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一种大幅面微结构阵列自动生产线设备的制作方法

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

一种大幅面微结构阵列自动生产线设备的制作方法

1.本实用新型涉及微纳光电子器件制造领域,特别涉及一种大幅面微结构阵列自动生产线设备。


背景技术:

2.微结构已经广泛地应用于人们的日常生活中,并且从低端产品到高端产品,人们随处可见微结构。目前,微结构的制备手段多种多样,包括激光直写技术、机械微加工手段、热回流等。基于以上技术的大幅面微结构技术也是多种多样。然而,目前很少有将微结构制备技术与大幅面生产技术结合的自动化生产线。


技术实现要素:

3.本实用新型为了解决现有技术中缺少流水线式的大幅面微结构制备装置的缺陷,提供了一种大幅面微结构阵列自动生产线设备。
4.本实用新型的一种大幅面微结构阵列自动生产线设备,依次包括:激光直写x方向运动平台,激光头,载物台,激光直写设备无尘箱,大理石材质稳定平台,转移平台,高精度旋转电机,直线电机,步进电机,真空吸嘴,吸附板,清洗吸嘴,旋转电机,皮带轮以及移动平台,
5.其中,所述激光直写x方向运动平台用于控制所述激光头x方向的运动;所述激光头设置于所述激光直写x方向运动平台,用于对所述载物台上的光刻胶进行图案化曝光;所述载物台用于实现对多种光刻胶及其衬底的承载;所述激光直写设备无尘箱用于保持所述载物台上光刻胶的清洁;所述大理石材质稳定平台用于支持所述大幅面微结构阵列自动生产线设备的各部件以减少设备的振动幅度;所述转移平台用于连接高精度旋转电机与载物台;所述高精度旋转电机用于控制转移平台移动图案化曝光后的光刻胶;所述直线电机用于控制载物台y方向的运动,与所述激光直写x方向运动平台配合以实现所述载物台上光刻胶在x,y方向的二维运动;所述真空吸嘴用于完成光刻胶的显影以及将图案模板吸附于所述吸附板;所述步进电机用于控制吸附板与所述大理石材质稳定平台之间的垂直距离,以实现所述图案模板的上下运动;所述吸附板用于固定所述图案模板;所述清洗吸嘴用于去除图案模板上的残留光刻胶;所述旋转电机用于将图案模板转移到所述移动平台上;所述皮带轮用于带动所述移动平台;所述移动平台上涂布添加材料。
6.优选地,所述真空吸嘴除了抽取真空以将所述图案模板吸附于所述吸附板外,还通过喷出显影液以完成对光刻胶的显影。
7.优选地,在所述旋转电机将所述图案模板转移到所述移动平台上前,所述移动平台上涂布所述添加材料,所述添加材料是光固化材料或热塑性材料。
8.优选地,所述清洗吸嘴进一步具有白光装置,用于对光刻胶图案进行白光全部曝光,并喷出显影液以及超纯水,以清除所述图案模板上的残留光刻胶。
9.优选地,所述图案模板是向显影后的光刻胶滴涂pmds材料后形成的模板。
10.本实用新型具有如下有益效果:
11.本实用新型的一种大幅面微结构阵列自动生产线设备,通过流水线式地自动进行图案化曝光、转运显影、清洗、转移压印等步骤,可以提高微结构产品生产效率,并解决人工手动分段操作、成本较高且质量难以保证的问题。
附图说明
12.图1是本实用新型的大幅面微结构阵列自动生产线设备的结构示意图。
具体实施方式
13.以下将结合说明书附图对本实用新型的实施方式予以说明。需要说明的是,本说明书中所涉及的实施方式不是穷尽的,不代表本实用新型的唯一实施方式。以下相应的实施例只是为了清楚的说明本实用新型专利的实用新型内容,并非对其实施方式的限定。对于该领域的普通技术人员来说,在该实施例说明的基础上还可以做出不同形式的变化和改动,凡是属于本实用新型的技术构思和实用新型内容并且显而易见的变化或变动也在本实用新型的保护范围之内。
14.如图1所示为本实用新型的一种大幅面微结构阵列自动生产线设备。该设备依次包括:激光直写x方向运动平台1,激光头2,载物台3,激光直写设备无尘箱4,大理石材质稳定平台5,转移平台6,高精度旋转电机7,直线电机8,步进电机9,真空吸嘴10,吸附板11,清洗吸嘴12,旋转电机13,皮带轮14以及移动平台15。下面对各部件的连接关系及功能进行详细说明。
