CN114345588A - 纳米压印胶的雾化喷涂结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米压印胶的雾化喷涂结构，包括腔体、雾化喷淋装置、样品夹具和支撑杆。所述雾化喷淋装置设置在所述腔体的顶端，用于喷射压印胶的雾化气体。所述样品夹具设置在雾化喷淋装置的下方，该样品夹具用于固定待喷涂压印胶的样品。所述支撑杆的一端固定至所述样品夹具，所述支撑杆能够被驱动旋转，以带动所述样品夹具旋转。其中所述雾化喷涂结构整体与水平方向呈第一角度倾斜设置。根据本发明的纳米压印胶的雾化喷涂结构，整个结构倾斜设置，待喷胶的样品能够在支撑杆的作用下进行转动，有利于排出气体。

Description

纳米压印胶的雾化喷涂结构
技术领域
本发明是关于纳米压印技术，具体是关于纳米压印胶的雾化喷涂结构。
背景技术
纳米压印技术是通过光刻胶辅助，将模板上的微纳结构转移到待加工材料上的技术。该压印技术主要分为三步，第一步是模板的加工。一般使用电子束刻蚀等手段，在硅或其他衬底上加工出所需要的结构作为模板。第二步是图样的转移。在待加工的材料表面涂上压印光刻胶，然后将模板压在其表面，采用加压的方式使图案转移到光刻胶上。第三步是衬底的加工。用紫外光使光刻胶固化，然后使用化学刻蚀的方法进行加工，完成后去除全部光刻胶，最终得到高精度加工的材料。
在做转移模板以及压印过程中，都要用到涂胶等工艺。现有的涂胶工艺中，第一种是旋涂，主要工艺是在样品表面滴胶液，采用高速旋转，将样品表面多余胶液甩出样品。第二种是喷涂，主要是采用微射流，通过微射流喷嘴等，在样品表面喷涂微胶液，形成薄膜。
旋涂技术的缺点，就是受样品边缘边界条件的影响，临近边界区域胶膜质量差，厚度与中心处厚度不一致，微射流工艺的缺陷在于雾化喷膜很难保证均匀性。
进一步地，做转移模板时，或者在有凹槽结构的模板中，经常会产生气体缝隙，降低压印质量。如何将压印胶充分雾化以便均匀地喷涂在纳米压印模板上是本领域技术人员迄待解决的技术难题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米压印胶的雾化喷涂结构，其能够在喷胶过程中，有效地去除待喷胶样品表面的气体。
为实现上述目的，本发明一实施方式提供了一种纳米压印胶的雾化喷涂结构，包括腔体、雾化喷淋装置、样品夹具和支撑杆。所述雾化喷淋装置设置在所述腔体的顶部，用于喷射压印胶的雾化气体。所述样品夹具设置在雾化喷淋装置的下方，该样品夹具用于固定待喷涂压印胶的样品。所述支撑杆的一端固定至所述样品夹具，所述支撑杆能够被驱动旋转，以带动所述样品夹具旋转。其中所述雾化喷涂结构整体与水平方向呈第一角度倾斜设置。所述第一角度可以介于30°～45°之间。该雾化喷涂结构整体倾斜设置的含义是指：结构内的主要构成部件均统一倾斜某一角度。
在一个或多个实施方式中，所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构还包括导轨，设置在所述腔体的底部。所述支撑杆的另一端设于所述导轨上，且该支撑杆能够沿着导轨滑动。
在一个或多个实施方式中，所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构还包括超音速喷管阵列，设置在所述雾化喷淋装置和所述样品夹具之间，该超音速喷管阵列用于喷射高速气流。所述超音速喷管阵列可以包括多根喷管组成的同心圆环形结构，每根喷管上沿着该喷管的周向方向布置有多个喷口，每个喷口可以沿着同一方向倾斜，例如所述喷口相对于所述样品的倾斜角度介于9°～11°之间。
在一个或多个实施方式中，所述超音速喷管阵列设有多个高速气体入口，分别设置在该阵列的两端。所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构还包括设置在腔体底部的出气口。
在一个或多个实施方式中，所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构还包括喷淋头进口，设置在所述雾化喷淋装置的顶部。
与现有技术相比，根据本发明的纳米压印胶的雾化喷涂结构，整个结构倾斜设置，待喷胶的样品能够在支撑杆的作用下进行转动。因此样品在喷胶过程中可以旋转，使得样品表面凹陷处内部气体，时而朝下，时而朝上。这样所述气体不断变化位置，有利于排出气体。另外，样品的平动和转动使得喷胶更加均匀。进一步地，整个雾化喷涂结构上方喷雾化胶，下面喷高速气流，双重气流的影响下，更加有助于胶液滴的细化。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的纳米压印胶的雾化喷涂结构的整体示意图。
图2是根据本发明一实施方式的超音速喷管阵列的示意图。
图3是根据本发明一实施方式的超音速喷管阵列的仰视示意图。
主要附图标记说明：
1-腔体，2-出气口，3-导轨，4-样品夹具，8-超音速喷管阵列，10-雾化喷淋装置。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，根据本发明一实施方式的纳米压印胶的雾化喷涂结构，包括腔体1、雾化喷淋装置10、样品夹具4和支撑杆6。所述雾化喷淋装置10设置在腔体1的顶部，用于喷射压印胶的雾化气体。样品夹具4设置在雾化喷淋装置10的下方，该样品夹具4用于固定待喷涂压印胶的样品5。所述样品5例如可以是纳米压印模板，其表面具有压印的图案特征，例如各种凹槽或突起等。支撑杆6的一端固定至所述样品夹具4，该支撑杆6能够被驱动旋转，以带动样品夹具4旋转，从而带动样品5旋转。所述雾化喷涂结构整体与水平方向呈第一角度倾斜设置。该雾化喷涂结构整体倾斜设置的含义是指，结构内的主要构成部件(包括下述的导轨、超音速喷管阵列等)均统一地倾斜某一角度。优选地，该倾斜角度介于30°～45°之间。
