CN115185154A - 一种微阵列超薄透镜的压印制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纳米压印领域，具体为一种微阵列超薄透镜的压印制作方法，包括如下步骤：对预设有图案的主模板进行板对板压印，得到工作模板；在所述工作模板的图案上点胶；将点胶后的工作模板与透镜基板进行板对板压印，得到透镜。通过板对板压印成型的作业方式，得到理想的透镜厚度，实现了普通板对板压印设备对纳米级产品的突破，既满足产品需求，又节约胶水成本，具有高度的工艺灵活性，可以在作业过程中对模具与基板间的间距、压力进行实时监控和精细调整。
Description
技术领域
本发明属于纳米压印领域，具体为一种微阵列超薄透镜的压印制作方法。
背景技术
纳米压印技术是一种新型的微纳加工技术。通过光固化树脂辅助，将模板上的微纳结构转移到待加工材料上的技术。该技术通过机械转移的手段，达到了超高的分辨率，是微电子、材料领域的重要加工手段。纳米压印的纳米印章则是微纳结构转移的源头，纳米印章的制备非常复杂而且价格昂贵，且在使用中容易出现缺陷。
首先是在使用常规板对板压印设备时，随着工作模板和样品基板之间的距离逐渐变小，中间层的胶水受到挤压力会逐渐向四周流动并完美的覆盖工作模班上的透镜图案。设备使工作模板和样品基板下压到一定距离时，由于被挤压的胶水内部流速相对外部流速较慢，会产一个反作用力，使得设备的压印力变大。随着压印力的加大，设备报警，从而限制了透镜的胶层厚度在25um左右。
另外在使用卷对板压印设备作业后，由于胶水是滴在样品基板上的，中心滴有胶水的基板通过旋转离心力的作用，使胶水布满整块基板并且达到大致的胶层厚度。通过转速的调节来改变胶层厚度，再将布满胶水的基板放到chuck上，滚轮挤压柔性工作基板，柔性工作基板与样品基板对中间胶水层挤压，脱模是通过提拉柔性工作模完成的。每一个压印后的透镜与透镜之间的相对位置会因柔性基板的固定松紧和使用中塑性特性，而导致每批样品透镜相对位置发生偏移，会产生透镜的对位偏差，重复性不好。在微阵列透镜压印时还容易产生较多的微小气泡。
发明内容
针对现有技术中常规板对板压印导致限制透镜胶层厚度的问题，本发明提供一种微阵列超薄透镜的压印制作方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微阵列超薄透镜的压印制作方法，包括如下步骤：对预设有图案的主模板进行板对板压印，得到工作模板；在所述工作模板的图案上点胶；将点胶后的工作模板与透镜基板进行板对板压印，得到透镜。
进一步的，所述主模板上的预设图案有若干个且均匀分布在所述主模板表面。
进一步的，所述对所述主模板进行板对板压印中，包括：
将所述主模板固定在板对板压印设备的chuck上，将工作基板固定在板对板压印设备的holder上；
在所述主模板上均匀覆盖光固化树脂；
控制所述板对板压印设备，缩小主模板与工作基板的间距，使所述光固化树脂均匀填充完主模板上的图案；
通过UV固化的方式，将所述光固化树脂固化成型；
分离所述主模板，即得到工作模板。
进一步的，所述工作基板由石英玻璃或者柔性树脂膜材料制成。
进一步的，所述光固化树脂由丙烯酸树脂制成。
进一步的，所述在所述工作模板的图案上点胶中，点胶位置在所述工作模板的图案正中心。
进一步的，所述将点胶后的工作模板与透镜基板进行板对板压印中，包括：
将所述工作模板固定在板对板压印设备的chuck上，将透镜基板固定在板对板压印设备的holder上；
控制所述板对板压印设备，缩小工作模板与所述透镜基板的间距，使所述工作模板上的点胶均匀填充完所述工作模板上的图案；
待所述点胶固化成型后，分离所述工作模板，即得到透镜。
进一步的，所述将点胶后的工作模板与透镜基板进行板对板压印中，最大压印压力为140N。
进一步的，所述透镜的胶层厚度在3～20μm之间，结构面型高度在0.1～100μm之间，球形结构曲率半径在10～150μm之间。
进一步的，所述透镜基板的尺寸小于等于所述主模板。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过板对板压印成型的作业方式，得到理想的透镜厚度，实现了普通板对板压印设备对纳米级产品的突破，既满足产品需求，又节约胶水成本，具有高度的工艺灵活性，可以在作业过程中对模具与基板间的间距、压力进行实时监控和精细调整。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明一种微阵列超薄透镜的压印制作方法的主模板侧视图；
图2为本发明一种微阵列超薄透镜的压印制作方法的主模板主视图；
图3为本发明一种微阵列超薄透镜的压印制作方法中覆胶示意图；
图4为本发明一种微阵列超薄透镜的压印制作方法中工作基板压印示意图；
图5为本发明一种微阵列超薄透镜的压印制作方法中工作基板脱模示意图；
图6为本发明一种微阵列超薄透镜的压印制作方法中点胶示意图；
图7为本发明一种微阵列超薄透镜的压印制作方法中点胶俯视图；
图8为本发明一种微阵列超薄透镜的压印制作方法中子模模板压印示意图；
图9为本发明一种微阵列超薄透镜的压印制作方法中子模模板示意图。
图中包括：1-主模板、2-光固化树脂、3-工作基板、4-工作模板、5-胶水、6-透镜基板、7-透镜。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
