一种具有双面压印功能的纳米压印设备的制作方法

1.本发明涉及纳米压印技术领域，特别涉及一种具有双面压印功能的纳米压印设备。


背景技术：

2.纳米压印技术是通过光刻胶辅助，将模板上的微纳结构转移到待加工材料上的技术，纳米压印根据固化方式、压印面积、模板等，可分成热压印、紫外压印、微接触压印、步进压印等。为降低生产成本，提升压印准确性，需要基板尽可能多的压印微纳结构，且不出现结构缺失现象。因此，需要改进压印设备，以实现基片双面压印。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服以上技术缺陷，提出一种具有双面压印功能的纳米压印设备。
4.本发明为实现其技术目的所采取的技术方案是：一种具有双面压印功能的纳米压印设备，包括：压印板、对位单元和曝光单元，所述压印板包括第一压印板，第二压印板和第三压印板，
5.所述对位单元位于所述设备腔体内部，并固定在设备上方；所述第一压印板位于所述设备腔体内部上方、所述对位单元下方；所述第三压印板位于设备腔体内下方、所述对位单元下方；所述第二压印板位于设备腔体内下方、所述所述第三压印板的一侧，所述曝光单元位于所述第三压印板的下方；
6.还包括基片、工作模具，所述基片固定在第一压印板的下表面，基片上设有对位标记；所述工作模具包括第一工作模具和第二工作模具，所述工作模具上设有与对位标记相对应的对位标记。
7.优选的，所述第一压印板包括移动块，限位块和导轨，带动吸附固定板左右移动；
8.所述第一压印板还包括电机，伸缩杆，连接块，固定块，带动吸附固定板上下移动完成第一次压印动作；
9.所述吸附固定板的中间区域设有透明区，所述吸附固定版的下表面设有真空槽，所述真空槽内设有与真空泵连接的真空孔；
10.所述第一压印板用于固定基片，并带动基片上下移动，完成压印动作。
11.优选的，所述第二压印板包括用于吸附固定第二工作模具的翻转固定板，所述翻转固定板的上表面设有真空槽，所述真空槽槽内设有真空孔，所述真空槽外侧设有工作模具定位槽，在所述工作模具定位槽外侧，远离旋转轴一侧设有缓冲固定块，所述翻转固定板中心区域设有透明区；
12.所述第二压印板还包括旋转轴、支撑柱、旋转轴支撑柱、支撑柱、支撑柱升降电机，所述第二压印板卡接在旋转轴上，能够绕旋转轴旋转，所述第二压印板用于吸附固定第二工作模具。
13.优选的，所述第三压印板包括上表面设置的真空槽，所述真空槽槽内设有真空孔，所述真空槽外侧设有工作模具定位槽；
14.所述第三压印板还包括用于移动第一工作模具的前后移动块、左右移动块、升降杆、电机、旋转块、旋转电机，所述前后移动块用于带动第一工作模具前后移动，所述左右移动块用于带动第一工作模具左右移动，所述升降杆和电机用于带动第一工作模具上下移动，所述旋转块，旋转电机用于带动第一工作模具旋转。
15.优选的，对位单元位于两个导轨之间，对位单元包括电机、伸缩杆、固定块、对位组件，电机带动伸缩杆伸长或缩短，从而带动对位组件上下移动，所述固定块连接伸缩杆和对位组件。
16.优选的，所述曝光单元包括紫外灯、固定块、升降杆、电机，所述紫外灯位于第三压印板的透明区正下方，所述紫外灯发出的紫外光能够透过所述第三压印板中间的透明区域，以及基片和工作模具；所述固定块连接紫外灯和升降杆，所述电机推动升降杆伸缩从而带动所述紫外灯上下移动。
17.本发明的有益效果是：所述压印板包括第一压印板，第二压印板和第三压印板，结合对位单元，实现基片自动动对位和旋转，既可以完成单面压印动作，也可完成双面压印动作；曝光单元发出紫外光将纳米压印胶固化。
附图说明
18.图1本发明设备的结构示意图；
19.图2本发明设备的俯视图；
20.图3本发明设备第一压印板1的下表面的结构示意图；
21.图4本发明设备第一压印板1的正视图；
22.图5本发明设备第二压印板2的上表面的结构示意图；
23.图6本发明设备第二压印板2的正视图；
24.图7本发明设备第三压印板3的上表面的结构示意图；
25.图8本发明设备第三压印板3的正视图；
26.图9本发明设备压印过程示意图；
27.图10-图16双面压印过程中本发明设备工位示意图。
