气囊气缸式真空紫外纳米压印设备研制

本文介绍了紫外纳米压印技术原理,以及工艺中模板与基片的平行度对压印质量的影响.研制了气囊气缸式真空紫外纳米压印设备,其通过气囊气缸使模板与基片平行,从而可在大面积基片上确保压力均匀.研制了相应的光学系统,着重讨论了如何实现紫外纳米压印以及光学系统的设计和调整.制备了石英玻璃模板,实现了在商用紫外固化聚合物OG154上的紫外纳米压印,转移复制了具有100rim特征的5cmx5cm面积的纳米结构图形.     

基于TiN涂层/玻璃基体的热压印模板的制备与性能

对于热压印光刻而言,制备具有精确几何结构、良好耐磨损性能以及长使用寿命模板至关重要.在分析现有Si或SiO2模板使用性能基础上,提出了在TiN涂层/玻璃基体上制备热压印模板.首先采用直流磁过滤电弧在玻璃上沉积TiN薄膜,然后,通过聚焦离子束在薄膜上加工出最小线宽71nm的栅型结构,最后,使用所加工的模板,进行热压印实验,获得了良好的压印结果.实验结果表明,TiN作为模板材料可以获得高保真度的纳米图案,并且由于TiN比Si或SiO2具有更高硬度和强度,玻璃基体也具有很好的机械性能,由TiN/玻璃系统制备的压印模板的机械性能和使用寿命较之Si或SiO2基模板得到很大提高.     

分步式压印光刻研究

针对微纳制造中光刻环节的光衍射限制，讨论了可能成为下一代光刻技术路线的压印光刻。通过对比热压印、微接触转印及常温压印的技术特点，设计了一套低成本、结构简单的紫外光固化常温压印光刻机构。其大行程纳米级定位、纳米级下压系统消除了压印过程中的机构热变形误差、驱动间隙、蠕动误差等，具有分步式纳米级驱动多场压印及纳米级下压加载能力，可实现多次重复高保真图形复制。     

金属-聚合物及金属-复合材料薄壁结构压印连接技术的研究进展

随着结构轻量化需求的增加，金属-聚合物及金属-复合材料薄壁结构在交通运输和航空航天等多个领域得到广泛应用。压印连接具有高效、节能环保和成本低等优势，为异种材料的连接提供了解决方案。由于聚合物及其复合材料延展性较差，为了减小接头的成形损伤、提高连接效率及接头的力学性能，一些改进的连接工艺相继被提出。为了推动压印连接的工程应用，本文综述了金属-聚合物及金属-复合材料薄壁结构的压印连接技术，对各连接工艺的适用性、成形工艺方法、成形质量影响因素和接头力学性能进行探讨。最后，针对连接工艺设计中亟待解决的问题，展望了压印连接技术的研究方向。     

马来酰亚胺-丙烯酸酯共聚物的制备及在热纳米压印抗蚀剂的应用EI

马来酰亚胺与丙烯酸酯通过自由基溶液聚合制备了马来酰亚胺-丙烯酸酯共聚物(P(AA-MI-AHA))。根据凝胶渗透色谱,共聚物的多分散系数低于2,表现出窄的分子量分布特点;根据热失重分析和差示扫描量热分析,聚合物热分解温度高于140℃,玻璃化温度约为128℃,展现出较好的热稳定性。将共聚物用作热纳米压印抗蚀剂材料,研究了共聚物的微纳米图案复制能力。扫描电子显微镜观察到排列规整的条纹图案,分辨率约为100 nm。综上表明,所得马来酰亚胺-丙烯酸酯共聚物用作热纳米压印抗蚀剂材料展现出较好的图像复制能力。     

马来酰亚胺-丙烯酸酯共聚物的制备及在热纳米压印抗蚀剂的应用

马来酰亚胺与丙烯酸酯通过自由基溶液聚合制备了马来酰亚胺-丙烯酸酯共聚物（P(AA-MI-AHA)）。根据凝胶渗透色谱，共聚物的多分散系数低于2，表现出窄的分子量分布特点；根据热失重分析和差示扫描量热分析，聚合物热分解温度高于140℃，玻璃化温度约为128℃，展现出较好的热稳定性。将共聚物用作热纳米压印抗蚀剂材料，研究了共聚物的微纳米图案复制能力。扫描电子显微镜观察到排列规整的条纹图案，分辨率约为100 nm。综上表明，所得马来酰亚胺-丙烯酸酯共聚物用作热纳米压印抗蚀剂材料展现出较好的图像复制能力。     

