CN212529009U - 软膜辊压机和纳米压印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供软膜辊压机和纳米压印机，所述软膜辊压机用于纳米压印并包括：模板固定平台，平台上设置有放置待压印的产品的产品放置机构；第一软膜张紧装置，位于平台的一端，并包括用于夹持软膜的一端的第一夹持机构；第二软膜张紧装置，位于平台的与第一软膜张紧装置相对的另一端，第二软膜张紧装置包括第二夹持机构、张紧控制机构和升降控制机构，第二夹持机构用于夹持软膜的另一端，张紧控制机构连接至第二夹持机构、并对第二夹持机构施加斜上向的张紧力，以张紧被第二夹持机构所夹持的软膜，升降控制机构位于张紧控制机构下方并用于控制第二夹持机构和张紧控制机构的升降；辊压装置，位于平台的上方，包括辊压被张紧的软膜的辊压轮。

Description

软膜辊压机和纳米压印机

技术领域

本实用新型涉及纳米压印领域，尤其涉及软膜辊压机和纳米压印机。

背景技术

在纳米压印中，经常采用软压印的方法，软压印使用诸如PET、 PVC、PVA等的软膜来在产品或衬底上压印图案。当将软膜覆于待压印的产品或衬底时，需要对软膜进行辊压，但由于软膜的自然舒展，如果直接对软膜进行辊压，往往会有空隙存在，导致辊压效果不好。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种软膜辊压机和纳米压印机，其在对软膜进行辊压之前，通过预张紧控制机构对软膜的一端施加斜向上的预张紧，然后对预张紧的软膜进行辊压，在辊压同时，通过升降控制机构不断调整软膜被张紧一端的高度，从而避免在辊压时软膜与待压印产品之间形成空隙，获得了更好的辊压效果。

为达到上述目的，本实用新型提供了：(1)一种用于纳米压印的软膜辊压机，其中，所述软膜辊压机包括：模板固定平台，所述模板固定平台上设置有产品放置机构，所述产品放置机构用于放置待压印的产品；第一软膜张紧装置，位于所述模板固定平台的一端，并包括用于夹持软膜的一端的第一夹持机构；第二软膜张紧装置，位于所述模板固定平台的与所述第一软膜张紧装置相对的另一端，所述第二软膜张紧装置包括第二夹持机构、张紧控制机构和升降控制机构，所述第二夹持机构用于夹持所述软膜的另一端，所述张紧控制机构连接至所述第二夹持机构、并通过张紧控制对所述第二夹持机构施加斜上向的作用力，从而控制所述第二夹持机构斜向上的移动，以张紧被所述第二夹持机构所夹持的软膜，所述升降控制机构位于所述张紧控制机构下方并用于控制所述第二夹持机构和所述张紧控制机构的升降；辊压装置，位于所述模板固定平台的上方，包括用于将被张紧的所述软膜辊压于所述模板固定平台上的辊压轮。

(2)根据项(1)所述的软膜辊压机，所述张紧控制机构包括支架、导向杆和张紧力施加构件，所述支架具有相对于所述模板固定平台的平面倾斜布置的斜面部分，所述张紧力施加构件的一端连接至所述斜面部分、另一端连接至所述第二夹持机构，所述导向杆设置在所述斜面部分与所述第二夹持机构之间并与所述斜面部分垂直，从而用于控制所述第二夹持机构的运动导向。

(3)根据项(2)所述的软膜辊压机，所述张紧力施加构件为气缸，所述气缸穿过所述斜面部分与所述第二夹持机构连接。

(4)根据项(3)所述的软膜辊压机，所述张紧控制机构设置于一底板上，所述升降控制机构位于所述底板下方并连接至所述底板。

(5)根据项(1)至项(4)中任一项所述的软膜辊压机，所述产品放置机构中设置有吸附沟槽，并且在所述模板固定平台的与所述产品放置机构相对的另一面上设置有空气吸附装置，从而能够将待压印的产品通过所述吸附沟槽吸附在所述模板固定平台上。

(6)根据项(5)所述的软膜辊压机，所述产品放置机构周围设置有呈阵列布置的吸附孔，从而能够将所述软膜通过所述吸附孔吸附在所述模板固定平台上。

(7)根据项(1)至项(4)中任一项所述的软膜辊压机，所述辊压装置包括辊压轮预压机构，所述辊压轮预压机构连接至所述辊压轮并控制所述辊压轮的上下垂直移动，所述辊压轮预压机构通过弹性件与所述辊压轮实现弹性连接。

(8)根据项(1)至项(4)中任一项所述的软膜辊压机，所述软膜辊压机进一步包括软膜平移机构，所述软膜平移机构通过导轨控制所述第一软膜张紧装置和所述第二软膜张紧装置的水平移动，从而带动软膜的水平移动。