28.图中标记为：1、第一压印板；11、移动块；111、限位块；112、导轨；12、电机；13、伸缩杆；14、连接块；15、固定块；16、吸附固定板；17、透明区；171、真空孔；172、真空槽；
29.2、第二压印板；21、翻转固定板；211、真空槽；212、真空孔；
30.22、缓冲固定块；23、旋转轴；24、工作模具定位槽；25、透明区；
31.26、支撑柱；27、旋转轴支撑柱；28、支撑柱；29、支撑柱升降电机；
32.3、第三压印板；31、真空槽；32、真空孔；33、工作模具定位槽；34、前后移动块；35、左右移动块；36、升降杆；37、电机；38、旋转块；39、旋转电机；
33.4、对位单元；41、电机；42、伸缩杆；43、固定块；44、对位组件；
34.5、曝光单元；51、紫外灯；52、固定块；53、升降杆；54、电机；
35.6、基片；61、对位标记；
36.7、工作模具；71、第一工作模具；72、第二工作模具；73、对位标记；
具体实施方式
37.下面结合附图实施例对本发明做进一步说明：
38.实施例一
39.如图1-16所示：
40.一种具有双面压印功能的纳米压印设备，包括：压印板，对位单元4，曝光单元5。压印板包括第一压印板1，第二压印板2，第三压印板3。
41.第一压印板1位于所述设备腔体内部上方，对位单元4下方。第一压印板1用于固定基片6，并带动基片6上下移动，完成压印动作。
42.第一压印板1包括移动块11，限位块111和导轨112，带动吸附固定板16左右移动。
43.第一压印板1还包括电机12，伸缩杆13，连接块14，固定块15，带动吸附固定板16上下移动完成第一次压印动作。
44.吸附固定板16的中间区域设有透明区17，吸附固定版16的下表面设有真空槽172，真空槽172内设有与真空泵连接的真空孔171。
45.第二压印板2卡接在旋转轴23上，可绕旋转轴23旋转。第二压印板2用于吸附固定第二工作模具72。
46.第二压印板包括用于吸附固定第二工作模具72的翻转固定板21，翻转固定板21的上表面设有真空槽211，真空槽211槽内设有真空孔212。真空槽211外侧设有工作模具定位槽24。工作模具定位槽24外侧，远离旋转轴一侧设有缓冲固定块22，缓冲固定块为电磁铁，当翻转固定板21绕旋转轴23旋转至第三压印板3的上方时，通电通过磁力固定翻转固定板21。翻转固定板21中心区域设有透明区25，对位单元可透过透明区25观察对位标记的相对位置。
47.第二压印板2还包括旋转轴23，支撑柱26，旋转轴支撑柱27，支撑柱28，支撑柱升降电机29。
48.第三压印板3位于设备腔体内下方，对转单元4下方。第三压印板3吸附固定第一工作模具71。
49.第三压印板3包括上表面设置的真空槽31，真空槽31槽内设有真空孔32，真空槽31外侧设有工作模具定位槽33。
50.第三压印板3还包括用于移动第一工作模具71的前后移动块34，左右移动块35，升降杆36，电机37，旋转块38，旋转电机39。
51.前后移动块34用于带动第一工作模具前后移动。
52.左右移动块35用于带动第一工作模具左右移动。
53.升降杆36和电机37用于带动第一工作模具71上下移动。
54.旋转块38，旋转电机39用于带动第一工作模具71旋转。
55.对位单元4位于所述设备腔体内部，并固定在设备上方。对位单元位于两个导轨112之间。对位单元4包括电机41，伸缩杆42，固定块43，对位组件44。电机41使伸缩杆42伸长或缩短带动对位组件44上下移动。固定块连接伸缩杆42和对位组件44。
56.曝光单元5位于所述第三压印板3的下方，在两次压印完成后，曝光单元5发出紫外光将纳米压印胶固化。曝光单元5包括紫外灯51，固定块52，升降杆53，电机54。紫外灯51位于第三压印板3的透明区也正下方，紫外灯51发出的紫外光可透过第三压印板3中间的透明
区域，基片6和工作模具7。固定块52连接紫外灯51和升降杆53。电机54推动升降杆伸缩从而带动紫外灯51上下移动。
57.基片6固定在第一压印板1的吸附固定板16的下表面，基片6上设有对位标记61；
58.工作模具7包括第一工作模具71和第二工作模具72。工作模具上设有与对位标记61相对应的对位标记73。
59.本发明的工作原理及工作过程如下：
60.如图8-图16所示：