热压印刻蚀技术

纳米压印技术是一种高分辨率、廉价、高效的纳米结构制备技术。它既继承了传统光刻技术所具有的并行性,又同时拥有传统光刻技术不易达到的纳米结构制备能力,这为今后纳米结构的广泛应用提供了良好的条件。文章介绍了纳米热压印技术中核心工艺流程,包括：模板的制备、抗粘层的制备、压印过程中温度与压力的影响、反应离子刻蚀,并且给出了利用纳米热压印技术制备的光栅结构,最后展望了纳米压印技术的前景。     

聚合物表面纳米蛾眼结构的紫外压印制备工艺及抗反射性能

利用滚对平板(RTP)紫外纳米压印工艺在聚合物薄膜表面成功制备出大面积蛾眼纳米结构。通过原子力显微镜观测,可以看出蛾眼纳米结构在聚合物表面排布比较规整,呈乳状凸起阵列排布。蛾眼结构波峰高度复制率可以达到95.2%,表面微结构填充完整,复制效果良好。与单层镀膜(AR-coating)抗反射材料相比,抗反射蛾眼结构反射率测试结果在可见光波段(380~760nm)反射率平均降到3%。视角在110°左右可见光平均反射率为7%。     

等温准热压印中聚合物微结构成型的分析

在传统平板微热压印中,模具需要反复的加热和冷却,工艺循环时间长,存在微结构成型效率低的缺点。文中创新性地提出一种等温准热压印工艺,可有效解决这一问题。首先在研究此工艺原理的基础上,采用有限元模拟的手段探究聚合物微结构的成型过程。模拟分析可知,聚合物微结构的成型是边冷却边压印的过程,模具温度显著影响微结构的复制精度;而聚合物基片预热温度过高不会提高微结构的复制精度,却增加了脱模缺陷的可能性。模拟得到的规律可为等温准热压印实验工艺参数的选取提供依据。最后通过实验验证了模拟规律的正确性及工艺的可行性。     

纳米光子结构软膜紫外光固化纳米压印

紫外光固化纳米压印是实现纳米结构批量复制的一种新技术．其特点是低成本和高分辨，而且可以达到极高的套刻精度．为了得到大面积图案的均匀复制，可用聚二甲基硅氧烷（PDMS）制备透光的压印软模板．其母版图案可由高分辨率电子柬曝光和反应离子刻蚀的方法在硅片基底上获得，然后用浇注的方法将图案转移到PDMS上．本实验特别发展了紫外光固化纳米压印适用于软膜压印的双层膜图型转移技术．该双层膜由廉价的光胶和聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）构成．对光胶层的压印可用普通的光学曝光仪实现．然后再将图案用反应离子刻蚀的方法转移到PMMA层中．为了证明方案的可行性，在两种不同材料的半导体基片上压印了三角晶格的光子晶体和准晶结构的图案，并用剥离的方法将它们转移到金属薄膜上，最后成功地进行了硅片刻蚀实验．相信这一纳米制做方法对大面积纳米光子结构和光学集成芯片的制造是普遍适用的．     

压印成型条件对微透镜结构影响的模拟

利用Polyflow模拟热压印中微结构的充模过程,并以微透镜为例研究了在热压印中高分子材料在微结构充模时,压印温度、压力、速度、孔的大小、基片厚度等物理量变化对微透镜成型结构的影响规律。模拟结果表明,微透镜在成型初期,不同位置的曲率半径不同;随着压印过程的进行,各个位置的曲率半径逐渐减小最终趋于一致;压印速度越快,压印成型时间越短;多孔压印比单孔压印所需的时间要长;同时减小孔间距,孔周围流体速度增加,将影响微透镜成型的均匀性;增加基片厚度对曲率的减小影响甚微,靠增加基片厚度缩短成型时间的效果不太明显。     

微流控芯片微沟道的超声压印制作

作为一种新型聚合物微结构成形方法,超声波压印具有成形速度快和基片整体变形小的特点,但是微结构在较大面积成形时存在均匀性较差的问题．本文面向微流控芯片中微沟道的超声波压印成形,通过设计正交实验和有限元仿真研究的方法,分析了超声压印工艺参数对微流控芯片成形质量和均匀性的影响原因及规律．结果表明,可以通过优化超声波压印压力、振幅和超声波作用时间提高压印均匀性．其中超声波压印压力对成形精度和均匀性的影响最大．采用优化后的工艺参数进行实验,在48mm×32mm面积的PMMA微流控芯片基片上成形了微沟道,微沟道的复制精度优于95．6％．片上3点的均匀性为98．0％．     