本实用新型还提供了：一种纳米压印机，包括光源及控制装置以及如项(1)至项(8)中任一项所述的软膜辊压机。

进一步地，所述光源及控制装置连接至所述软膜辊压机的所述辊压轮预压机构，并通过相同的横移控制机构来同时控制两者的横向移动，从而在辊压轮辊压软膜之后紧接着进行光源照射和固化。

附图说明

图1是示出根据本实用新型的纳米压印机的结构示意图；

图2是示出根据本实用新型的软膜辊压机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本实用新型的技术方案提供了：(1)一种用于纳米压印的软膜辊压机，其中，所述软膜辊压机包括：模板固定平台，所述模板固定平台上设置有产品放置机构，所述产品放置机构用于放置待压印的产品；第一软膜张紧装置，位于所述模板固定平台的一端，并包括用于夹持软膜的一端的第一夹持机构；第二软膜张紧装置，位于所述模板固定平台的与所述第一软膜张紧装置相对的另一端，所述第二软膜张紧装置包括第二夹持机构、张紧控制机构和升降控制机构，所述第二夹持机构用于夹持所述软膜的另一端，所述张紧控制机构连接至所述第二夹持机构、并通过张紧控制对所述第二夹持机构施加斜上向的作用力，从而控制所述第二夹持机构斜向上的移动，以张紧被所述第二夹持机构所夹持的软膜，所述升降控制机构位于所述张紧控制机构下方并用于控制所述第二夹持机构和所述张紧控制机构的升降；辊压装置，位于所述模板固定平台的上方，包括用于将被张紧的所述软膜辊压于所述模板固定平台上的辊压轮。

(2)根据项(1)所述的软膜辊压机，所述张紧控制机构包括支架、导向杆和张紧力施加构件，所述支架具有相对于所述模板固定平台的平面倾斜布置的斜面部分，所述张紧力施加构件的一端连接至所述斜面部分、另一端连接至所述第二夹持机构，所述导向杆设置在所述斜面部分与所述第二夹持机构之间并与所述斜面部分垂直，从而用于控制所述第二夹持机构的运动导向。

(3)根据项(2)所述的软膜辊压机，所述张紧力施加构件为气缸，所述气缸穿过所述斜面部分与所述第二夹持机构连接。

(4)根据项(3)所述的软膜辊压机，所述张紧控制机构设置于一底板上，所述升降控制机构位于所述底板下方并连接至所述底板。

(5)根据项(1)至项(4)中任一项所述的软膜辊压机，所述产品放置机构中设置有吸附沟槽，并且在所述模板固定平台的与所述产品放置机构相对的另一面上设置有空气吸附装置，从而能够将待压印的产品通过所述吸附沟槽吸附在所述模板固定平台上。

(6)根据项(5)所述的软膜辊压机，所述产品放置机构周围设置有呈阵列布置的吸附孔，从而能够将所述软膜通过所述吸附孔吸附在所述模板固定平台上。

(7)根据项(1)至项(4)中任一项所述的软膜辊压机，所述辊压装置包括辊压轮预压机构，所述辊压轮预压机构连接至所述辊压轮并控制所述辊压轮的上下垂直移动，所述辊压轮预压机构通过弹性件与所述辊压轮实现弹性连接。

(8)根据项(1)至项(4)中任一项所述的软膜辊压机，所述软膜辊压机进一步包括软膜平移机构，所述软膜平移机构通过导轨控制所述第一软膜张紧装置和所述第二软膜张紧装置的水平移动，从而带动软膜的水平移动。

本实用新型还提供了：一种纳米压印机，包括光源及控制装置以及如项(1)至项(8)中任一项所述的软膜辊压机。

进一步地，所述光源及控制装置连接至所述软膜辊压机的所述辊压轮预压机构，并通过相同的横移控制机构来同时控制两者的横向移动，从而在辊压轮辊压软膜之后紧接着进行光源照射和固化。

参见本实用新型的图1和图2，其分别示出了根据本实用新型的纳米压印机的结构示意图以及软膜辊压机的结构示意图。

参见图1和图2，根据本实用新型的软膜辊压机包括：模板固定平台6，模板固定平台6上设置有产品放置机构8，产品放置机构用于放置待压印的产品(例如晶圆，硅片、衬底等)；第一软膜张紧装置，位于模板固定平台6的一端，并包括用于夹持软膜的一端的第一夹持机构；第二软膜张紧装置4，位于模板固定平台6的与第一软膜张紧装置相对的另一端，第二软膜张紧装置4包括第二夹持机构、张紧控制机构10和升降控制机构11，第二夹持机构用于夹持软膜的另一端，张紧控制机构10连接至所述第二夹持机构、并通过张紧控制对第二夹持机构施加斜上向的作用力，从而控制第二夹持机构斜向上的移动，以张紧被所述第二夹持机构所夹持的软膜，升降控制机构11 位于所述张紧控制机构10下方并用于控制第二夹持机构和张紧控制机构10的升降；辊压装置12，位于模板固定平台6的上方，包括用于将被张紧的软膜辊压于模板固定平台6上的辊压轮7。

