[发明专利]一种柔性薄膜基底上微纳米结构的高精度制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性薄膜基底上微纳米结构的高精度制备方法，主要步骤如下：首先在高真空的条件下，将绷紧的柔性薄膜无间隙紧密地贴合在高平面度的硬质材料基底表面，实现柔性薄膜“硬质化”的目的，并且由于薄膜上下表面气压差以及薄膜与基底之间摩擦力的存在，柔性薄膜受力不易产生形变；然后利用微纳米加工技术在硬质化的柔性薄膜上制备微纳米结构；最后将表面具有高精度微纳米结构的柔性薄膜从硬质基底上取下。与现有加工方法相比，该方法解决了微纳米加工过程中柔性薄膜易受力发生形变、与掩模版贴合不紧密等问题，使得微纳米结构的线宽精度、位置精度大幅度提高，实现了柔性薄膜基底上微纳米结构的高精度制备。

技术领域

本发明属于微纳米加工技术领域，具体涉及一种柔性薄膜基底上微纳米结构的高精度制备方法。

背景技术

柔性薄膜材料如聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、三醋酸纤维素、聚乙烯醇、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、改性环状聚烯烃等，具有重量轻、可弯折、化学惰性高、光学性能良好、成本较低等优点，因此作为基底材料被广泛地应用到微纳米加工技术领域中。

但是，由于柔性薄膜在微纳米加工过程中易受力发生形变、与掩模版贴合不紧密等问题的存在，以现有技术方法制备的柔性薄膜基底微纳米结构均具有较大的线宽误差和位置误差，无法满足在科研、工业等方面对微纳米器件的高精度要求。因此，发展一种柔性薄膜基底上微纳米结构的高精度制备方法是迫切需要的。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明公开了一种柔性薄膜基底上微纳米结构的高精度制备方法，主要步骤如下：首先在高真空的条件下，将绷紧的柔性薄膜无间隙紧密地贴合在高平面度的硬质材料基底表面，实现柔性薄膜“硬质化”的目的，并且由于薄膜上下表面气压差以及薄膜与基底之间摩擦力的存在，柔性薄膜受力不易产生形变；然后利用微纳米加工技术在硬质化的柔性薄膜上制备微纳米结构；最后将表面具有高精度微纳米结构的柔性薄膜从硬质基底上取下。与现有加工方法相比，该方法解决了微纳米加工过程中柔性薄膜易受力发生形变、与掩模版贴合不紧密等问题，使得微纳米结构的线宽精度、位置精度大幅度提高，实现了柔性薄膜基底上微纳米结构的高精度制备。

本发明通过以下技术方案进行实施：一种柔性薄膜基底上微纳米结构的高精度制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、将一块高平面度硬质材料基底的上表面边缘位置减薄一定厚度，形成一个相较中心位置高度有所降低的环带；

步骤(2)、将胶黏剂均匀地涂覆在减薄环带的内侧，且与硬质材料基底凸台之间留有一定间隙；

步骤(3)、将一个环形弹性密封圈放置在胶黏剂外侧，环形密封圈的外边缘不得超出硬质材料基底范围；

步骤(4)、利用上下两个夹具将柔性薄膜固定，并与硬质材料基底共同放置在一密封腔体内，对密封腔体抽高真空；

步骤(5)、在高真空条件下，对上下两个夹具施加向下的压力(或利用自身重力)将柔性薄膜紧密地贴附在硬质材料基底表面，然后释放真空，由于环形弹性密封圈的存在，薄膜与硬质材料基底之间的真空被锁住，并且在薄膜上下表面气压差的作用下，柔性薄膜被压紧在硬质材料基底表面，等待胶黏剂固化后沿胶黏剂外侧将薄膜划开，获得紧密贴合在硬质材料基底上的柔性薄膜，即实现柔性薄膜“硬质化”；

步骤(6)、利用微纳米加工技术在柔性薄膜上制作微纳米结构；

步骤(7)、沿硬质材料基底凸台外侧将薄膜划开，获得表面具有高精度微纳米结构的柔性薄膜。

其中，所述步骤(1)中的硬质材料基底为金属材料、无机非金属或有机高分子材料，具体为铬、铝、二氧化硅、硅、碳纤维等，且硬质材料上表面的表面粗糙度小于200um。

其中，所述步骤(1)中的硬质材料基底的上表面边缘位置被减薄一定厚度，形成一个相较中心位置高度有所降低的环带。