如图1和图2所示，主模板1上均匀分布有若干图案，首先通过板对板压印的方式对主模板1进行第一次复制，结果得到工作模板4。板对板压印成型的作业方式，也即基于Z方向整面移动压印成型，具有高度的工艺灵活性，可以在作业过程中对模具与基板间的间距、压力进行实时监控和精细调整。具体过程如下：
S11、在真空条件下，先将主模板1固定在板对板压印设备的chuck上，将工作基板3固定在板对板压印设备的holder上；
S12、如图3所示，在chuck上的主模板1上均匀覆盖光固化树脂2；
S13、如图4所示，控制板对板压印设备的chuck，缩小主模板1与工作基板3的间距，使光固化树脂2均匀填充完主模板1上的图案，再通过UV固化的方式将光固化树脂2固化成型；
S14、如图5所示，将主模板1分离即可得到工作模板4，工作模板4的图案方向与主模板1的图案方向相反。
主模板1的材料需在紫外光波段实现高透过，包括但不限于石英玻璃材质。主模板1的面型结构为半球形。
工作基板3需在紫外光波段实现高透过，依设备选择石英玻璃或者柔性树脂膜材料。光固化树脂2的材料包含但不局限于丙烯酸树脂。
对工作模板4进行复制，结果得到透镜7。具体步骤如下：
S21、如图6和图7所示，使用点胶机在工作模板4的每个图案正中心点胶，使工作模板4上全部图案都点有胶水5。胶水5胶量的多少由点胶气压来调整，点胶面积的大小由点胶针头大小来调整。
S22、如图8所示，在真空条件下，先将透镜基板6固定在板对板压印设备的chuck上，将工作模板4固定在板对板压印设备的holder上；
S23、控制板对板压印设备的chuck，缩小工作模板4与透镜基板6的间距，使胶水5均匀填充完工作模板4上的图案，板对板压印设备的最大压印压力极限为140N；
S24、通过UV固化的方式将胶水5固化成型；
S25、如图9所示，将工作模板4与胶水5分离即可得到透镜7，透镜7的图案方向与工作模板4的图案方向相反。
最终透镜7的胶层厚度hl：3～20μm，结构面型高度h：0.1～100μm，球形结构曲率半径ROC：10～150μm。透镜基板6的材料包含但不限于PET。胶水5的材料包含但不限于丙烯酸树脂。
透镜基板6的尺寸小于等于主模板1的尺寸。
对于压印完成的透镜7进行测量，测量内容包括面型测量、厚度测量、透镜位置测量。将透镜7与主模具1进行比对，根据差异大小判断是否满足成品要求。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种微阵列超薄透镜的压印制作方法，其特征在于，包括如下步骤：对预设有图案的主模板(1)进行板对板压印，得到工作模板(4)；在所述工作模板(4)的图案上点胶；将点胶后的工作模板(4)与透镜基板(6)进行板对板压印，得到透镜(7)。
2.根据权利要求1中所述的微阵列超薄透镜的压印制作方法，其特征在于，所述主模板(1)上的预设图案有若干个且均匀分布在所述主模板(1)表面。
3.根据权利要求1中所述的微阵列超薄透镜的压印制作方法，其特征在于，所述对所述主模板(1)进行板对板压印中，包括：
将所述主模板(1)固定在板对板压印设备的chuck上，将工作基板(3)固定在板对板压印设备的holder上；
在所述主模板(1)上均匀覆盖光固化树脂(2)；
控制所述板对板压印设备，缩小主模板(1)与工作基板(3)的间距，使所述光固化树脂(2)均匀填充完主模板(1)上的图案；
通过UV固化的方式，将所述光固化树脂(2)固化成型；
分离所述主模板(1)，即得到工作模板(4)。
4.根据权利要求3中所述的微阵列超薄透镜的压印制作方法，其特征在于，所述工作基板(3)由石英玻璃或者柔性树脂膜材料制成。
5.根据权利要求3中所述的微阵列超薄透镜的压印制作方法，其特征在于，所述光固化树脂(2)由丙烯酸树脂制成。
6.根据权利要求1中所述的微阵列超薄透镜的压印制作方法，其特征在于，所述在所述工作模板(4)的图案上点胶中，点胶位置在所述工作模板(4)的图案正中心。
7.根据权利要求1中所述的微阵列超薄透镜的压印制作方法，其特征在于，所述将点胶后的工作模板(4)与透镜基板(6)进行板对板压印中，包括：
将所述工作模板(4)固定在板对板压印设备的chuck上，将透镜基板(6)固定在板对板压印设备的holder上；
控制所述板对板压印设备，缩小工作模板(4)与所述透镜基板(6)的间距，使所述工作模板(4)上的点胶均匀填充完所述工作模板(4)上的图案；
待所述点胶固化成型后，分离所述工作模板(4)，即得到透镜(7)。
8.根据权利要求7中所述的微阵列超薄透镜的压印制作方法，其特征在于，所述将点胶后的工作模板(4)与透镜基板(6)进行板对板压印中，最大压印压力为140N。
9.根据权利要求1中所述的微阵列超薄透镜的压印制作方法，其特征在于，所述透镜(7)的胶层厚度在3～20μm之间，结构面型高度在0.1～100μm之间，球形结构曲率半径在10～150μm之间。
10.根据权利要求1中所述的微阵列超薄透镜的压印制作方法，其特征在于，所述透镜基板(6)的尺寸小于等于所述主模板(1)。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117872675A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-12 | 华天慧创科技（西安）有限公司 | 一种晶圆级镜头的纳米压印制作方法 |
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