61.双面压印过程：
62.s1：复位
63.各单元回到原点位置，记录当前位置。此时第一压印板1位于对位单元4的下方。
64.s2：上料
65.第一工作模具71吸附固定过程：
66.第一工作模具71的四角与工作模具定位槽33冲齐，打开真空槽31区域的真空，将第一工作模具71吸附固定在第三压印板3的上表面，第一工作模具的纳米结构面朝上。
67.第二工作模具72的吸附固定过程：
68.第二工作模具72的四角与工作模具定位槽211冲齐，打开真空槽211区域的真空，将第二工作模具72吸附固定在第二压印板2的上表面，第二工作模具的纳米结构面朝上。
69.基片6的吸附固定过程：
70.将基片6放置在第一压印板1的吸附固定板16的下表面，打开真空槽172吸附固定基片6。
71.s3：点胶
72.在吸附固定在第三压印板3上表面的第一工作模具71的中心处点胶，完成点胶动作(点胶装置未画出，可以手动点胶)。
73.s4：第一次对位
74.点胶完成后，电机12使伸缩杆13伸长，带动吸附固定板16向下运动，运动到某一位置，此位置第一工作模具71中心的纳米压印胶未与基片6接触。
75.对位单元4的电机41使伸缩杆42伸长带动对位组件44移动至透明区17的正上方。对位组件41观察对位标记61和73的相对位置，将信息处理后反馈给第三压印板3。前后移动块34可带动第一工作模具71前后移动。左右移动块35可带动第一工作模具71左右移动。旋转电机39带动旋转块38旋转，从而带动第一工作模具71旋转。最终第一工作模具71的对位标记73和基片6的对位标记61在竖直方向上对准。
76.对位完成后，对准单元回到原点位。
77.s5：第一次压印
78.第一次对位动作完成后，进行第一次压印动作，完成基片6下表面的压印。对位动作完成后，第一工作模具71在各个方向上都不可移动，基片6仅可以在上下方向上移动。
79.电机12使伸缩杆13伸长，带动吸附固定板16向下运动，基片6随吸附固定板16向下运动，并推动胶体由第一工作模具71的中心处向四周扩展，填充纳米压印结构。
80.s6：复位
81.完成第一次压印动作后，真空槽172释放基片6，第一压印板1回到原点位置，然后
第一压印板1沿导轨112向第二压印板2方向移动。
82.s7：点胶
83.完成第一次压印后，进行第二次压印的准备工作。首先在基片6的上表面中心处点胶。两次点胶的纳米压印胶可以相同的，也可以是不同的。
84.s8：第二次对位
85.翻转固定板21绕旋转轴23旋转，翻转固定板21翻转至第三压印板3的而上方，第二工作模具72的纳米结构面朝下。工作模具定位槽24外侧，远离旋转轴一侧设有缓冲固定块22，缓冲固定块为电磁铁，当翻转固定板21绕旋转轴23旋转至第三压印板3的上方时，通电通过磁力固定翻转固定板21。
86.电机37使升降杆36伸长，从而带动第一工作模具71和基片6向上移动到某一位置。此位置第二工作模具未与基片6中心的纳米压印胶接触。
87.对位单元4的电机41使伸缩杆42伸长带动对位组件44移动至透明区25的正上方。对位组件41观察对位标记61和73的相对位置，将信息处理后反馈给第三压印板3。前后移动块34可带动第一工作模具71前后移动。左右移动块35可带动第一工作模具71左右移动。旋转电机39带动旋转块38旋转，从而带动第一工作模具71旋转。最终第一工作模具71、第二工作模具72的对位标记73和基片6的对位标记61在竖直方向上对准。
88.对位完成后，对准单元回到原点位。
89.s9：第二次压印
90.对位完成后，第二工作模具72固定，第三压印板3仅可上下移动。
91.电机37使升降杆36伸长，带动第一工作模具71和基片6向上移动，并推动胶体由基片6的中心处向四周扩展，填充纳米压印结构。
92.s10：曝光
93.两次压印完成后，开始紫外固化过程。电机54使升降杆53伸长，带动紫外灯51移动到第三压印板3的下方。紫外灯51发出紫外光透过第三压印板3、工作模具7和基片6，将纳米压印胶固化。
94.s11：分离
95.第二压印板2的真空槽211和第三压印板的真空槽31分别释放第二工作模具72和第一工作模具71，手动分离。完成双面纳米压印过程。
96.单面压印只需完成s1-5和s10、s11步骤即可。