一种纳米压印技术中的辅助脱模装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种纳米压印技术中的辅助脱模装置，其装置包括支撑架体、升降触停装置、超声波发生器A、超声波发生器B、承台和底座，所述升降触停装置顶部和底部分别与支撑架体和超声波发生器A相连，所述承台嵌与底座的中部位置，所述支撑架体与底座连接。本实用新型利用升降触停装置，使超声波发生器A与待脱模模板零压力接触，并施加超声波以辅助脱模。本实用新型与现有技术相比解决了纳米压印技术脱模过程中由于模板和胶层接触面间的黏结力过大而导致的已成型纳米结构严重变形、撕裂和脱模力过大等问题，使压印后的图案传递与光刻一致。
【专利说明】
一种纳米压印技术中的辅助脱模装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种纳米压印技术中的辅助脱模装置，属于微纳加工领域。
【背景技术】
[0002]纳米压印技术最早于20世纪90年代中期由美国Prince ton大学Nano structureLab的Stephen Y.Chou教授等针对传统的光刻工艺受到曝光波长的限制，无法进一步获得更小尺寸这一缺点而提出的。该技术以其低成本、高分辨率、工艺过程简单等优点，引起了各国研究人员的广泛关注。目前，成功证明了通过纳米压印这项技术可获得最小尺寸为5nm的特征结构。这项技术被广泛应用在光学、电子学、生物学等众多领域，被誉为十大可改变世界的科技之一。
[0003]纳米压印技术主要可分为热压印与紫外光固化压印两种类型。纳米热压印技术通常采用热塑性高分子聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为压印胶层材料，通过加热使高分子聚合物熔融、软化，然后对模板施加外力荷载，将模板上的纳米结构图案压印在熔融的胶层上，待胶层固化、定型后，移去模板。紫外光固化压印技术采用紫外光固化预聚物作为压印胶材料，由于该材料具有流动性好，粘度低的优点，不需要外力荷载或需要极小的外力荷载就可以使模板上的纳米结构图案压印在胶层上，然后通过紫外光照射使其快速固化、定型，最后移去模板。
[0004]在上述两种纳米压印技术中，为了使模板与胶层实现分离，都是通过对模板施加拉力荷载进行脱模，极容易使模板的纳米结构脱离胶层的纳米结构时导致相互损伤，特别是容易造成已成型的纳米结构严重变形、撕裂，直接导致压印失败。目前的技术通常采用在模板的纳米结构图案表面涂覆一层高分子抗黏层来降低黏聚力，减少脱模过程中的相互损伤，但是效果不够理想，特别是不能有效地防止对已压印成形纳米结构的破坏。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就是为了解决现有纳米压印技术脱模过程中由于模板和胶层的黏聚力而导致的已成型的纳米压印结构严重变形、撕裂和脱模力过大等问题，通过提出一种纳米压印技术中的辅助脱模装置，以实现脱模质量的显著提高和脱模力的降低。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下的解决方案:一种纳米压印技术中的辅助脱模装置，其装置包括支撑架体、升降触停装置、超声波发生器A、超声波发生器B、承台和底座，所述升降触停装置顶部和底部分别与支撑架体和超声波发生器A相连，所述承台嵌与底座的中部位置，所述支撑架体与底座连接。
[0007]上述技术方案中，所述升降触停装置与超声波发生器A相连的部分套于支撑架体的立柱上，可延其上下无阻力移动。
[0008]上述技术方案中，所述承台底部通过缓冲调平装置固定在底座内。
[0009]上述技术方案中，所述承台上部满嵌有超声波发生器B。
[0010]上述技术方案中，所述连接到升降触停装置底部的超声波发生器A与满嵌在承台上部的超声波发生器B作用面上都设置有高强度、耐高温、超声波传导性好的薄层垫片，这种垫片的材料是陶瓷、石英、钛、钛合金材料中的一种制成。
[0011]上述技术方案中，所述承台上的超声波发生器B所设置的垫片与承台水平，且垫片和承台之间通过凹槽隔开，凹槽的深度大于垫片的厚度。
[0012]本实用新型的工作原理为:利用超声波作为机械波的物理特性，当对待脱模模板施加超声波时，由于模板和压印胶层之间的弹性模量相差很大，所以模板和胶层对超声波的吸收能力是不同的，从而超声波会对这两种材料产生完全不同的作用效果，进而引起模板和胶层产生不同的振动而造成相对位移，模板和胶层的相对位移会使模板和胶层之间的黏聚力大幅下降或变为零，极小的脱模力就可以实现模板和胶层的分离，并获得零缺陷的纳米结构图案。
