一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，该装置包括Z轴工作平台、支撑装置一、二维微动平台、CCD相机、紫外固化装置、压印装置、支撑装置二、X‑Y轴工作平台、机架、透明衬底。通过水平表和压印装置中的微调装置调节压印辊水平并在压印辊中心标记，通过X‑Y轴工作平台调节透明衬底的位置，使支撑装置二下方的CCD相机透过透明衬底对准压印辊中心的标记，再通过二维微动平台使压印辊中心标记与透明衬底中心精准对齐，压印辊进行压印，压印后通过紫外固化装置固化，然后脱模。本实用新型专利技术相比于现有技术可以实现压印辊和透明衬底精准对齐，使压印辊和透明衬底挤压紧密且受力均匀，从而更好地实现对纳米图案的精准压印。

【技术实现步骤摘要】
一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置
本技术涉及纳米压印光刻领域，尤指一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置。
技术介绍
纳米压印技术由华裔科学家周郁教授于1995年提出，因其相较于传统光刻技术，能够实现廉价、快速的制造微纳图案，因此在半导体、生物工程等方面具有很大的市场前景。目前，纳米压印技术主要分为热压印、紫外纳米压印和微接触压印技术。其中，紫外纳米压印技术对环境要求相对较低，先通过在衬底上旋涂一层光刻胶，然后将带有特征图案的模板下压，将胶层填充至特征层之中，再通过紫外曝光固化，最后进行脱模，得到带有微纳结构图案的衬底。但在纳米压印流程中，如何控制模板与衬底之间的精准对齐显得尤为重要，因为模板与衬底间的对准关乎着纳米压印的图案精度。如果模板与衬底间未能对齐，将会导致压印过程中透明衬底受力不均匀，从而导致压印精度降低。或者导致模板与衬底之间发生滑移现象，不仅仅会导致特征图案的复刻失败，还极有可能破坏模板和衬底。综上所述，目前紫外纳米压印主要存在以下问题：需要模板与衬底精准对齐；调节压印辊处于水平状态，使辊压平面受力均匀。
技术实现思路
本技术目的是为了解决辊型纳米压印过程中模板与透明衬底难以实现精准对齐的问题，我们提供了一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置。根据本技术目的提出的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，包括Z轴工作平台、支撑装置一、二维微动平台、CCD相机、紫外固化装置、压印装置、支撑装置二、X-Y轴工作平台、机架、透明衬底，其中，机架水平放置在水平面，X-Y轴工作平台通过螺钉固定在机架的支撑板二上，支撑装置二通过螺钉固定在X-Y轴工作平台中的滑块二上，CCD相机通过螺钉固定在支撑装置二的下盖板中心，二维微动平台通过螺钉固定在支撑装置二的上盖板中心，透明衬底固定在二维微动平台中心的凹槽内，透明衬底的厚度应大于凹槽的深度，凹槽中心设有通孔，使CCD相机透过通孔拍摄到透明衬底中心和压印辊中心的标记，支撑装置一通过肋板一和螺钉固定在Z轴工作平台的滑块一上，压印装置通过螺钉连接在支撑装置一上，Z轴工作平台通过螺钉与肋板二固定在机架的支梁上，紫外固化装置通过螺钉固定在支撑装置一的支撑板一上。根据本技术目的提出的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述Z轴工作平台，包括滚珠丝杠一、联轴器一、伺服电机一、导轨一、外壳一、滑块一，其中，伺服电机一通过螺钉固定在外壳一上，导轨一固定在外壳一上，滚珠丝杠一与外壳一通过轴承配合，联轴器一一端与伺服电机一连接，另一端与滚珠丝杠一连接，滑块一装卡在导轨一上。根据本技术目的提出的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述支撑装置一，包括支撑板一、承重板、固定框一、肋板一，其中，支撑板一通过螺钉和肋板一固定在Z轴工作平台的滑块一上，固定框一通过螺钉与支撑板一相连，承重板通过螺钉与支撑板一相连。