CN207044894U - 一种滴胶纳米压印设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种滴胶纳米压印设备，涉及一种纳米设备。所述滴胶纳米压印设备包括：加压装置、机架、基板、托盘、加热盘、伺服升降台、检测单元、滴胶装置以及控制单元，同时所述控制单元与所述检测单元、所述伺服升降台、所述滴胶装置、所述加热盘、及所述紫外灯连接，所述控制单元首先通过所述伺服升降台使所述基板降下，然后通过所述滴胶装置在所述基板顶面滴胶，所述控制单元再次通过所述伺服升降台使所述基板与所述模板贴合，并通过所述检测单元使所述基板对所述模板的压力达到设定压力，接着，所述控制单元使所述紫外灯对所述基板上滴胶曝光固化或使加热盘对滴胶加热固化，控制单元最后通过所述伺服升降台使所述基板与所述模板分离。

Description

一种滴胶纳米压印设备

技术领域

本实用新型涉及一种纳米设备，特别是涉及一种滴胶纳米压印设备。

背景技术

目前，纳米压印设备主要由加压装置、曝光装置、工作台、加热装置和真空装置，伺服升降装置，控制系统等组成。其流程简单包含如下：将附有压印胶的基片放入压印腔工作台中，与模板进行贴合，并压印、固化；或者将贴合好的模板和基片放置于压印腔工作台中进行纳米压印、固化，将图形转移到压印胶上。

现有的纳米压印设备在执行上述纳米压印的操作过程中，很多步骤仍需要人工去辅助，由于纳米压印及其微小，为保证质量，其操作流程繁琐，以保证其精密性，这就导致压印效率不高，人为操作费时费力。并且纳米设备专业性非常强，这就需要事先对相关操作人员进行相应的培训。使得纳米压印设备的使用成本非常高。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种滴胶纳米压印设备，以实现纳米压印过程的全自动化。

特别地，本实用新型提供了一种滴胶纳米压印设备，包括：

加压装置，其位于所述设备的顶部，所述加压装置的底面安装有模板，所述加压装置内安装有用于照射所述基板上滴胶的紫外灯；

机架，安装于所述加压装置的底部，所述机架用于支撑所述加压装置，所述机架内具有位于所述模板下方的压印腔；

基板，位于所述压印腔内，并能够与所述模板的底面相贴合；

托盘，位于所述基板下方并与所述基板贴合，所述托盘顶面开设有多个环形真空槽，所述环形真空槽内开设的多个与相应的真空泵或抽气泵相接通的微孔，通过多个所述微孔以抽真空的方式实现所述托盘对所述基板的吸附固定；

加热盘，安装于所述托盘的底部，用于对所述托盘上的基板进行加热；

伺服升降台，安装于所述加热盘底部，通过使所述托盘上升或下降，以将所述基板与所述模板相贴合或相分离；

检测单元，通过与所述伺服升降台对接，以检测所述基板对所述模板的压力，或与所述加热盘对接，检测所述加热盘的温度；

滴胶装置，通过其具有的机械臂旋转和气动驱动的方式使所述滴胶装置能够在所述基板顶面按设定量精确滴胶；以及

控制单元，同时与所述检测单元、所述伺服升降台、所述滴胶装置、所述加热盘、及所述紫外灯连接，所述控制单元首先通过所述伺服升降台使所述基板降下，然后通过所述滴胶装置在所述基板顶面滴胶，所述控制单元再次通过所述伺服升降台使所述基板与所述模板贴合，并通过所述检测单元使所述基板对所述模板的压力达到设定压力，接着，所述控制单元使所述紫外灯对所述基板上的滴胶曝光固化或者使所述加热盘对所述基板上的滴胶进行加热固化，所述控制单元最后通过所述伺服升降台使所述基板与所述模板分离。

进一步地，所述托盘顶面开设有废液槽，所述基板和所述模板贴合过程中溢出的所述滴胶流入所述废液槽中。

进一步地，所述废液槽呈环状并具有多个，多个所述真空槽与多个所述废液槽相互交替环套设置。

进一步地，所述托盘顶面开设有芯片定位环，所述芯片定位环用于对放置于所述托盘上的芯片定位，所述芯片定位环与所述芯片相配合。

进一步地，所述加压装置具有腔体，所述加压装置顶部开设有观察窗，所述观察窗与所述腔体的顶部连通，所述腔体的顶部安装有与所述观察窗对应设置的导轨，通过所述紫外灯与所述导轨相配合，使所述紫外灯能够相对所述导轨往复滑动；