15.所述激光直写x方向运动平台1用于控制所述激光头x方向的运动。所述激光头2设置于所述激光直写x方向运动平台1的下表面,用于对所述载物台3上的光刻胶进行图案化曝光。所述载物台3用于实现对多种光刻胶及其衬底的承载。所述直线电机8用于控制载物台3在y方向上的运动,这样与所述激光直写x方向运动平台1配合以实现所述载物台3上的光刻胶在x,y方向的二维运动,从而完成对光刻胶的图案化曝光。
16.所述激光直写设备无尘箱4用于保持所述载物台3上光刻胶的清洁。具体地,曝光过程中,激光直写x方向运动平台1、激光头2和载物台3均位于所述激光直写设备无尘箱4内。所述大理石材质稳定平台5用于支持所述大幅面微结构阵列自动生产线设备的各部件以减少设备的振动幅度。
17.所述转移平6台用于连接高精度旋转电机7与载物台3。所述高精度旋转电机7用于控制转移平台6移动图案化曝光后的光刻胶,具体地比如将载物台3上的光刻胶旋转水平移动到真空吸嘴10下方或清洗吸嘴12下方。
18.所述真空吸嘴10用于完成光刻胶的显影以及将图案模板吸附于所述吸附板11。具体地,本实用新型中真空吸嘴10具有两个功能。所述真空吸嘴10能够抽取真空以将所述图案模板吸附于所述吸附板。另外,所述真空吸嘴10还可以喷出显影液以完成对图案化曝光后的光刻胶进行显影,形成光刻胶3d图案。这里,所述图案模板是向显影后的光刻胶(光刻胶3d图案)滴涂pmds(聚二甲基硅氧烷)材料后形成的模板,即将光刻胶3d图案转印到了pmds材料上,图案化的pmds材料即为图案模板。
19.所述步进电机9用于控制吸附板11与所述大理石材质稳定平台5之间的垂直距离,
以实现所述图案模板的上下运动。所述吸附板11用于固定所述图案模板。所述清洗吸嘴12用于去除图案模板上的光刻胶,即将图案模板上残留的光刻胶全部去除。具体地,所述清洗吸嘴12进一步具有白光装置(未图示),用于对光刻胶3d图案进行白光全部曝光,并喷出显影液以及超纯水,以清除所述图案模板上残留的光刻胶。
20.所述旋转电机13用于将图案模板转移到所述移动平台15上。所述皮带轮14用于带动所述移动平台15运动。所述移动平台15上涂布添加材料。在所述旋转电机13将所述图案模板转移到所述移动平台15上前,所述移动平台15上就事先涂布所述添加材料,所述添加材料是光固化材料或热塑性材料。
21.下面对本实用新型的一种大幅面微结构阵列自动生产线设备的生产过程进行详细说明。
22.首先,将上面旋涂光刻胶的硅片放置在载物台3上。通过激光直写x方向运动平台1上的激光头2对光刻胶进行图案化曝光。当然,曝光过程中,所述直线电机8同时控制载物台3在y方向上的运动,这样配合所述激光头x方向运动以实现光刻胶在x,y方向的二维运动,从而完成对光刻胶的图案化曝光。
23.曝光后的光刻胶样品通过转移平台6先转移到真空吸嘴10下面。通过真空吸嘴10喷出显影液对曝光后的光刻胶进行显影,即形成光刻胶3d图案。然后由操作人员对光刻胶3d图案上滴涂pdms材料,将光刻胶3d图案转印到该pdms材料上,从而形成图案模板(即图案化的pdms)。
24.接着,通过步进电机9控制吸附板11对图案模板进行转移,转移到皮带轮14上的移动平台15上方。在转移的过程中,可以通过清洗吸嘴12对光刻胶3d图案进行白光全部曝光,并喷出显影液以及超纯水,以清除所述图案模板上残留的光刻胶。
25.然后,将图案模板压印在移动平台15上,移动平台15上已事先涂布uv胶水材料等光固化材料或其他热塑性材料,从而将模板上的图案转印到uv胶水材料上。通过控制带轮14的移动与吸附板11上下移动可以对图案进行周期性复制,最终完成大幅面微结构阵列的制备。
26.显然,本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本实用新型,而并非用作为对本实用新型的限定,只要在本实用新型的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围。