单元104透过透明板b63观察基片7和模板a4上对位标记71与41的相对位置,若对位标记71与41不对应，伺服电机62驱动吸盘6沿导轨左、右微调，直至使基片7和模板a4上对位标记71与41相对应，完成对准动作，对准动作完成后，对位装置10复位，吸盘6仅可以上、下移动；

S5、压印：

伸缩柱61向下缓慢伸出，使吸盘6慢慢向下移动至设定位置，基片7与模板a4中心处的纳米压印胶体接触并从其中心处慢慢向外摊开，直至模板a4上的纳米结构都填充有纳米压印胶体，并到得到相应的胶层厚度，吸盘6释放基片7，并向上移动至原点位置；

S6、上料：

将模板b8四角与定位槽b66对齐，打开真空槽b64，通过真空槽b64内的真空孔65与真空泵3连通，在真空槽b64内形成负压固定模板b8；

S7、点胶：

将纳米压印胶点滴在基片7上表面的中心处。

S8、对准：

电机带驱动伸缩杆102向下伸出，带动连接板103向下移动至吸盘6的上方，连接板103上的显示单元104透过透明板b63观察基片7和模板b8上对位标记71与81的相对位置，若对位标记71与81不对应，伺服电机62驱动吸盘6沿导轨左、右微调，直至使基片7和模板b8上对位标记71与81相对应，完成对准动作，对准动作完成后，对位装置10复位，吸盘6仅可以上、下移动；

S9、压印：

伸缩柱61向下缓慢伸出，使吸盘6慢慢向下移动至设定位置，模板b8与基片7中心处的纳米压印胶体接触并从其中心处慢慢向外摊开，直至模板b8上的纳米结构都填充有纳米压印胶体，并到得到相应的胶层厚度，吸盘6释放模板b8，并向上移动至原点位置；

S10、胶体固化：

两个紫外灯，可以单独开，也可以同时开，在本步骤中采用同时打开分别透过透明板a11和透明板b63,对纳米压印胶体固化；

S11、分离：

工作台1释放模板a4，吸盘6释放模板b8，将基片7、模板a4、模板b8分离，完成双面压印；

双面压印所使用的模板a4、模板b8可以是相同的也可以是不同的，双面压印两面的胶体可以是相同的也可以是不同的。

单面压印过程包括以下步骤：

上述步骤S1至S5步，再进行步骤S10：在本步骤中采用单独开对胶体固化，然后将基片7和模板a4分离，完成单面压印过程。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种可双面压印的纳米压印设备，其特征在于，包括：工作台，所述工作台上设置有透明板a，在所述工作台上表面设置有真空槽a，所述真空槽a与真空泵连接，以在所述真空槽a内产生负压固定模板，在工作台上方设置有滑轨，与滑轨连接有可竖向移动的吸盘，所述吸盘上设置有透明板b，在吸盘的下表面设置有真空槽b，真空槽b与真空泵连接，以在真空槽b内产生负压固定模板或基片，还包括紫外固化装置，所述紫外固化装置可发出紫外灯光穿过透明板a和透明板b照射模板或基片。

2.根据权利要求1所述的可双面压印的纳米压印设备，其特征在于：所述真空槽a位于透明板a的外侧，且在所述真空槽a外侧设置有定位槽a，以定位模板。

3.根据权利要求1所述的可双面压印的纳米压印设备，其特征在于：在所述真空槽b外侧设置有定位槽b，以定位模板。

4.根据权利要求1所述的可双面压印的纳米压印设备，其特征在于：所述真空槽b包括模板真空槽b，以及基片真空槽，所述基片真空槽位于所述透明板b上，且所述模板真空槽b位于所述基片真空槽外侧。

5.根据权利要求1所述的可双面压印的纳米压印设备，其特征在于：在所述吸盘上方，与所述滑轨连接有对位装置，模板及基片上分别设置对位标记,以通过对位装置观察模板与基片对位标记，控制吸盘微调，使模板与基片对正。

6.根据权利要求2所述的可双面压印的纳米压印设备，其特征在于：所述对位装置包括电机、伸缩杆，连接板，以及显示单元，所述电机与所述滑轨连接，所述伸缩杆竖向连接于所述电机上，所述连接板连接于所述伸缩杆的底端，显示单元安装于所述连接板上，且显示单元活动范围与透明板b对应，以通过显示单元观察对位标记。

7.根据权利要求1所述的可双面压印的纳米压印设备，其特征在于：所述滑轨与所述吸盘连接有伸缩柱，所述伸缩柱与所述滑轨之间通过电机连接。

8.根据权利要求1所述的可双面压印的纳米压印设备，其特征在于：所述紫外固化装置为紫外灯，紫外灯设置有两个，分别与透明板a及透明板b相对应。

9.根据权利要求1所述的可双面压印的纳米压印设备，其特征在于：还包括外壳。

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