本实用新型专利技术公开了一种气体辅助紫外纳米压印装置，该装置包括机架、升降装置、压印装置、工作平台、气体装置、Z轴微动装置，装卡已涂胶衬底，升降装置控制压印装置下降，使其与工作平台紧密贴合形成封闭腔室，Z轴微动装置控制衬底贴近软模板，气体装置对封闭腔室抽气形成负压环境，使软模板下移进行压印，紫外线灯对压印胶进行固化，气体装置对封闭腔室充气完成脱模，最后压印装置上升，取出带有微结构的衬底，完成压印。本装置使用真空负压施压技术，在对曲面衬底压印时，能使软模板和衬底形成更好的共形接触，并有效提高压印力和脱模力的均匀性，从而增大压印胶的填充率，改善软模板损伤和衬底翘曲的问题，提高转移图案的精度和保真度。真度。真度。
【技术实现步骤摘要】
一种气体辅助紫外纳米压印装置
[0001]本技术涉及紫外纳米压印领域，尤指一种气体辅助紫外纳米压印装置。
技术介绍
[0002]在当下纳米压印技术的应用中，因为需求，经常需要在一些特殊表面上制备纳米图案。例如制备拥具有陷光特性的光学材料、具有自清洁性的超疏水材料等，其中有一部分是曲面材料，对于纳米压印，在这些曲面材料上进行压印往往会伴随着许多的困难，这也就使得如何在曲面材料上进行压印成为了如今纳米压印技术研究的一大热点。
[0003]纳米压印具有成本低、分辨率高、可大批量生产等诸多优点而在光栅制备上广受欢迎。在纳米压印工艺流程中，压印力的施加尤为重要，施加在模板上的外力促使模板和衬底中间的聚合物产生流动和变形，从而实现图案的转移。模板上压印力的不均匀将导致聚合物的流动不够充分和变形不均匀，使图案转移时发生畸变，特别是对于曲面衬底的压印，因为压印力的不均匀而导致的图案畸变更加严重，所以模板上压印力的均匀性是纳米压印工艺中的关键性问题，其中，对于施压方式的选择对压印力的均匀性有着显著影响。纳米压印的施压有多种方式，例如固体双平板施压、滚轴式施压、静电力辅助施压、电磁力辅助施压、真空负压施压等，其中气体辅助施压技术中的真空负压施压技术是一种较新颖的施压方式，通过对封闭腔室抽气以形成负压环境，驱使模板压向衬底或衬底压向模板，从而实现模板与衬底的接触以进行压印，再向封闭腔室中充气恢复气压以完成脱模，对于曲面衬底的压印，这是一种可行且有效的施压方式。在公布号为CN 102183875 A的专利中提出的一种滚轮式紫外线软压印方法可以做到对弯曲和表面不平整的衬底的大尺寸均匀压印。但这种方法也存在一定的缺陷，一是该压印方法在压印弯曲和表面不平整的衬底时，受机械力的限制，填充率较差；二是模板容易产生损坏，且脱模时易发生衬底翘曲的现象，使得最终所制成品精度较差，不能满足压印需求。
技术实现思路
[0004]本技术的目的是提供一种气体辅助紫外纳米压印装置，以解决目前压印曲面衬底时图形转移易畸变、模板易损伤以及衬底易发生翘曲的问题。
[0005]根据本技术目的提出的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：包括机架、升降装置、压印装置、工作平台、气体装置、Z轴微动装置，其中，机架水平放置在地面上，升降装置通过螺钉固定在机架的上底板上，压印装置通过螺栓固定在升降装置的移动平台上，工作平台通过螺钉固定在机架的下底板上，气体装置通过螺钉固定在机架的下底板上，并与工作平台连通，Z轴微动装置通过螺钉固定在机架的下底板上，并与工作平台相互配合。
[0006]根据本技术目的提出的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：所述的机架，包括下底板、导杆、上底板，其中下底板水平放置在地面上，导杆下端与下底板固连，上端与上底板固连，机架是整个装置的框架。
[0007]根据本技术目的提出的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：所述的升降装置，包括伺服电机一、支撑台、齿轮一、齿轮二、轴承套一、轴承、轴承套二、丝杠螺母、滚珠丝杠一、移动平台，其中伺服电机一通过螺钉固定在支撑台上，支撑台通过螺钉固定在上底板上，齿轮一通过螺柱安装在支撑台上，与伺服电机一相互配合，并与齿轮二相互啮合，齿轮二通过螺钉与轴承套二连接，轴承套一通过螺钉固定在上底板上，轴承套一内圈与轴承相互配合，轴承内圈与轴承套二相互配合，丝杠螺母通过螺钉与轴承套二连接，滚珠丝杠一通过螺栓与移动平台连接，并与丝杠螺母相互配合，移动平台穿过导杆，升降装置控制压印装置的升降。
[0008]根据本技术目的提出的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：所述的压印装置，包括支撑架、腔体、通孔、紫外线灯、观察窗、弹性薄膜、软模板，其中支撑架通过螺栓固定在移动平台上，腔体固连在支撑架上，腔体的上方附有四个通孔，紫外线灯固定在腔体的内部，观察窗位于腔体的侧面，弹性薄膜固定在腔体内部，软模板安装在弹性薄膜上，压印装置负责压印和固化工作。
[0009]根据本技术目的提出的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：所述的工作平台，包括水平平台、抽气孔、充气孔、沟槽、胶垫，其中水平平台通过螺钉固定在下底板上，水平平台上附有四个抽气孔和四个充气孔，沟槽位于水平平台上，胶垫安装在沟槽中，工作平台、压印装置以及Z轴微动装置构成封闭腔室。