所述模板置于所述腔体的底部，所述模板的顶面布置有玻璃板，所述玻璃板与所述腔体的侧壁相固定，所述玻璃板用于支撑所述模板。

进一步地，所述加压装置的朝向所述机架的底面处安装有电磁铁及夹具，通过所述电磁铁及所述夹具将所述模板固定于所述加压装置玻璃板的底面。

进一步地，所述设定压力为所述基板顶面没有所述滴胶时，所述基板与所述模板相贴合时通过所述检测单元获知的压力值。

进一步地，所述压印腔内安装有喷嘴，所述喷嘴用于向所述模板处喷射空气，所述喷嘴喷射空气响应于所述控制单元获知所述基板与所述模板脱离。

进一步地，所述伺服升降台包括三组伺服升降机构，每个所述伺服升降机构安装有一个压力传感器。

进一步地，所述基板为硅片，所述模板为软质模板。

本申请的技术效果：

本申请中，通过伺服升降台进行自动升降，从而实现基板与模板的相互挤压，并通过检测单元检测基板与模板的压力是否超过设定值，以保证压印能够顺利进行。通过滴胶装置实现自动滴胶。并且控制单元同时与检测单元、伺服升降台、滴胶装置、加热盘、及紫外灯连接，并且，控制单元首先通过伺服升降台使基板降下，然后通过滴胶装置在基板顶面滴胶，控制单元再次通过伺服升降台使基板与模板贴合，并通过检测单元使基板对模板的压力达到设定压力，接着，控制单元使紫外灯对基板上的滴胶曝光，控制单元最后通过伺服升降台使基板与模板分离。实现对整个滴胶及压印过程的全自动化控制。无需任何人为操作，从而大幅度提高了纳米压印效率。同时，由于纳米压印过程的全自动化，使得对相应操作人员的技术能力要求降低许多，从而降低相应的人员培训时间，降低了纳米压印设备的使用成本。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型的滴胶纳米压印设备的示意性剖视主视图；

图2是托盘的示意性俯视图；

图3是图2的P处放大图；

图4是滴胶压印过程的示意性过程图；

以上各图中的标号为：

1加压装置、11模板、12紫外灯、13观察窗、14导轨、15玻璃板、16电磁铁、2机架、21压印腔、31基板、32托盘、321真空槽、322废液槽、33加热盘、4伺服升降台、7滴胶。

具体实施方式

图1是根据本实用新型的滴胶纳米压印设备的示意性剖视主视图；参见图1，本申请提供了一种滴胶纳米压印设备，包括：

加压装置1，其位于设备的顶部，加压装置1的底面安装有模板11，加压装置1内安装有用于照射基板上滴胶7的紫外灯12；

机架2，安装于加压装置1的底部，机架2用于支撑加压装置1，机架2内具有位于模板11下方的压印腔21；

基板31，位于压印腔21内，并能够与模板11的底面相贴合；

托盘32，位于基板31下方并与基板31贴合，托盘32顶面开设有多个环形真空槽321，环形真空槽321内开设的多个与相应的真空泵或抽气泵相接通的微孔324，通过多个微孔324以抽真空的方式实现托盘32对基板31的吸附固定。

加热盘33，安装于托盘32的底部，用于对托盘32上的基板31进行加热；

伺服升降台4，安装于加热盘33底部，通过使托盘32上升或下降，以将基板31与模板11相贴合或相分离；

检测单元（附图未示出），通过与伺服升降台4对接，以检测基板31对模板11的压力，或者与加热盘33对接，检测加热盘33上托盘32的温度；

滴胶7装置（附图未示出），通过其具有的机械臂旋转定位及气动驱动的方式滴胶，使滴胶7装置能够在基板31顶面的中心位置按设定量精确滴胶7；以及

控制单元（附图未示出），同时与检测单元、伺服升降台4、滴胶7装置、加热盘33、及紫外灯12连接，控制单元首先通过伺服升降台4使基板31降下，然后通过滴胶7装置在基板31顶面滴胶7，控制单元再次通过伺服升降台4使基板31与模板11贴合，在贴合过程中滴于基板31中心位置的凸起的滴胶会逐渐向基板31的边缘扩散，同时依次填满模板11与基板31贴合形成的空腔，并通过检测单元使基板31对模板11的压力达到设定压力，接着，控制单元使紫外灯12对基板31上的滴胶7曝光固化或使加热盘33对基板31上的滴胶7进行加热固化，控制单元启动压印腔内喷嘴，使所述喷嘴向所述模板处喷射空气，同时通过伺服升降台4使基板31上固化成型的滴胶7与模板11分离，上述喷嘴喷射空气响应于所述控制单元获知所述基板与所述模板脱离。

