一种纳米压印软膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及衍射光栅制备技术领域，更具体地，涉及一种纳米压印软膜及其制备方法。


背景技术：

2.衍射光栅是光栅的一种。它通过有规律的结构，使入射光的振幅或相位(或两者同时)受到周期性空间调制。实际应用的衍射光栅通常是在表面上有沟槽或刻痕的平板。其中，沟槽或刻痕能够通过纳米压印技术制得。现阶段主流的滚压技术，用到一种适应性更强的软模转印方案。具体为母模的结构翻印到软基底的软模上，然后再用软模去翻印产品。实际生产过程中，由于产品结构中含有大量微纳结构，故在转印过程中会存在更高的接触面积，从而导致在离模的过程中拔模力非常大；且模板胶和压印胶材料类别相同，多为同体系树脂材料，压印过程中相互接触，因为uv胶材料固化后大多仍然存在未完全固化的单体，因此在进行产品压印的过程中，与液态的压印胶之间容易产生相似相溶或相互反应的风险，如果软膜胶材料强度不够或者使用多次以后会出现结构的变形或断裂，导致离模失败。
3.因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是提供一种纳米压印软模的新技术方案。
5.根据本发明的第一个方面，提供了一种纳米压印软模。该软模包括：软模本体和薄膜层，所述软模本体的一侧形成有压印面，所述薄膜层被设置在所述压印面上，所述薄膜层的结构与所述压印面的结构相匹配，所述薄膜层被配置为用于隔绝所述软模本体与产品压印胶，以降低所述软模本体与所述产品压印胶之间的拔模力，所述薄膜层的材料为金属氧化物或者介质材料。
6.可选地，所述薄膜层通过原子层沉积法沉积在所述压印面上。
7.可选地，所述薄膜层的材料为金属氧化物，所述金属氧化物为氧化铝和二氧化钛中的至少一种。
8.可选地，所述薄膜层的厚度小于或者等于20nm。
9.可选地，所述薄膜层的材料为介质材料，所述介质材料为二氧化硅和氮化硅中的至少一种。
10.可选地，所述软模本体包括软模胶层和基底层，所述软模胶层设置于所述基底层上，所述压印面形成于所述软模胶层上。
11.可选地，所述软模胶层的材料为uv固化胶。
12.可选地，所述基底层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
13.根据本发明的第二个方面，提供了一种纳米压印软模的制备方法。该方法包括：
14.提供具有与母模纹路结构相镜像的纹路结构的软模本体，所述软模本体的一侧形成有压印面；
15.在所述压印面上设置薄膜层；其中，所述薄膜层被配置用于隔绝所述软模本体与产品压印胶，以降低所述软模本体与所述产品压印胶之间的拔模力，所述薄膜层的材料为金属氧化物或者介质材料。
16.可选地，所述薄膜层的材料二氧化硅、氮化硅、二氧化钛或氧化铝中的至少一种。
17.在本公开实施例中，通过在软模本体的压印面上设置薄膜层，薄膜层能够将软模本体和产品压印胶隔绝开来，进而阻绝固化过程中，二者之间因为相似相溶或者相互反应导致的难以脱模的现象。从而也减小了软模在转印的过程中，与产品之间的拔模力，有效提高了软模与产品之间离模的成功率。同时，薄膜层的设置也提高软模本体的自身强度以及使用寿命，避免了软模在与产品之间离模的过程中，由于软模自身强度不够或者在多次使用之后产生的软模自身结构的变形和断裂，导致离模失败的问题。
18.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
19.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
20.图1是根据本公开实施例软模的示意图。
21.图2是根据本公开实施例纳米压印软模的制备方法的流程图。
22.附图标记说明：
23.1、软模本体；2、薄膜层。
具体实施方式
24.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
25.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
26.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
27.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
29.根据本公开的第一个实施例，提供了一种纳米压印软模。如图1所示，该软模包括：软模本体1和薄膜层2。