根据本技术目的提出的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述二维微动平台，包括固定框二、固定框三、固定块一、压电陶瓷一、压电陶瓷二、预紧螺钉一、预紧螺钉二、柔性铰链一、柔性铰链二、凹槽，其中，固定框二通过螺钉固定在支撑装置二上盖板上，固定框三通过柔性铰链一与固定框二相连，固定块一通过柔性铰链一与固定框三相连，凹槽位于固定块一中心，预紧螺钉一安装在固定框三上，预紧螺钉一顶端与压电陶瓷一联接，预紧螺钉二安装在固定框二上，预紧螺钉二顶端与压电陶瓷二联接，压电陶瓷一通过预紧螺钉一预紧，压电陶瓷二通过预紧螺钉二预紧。根据本技术目的提出的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述压印装置，包括微调装置、压印辊、联轴器二、伺服电机二，其中，压印辊通过轴承配合在固定块二上，联轴器二与伺服电机二连接，伺服电机二通过螺钉连接在承重板上。根据本技术目的提出的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述微调装置，包括微分头、柔性铰链三、固定块二，其中，微分头与支撑装置一中的支撑板一连接，固定块二通过柔性铰链三与微调装置相连。根据本技术目的提出的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述支撑装置二，包括下盖板、4040铝型材、三角加强筋、上盖板，其中，下盖板通过螺钉固定在X-Y轴工作平台的滑块二上，4040铝型材之间通过槽条连接件连接，4040铝型材通过三角加强筋和螺钉与支撑装置二下盖板连接，上盖板通过螺钉固定在4040铝型材的上端面，且上盖板中心设有通孔。根据本技术目的提出的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述X-Y轴工作平台，包括伺服电机三、伺服电机四、联轴器三、联轴器四、滚珠丝杠二、滚珠丝杠三、导轨二、导轨三、外壳二、外壳三、滑块三、滑块二，其中，伺服电机三通过螺钉连接在外壳二顶部，滚珠丝杠二与外壳二通过轴承配合，联轴器三一端与伺服电机三连接，另一端与滚珠丝杠二连接，滑块三装卡在导轨二上，外壳三通过螺钉固定在滑块三上，伺服电机四通过螺钉固定在外壳三顶部，滚珠丝杠三与外壳三通过轴承配合，联轴器四一端与伺服电机四连接，另一端与滚珠丝杠三连接，滑块三装卡在导轨三上。根据本技术目的提出的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述机架，包括肋板二、支撑板二、支梁，其中，支撑板二水平放置在水平面，支梁通过螺钉固定在支撑板二上，肋板二用于加固Z轴工作平台。本技术具有以下优点：1.实现了模板与透明衬底精准对齐；2.能调节压印辊处于水平状态，使辊压平面受力均匀，从而更好地实现对纳米图案的精准压印。附图说明图1：一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置主视图；图2：一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置俯视图；图3：一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置侧视图；图4：一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置的二维微动平台的俯视图；图5：一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置的压印装置的主视图；图6：一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置的压印装置的侧视图；图7：一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置的支撑装置二的结构示意图；图8：一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置的X-Y轴工作平台的俯视图。