通过这种布置，整个结构倾斜设置，待喷胶的样品5能够在支撑杆的作用下进行转动。因此样品在喷胶过程中可以旋转，使得样品表面凹陷处内部气体时而朝下，时而朝上。这样所述气体不断变化位置，有利于排出气体。
在一实施方式中，雾化喷淋装置10顶部设有喷淋头进口11。之前已被初步雾化的压印胶流体可以通过该喷淋头进口11进入雾化喷淋装置10内，并高速向下喷出，以将压印胶流体进一步雾化。优选地，所述喷射速度可以介于60～90米/分钟之间。
腔体1为密封腔体，且腔体内的气压小于大气压。如此设置是为了在一个局部封闭腔体中，流场更加容易调整，避免外界气体环境对腔内环境形成扰动。
由于样品5表面的图案特征的不规则性，无法确保样品上的涂胶的均匀性，因此在一实施方式中，所述纳米压印胶的雾化喷涂结构还包括导轨3，其设置在腔体1的底部。支撑杆6的另一端设于该导轨3上，且该支撑杆6能够沿着导轨3滑动。通过样品5的滑动，可以避免在某一处喷涂过多的压印胶，使得喷涂更加均匀。
样品5可以通过吸附或者是凹槽，或者其他固定功能，固定在样品夹具4上面。样品夹具可以嵌套在样品支撑杆6的一端。支撑杆6的另一端通过固定件7安装在导轨3上面并可以在导轨上滑动。这样，支撑杆6可以在导轨3上做平动，也可以做自身的旋转运动。从而带动样品夹具5以及样品5进行平动和转动，更加有利于均匀涂胶。
在一实施方式中，所述纳米压印胶的雾化喷涂结构还包括超音速喷管阵列8，其设置在雾化喷淋装置10和样品夹具4之间。该超音速喷管阵列8用于喷射高速气流。具体地，参见图2所示，超音速喷管阵列8可以为多根喷管81组成的同心圆的环形结构，每根喷管81上沿着该喷管81的周向方向布置有多个喷口82。优选地，所述喷口82为拉瓦尔喷口。超音速喷管阵列8设有多个高速气体入口83，可以分别设置在该阵列的两端。
整个环形结构中，中心与边缘处喷管的密度不同，越到外侧，喷管密度越高。这是考虑样品5的旋转过程中，环形外侧速度比中心高，所以在外侧喷管数量多。通过这种设置，可以将喷管内出射气流形成的超声波控制在喷口82附近，形成冲波阵列。这样当雾化喷淋装置10内喷射出的雾化压印胶随流体运动，接近到样品5上表面时，超音速喷管阵列8喷出高速气流所形成冲击波，将会导致气体膨胀等运动。气流的高速运动将会将会进一步细化压印胶颗粒。在一实施例中，喷管的气流出射速度可以设定为1.5倍音速等。超音速喷管到样品表面的距离可以为8～15mm。
在一实施例中，超音速喷管阵列8喷射出的气体流动方向沿导轨3运动方向倾斜，亦即每个喷口82沿着同一方向倾斜。且该喷口的倾斜度与样品5的表面成9°～11°角度设置。
在一实施例中，纳米压印胶的雾化喷涂结构还包括出气口2，用于排出腔体内的多余的超音速气流以及雾化喷淋装置10喷出的多于气体。
本发明的纳米压印胶的雾化喷涂结构，两组气体(喷淋装置喷出的雾化胶气体以及超音速喷管喷出的高速气流)相互作用，加之倾斜喷胶，更加有助于胶液滴的细化和均匀喷涂。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种纳米压印胶的雾化喷涂结构，其特征在于，包括：
腔体；
雾化喷淋装置，设置在所述腔体的顶部，用于喷射压印胶的雾化气体；
样品夹具，设置在所述雾化喷淋装置的下方，该样品夹具用于固定待喷涂压印胶的样品；以及
支撑杆，一端固定至所述样品夹具，所述支撑杆能够被驱动旋转，以带动所述样品夹具旋转；
其中所述雾化喷涂结构整体与水平方向呈第一角度倾斜设置。
2.如权利要求1所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构，其特征在于，还包括导轨，设置在所述腔体的底部，所述支撑杆的另一端设于所述导轨上，且该支撑杆能够沿着导轨滑动。
3.如权利要求1所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构，其特征在于，还包括超音速喷管阵列，设置在所述雾化喷淋装置和所述样品夹具之间，该超音速喷管阵列用于喷射高速气流。
4.如权利要求3所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构，其特征在于，所述超音速喷管阵列包括多根喷管组成的同心圆环形结构，每根喷管上沿着该喷管的周向方向布置有多个喷口。
5.如权利要求4所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构，其特征在于，每个喷口沿着同一方向倾斜，该倾斜角度介于9°～11°之间。
6.如权利要求1所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构，其特征在于，所述腔体为密封腔体，且腔体内的气压小于大气压。
7.如权利要求3所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构，其特征在于，所述超音速喷管阵列设有多个高速气体入口，分别设置在该阵列的两端。
8.如权利要求1所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构，其特征在于，所述第一角度介于30°～45°之间。
9.如权利要求1所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构，其特征在于，还包括设置在腔体底部的出气口。
10.如权利要求1所述的纳米压印胶的雾化喷涂结构，其特征在于，还包括喷淋头进口，设置在所述雾化喷淋装置的顶部。
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