本实用新型专利技术涉及双面微结构的纳米压印领域，一种大面积双面纳米压印的设备，其中超声辅助上表面压印装置，采用超声振动辅助的方式对衬底的上表面进行压印；下表面压印平台用于对衬底的下表面进行压印，与超声辅助上表面压印装置分别位于衬底的上下两侧；调节装置通过螺钉固定于后置架上，用于在压印过程中调节衬底的角度；上表面涂胶装置与模版涂胶装置分别被安装于衬底的两侧，分别用于对衬底的上表面和模版进行涂胶；输送装置安装于前置架和后置架之间，用于输送衬底；紫外灯安装于后置架上，用于固化微纳米图案。本实用新型专利技术可以大面积双面压印微结构，通过采用超声振动辅助压印方法，提高压印过程中的填充率、图案精度及分辨率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
一种大面积双面纳米压印的设备
[0001]本技术涉及双面微结构的纳米压印领域，一种大面积双面纳米压印的设备。
技术介绍
[0002]纳米压印技术是通过纯机械复刻将模版上的微纳结构复刻到基底上，实现所需微纳结构的转移，该技术凭借其高分辨率、高效率及低成本的优点，自提出以来便引起了科学界的广泛关注，目前已广泛应用于高精密存储、光学、电子、太阳能电池和传感器等领域，随着纳米压印技术的广泛应用，研究人员发现在某些领域采用双面纳米压印技术能够得到更好的效果，例如仿生蛾眼的减反射玻璃、有机电致发光器件、可穿戴电子设备中的柔性压力传感器等，但研究人员也发现相对于单面纳米压印，在进行双面纳米压印的过程中，模具腔会因为流动性有限而产生更高的温度和更大的成形压力，使得成形件有很大的热应力，导致着精度不高、压印的效率较低等问题，现有的双面纳米压印技术的制造过程比较复杂，每次压印只能完成一面图案转印，费时且成本高，且不能简便且经济地引入双面有序排列的微结构，因此，如何实现高精度、大批量制造且具备多用途功能的薄膜压印装置将成为本领域技术人员亟待解决的难题。
[0003]超声振动辅助纳米压印技术是一种在压印过程中引入超声振动来辅助压印过程的技术，通过在压印过程中对衬底施加超声振动而在材料内部引发了应力波的传递进而促进了光刻胶的流动性，增加了压印的填充率，超声振幅越大，应力波的效果越明显，因此能够进一步提高压印过程中的填充率，同时在模具尺寸较大时，模具腔会因为流动性有限而产生更高的温度和更大的成形压力，导致更大的热应力，使得成形件在降温脱模的过程中因残余热应力而产生变形，导致压印精度减低的问题。
[0004]综上所述，目前双面纳米压印技术面临以下问题：
[0005](1)现有双面纳米压印技术的制造过程比较复杂，每次压印只能完成一面图案转印，费时且成本高，且不能简便且经济地引入双面有序排列的微结构；
[0006](2)在进行大面积压印时，由于流动性有限而产生更高的温度和更大的成形压力，进而导致成形件因更大的热应力而在脱模时产生变形，导致成形件出现精度不高、压印的效率较低的问题。
[0007]为了解决以上问题，本技术采用超声振动辅助双面纳米压印，通过对衬底施加超声振动促进了光刻胶的流动性，提高衬底的填充率，同时能够对衬底进行大面积双面纳米压印，有效提高对薄膜的转印图案质量和产出效率。
技术实现思路
[0008]本技术为了解决现有技术中的缺陷，提出了一种大面积双面纳米压印的设备，该一种大面积双面纳米压印的设备可对大面积柔性衬底进行精准压印，形成具有双面有序排列微结构的薄膜，并且可有效提高对薄膜的转印图案质量和产出效率。
[0009]一种大面积双面纳米压印的设备主要包括超声辅助上表面压印装置、下表面压印
平台、调节装置、上表面涂胶装置、模版涂胶装置、输送装置、前置架、后置架和紫外灯，所述前置架与后置架平行且竖直放置，并通过螺钉固定于地面上；所述输送装置具有多个辊结构，各个辊结构均通过轴承固定于前置架与后置架之间，衬底可在输送装置的带动下运动；所述超声辅助上表面压印装置与下表面压印平台分别位于衬底的上下两侧，所述超声辅助上表面压印装置通过螺钉固定于前置架与后置架之间；所述下表面压印平台位于前置架与后置架之间并通过螺钉固定于地面上；所述调节装置通过螺钉固定于后置架的挡板三上，调节装置的调节杆穿过挡板四并始终位于衬底的上表面一侧；所述上表面涂胶装置通过轴承与支撑杆固定于前置架与后置架之间；所述模版涂胶装置通过螺钉固定于前置架上；所述紫外灯通过螺钉固定在后置架上。
[0010]所述前置架主要包括支架一、挡板一和挡板二，所述挡板一与所述挡板二通过螺钉固定于所述支架一上，所述后置架主要包括支架二、挡板三和挡板四，所述挡板三与所述挡板四通过螺钉固定于所述支架二上，后置架与前置架结构相似，区别在于所述后置架的挡板四上具有一个条形通孔，调节装置的调节杆穿过此条形通孔。
[0011]所述超声辅助上表面压印装置主要包括导轨、固定架、换能器、变幅杆和刚性衬底，其中所述固定架主要包括支撑柱、顶板和底板，所述换能器通过螺钉固定在固定架的底板上方，所述支撑柱共四个，以换能器为中心间隔90
°
环形布置且上下两端分别连接于所述顶板与所述底板，所述导轨共四个且分布于固定架的四周，所述顶板与底板的四个角分别固定于四个导轨的滑块上，使固定架可在导轨的带动下沿竖直方向运动，所述变幅杆通过螺钉固定在换能器下方，所述刚性衬底装卡在变幅杆下方。
