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一种双面纳米压印设备的制作方法

时间:2022-02-20 阅读: 作者:专利查询

一种双面纳米压印设备的制作方法

1.本发明属于纳米压印设备技术领域,尤其涉及一种双面纳米压印设备。


背景技术:

2.纳米压印技术是一种新型的微纳加工技术。该技术通过机械转移的手段,达到了超高的分辨率,有望在未来取代传统光刻技术,成为微电子、材料领域的重要加工手段。目前,双面纳米压印的应用范围越来越广,在太阳能、生物芯片和显示屏等领域都有应用。现有的纳米压印设备多采用单面压印,不能有效的进行双面压印,而双面压印的精度不够,对准性较差,导致产品的成品率较低,不能实现高效精准的大批量压印。


技术实现要素:

3.本发明针对上述的技术问题,提出一种双面纳米压印设备,能够实现双面压印,提高压印精度及成品率,以及压印效率,实现了大规模量产。
4.为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种双面纳米压印设备,包括:
5.第一对位平台,其设置于底部,包括第一横向移动部、与第一横向移动部连接的第一竖向移动部a、以及第一竖向移动部b;
6.工作台,其与第一竖向移动部a连接,在所述工作台上设置有第一透明板,以及与真空泵连接的第一真空槽,以通过在第一真空槽内产生负压将第一模板固定在工作台上表面;
7.第二对位平台,其设置于工作台上方,包括第二横向移动部、与第二横向移动部连接的第二竖向移动部a、以及第二竖向移动部b;
8.吸盘,与第二竖向移动部a连接,且与工作台相对,在吸盘上设置有第二透明板,以及与真空泵连接的第二真空槽,以通过在第二真空槽内产生负压将第二模板固定在吸盘下表面;
9.支撑装置,其设置有两个,且位于工作台与吸盘之间,呈相对设置,两支撑装置可在水平方向上相向或相背伸缩,且两支撑装置上分别具有可旋转的夹持部,以用于夹持具有对位标记的基片;
10.对位检测装置,且设置于吸盘上方,与第一竖向移动部b连接,用于检测第一模板、基片以及第二模板的对位;
11.还包括控制器。在本发明的一些实施例中,还包括紫外灯,其位于工作台下方,与第二竖向移动部b连接,可发出紫外光,以透过透第一透明板以及第二透明板照射基片以及第二模板上的压印胶。
12.在本发明的一些实施例中,所述第一真空槽位于所述第一透明板外侧。
13.在本发明的一些实施例中,所述第一真空槽呈矩形设置,且在第一真空槽四个直角的外侧分别设置第一定位槽,以定位第一模板。在本发明的一些实施例中,所述第二真空槽位于所述第二透明板外侧。在本发明的一些实施例中,所述第二真空槽呈矩形设置,且在
第二真空槽四个直角的外侧分别设置第二定位槽,以定位第二模板。在本发明的一些实施例中,所述支撑装置包括支撑块,以及与支撑块连接有伸缩杆,所述夹持部设置在伸缩杆上。在本发明的一些实施例中,所述夹持部包括与伸缩杆连接的连接块,与连接块连接的弧形导轨,以及与弧形导轨连接的具有弧形夹持端的夹持手。在本发明的一些实施例中,所述对位检测装置包括与第二竖向移动部b连接的支撑臂,以及与支撑臂连接的检测单元。在本发明的一些实施例中,所述控制器为可编程序控制器。与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:工作台固定第一模板,吸盘固定第二模板,支撑装置上的夹持部固定具有对位标记的基片,通过对位检测装置检测第一模板及第二模板与基片上对位标记的关系,并通过控制器控制第一横向移动部以及第二横向移动部横向微调,使第一模板及第二模板与基片上对位标记对应,提高压印精度及成品率,通过第一竖向移动部a,以及第二竖向移动部a对应驱动工作台和吸盘升降,使第一模板上的压印胶与基片接触压印,第二模板与基片上的压印胶接触压印,完成双面压印,提高了压印效率,实现了大规模精准化量产。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明的结构示意图;
16.图2为本发明中支撑装置与基片的连接结构示意图;
17.图3为本发明中支撑装置定位基片的结构示意图;
18.图4为工作台的俯视图;
19.图5为吸盘的仰视图;
20.图6为第二模板与基片的对位结构示意图;
