微纳特征的压印方法技术

本发明专利技术涉及微加工技术领域，尤其涉及一种微纳特征的压印方法，包括模具制备步骤以及压印与脱模步骤，通过操控引线键合仪的电子打火促使金属丝末端形成金属球，并利用键合力和键合温度促使原始模具表面的微纳特征压印在金属球的压印平面，以构成金属球模具，最后通过金属球模具把微纳特征压印至目标基底表面的掩膜层，所述模具制备步骤以及压印与脱模步骤通过标准引线键合仪完成，从而实现了不同微纳尺度特征从原始模具向目标基底的灵活、高效转移；相比于光刻和纳米压印等现有方法，本发明专利技术提供的方法具有所需原始模具数量少，且可灵活选取和组合不同的微纳尺度特征的优点。选取和组合不同的微纳尺度特征的优点。选取和组合不同的微纳尺度特征的优点。

【技术实现步骤摘要】
微纳特征的压印方法


[0001]本专利技术涉及微加工
，尤其涉及一种微纳特征的压印方法。

技术介绍

[0002]将微纳尺度特征(图案)从模板转移至不同基底表面，是微电子和微机电
微加工工艺流程的关键和起始步骤，也是后续通过沉积、刻蚀等工艺制备各类微结构的基础。
[0003]传统的光刻工艺使用光刻胶和掩膜板完成微米尺度特征的转移，已被大规模应用，然而其分辨率难以到达纳米级。近年来，纳米压印技术克服了光刻工艺分辨率不足的缺点，使用经电子束刻蚀制备的模具，实现了纳米尺度特征的规模化转移。然而该方法实现的是所有模具上微纳尺度特征的同步转移，如需要组合不同的微纳尺度特征，如改变相对位置等，则要求制备多个模具，从而使得其工艺过程复杂，成本增加。
[0004]可见，现有微纳尺度特征的转移方法缺乏灵活性，在实现多种微纳尺度特征灵活组合时需制作多个模具，工艺较为繁琐，在工艺原理验证等应用场合较为低效。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种微纳特征的压印方法，有助于解决现有技术在原型验证等应用场合实现多种微纳尺度特征灵活选取和组合时，因需制备多个模具而效率较低的问题，本专利技术提供的方法采用工业界广泛使用的标准引线键合仪，借助标准的球焊、楔焊引线键合工艺过程，有助于实现将不同微纳尺度特征从原始模具向目标基底的转移，且可灵活选取和组合的不同的微纳尺度特征。
[0006]本专利技术提供一种微纳特征的压印方法，包括模具制备步骤以及压印与脱模步骤，其中，r/>[0007]模具制备步骤为：通过操控引线键合仪的电子打火促使金属丝末端形成金属球，控制金属球接触平面基底并施加键合力，促使金属球末端形成压印平面，利用引线键合仪施加的键合力和键合温度，将金属球的压印平面与预先制备好的原始模具相互挤压接触，促使原始模具表面的微纳特征压印至金属球的压印平面，以构成金属球模具；
[0008]压印与脱模步骤为：利用引线键合仪施加的键合力或键合力与键合温度，将金属球模具与目标基底表面的掩膜层相互挤压接触，促使金属球模具上压印平面的微纳特征压印至目标基底表面的掩膜层，对掩膜层固化处理后，金属球模具脱离掩膜层。
[0009]根据本专利技术的一种微纳特征的压印方法，在压印与脱模步骤中，预先把电子打火电流引入接地单元，防止电流经过金属球模具。
[0010]根据本专利技术的一种微纳特征的压印方法，在压印与脱模步骤中，所述接地单元为接地金属棒。
[0011]根据本专利技术的一种微纳特征的压印方法，在压印与脱模步骤中，把电子打火电流设置为低电流值，以防止电流损坏金属球模具上的微纳特征。
[0012]根据本专利技术的一种微纳特征的压印方法，在压印与脱模步骤中，通过对所述目标基底上的掩膜层进行热处理以实现对掩膜层的固化处理。
[0013]根据本专利技术的一种微纳特征的压印方法，在压印与脱模步骤中，利用紫外光线穿透所述目标基底并对掩膜层进行固化处理。
[0014]根据本专利技术的一种微纳特征的压印方法，所述原始模具表面的微纳特征通过光刻、电子束刻蚀、反应离子刻蚀的工艺制备。
[0015]根据本专利技术的一种微纳特征的压印方法，所述掩膜层为热塑型聚合物材料或光聚合型聚合物材料，所述掩膜层通过旋涂或喷涂的方式沉积于所述目标基底上，且掩膜层厚度大于所述金属球模具表面微纳特征的深度。
[0016]根据本专利技术的一种微纳特征的压印方法，还包括后处理步骤：去除微纳特征底部覆盖于目标基底表面的剩余掩膜层材料，以使目标基底外露。
[0017]根据本专利技术的一种微纳特征的压印方法，当需重新制备金属球模具以压印新的微纳特征时，通过操控引线键合仪将使用过的金属球模具与表面含金属镀层的回收基底发生键合，让金属球模具脱离金属丝并固定于回收基底上，以完成金属球模具的废弃处理；断裂的金属丝线用于新金属球的制备，以用于压印新的微纳特征。