[0012]所述下表面压印平台主要包括支撑体、压印平台和模版，所述支撑体通过螺钉固定于地面上，所述压印平台通过螺钉固定于支撑体上，所述模版装卡在压印平台上。
[0013]所述调节装置主要包括纵向导轨和调节杆，所述纵向导轨通过螺钉固定于后置架的挡板三上，所述调节杆通过螺钉固定于纵向导轨的滑块中心并始终位于衬底的上表面一侧，可在纵向导轨的带动下沿竖直方向运动。
[0014]所述上表面涂胶装置主要包括涂胶辊、匀胶辊一、传动辊和储胶盒，所述的储胶盒通过支撑杆固定于前置架和后置架之间，位于涂胶辊、匀胶辊一和传动辊下方，所述涂胶辊、匀胶辊一和传动辊通过轴承固定于前置架和后置架之间，所述储胶盒内盛有光刻胶，所述匀胶辊一部分浸没于光刻胶中，所述涂胶辊、匀胶辊一和传动辊均为主动辊，其中匀胶辊一与涂胶辊顺时针旋转，传动辊逆时针旋转，且三个辊之间具有一定的间隙，使光刻胶在电机启动后能够在涂胶辊、匀胶辊一和传动辊之间传递，涂胶辊与衬底之间具有一定间隙且保持相同的线速度，使光刻胶在经过涂胶辊、匀胶辊一和传动辊的传递后，最终可被涂覆于衬底上。
[0015]所述模版涂胶装置主要包括水平导轨、放胶管、匀胶辊二和胶盒，所述水平导轨通过螺钉固定在前置架上，所述胶盒通过螺钉固定在水平导轨的滑块上，在其上方设置有圆形注胶孔，在垂直于水平导轨方向延伸有所述放胶管，放胶管为末端封闭的空心圆管，其上具有一列直径相同、间距相同的圆形孔洞，光刻胶可通过注胶孔注入放胶管中，并通过放胶管上的圆形孔洞喷出，涂覆于压印平台的模版上，所述匀胶辊二通过轴承固定于胶盒上，所述放胶管、匀胶辊二和胶盒可在水平导轨带动下做水平运动。
[0016]所述输送装置主要包括放卷辊、收卷辊、支撑辊和衬底，均通过轴承固定于前置架
和后置架之间，所述支撑辊共三个，为从动辊，所述放卷辊与收卷辊为主动辊，衬底可在放卷辊与收卷辊的带动下运动。
[0017]本技术有益效果在于：
[0018]1.可以大面积双面压印微结构，解决传统方法只能完成一面图案转印的问题，在压印过程中使模版和衬底形成更好的共形接触；
[0019]2.通过在压印过程中对衬底施加超声振动而在材料内部引发了应力波的传递进而促进了光刻胶的流动性，增加了压印的填充率，超声振幅越大，应力波的效果越明显，因此能够进一步提高压印过程中的填充率。同时在采用大尺寸模具压印时，模具腔会因为流动性有限而产生更高的温度和更大的成形压力，使得成形件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大面积双面纳米压印的设备，其特征在于：主要包括超声辅助上表面压印装置、下表面压印平台、调节装置、上表面涂胶装置、模版涂胶装置、输送装置、前置架、后置架和紫外灯，所述前置架与后置架平行且竖直放置，并通过螺钉固定于地面上；所述输送装置具有多个辊结构，各个辊结构均通过轴承固定于前置架与后置架之间，衬底可在输送装置的带动下运动；所述超声辅助上表面压印装置与下表面压印平台分别位于衬底的上下两侧，所述超声辅助上表面压印装置通过螺钉固定于前置架与后置架之间；所述下表面压印平台位于前置架与后置架之间并通过螺钉固定于地面上；所述调节装置通过螺钉固定于后置架的挡板三上，调节装置的调节杆穿过挡板四并始终位于衬底的上表面一侧；所述上表面涂胶装置通过轴承与支撑杆固定于前置架与后置架之间；所述模版涂胶装置通过螺钉固定于前置架上；所述紫外灯通过螺钉固定在后置架上。2.根据权利要求1所述的一种大面积双面纳米压印的设备，其特征在于：所述前置架主要包括支架一、挡板一和挡板二，所述挡板一与所述挡板二通过螺钉固定于所述支架一上，所述后置架主要包括支架二、挡板三和挡板四，所述挡板三与所述挡板四通过螺钉固定于所述支架二上，后置架与前置架结构相似，区别在于所述后置架的挡板四上具有一个条形通孔，调节装置的调节杆穿过此条形通孔。3.根据权利要求1所述的一种大面积双面纳米压印的设备，其特征在于：所述超声辅助上表面压印装置主要包括导轨、固定架、换能器、变幅杆和刚性衬底，其中所述固定架主要包括支撑柱、顶板和底板，所述换能器通过螺钉固定在固定架的底板上方，所述支撑柱共四个，以换能器为中心间隔90
°
环形布置且上下两端分别连接于所述顶板与所述底板，所述导轨共四个且分布于固定架的四周，所述顶板与底板的四个角分别固定于四个导轨的滑块上，使固定架可在导轨的带动下沿竖直方向运动，所述变幅杆通过螺钉固定在换能器下方，所述刚性衬底装卡在变幅杆下方。4.根据权利要求1所述的一种大面积双面纳米压印的设备，其特征在于：所述下表面压印平台主要包括支撑体、压印平台和模版...
【专利技术属性】
技术研发人员：张顺，谷岩，赵慧博，杨书宇，郭鹏，张宝佳，张一硕，张森，刘杨，徐江龙，鲍有志，王庆阳，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：
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