21.图7为图1中a部分的局部放大图;
22.图8为压印的过程图。以上各图中:1、第一对位平台;11、第一横向移动部;12、第一竖向移动部a;13、第一竖向移动部b;2、工作台;21、
23.第一透明板;22、第一真空槽;23、真空孔;24、第一定位槽;3、第一模板;4、第二对位平台;41、第二横向移动部;42、第二竖向移动部a;
24.43、第二竖向移动部b;5、吸盘;51、第二透明板;52、第二真空槽;53、真空孔;54、第二定位槽;6、第二模板;7、支撑装置;71、支撑块;72、伸缩杆;73、夹持部;731、连接块;732、弧形导轨;733、夹持手;8、
25.基片;81、对位标记;9、对位检测装置;91、支撑臂;92、检测单元;
26.10、紫外灯;101、外壳。
具体实施方式
27.下面,通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解,在没有进一步叙述的情况下,一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、
[0028]“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、
[0029]“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0030]
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0031]
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0032]
一种双面纳米压印设备,参见图1至图7,包括:
[0033]
第一对位平台1,其设置于外壳101内的底部,包括第一横向移动部11、与第一横向移动部11连接的第一竖向移动部a12、以及第一竖向移动部b13,第一横向移动部11的具体结构形式可以为导轨与滑块的配合形式,可参见电动缸,在本实施例中滑块设置有三个,第一竖向移动部a12设置有两个、第一竖向移动部b13设置有一个,分别为与滑块连接的伸缩柱,伸缩柱可以是气缸、液压缸、电动缸或者螺旋副等任一结构形式;
[0034]
工作台2,其与第一竖向移动部a12连接,在工作台2上设置有第一透明板21,以及与真空泵通过气管以及真空孔23连接的第一真空槽22,真空孔23 设置在第一真空槽22的槽内,第一真空槽22位于第一透明板21外侧,以通过在第一真空槽22内产生负压将第一模板3固定在工作台2上表面,第一真空槽 22呈矩形设置,且在第一真空槽22四个直角的外侧分别设置第一定位槽24,以定位第一模板3;
[0035]
第二对位平台4,其设置于工作台2上方外壳101的顶部,包括第二横向移动部41、与第二横向移动部41连接的第二竖向移动部a42、以及第二竖向移动部b43,第二横向移动部41、第二竖向移动部a42、以及第二竖向移动部b43 对应的与第一横向移动部11、第一竖向移动部a12、以及第一竖向移动部b13 数量以及结构均相同;
[0036]
吸盘5,与第二竖向移动部a42连接,且与工作台2相对,在吸盘5上设置有第二透明板51,以及与真空泵通过气管以及真空孔53连接的第二真空槽 52,真空孔53设置在第二真空槽52的槽内,第二真空槽52位于第二透明板51 外侧,以通过在第二真空槽52内产生负压将第二模板6固定在吸盘5下表面,第二真空槽52呈矩形设置,且在第二真空槽52四个直角的外侧分别设置第二定位槽54,以定位第二模板6;
[0037]
支撑装置7,其设置有两个,且位于工作台2与吸盘5之间,呈相对设置,支撑装置7包括连接外壳101内侧壁的支撑块71,以及与支撑块71连接有伸缩杆72,两支撑装置7可在水平方向上相向或相背伸缩,且两支撑装置7上分别具有可旋转的夹持部73,以用于夹持具有对位标记81的基片8,夹持部73设置在伸缩杆72上,夹持部73包括与伸缩杆72连接的连接块731,与连接块731 连接的弧形导轨732,以及与弧形导轨732连接的具有弧形夹持端的夹持手733,夹持手733通过电机驱动可在弧形导轨732上移动;
[0038]
对位检测装置9,且设置于吸盘5上方,与第一竖向移动部b13连接,用于检测第一模板3、基片8以及第二模板6的对位,对位检测装置9包括与第二竖向移动部b43连接的支撑
