大面積復(fù)合納米壓印光刻機的研究與開發(fā).pdf

1、LED圖形化、晶圓級光學(xué)器件、高效太陽能電池板、高性能玻璃、大尺寸高清平板顯示等行業(yè)對于大面積納米圖形化具有巨大的市場需求，但現(xiàn)有各種微納米制造技術(shù)難以滿足其工業(yè)級生產(chǎn)的需求，盡管納米壓印被看作最具潛能實現(xiàn)大面積納米圖形化的技術(shù)之一，但現(xiàn)有壓印工藝仍面臨壓印力大、脫模困難、模具壽命短、模具與非平整襯底共形接觸差等挑戰(zhàn)性難題，因此，迫切需要開發(fā)新的納米壓印工藝以實現(xiàn)超大尺寸非平整襯底的圖形化。
　　課題組提出了一種復(fù)合納米壓印工藝，

2、它采用一次性復(fù)合薄膜軟模具、氣體順序輔助微接觸壓印和揭開式脫模等策略，為超大尺寸非平整襯底納米圖形化提供了一種新的解決方案，基于該工藝，本文開展了復(fù)合納米壓印光刻機的研究與開發(fā)。
　　首先，介紹了復(fù)合納米壓印工藝基本原理，進行了復(fù)合納米壓印光刻機的機械系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計，提出的復(fù)合納米壓印光刻機由壓印機構(gòu)、承片機構(gòu)、模具進給系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、機架五部分組成，并進行了五個功能子模塊的詳細設(shè)計，對于復(fù)合納米壓印光刻機控制系統(tǒng)進行

3、了初步的設(shè)計。
　　揭開式脫模是復(fù)合納米壓印工藝的關(guān)鍵步驟，對于壓印圖形的精度、效率和質(zhì)量有著重要的影響，開展揭開式脫模的研究?；趹?yīng)變能法，并結(jié)合脫模過程中能量的守恒，建立了揭開式脫模預(yù)估脫模力理論模型;以光柵圖形垂直式脫模為例，建立了氣體輔助揭開式脫模在脫模過程中所需氣壓脫模力理論模型;利用ABAQUS工程模擬軟件，揭示了模具材料特性、特征圖形幾何參數(shù)對于揭開式脫模影響規(guī)律，為復(fù)合納米壓印工藝優(yōu)化和設(shè)備開發(fā)奠定了重要理論基礎(chǔ)。

4、
　　復(fù)合薄膜模具是復(fù)合納米壓印工藝的關(guān)鍵工藝要素，不同于傳統(tǒng)納米壓印使用的模具，本文提出一種新型水溶性復(fù)合薄膜模具，它包括圖形層和支撐層，其中圖形層采用水溶性材料PVA。針對高效太陽能電池板、抗反射玻璃圖形化的要求，對于模具圖形進行了優(yōu)化設(shè)計，應(yīng)用有限時域差分法(FDTD)重點對復(fù)合薄膜模具的表面微納結(jié)構(gòu)的抗反射特性進行了優(yōu)化，得到了一種抗反特性優(yōu)異的金字塔型二維光柵微納結(jié)構(gòu)，最后，討論該模具的制造方法。
　　復(fù)合薄膜模具