30.软模本体1的一侧形成有压印面。薄膜层2被设置在压印面上。薄膜层2的结构与压印面的结构相匹配。薄膜层2被配置为用于隔绝软模本体1与产品压印胶，以降低软模本体1与产品压印胶之间的拔模力。薄膜层2的材料为金属氧化物或者介质材料。
31.在本实施例中，薄膜层2能够将软模本体1和产品压印胶隔绝开来，进而阻绝固化
过程中，二者之间因为相似相溶或者相互反应导致的难以脱模的现象。从而也减小了软模在转印的过程中，与产品之间的拔模力，有效提高了软模与产品之间离模的成功率。同时，薄膜层2的设置也提高软模本体1的自身强度以及使用寿命，避免了软模在与产品之间离模的过程中，由于软模自身强度不够或者在多次使用之后产生的软模自身结构的变形和断裂，导致离模失败的问题。
32.薄膜层2的结构与压印面的结构相匹配。这样能够使得设置于压印面上的薄膜层2能够与压印面完全贴合，在降低压印面表面能以及提高软模本体1自身强度的同时，使得软模仍然能够保持其良好的原始压印形态，进而软模能够将自身的原始压印形态转印至产品表面，保证了转印的有效性和准确性。
33.在一个例子中，薄膜层2通过原子层沉积法沉积在压印面上。
34.例如，薄膜层2沉积在压印面上，沉积方式为原子层薄膜沉积。
35.原子层沉积方法是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。原子层沉积允许在原子层水平上精确控制膜厚度。而且，可以相对容易地形成不同材料的多层结构。
36.在本实施例中，薄膜层2通过原子层沉积的方式沉积在压印面上，能够有效控制薄膜层2沉积厚度的精度，避免了过厚的薄膜层2影响软膜的原始转印形态，进而造成转印失效或者转印误差过大的问题。
37.此外，原子层沉积的方式能够有效适应于软膜本体的自身结构，使得沉积的薄膜层2与软膜本体的结构能够相匹配，保证了设置有薄膜层2的软膜在后续转印过程中工作的有效性和准确性，避免了薄膜层2在压印面上设置的不均匀而导致转印过程中产生转印误差。
38.在一个例子中，薄膜层2的材料为金属氧化物。金属氧化物为氧化铝和二氧化钛中的至少一种。
39.例如，在软模本体1的压印面上设置有薄膜层2。薄膜层2的材料为氧化铝和二氧化钛中的至少一种。薄膜层2的上述材料均具有较高的强度这样能够使得设置于软模本体1上的薄膜层2能够有效提高软模本体1的自身强度，此外，上述材料构成的薄膜层2也能够有效降低软模与产品之间的拔模力。
40.在一个例子中，薄膜层2的厚度小于或者等于20nm。
41.例如，薄膜层2的厚度小于或者等于20nm,在此范围下，薄膜层2能够在有效降低压印面的表面能以及提高软模本体1的自身的强度的前提下，避免了过厚的薄膜层2对软模自身压印精度的影响。
42.在一个例子中，薄膜层2的材料为介质材料。介质材料为二氧化硅和氮化硅中的至少一种。
43.例如，在软模本体1的压印面上设置有薄膜层2。薄膜层2的材料为二氧化硅和氮化硅中的至少一种。薄膜层2的上述材料具有较高的强度这样能够使得设置于软模本体1上的薄膜层2能够有效提高软模本体1的自身强度，此外，上述材料构成的薄膜层2也能够有效降低软模与产品之间的拔模力。
44.在一个例子中，软模本体1包括软模胶层和基底层。软模胶层设置于基底层上。压印面形成于软模胶层上。
45.例如，软模本体1包括软模胶层和基底层。软模胶层的纹路结构与母模的纹路结构相镜像。压印面形成于软模胶层上。这样使得软模本体1能够将母模上的结构转印至产品表面的胶层上，在产品表面形成有和母模相同的纹路结构。基底层的设置能够使得该软模胶层有所附着，进而使得软模本体1更好地实现转印工作。同时基底胶层能够对软模胶层起到进一步的保护作用，避免了软模胶层自身强度不够或者在多次使用的情况下产生破损或者断裂的问题，提高了软模本体1的使用寿命。
46.在一个例子中，软模胶层的材料为uv固化胶。
47.软模胶层的材料为uv固化胶。软模胶层采用上述材料具有良好的可塑性以及耐用性，这样能够使得软模胶层在制备的过程中能够根据所需形态，简单便捷地制备相应的软模本体1，降低了软模制备工艺的难度。
48.在一个例子中，基底层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
49.根据本公开的第二个实施例，提供了一种纳米压印软模的制备方法。如图2所示，该方法包括：
50.提供具有与母模纹路结构相镜像的纹路结构的软模本体1。软模本体1的一侧形成有压印面。
51.在压印面上设置薄膜层2。其中，薄膜层2被配置为用于隔绝软模本体1与产品压印胶，以降低软模本体1与产品压印胶之间的拔模力。薄膜层2的材料为金属氧化物或者介质材料。