[0018]根据本专利技术的一种微纳特征的压印方法，在完成一次微纳特征的压印并进行对目标基底表面的刻蚀后，对印刻有微纳特征的目标基底进行重新涂覆掩膜层，并在对应已印刻有微纳特征的位置上对掩膜层进行不同形状微纳特征的压印，以实现多种不同微纳特征向同一目标基底的堆叠组合印刻。
[0019]本专利技术提供的一种微纳特征的压印方法，通过操控引线键合仪的电子打火促使金属丝末端形成金属球，并利用引线键合仪施加的键合力和键合温度促使原始模具表面的微纳特征压印在金属球的压印平面，以构成金属球模具，最后在键合力或键合力与键合温度的作用下，利用引线键合仪操控金属球模具把微纳特征压印至目标基底表面的掩膜层，由于所述模具制备步骤以及压印与脱模步骤通过采用工业界广泛使用的标准引线键合仪，借助标准的球焊、楔焊引线键合工艺过程而完成，从而可以方便实现不同微纳尺度的特征从原始模具向目标基底的灵活、高效转移，且可灵活选取和组合的不同的微纳尺度特征，精度高；相比于光刻和纳米压印等现有方法，本专利技术提供的方法具有所需原始模具数量少，且有利于灵活选取和组合不同的微纳尺度特征的优点。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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。
[0021]图1是本专利技术实施例一中模具制备步骤的过程示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例一中压印与脱模步骤的过程示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例二中压印与脱模步骤的过程示意图；
[0024]图4是本专利技术中对金属球模具的废弃步骤过程示意图；
[0025]图5是本专利技术中不同微纳尺度特征堆叠压印复刻的过程示意图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]实施例一
[0028]一种微纳特征的压印方法，包括模具制备步骤以及压印与脱模步骤，其中，
[0029]如图1所示，为模具制备步骤的过程示意图，采用标准引线键合仪的模拟球焊
‑
楔焊工艺实现，具体包括：
[0030]如图1(a)和图1(b)所示，首先通过操控引线键合仪，在打火电极20和金属丝101之间通过电子打火生成金属球103，金属球103形成在金属丝101的底部末端；
[0031]然后，如图1(c)所示，利用引线键合仪操控金属球103移动并控制金属球103向下接触表面平滑的平面基底301，利用引线键合仪通过瓷嘴102向下施加键合力，让金属球103的末端向下紧压平面基底301，从而可以使得金属球的底部末端形成压印平面，如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微纳特征的压印方法，其特征在于，包括模具制备步骤以及压印与脱模步骤，其中，模具制备步骤为：通过操控引线键合仪的电子打火促使金属丝末端形成金属球，控制金属球接触平面基底并施加键合力，促使金属球末端形成压印平面，利用引线键合仪施加的键合力和键合温度，将金属球的压印平面与预先制备好的原始模具相互挤压接触，促使原始模具表面的微纳特征压印至金属球的压印平面，以构成金属球模具；压印与脱模步骤为：利用引线键合仪施加的键合力或键合力与键合温度，将金属球模具与目标基底表面的掩膜层相互挤压接触，促使金属球模具上压印平面的微纳特征压印至目标基底表面的掩膜层，对掩膜层固化处理后，金属球模具脱离掩膜层。2.根据权利要求1所述的一种微纳特征的压印方法，其特征在于，在压印与脱模步骤中，预先把电子打火电流引入接地单元，防止电流经过金属球模具，所述接地单元为接地金属棒。3.根据权利要求1所述的一种微纳特征的压印方法，其特征在于，在压印与脱模步骤中，把电子打火电流设置为低电流值，以防止电流损坏金属球模具上的微纳特征。4.根据权利要求1所述的一种微纳特征的压印方法，其特征在于，在压印与脱模步骤中，通过对所述目标基底上的掩膜层进行热处理以实现对掩膜层的固化处理。5.根据权利要求1所述的一种微纳特征的压印方法，其特征在于，在压印与脱模步骤中，利用紫外光线穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓晶，梁秀兵，胡振峰，罗晓亮，王浩旭，尹建程，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：