附图标记说明：1-Z轴工作平台，2-支撑装置一，3-二维微动平台，4-CCD相机，5-紫外固化装置，6-压印装置，7-支撑装置二，8-X-Y轴工作平台，9-机架,10-透明衬底，101-外壳一，102-导轨一，103-滑块一，104-伺服电机一，105-联轴器一，106-滚珠丝杠一,201-肋板一，202-支撑板一，203-承重板，204-固定框一，301-固定框二，302-固定框三，303-柔性铰链一，304-凹槽，305-压电陶瓷一，306-预紧螺钉一，307-柔性铰链二，308-预紧螺钉二，309-压电陶瓷二,3010-固定块一，601-微调装置，602-压印辊，603-联轴器二，604-伺服电机二，60101-微分头，60102-柔性铰链三，60103-固定块二，701-上盖板，702-4040铝型材，703-三角加强筋，704-下盖板，705-通孔，801-伺服电机三，802-外壳二，803-联轴器三，804-导轨二，805-滚珠丝杠二，806-滑块二，807-导轨三，808-滚珠丝杠三，809-联轴器四，8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，包括Z轴工作平台、支撑装置一、二维微动平台、CCD相机、紫外固化装置、压印装置、支撑装置二、X‑Y轴工作平台、机架、透明衬底，其中，机架水平放置在水平面，X‑Y轴工作平台通过螺钉固定在机架的支撑板二上，支撑装置二通过螺钉固定在X‑Y轴工作平台中的滑块二上，CCD相机通过螺钉固定在支撑装置二的下盖板中心，二维微动平台通过螺钉固定在支撑装置二的上盖板中心，透明衬底固定在二维微动平台中心的凹槽内，透明衬底的厚度应大于凹槽的深度，凹槽中心设有通孔，使CCD相机透过通孔拍摄到透明衬底中心和压印辊中心的标记，支撑装置一通过肋板一和螺钉固定在Z轴工作平台的滑块一上，压印装置通过螺钉连接在支撑装置一上，Z轴工作平台通过螺钉与肋板二固定在机架的支梁上，紫外固化装置通过螺钉固定在支撑装置一的支撑板一上。

【技术特征摘要】
1.一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，包括Z轴工作平台、支撑装置一、二维微动平台、CCD相机、紫外固化装置、压印装置、支撑装置二、X-Y轴工作平台、机架、透明衬底，其中，机架水平放置在水平面，X-Y轴工作平台通过螺钉固定在机架的支撑板二上，支撑装置二通过螺钉固定在X-Y轴工作平台中的滑块二上，CCD相机通过螺钉固定在支撑装置二的下盖板中心，二维微动平台通过螺钉固定在支撑装置二的上盖板中心，透明衬底固定在二维微动平台中心的凹槽内，透明衬底的厚度应大于凹槽的深度，凹槽中心设有通孔，使CCD相机透过通孔拍摄到透明衬底中心和压印辊中心的标记，支撑装置一通过肋板一和螺钉固定在Z轴工作平台的滑块一上，压印装置通过螺钉连接在支撑装置一上，Z轴工作平台通过螺钉与肋板二固定在机架的支梁上，紫外固化装置通过螺钉固定在支撑装置一的支撑板一上。2.根据权利要求1所述的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述Z轴工作平台，包括滚珠丝杠一、联轴器一、伺服电机一、导轨一、外壳一、滑块一，其中，伺服电机一通过螺钉固定在外壳一上，导轨一固定在外壳一上，滚珠丝杠一与外壳一通过轴承配合，联轴器一一端与伺服电机一连接，另一端与滚珠丝杠一连接，滑块一装卡在导轨一上。3.根据权利要求1所述的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述支撑装置一，包括支撑板一、承重板、固定框一、肋板一，其中，支撑板一通过螺钉和肋板一固定在Z轴工作平台的滑块一上，固定框一通过螺钉与支撑板一相连，承重板通过螺钉与支撑板一相连。4.根据权利要求1所述的一种精准对齐的辊型紫外纳米压印装置，其特征在于，所述二维微动平台，包括固定框二、固定框三、固定块一、压电陶瓷一、压电陶瓷二、预紧螺钉一、预紧螺钉二、柔性铰链一、柔性铰链二、凹槽，其中，固定框二通过螺钉固定在支撑装置二上盖板上，固定框三通过柔性铰链一与固定框二相连，固定块一通过柔性铰链一与固定框三相连，凹槽位于固定块一中心，预紧螺钉一安装在固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷岩，周岩，易正发，张群，李景鹏，郑艳苹，郑恭承，康洺硕，冯开拓，戴得恩，曹东旭，田旭，杨继犇，孙彦东，刘阳，王点正，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22