52.例如，提供具有与母模纹路结构相镜像的纹路结构的软模本体1。这样使得能够通过软模本体1将母模上的纹路结构转印至产品的表面，进而在产品表面形成有和母模相同的纹路结构。
53.在压印面上设置薄膜层2。其中，薄膜层2被配置为用于隔绝软模本体1与产品压印胶，以降低软模本体1与产品压印胶之间的拔模力。
54.在本实施例中，在软模本体1的压印面上设置薄膜层2，薄膜层2能够将软模本体1和产品压印胶隔绝开来，进而阻绝固化过程中，二者之间因为相似相溶或者相互反应导致的难以脱模的现象。从而也减小了软模在转印的过程中，与产品之间的拔模力，有效提高了软模与产品之间离模的成功率。
55.此外，薄膜层2的强度大于软模本体1的强度，在软模本体1的压印面上设置薄膜层2，有效提高了软模本体1的自身强度以及使用寿命，避免了软模在与产品之间离模的过程中，由于软模自身强度不够或者在多次使用之后产生的软模自身结构的变形和断裂，导致离模失败的问题。
56.在一个例子中，薄膜层2的材料为二氧化硅、氮化硅、二氧化钛或氧化铝中的至少一种。
57.薄膜层2的上述材料具有较高的强度这样能够使得设置于软模本体1上的薄膜层2能够有效提高软模本体1的自身强度，此外，上述材料构成的薄膜层2也能够有效降低软模与产品之间的拔模力。
58.以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但发明并不仅限于下述实施例。
59.实施例一：
60.101、提供具有与母模纹路结构相镜像的纹路结构的软模本体1。软模本体1的一侧
形成有压印面。软模本体1包括软模胶层和基底层。软模胶层设置于基底层上。压印面形成于软模胶层上。
61.软模胶层的材料为uv固化胶，软膜胶层的厚度为3微米；基底层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，基底层的厚度为250微米。
62.102、在压印面上设置薄膜层2。薄膜层2被配置为用于隔绝软膜本体与产品压印胶。
63.薄膜层2的材料为二氧化硅。薄膜层2的厚度为10nm。薄膜层2通过原子层沉积的方式设置于压印面上。
64.103、采用设置有薄膜层2的软模进行转印，转印效果如下，结构区域无损伤，且软模可以有效利用至少20次，结构无损伤且尺寸符合规格要求。
65.实施例二：
66.101、提供具有与母模纹路结构相镜像的纹路结构的软模本体1。软模本体1的一侧形成有压印面。软模本体1包括软模胶层和基底层。软模胶层设置于基底层上。压印面形成于软模胶层上。
67.软模胶层的材料为uv固化胶，软膜胶层的厚度为3微米；基底层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，基底层的厚度为250微米。
68.102、在压印面上设置薄膜层2。薄膜层2被配置为用于隔绝软膜本体与产品压印胶。
69.薄膜层2的材料为二氧化硅。薄膜层2的厚度为20nm。薄膜层2通过原子层沉积的方式设置于压印面上。
70.103、采用设置有薄膜层2的软模进行转印，转印效果如下，结构区域无损伤，且软模可以有效利用至少50次，结构无损伤且尺寸符合规格要求。
71.对比例一：
72.201、提供具有与母模纹路结构相镜像的纹路结构的软模本体1。软模本体1的一侧形成有压印面。软模本体1包括软模胶层和基底层。软模胶层设置于基底层上。压印面形成于软模胶层上。
73.软模胶层的材料为uv固化胶，软膜胶层的厚度为3微米；基底层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，基底层的厚度为250微米。
74.202、采用未设置有薄膜层2的软模进行转印，转印出现以下缺陷，结构区域有明显损伤，sem显示为结构断裂。
75.由上述实施例一和对比例一的测试结果对比可知，设置有薄膜层2的软模和产品之间的拔模力小于未设置有薄膜层2的软模和产品之间的拔模力，即可以得出：薄膜层2的设置能够降低软模与产品之间的拔模力。
76.由上述实施例一和实施例二的测试结果对比可知，设置较厚的薄膜层2可以有效提高软模的使用寿命，但因为薄膜层2较厚，对结构尺寸的影响变大，需要在软膜胶层制作时做相应补偿。
77.上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
78.虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技
术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。