在具体的实例中，上述产品放置机构8设置成了用于放置晶圆的圆形结构，但需注意的是，上述的产品放置机构并不限于图中所示的圆形结构，其可以根据待压印产品的具体形状灵活设置。

另外，在具体的实例中，第一夹持机构可包括夹板和卡槽，从而可以通过夹板夹住软膜的一端后，再将夹板固定于卡槽中。第二夹持机构可以包括夹板和一活动卡槽9，通过夹板将软膜的另一端夹住后，将该夹板固定于活动卡槽9中。如上所述地，通过张紧控制机构10 对活动卡槽9进行张紧控制，从而控制活动卡槽9的斜向上的运动，进而对活动卡槽9一端的软膜施加斜向上的张紧力。

进一步地，上述的张紧控制机构10包括支架、导向杆13和张紧力施加构件，参见图1和图2，所述支架具有相对于模板固定平台6 的平面倾斜布置的斜面部分12，张紧力施加构件的一端连接至斜面部分12、另一端连接至第二夹持机构(具体地，活动卡槽9)，导向杆13设置在斜面部分12与第二夹持机构(具体地，活动卡槽9)之间，并且所述导向杆13垂直于斜面部分12设置，所述第二夹持机构(具体地，活动卡槽9)能够沿着导向杆13滑动，从而导向杆13能够用于控制第二夹持机构(即，活动卡槽9)的运动导向。

在具体的实施例中，张紧力施加构件可以采用如图中所示的气缸 14，气缸14穿过斜面12与第二夹持机构(具体地，活动卡槽9)连接，当气缸14从缩回位置弹出到伸出位置，带动活动卡槽9斜向上运动，从而对被活动卡槽9夹住的软膜一端被施加斜向上的张紧力。

当然，本实用新型的张紧力施加构件并不限于如上所述的气缸，其可以是能够实现张紧控制的任何形式。例如，也可以采用电磁吸附装置作为张紧力施加构件，在这种情况下，电磁吸附装置的一端连接至斜面部分12，另一端用于接触第二夹持机构(具体地，活动卡槽9)，从而通过通放电来实现对活动卡槽9的斜向上的张紧控制。

进一步地，第二软膜张紧装置4包括一底板15，上述张紧控制机构10位于该底板15上，并且升降控制机构11位于底板15下方并连接于底板15，从而通过升降控制机构11的升降操作，带动底板15以及位于底板15上方的张紧控制机构10进行升降操作。

在具体实施例中，升降控制机构11可以包括电缸16、用于固定电缸16的电缸固定板17和用于进行升降导向的导向杆18。

当然，本实用新型的升降控制机构并不限于电缸式的升降控制机构，其可以是任何能够实现升降操作的控制机构，例如，可以是步进电机控制的升降机构等。

进一步地，上述产品放置机构8中设置有吸附沟槽，并且在模板固定平台6的与产品放置机构8相对的另一面上设置有空气吸附装置 (图中未示出)，从而能够将待压印的产品通过吸附沟槽吸附在模板固定平台6上。例如，当上述产品放置机构8为用于放置晶圆的圆形结构时，其上可以设置有多个环形沟槽19。

更进一步地，在产品放置机构8周围还可以设置有呈阵列布置的吸附孔20，从而能够将软膜通过吸附孔20吸附在所述模板固定平台上。具体地，在辊压轮7辊压软膜之后，控制吸附孔20进行吸附操作。当然，也可以通过时序控制依次控制各行各列的吸附孔20的吸附操作。

在具体的实施例中，上述辊压装置12还包括辊压轮预压机构2，其连接至辊压轮7并控制辊压轮7的上下垂直移动，辊压轮预压机构 2可以通过弹性件(例如，沿导向轴方向布置弹簧件)与辊压轮实现弹性连接，从而当通过辊压轮预压机构2将辊压轮7上下调整到指定点位置时，辊压轮7能够与待辊压的软膜之间形成弹性接触。

进一步地，软膜辊压机还包括软膜平移机构5，软膜平移机构5 通过导轨来控制第一软膜张紧装置和第二软膜张紧装置的水平移动，从而带动软膜的水平移动。因此，在需要对软膜进行更换时，可以通过软膜平移机构5将其水平移出，然后将其进行更换，随后可以再将更换好的软膜通过该软膜平移机构5再移回到辊压位置。