本申请中，通过伺服升降台4进行自动升降，从而实现基板31与模板11的相互挤压，并通过检测单元检测基板31与模板11的压力是否超过设定值，以保证压印能够顺利进行。通过滴胶7装置实现自动滴胶7。并且控制单元同时与检测单元、喷嘴系统、伺服升降台4、滴胶7装置、加热盘33、及紫外灯12连接，并且，控制单元首先通过伺服升降台4使基板31降下，然后通过滴胶7装置在基板31顶面滴胶7，控制单元再次通过伺服升降台4使基板31与模板11贴合，并通过检测单元使基板31对模板11的压力达到设定压力，接着，控制单元使紫外灯12对滴胶7曝光固化或使加热盘33对滴胶7进行加热固化，控制单元最后通过喷嘴系统和伺服升降台4使基板31与模板11分离。实现对整个滴胶7及压印过程的全自动化控制。无需任何人为操作，从而大幅度提高了纳米压印效率。同时，由于纳米压印过程的全自动化，使得对相应操作人员的技术能力要求降低许多，从而降低相应的人员培训时间，降低了纳米压印设备的使用成本。

图2是托盘的示意性俯视图；图3是图2的P处放大图；参见图2及图3，进一步地，托盘32顶面开设有废液槽322，基板31顶面滴胶7后，与模板11贴合的过程中，溢出的多余的滴胶7流入废液槽322中。

托盘32上基板31和模板11在压印腔21内贴合的过程中，基板31表面的滴胶7，也就是压印胶多余量容易被挤压至基板31外部；一些滴胶7会逆流至基板31底面， 并引起基板31表面不平衡，从而在纳米压印的过程中导致局部位置的气泡产生；还有一些压印胶甚至会流入真空槽321，影响托盘32吸附基板31的真空压强；而本申请设计的托盘使基板31顶面溢出的滴胶7流入废液槽322中。从而本申请的托盘32内的废液槽322有效解决了上述问题，压印后基板31表面平整、光滑、无气泡，实现了模板图形的精确转移。

参见图2及图3，进一步地，废液槽322呈环状并具有多个，多个真空槽321与多个废液槽322相互交替环套设置。

进一步地，托盘32顶面开设有芯片定位环323，芯片定位环323用于对放置于托盘32上的芯片定位，芯片定位环323与芯片相配合。

进一步地，加压装置1具有腔体，加压装置1顶部开设有观察窗13，观察窗13与腔体的顶部连通，腔体的顶部安装有与观察窗13对应设置的导轨14，通过紫外灯12与导轨14相配合，使紫外灯12能够相对导轨14往复滑动。

参见图1，模板11置于腔体的底部，模板11的顶面布置有玻璃板15，玻璃板15与腔体的侧壁相固定，玻璃板15用于支撑模板11。

进一步地，加压装置1朝向机架2的底面处安装有电磁铁16及夹具（附图未示出），通过电磁铁16及夹具将模板11固定于加压装置1的底面。

进一步地，设定压力为基板31顶面没有滴胶7时，基板31与模板11相贴合时通过检测单元获知的压力值。

进一步地，压印腔21内安装有喷嘴，喷嘴用于向模板11处喷射空气，喷嘴喷射空气响应于控制单元获知基板31与模板11脱离。

进一步地，伺服升降台4包括三组伺服升降机构，每个伺服升降机构安装有一个压力传感器。

进一步地，基板31为硅片，模板11为软质模板11。

图4是滴胶压印过程的示意性过程图；参见图4，本申请的滴胶纳米压印设备的操作及运行过程：

1．通过夹具内设置的定位销固定模板11后夹紧，插入加压装置1内，并通过加压装置1内嵌入的电磁铁16固定模板11；

2．将基板31放置于托盘32上，开启托盘32内真空管路，在真空负压作用下使真空槽321吸附基板31，将基板31固定于托盘32；

3．伺服电机通过滚珠丝杠带动伺服升降台4先快速上升，直到固定于托盘32上的基板31与模板11底面临近，然后再缓慢上升、慢速贴合，使基板31表面和模板11表面平衡贴紧后，控制单元通过检测单元及其他检测器件记录并编辑托盘32的位置坐标及此时基板31与模板11的压力值；

4．向下移动托盘32至原位，旋转机械臂到基板31中心位置，自动滴胶7，或也可以直接手动滴胶7；

5．同前述“3”，托盘32再次向上移动，先快速上升、再缓慢上升、慢速贴合，在贴合过程中半圆状滴胶7结构的向上凸起部分与模板11中心开始接触，均匀增强托盘32压力，使基板31上的滴胶7在机械压印力和毛细力共同作用下从中心逐渐扩散至基板31边缘，同时将模板11和基板31贴合围成的腔体依次填充，再继续施加压力，直到自动上升至上述系统编辑的指定位置，使基板31上滴胶7的残留层厚度达到预定的厚度；