【附图说明】
[0013]图1为一种纳米压印技术中的辅助脱模装置的结构示意图。
[0014]其中，1.支撑架体;2.升降触停装置;3.超声波发生器A;4.承台；5.底座;6.垫片；
7.凹槽;8.缓冲调平装置;9.超声波发生器B。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步描述:
[0016]本实用新型以纳米热压印技术为具体实施例。
[0017]参见图1所示，一种纳米压印技术中的辅助脱模装置，其装置包括支撑架体1、升降触停装置2、超声波发生器A3、超声波发生器B9、承台4和底座5，所述升降触停装置2顶部和底部分别与支撑架体I和超声波发生器A3相连，所述承台4嵌与底座5的中部位置，所述支撑架体I与底座5连接。
[0018]所述升降触停装置2与超声波发生器A3相连的部分套于支撑架体I的立柱上，可延其上下无阻力移动;升降触停装置2保证了超声波发生器A3在工作过程中的高精度水平。
[0019]所述承台4底部通过缓冲调平装置8固定在底座5内；缓冲调平装置8保证了承台4的高精度水平，且保证了对作用面施加超声波时的零压力或低压力接触。
[0020]所述承台4上部满嵌有超声波发生器B9;保证装置可从多方位施加超声波，提高脱模作用效果，增加装置的可操作性。
[0021]所述连接到升降触停装置2底部的超声波发生器A3与满嵌在承台4上部的超声波发生器B9作用面上都设置有高强度、耐高温、超声波传导性好的薄层垫片6，这种垫片6的材料是陶瓷、石英、钛、钛合金材料中的一种制成。
[0022]所述承台4上的超声波发生器B9所设置的垫片6与承台4水平，且垫片6和承台4之间通过凹槽7隔开，凹槽7的深度大于垫片6的厚度;凹槽7保证了承台4与垫片6无直接接触，避免了承台4对超声波在垫片6传递过程中的干扰，同时，也标示出了超声波有效作用范围。
[0023]本实用新型的脱模过程为:将待脱模模板置于承台4之上，且位于有效作用范围凹槽7区域内部；启动升降触停装置2，驱动超声波发生器A3下降，当垫片6与模板接触时，升降触停装置2即刻断开，停止下降；热压印技术中模板和聚合物的黏聚力很大，此时采用上部和下部的超声波发生器A3、超声波发生器B9同时施加的方式对其作用超声波;作用结束后，升起升降触停装置2，辅助脱模过程结束。
[0024]以上结合附图所述是本实用新型的一种【具体实施方式】而非限制，应当指出:在本实用新型基本原理的基础上，该领域的技术人不需要付出创造性劳动就可以做出的各种改进和变形都应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种纳米压印技术中的辅助脱模装置，其特征在于:包括支撑架体(I)、升降触停装置(2)、超声波发生器A(3)、超声波发生器B(9)、承台(4)和底座(5)，所述升降触停装置(2)顶部和底部分别与支撑架体(I)和超声波发生器A(3)相连，所述承台(4)嵌与底座(5)的中部位置，且承台(4)上部满嵌有超声波发生器B(9)，所述支撑架体(I)与底座(5)连接。2.根据权利要求1所述一种纳米压印技术中的辅助脱模装置，其特征在于:所述升降触停装置(2)与超声波发生器A(3)相连的部分套于支撑架体(I)的立柱上，可延其上下无阻力移动。3.根据权利要求1所述一种纳米压印技术中的辅助脱模装置，其特征在于:所述承台(4)底部通过缓冲调平装置(8)固定在底座(5)内。4.根据权利要求1所述一种纳米压印技术中的辅助脱模装置，其特征在于:所述连接到升降触停装置(2)底部的超声波发生器A(3)与满嵌在承台(4)上部的超声波发生器B(9)作用面上都设置有高强度、耐高温、超声波传导性好的薄层垫片(6)，这种垫片(6)的材料是陶瓷、石英、钛、钛合金材料中的一种制成。5.根据权利要求4所述一种纳米压印技术中的辅助脱模装置，其特征在于:所述承台(4)上的超声波发生器B(9)所设置的垫片(6)与承台(4)水平，且垫片(6)和承台(4)之间通过凹槽(7)隔开，凹槽(7)的深度大于垫片(6)的厚度。
【文档编号】G03F7/00GK205485273SQ201620022747
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月12日
【发明人】王清, 马立俊, 刘华伟, 张睿, 张金涛, 郑旭
【申请人】山东科技大学