[实用新型]一种适用于纳米压印镍模板复制的电铸设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料领域，是一种可用于器件制造如半导体器件，光学器件和生物制品的纳米压印镍模板复制设备，属于微纳制造和器件制造技术领域。

背景技术

纳米压印技术是在微纳米尺度获得复制结构的一种低成本且快速的方法。该技术在一定条件下可以将模板上的结构按需复制到大的表面上。纳米压印技术采用纳米图案的刚性模具将基片上的聚合物薄膜压出纳米级花纹，再对压印件进行常规的刻蚀、剥离等加工，最终制成纳米结构和器件。在纳米压印技术中，相当昂贵的光刻只需被使用一次以制造可靠的模板，模板即可用于大量生产复制品。基于此，纳米压印技术可广泛地应用于生物医学、高密度存储、光子晶体、塑料电子学、电阳能电池、传感器和高精度印刷电路板制作。正因为如此，纳米压印技术自从发明以来就受到了各国广泛地研究，成为纳米图案复制领域的一个热点。

纳米压印光刻技术与传统的光刻技术最大的区别就在于纳米压印模板。压印模板是纳米压印最关键的技术特征，而且模板的制作是纳米压印技术最大的成本所在。压印模板直接决定压印图形的质量，要实现高质量的图形复制，必须要有高质量的纳米压印模板。目前，纳米压印技术的模板以硅模板为主，主要依靠电子束曝光技术和反应离子刻蚀技术来制作，但是电子束曝光技术成本高，且由于电子束的串行加工，加工效率比较低，此外硅的材质比较脆，很容易在压印过程中受到破坏，寿命比较低。事实上，这类模板很少能经受20次的重复压印，并不适合应用在工业生产中，这也成为限制纳米压印技术发展的一个关键因素。因此，复制软模板被用来替代硅母模板；相比于母模板，复制软模板只需要通过硅母模板进行图形复制即可，工艺过程简单，制作成本较小。而基于复制软模板的镍模板复制将发挥更重要的作用。因为金属镍是一种机械性能很好的材料，具有良好的热导率和低的热膨胀系数，在空气中也不容易被腐烛或氧化，用镍制作的纳米压印模板强度高，韧性好，可以经受几百次的压印，使用寿命长，成本较低，是未来代替硅模板推动纳米压印技术应用于工业化生产极具潜力的材料。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于纳米压印镍模板复制的电铸设备，解决纳米压印过程中模板的使用寿命问题与复制模板的压印精度。为纳米压印技术在工业化生产应用中提供一套低成本、工艺简单、适合规模化生产的模板复制设备。

基于此，一种适用于纳米压印镍模板复制的电铸设备，包括：

直流电源，用于为电铸设备提供所需能源；

电铸槽，用于承载电铸所需要的镍离子液体；

电铸阳极，置于电铸槽内，且与电源正极相连；

电铸阴极，置于电铸槽内，电铸阴极与电源负极相连，可视为电铸母模；

圆饼状镍板，与上述阳极相连；

驱动装置，两端管道浸于镍离子液体中，分别置于电铸槽内的两端对角线端点处，所述驱动装置用于驱动电铸槽中的镍离子液体循环流动；

加热装置，用于对上述所述镍离子液体进行加热，其中加热装置应包括恒温装置，以确保镍离子液体温度恒定。

在一些实施例中，所述阳极体为圆饼状。

在一些实施例中，所述阳极体直径至少为100mm。

在一些实施例中，所述圆饼状镍板直径至少为200mm。

在一些实施例中，所述镍离子液体为氨基磺酸镍。

在一些实施例中，所述加热装置应将镍离子液体温度控制在45摄氏度。

上述一种适用于纳米压印镍模板复制的电铸设备，包含为电铸设备提供所需能源的直流电源、置于电铸槽内且与电源正极相连电铸阳极、置于电铸槽内且同时与电源负极及电铸母模相连的电铸阴极、与电铸阳极体相连的圆饼状镍板、通过管道置于镍离子液体内用于驱动液体循环流动的驱动装置、用于确保镍离子液体温度恒定的加热装置，在驱动装置与加热装置的作用下，镍离子液体恒温匀速流动，镍沉积速度可控，镍模板复制过程较为简单，成本较低。

附图说明

附图以提供对本实用新型的进一步理解，将其并入并构成本实用新型申请的一部分，附图用于说明本实用新型的实施例并与说明书一起用于解释本实用新型。

图1是用于纳米压印镍模板复制的电铸设备示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，实施方式提供的一种适用于纳米压印镍模板复制的电铸设备包括：电铸槽110、驱动装置120、恒温装置130、圆饼状镍板140、直流电源150、加热装置160以及镍离子液体170。

其中：