[0010]根据本技术目的提出的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：所述的气体装置，包括抽气泵、抽气管道、充气泵、充气管道，其中抽气泵通过螺钉固定在下底板上，抽气泵上的抽气管道与水平平台的抽气孔连通，充气泵通过螺钉固定在下底板上，充气泵上的充气管道与水平平台的充气孔连通，气体装置通过抽出和充入气体来控制封闭腔室中的气压。
[0011]根据本技术目的提出的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：所述的Z轴微动装置，包括衬底、衬底卡盘、支撑台、Z轴工作平台一、Z轴工作平台二，其中，衬底装卡在衬底卡盘上，衬底卡盘与支撑台固连，支撑台通过螺钉固定在Z轴工作平台一的肋板一和Z轴工作平台二的肋板二上，Z轴工作平台一和Z轴工作平台二通过螺钉固定在下底板上，Z轴微动装置负责微调衬底的位置。
[0012]根据本技术目的提出的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：所述的Z轴工作平台一，包括肋板一、滑块、外壳、伺服电机二、联轴器、滚珠丝杠二、导轨、丝杠支撑座一、丝杠支撑座二，肋板一通过螺钉固定在滑块上，滑块与滚珠丝杠二螺纹连接并和导轨滑动连接，外壳通过螺钉固定在下底板上，伺服电机二与联轴器相连，联轴器与滚珠丝杠二相连，滚珠丝杠二由丝杠支撑座一和丝杠支撑座二固定，导轨固定在外壳上，丝杠支撑座一和丝杠支撑座二通过螺钉固定在外壳上，Z轴工作平台二与Z轴工作平台一的结构完全相同，且协同工作。
[0013]本技术具有以下优点：
[0014]（1）在压印过程中使用真空负压施压技术，对曲面衬底进行压印时可保证软模板和衬底的紧密贴合，使软模板和衬底形成更好的共形接触，增大压印胶的填充率，显著改善了在对曲面衬底进行压印时图案转移易发生畸变的问题，从而提高了图案的精度和保真度。
[0015]（2）因为压印力和脱模力的均匀性，所以软模板在压印和脱模时的损伤较小，且衬底在脱模时易翘曲的问题也得到了改善。
附图说明
[0016]图1是一种气体辅助紫外纳米压印装置的正视图；
[0017]图2是一种气体辅助紫外纳米压印装置的机架的正视图；
[0018]图3是一种气体辅助紫外纳米压印装置的升降装置的正视图；
[0019]图4是一种气体辅助紫外纳米压印装置的升降装置的俯视图；
[0020]图5是一种气体辅助紫外纳米压印装置的压印装置的部分结构示意图；
[0021]图6是一种气体辅助紫外纳米压印装置的压印装置的正视图；
[0022]图7是一种气体辅助紫外纳米压印装置的工作平台的结构示意图；
[0023]图8是一种气体辅助紫外纳米压印装置的气体装置的结构示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：包括机架、升降装置、压印装置、工作平台、气体装置、Z轴微动装置，其中，机架水平放置在地面上，升降装置通过螺钉固定在机架的上底板上，压印装置通过螺栓固定在升降装置的移动平台上，工作平台通过螺钉固定在机架的下底板上，气体装置通过螺钉固定在机架的下底板上，并与工作平台连通，Z轴微动装置通过螺钉固定在机架的下底板上，并与工作平台相互配合。2.根据权利要求1所述的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：所述的机架，包括下底板、导杆、上底板，其中下底板水平放置在地面上，导杆下端与下底板固连，上端与上底板固连。3.根据权利要求1所述的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：所述的升降装置，包括伺服电机一、支撑台、齿轮一、齿轮二、轴承套一、轴承、轴承套二、丝杠螺母、滚珠丝杠一、移动平台，其中伺服电机一通过螺钉固定在支撑台上，支撑台通过螺钉固定在上底板上，齿轮一通过螺柱安装在支撑台上，与伺服电机一相互配合，并与齿轮二相互啮合，齿轮二通过螺钉与轴承套二连接，轴承套一通过螺钉固定在上底板上，轴承套一内圈与轴承相互配合，轴承内圈与轴承套二相互配合，丝杠螺母通过螺钉与轴承套二连接，滚珠丝杠一通过螺栓与移动平台连接，并与丝杠螺母相互配合，移动平台穿过导杆。4.根据权利要求1所述的一种气体辅助紫外纳米压印装置，其特征在于：所述的压印装置，包括支撑架、腔体、通孔、紫外线灯、观察窗、弹性薄膜、软模板，其中支撑架通过螺栓固定在移动平台上，腔体固连在支撑架上，腔体的上方附有四个通孔，紫外线灯固定在腔体的内部，观察窗位于腔体的侧面，弹性薄膜...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷岩，刘亚梅，许济琛，李超，陈文豪，卢发祥，李洁，康洺硕，范亚林，郭金槄，邹晨宇，袁旭，郭鑫，付斌，张昭杰，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：
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