6．开启紫外灯12，紫外光透过模具对滴胶7曝光，并充分固化，曝光时间60_120s；

7．脱模过程：首先，继续打开真空管路，同时开启脱模用的喷嘴，缓慢向下移动托盘32，在真空吸力、托盘32向下拉力和喷嘴压缩空气产生水平力共同作用下，从最外侧开始模板11与基板31上的压印胶相互分离；实现模具从晶圆外侧向中心连续“揭开”式的脱模，脱模力为真空吸力、托盘32的向下拉力和水平力的合力；最后，模板11中心位置与基板31相分离，实现模板11与基板31的完全分离，完成脱模，喷嘴关闭；

8．基板31和模板11自动分离后，托盘32先缓慢下降，再快速下降恢复至原位。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种滴胶纳米压印设备，其特征在于，包括：

加压装置，其位于所述设备的顶部，所述加压装置的底面安装有模板，所述加压装置内安装有用于照射的紫外灯；

机架，安装于所述加压装置的底部，所述机架用于支撑所述加压装置，所述机架内具有位于所述模板下方的压印腔；

基板，位于所述压印腔内，并能够与所述模板的底面相贴合；

托盘，位于所述基板下方并与所述基板贴合，所述托盘顶面开设有多个环形真空槽，所述环形真空槽内开设的多个与相应的真空泵或抽气泵相接通的微孔，通过多个所述微孔以抽真空的方式实现所述托盘对所述基板的吸附固定；

加热盘，安装于所述托盘的底部，用于对所述托盘上的基板进行加热；

伺服升降台，安装于所述加热盘底部，通过使所述托盘上升或下降，以将所述基板与所述模板相贴合或相分离；

检测单元，通过与所述伺服升降台对接，以检测所述基板对所述模板的压力，或所述检测单元与所述加热盘对接，检测所述加热盘的温度；

滴胶装置，通过其具有的机械臂旋转和气动驱动的方式使所述滴胶装置能够在所述基板顶面按设定量滴胶；以及

控制单元，同时与所述检测单元、所述伺服升降台、所述滴胶装置、所述加热盘、及所述紫外灯连接，所述控制单元首先通过所述伺服升降台使所述基板降下，然后通过所述滴胶装置在所述基板顶面滴胶，所述控制单元再次通过所述伺服升降台使所述基板与所述模板贴合，并通过所述检测单元使所述基板对所述模板的压力达到设定压力，接着，所述控制单元使所述紫外灯对所述基板上的滴胶曝光固化或者使所述加热盘对所述基板上的滴胶进行加热固化，所述控制单元最后通过所述伺服升降台使所述基板与所述模板分离。

2.根据权利要求1所述的压印设备，其特征在于，所述托盘顶面开设有废液槽，所述基板和所述模板贴合过程中溢出的所述滴胶流入所述废液槽中。

3.根据权利要求2所述的压印设备，其特征在于，所述废液槽呈环状并具有多个，多个所述真空槽与多个所述废液槽相互交替环套设置。

4.根据权利要求3所述的压印设备，其特征在于，所述托盘顶面开设有芯片定位环，所述芯片定位环用于对放置于所述托盘上的芯片定位，所述芯片定位环与所述芯片相配合。

5.根据权利要求4所述的压印设备，其特征在于，所述加压装置具有腔体，所述加压装置顶部开设有观察窗，所述观察窗与所述腔体的顶部连通，所述腔体的顶部安装有与所述观察窗对应设置的导轨，通过所述紫外灯与所述导轨相配合，使所述紫外灯能够相对所述导轨往复滑动；

所述模板至于所述腔体的底部，所述模板的顶面布置有玻璃板，所述玻璃板与所述腔体的侧壁相固定，所述玻璃板用于支撑所述模板。

6.根据权利要求5所述的压印设备，其特征在于，所述加压装置的朝向所述机架的底面处安装有电磁铁及夹具，通过所述电磁铁及所述夹具将所述模板固定于所述玻璃板的底面。

7.根据权利要求6所述的压印设备，其特征在于，所述设定压力为所述基板顶面没有所述滴胶时，所述基板与所述模板相贴合时通过所述检测单元获知的压力值。

8.根据权利要求7所述的压印设备，其特征在于，所述压印腔内安装有喷嘴，所述喷嘴用于向所述模板处喷射空气，所述喷嘴喷射空气响应于所述控制单元获知所述基板与所述模板脱离。

9.根据权利要求8所述的压印设备，其特征在于，所述伺服升降台包括三组伺服升降机构，每个所述伺服升降机构安装有一个压力传感器。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的压印设备，其特征在于，所述基板为硅片，所述模板为软质模板。