臂91,以及与支撑臂91连接的检测单元92;
[0039]
还包括控制器,控制器为可编程序控制器,第一对位平台1、工作台2、第二对位平台4、吸盘5、支撑装置7、对位检测装置9均位于外壳101内。
[0040]
工作台2固定第一模板3,吸盘5固定第二模板6,支撑装置7上的夹持部 73固定具有对位标记81的基片8,通过对位检测装置9检测第一模板3及第二模板6与基片8上对位标记81的关系,并通过控制器控制第一横向移动部11 以及第二横向移动部41微调,使第一模板3及第二模板6与基片8上对位标记81对应,提高压印精度及成品率,通过第一竖向移动部a12,以及第二竖向移动部a42对应驱动工作台2和吸盘5升降,使第一模板3上的压印胶与基片8 接触压印,第二模板6与基片8上的压印胶接触压印,完成双面压印,提高了压印效率,实现了大规模精准化量产。
[0041]
还包括紫外灯10,其位于工作台2下方,与第二竖向移动部b43连接,可发出紫外光,以透过透第一透明板21以及第二透明板51照射基片8以及第二模板6上的压印胶,通过紫外灯10固化加快了压印胶的固化时间,提交了效率。
[0042]
参见图1及图8,工作过程包括以下步骤:
[0043]
s1:归零各装置回到原点位置,准备开始压印。
[0044]
s2:上料
[0045]
1)将基片8固定在支撑装置7上
[0046]
伸缩杆72驱动夹持手733相向同步移动至略大于基片8尺寸的位置,将基片8放在夹持手733之间,伸缩杆72继续驱动夹持手733相向同步移动,使夹持手733与基片8的边缘相抵,将基片8固定在工作台2与吸盘5之间;
[0047]
2)将第一模板3固定在工作台2上
[0048]
将第一模板3上压印结构朝向吸盘5,第一模板3上的四角与第一定位槽24 对应,使第一模板3的纳米结构位于工作台2的中心位置,打开真空泵,通过在第一真空槽22内产生的负压将第一模板3固定在工作台2的上表面;
[0049]
3)将第二模板6固定在吸盘5上
[0050]
将第二模板6上压印结构朝向工作台2,第二模板6上的四角与第二定位槽 54对应,使第二模板6的纳米结构位于吸盘5的中心位置,打开真空泵,通过在第二真空槽52内产生的负压将第二模板6固定在吸盘5的下表面;
[0051]
s3:点胶
[0052]
在基片8的上表面的中心处以及第一模板3的上表面的中心处点滴压印胶,点滴在基片8和第一模板3中心处的压印胶胶体可以是相同的,也可以是不同的。
[0053]
s4:对位
[0054]
夹持手733可在弧形导轨732上移动,使基片8上的对位标记81到达指定位置,第一竖向移动部a12、以及第二竖向移动部a42对应的驱动工作台2及吸盘5靠近基片8,对位检测装置9在第二竖向移动部b43的驱动下,靠近吸盘5,并通过检测单元92透过第二透明板51观察对位标记81,并将信号反馈至控制器,控制器控制夹持手733调整,使对位标记81的十字形结构与水平线平行,第一模板3、第二模板6上的直角边与基片8上十字形的边的对应情况,并将对位信息反馈至控制器,控制器控制第一横向移动部11a,以及第二横向移动部41a 微调,使第一模板3、第二模板6上的直角边与基片8上十字形的边重合或平行,完成对准动
作。
[0055]
s5:压印
[0056]
第一竖向移动部a12,以及第二竖向移动部a42对应驱动工作台2和吸盘5 相向移动,使第一模板3上的压印胶与基片8缓慢接触,胶体从中心处慢慢向外扩展,将纳米结构填充,第二模板6与基片8上的压印胶缓慢接触,胶体从中心处慢慢向外扩展,将纳米结构填充,完成压印;
[0057]
s6:紫外固化
[0058]
第二竖向移动部b43驱动紫外灯10向上移动,靠近工作台2,紫外灯10发出的紫外光,透过第二透明板51,将基片8于第一模板3之间的压印胶,以及基片8与第二模板6之间的压印胶固化;
[0059]
s7:分离
[0060]
第一竖向移动部a12,以及第二竖向移动部a42对应驱动工作台2和吸盘5 相背同步移动,将基片8于第一模板3分离,基片8与第二模板6分离,固化后的胶体粘附在基片8上,完成双面压印。以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。