本实用新型进一步的实施方式公开了一种纳米压印机，该纳米压印机包括光源及控制装置1以及如上所述的软膜辊压机。

优选地，光源及控制装置1可以连接至软膜辊压机的辊压轮预压机构2，并通过相同的横移控制机构3来同时控制两者的横向移动，从而在辊压轮7辊压软膜之后可以紧接着进行光源照射和固化(例如， UV固化)。

根据本实用新型的软膜辊压机，在软膜的两端分别被第一夹持机构和第二夹持机构夹住后，先通过张紧控制机构对被第二夹持机构夹持的软膜一端施加斜向上的预张紧，在软膜被张紧后，再控制已调整到指定点位置的辊压轮对软膜进行辊压操作，而且在辊压的同时，通过升降控制机构不断将软膜被张紧的一端向下调整。通过张紧控制机构与升降控制机构的这种协作，软膜能够紧密地辊压在模板固定平台上。另外，在辊压的同时，可以通过吸附孔的吸附操作，对被辊压的软膜施加吸附作用。显然，根据本实用新型的软膜辊压机，避免了在辊压过程中在软膜与模板固定平台之间形成空隙，从而获得了较好的软膜辊压效果。

此外，当对被压印的产品(例如，晶圆)压印完成后，通过升降控制机构将由第二夹持机构夹住的软膜一端升起，从而可以从软膜一端揭开软膜，进而可以更换待压印产品(例如，晶圆)。

在根据本实用新型的纳米压印机中，由于光源及控制装置与辊压装置连接并通过相同的横移控制机构来控制，因此，在软膜被辊压后可以紧接着进行UV固化。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种软膜辊压机，用于纳米压印，其特征在于，所述软膜辊压机包括：

模板固定平台，所述模板固定平台上设置有产品放置机构，所述产品放置机构用于放置待压印的产品；

第一软膜张紧装置，位于所述模板固定平台的一端，并包括用于夹持软膜的一端的第一夹持机构；

第二软膜张紧装置，位于所述模板固定平台的与所述第一软膜张紧装置相对的另一端，所述第二软膜张紧装置包括第二夹持机构、张紧控制机构和升降控制机构，所述第二夹持机构用于夹持所述软膜的另一端，所述张紧控制机构连接至所述第二夹持机构、并通过张紧控制对所述第二夹持机构施加斜上向的作用力，从而控制所述第二夹持机构斜向上的移动，以张紧被所述第二夹持机构所夹持的软膜，所述升降控制机构位于所述张紧控制机构下方并用于控制所述第二夹持机构和所述张紧控制机构的升降；

辊压装置，位于所述模板固定平台的上方，包括用于将被张紧的所述软膜辊压于所述模板固定平台上的辊压轮。

2.根据权利要求1所述的软膜辊压机，其特征在于，所述张紧控制机构包括支架、导向杆和张紧力施加构件，所述支架具有相对于所述模板固定平台的平面倾斜布置的斜面部分，所述张紧力施加构件的一端连接至所述斜面部分、另一端连接至所述第二夹持机构，所述导向杆设置在所述斜面部分与所述第二夹持机构之间并与所述斜面部分垂直，从而用于控制所述第二夹持机构的运动导向。

3.根据权利要求2所述的软膜辊压机，其特征在于，所述张紧力施加构件为气缸，所述气缸穿过所述斜面部分与所述第二夹持机构连接。

4.根据权利要求3所述的软膜辊压机，其特征在于，所述张紧控制机构设置于一底板上，所述升降控制机构位于所述底板下方并连接至所述底板。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的软膜辊压机，其特征在于，所述产品放置机构中设置有吸附沟槽，并且在所述模板固定平台的与所述产品放置机构相对的另一面上设置有空气吸附装置，从而能够将待压印的产品通过所述吸附沟槽吸附在所述模板固定平台上。

6.根据权利要求5所述的软膜辊压机，其特征在于，所述产品放置机构周围设置有呈阵列布置的吸附孔，从而能够将所述软膜通过所述吸附孔吸附在所述模板固定平台上。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的软膜辊压机，其特征在于，所述辊压装置包括辊压轮预压机构，所述辊压轮预压机构连接至所述辊压轮并控制所述辊压轮的上下垂直移动，所述辊压轮预压机构通过弹性件与所述辊压轮实现弹性连接。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的软膜辊压机，其特征在于，所述软膜辊压机进一步包括软膜平移机构，所述软膜平移机构通过导轨控制所述第一软膜张紧装置和所述第二软膜张紧装置的水平移动，从而带动软膜的水平移动。

9.一种纳米压印机，其特征在于，包括光源及控制装置以及如权利要求1至8中任一项所述的软膜辊压机。

10.根据权利要求9所述的纳米压印机，其特征在于，所述光源及控制装置连接至所述软膜辊压机的所述辊压轮预压机构，并通过相同的横移控制机构来同时控制两者的横向移动，从而在辊压轮辊压软膜之后紧接着进行光源照射和固化。

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