基于微纳米压印的微透镜阵列光学膜制造研究

目的 实现裸眼3D显示效果的承印基材是微透镜阵列光学膜,本文旨在研究制造微透镜阵列光学膜的方法及在制造过程中的影响因素。方法 采用卷对卷的UV-LED光固化微纳米压印工艺,通过定制化的微纳米压印模具,规模化制造正六角形孔径、蜂窝排布的微透镜阵列光学膜。结果 文中所用的PET膜表面粗糙度均方差约为0.083 μm,可见光波段的透光率为90%~93%,具有良好的表面平整度和较高的透光率,有利于微透镜阵列的成型制造和光学膜优良光学性能的呈现;UV-LED紫外压印光刻胶具有较低的黏度(250 Pa.s,25 ℃)、良好的界面性能(接触角为93°)和较小的固化体积收缩率(3.5%),有利于光刻胶对模具凹槽的填充及微透镜阵列的成型和脱模。对于微纳米压印制造过程,要选择合适的压印力,既要确保光刻胶能够充分地填充模具凹槽,又要避免微透镜阵列的结构受挤压变形而导致损坏模具。当压印速度控制在5~7 m/min时,微透镜阵列的复型精度较高且成型质量较为稳定,不会出现气泡缺陷和拉断缺陷。结论 卷对卷的UV-LED光固化微纳米压印工艺是一种制造微透镜阵列光学膜行之有效的方法。     

压印滚筒振动测试分析研究

对压印滚筒进行状态监测,了解其特征以提高机器性能和减小对印品质量的影响.从滚筒结构、功能的角度分析压印滚筒产生振动的原因;搭建压印滚筒振动测试系统,并进行试验;对实验数据进行了分析和处理;根据测试结果和理论分析提出降低压印滚筒振动的方法和措施.     

压印连接接头的疲劳裂纹扩展分析及实验研究

研究了压印连接接头的强度性能,介绍了压印连接成形原理和工艺过程。分析了压印连接接头的表面裂纹的产生原因,通过有限元分析得出最大应力应变的位置并以实验加以验证。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对压印连接接头疲劳裂纹扩展进行数值模拟。分析了平均应力、应力比和加载频率对压印连接接头的疲劳裂纹扩展速率的影响。     

软膜紫外光固化纳米压印中Amonil光刻胶的刻蚀参数优化(英文)

报道了反应离子刻蚀转移图形过程中对Amonil光刻胶的刻蚀参数优化的结果.利用软膜紫外光固化纳米压印技术,首先制备了线宽/间距均为200 nm的纳米光栅结构.然后采用反应离子刻蚀的方法去除残留的Amonil光刻胶.研究了不同的气体组成、射频功率、压强和气体流量对刻蚀形貌、表面粗糙度以及刻蚀速度的影响.在优化的工艺条件下,获得了理想的具有垂直侧壁形貌和较小表面粗糙度的纳米光栅阵列.结果表明,选择优化的刻蚀工艺参数,既能有效地改善图形转移的性能,同时也能提高所制备结构的光学应用特性.     

大块非晶合金的微尺度力学行为研究评述

大块非晶合金因其优异的力学、机械、物理等性能引起学术界和产业界广泛关注,其学术研究和应用领域内容范围正日益扩大和深入。本文简要介绍了大块非晶材料微尺度力学行为研究中的最新进展,内容包括大块非晶纳米压印过程中的锯齿状流变特性、非晶变形过程中的微观结构转变以及非晶断裂的微观机制及尺度效应。     

纳米压印中聚合物界面行为的分子动力学

在纳米压印中,模具和聚合物之间的相互作用能对压()特征的图型转移质量有着重要影响,文中利用分子动力学分别选择聚二甲基硅氧烷(PDMS),聚乙烯(PE),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)研究了他们和模具壁面之间在不同距离时,壁面和聚合物之间相互作用能的变化关系,并考虑聚合物填充过程中压强对模具壁面和聚合物之间相互作用的影响,...     

低压压印制备硅点阵结构的工艺研究

高密度、图形规则的硅点阵结构由于其独特的光电性能具有广泛的应用前景.本文介绍了一种以低压压印结合反应离子刻蚀制备硅点阵的方法,即利用PDMS模板通过压印复制获得PMMA掩模结构,用反应离子刻蚀在硅片表面制得高度有序的硅纳米点阵结构.实验和有限元模拟结果表明,低压压印因为毛细作用下光刻胶在模板内的充分填充可以获得良好的图形复制精度和较小的残余胶厚度,因此适于大面积高密度光刻胶结构的均匀复制.     

压印全息转移技术在软包装中运用

压印全息转移技术被誉为继胶印、凹印、凸印、丝印之后的第五种印刷方式。本文从压印全息转移技术在软包装运用的原理、材料特性、工艺控制、分析对策等方面进行阐述。