[发明专利]一种大高宽比微结构转印方法

说明书

本发明涉及一种大高宽比微结构转印方法，以带有凸起微纳米结构的模板作为母模具，向母模具上浇注液体聚二甲基硅氧烷(PDMS)，并对其加热，制造PDMS软模具；通过电润湿辅助刮涂的方式向PDMS软模具凹槽内填充液体导电材料，并在一定温度下使导电材料预固化；通过UV辅助转印技术，将导电材料转移至目标衬底上；对目标衬底上的导电结构进一步处理，得到一致性好、精度高、导电性能优良的导电结构。

技术领域

本发明属于微纳米制造技术领域，尤其涉及一种大高宽比微结构转印方法。

背景技术

微纳米器件在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛的应用前景，近几年正朝着智能化、柔性化的方向发展。微纳米的制造技术和水平直接决定着太阳能电池板、微型LED、柔性导电薄膜、传感器、生物器件、可穿戴电子器件等微型元器件的综合性能。随着多学科的交叉融合和发展，更多的领域需要集成微纳米功能结构器件以满足不同的应用需求，因而对微纳米结构的制造又提出了新的挑战。微纳米制造技术要求制造成本低，加工材料不受限，效率高，可批量化生产等。目前制造微纳米结构的方法有光刻法、喷墨打印、纳米压印、微转印等。其中，微转印技术是利用模板与基底和转移聚合物之间粘附力的不同来实现聚合物的转印，主要有正性转印、负性转印、转印印刷等，这些方法具有步骤简单、成功率高等优点，但也存在很多局限性。正性转印需要的成本较高，并且可转印的材料受限；负性转印对工艺过程中的条件(气压和温度)比较苛刻；转印印刷需要多次转印，效率较低。

墨水转印相对于正性转印、负性转印以及印刷转印相比，具有成本较低、工艺过程中环境要求低以及效率较高等优势，更适合于对良率要求高的微纳米器件的批量化生产，然而，对于需求大高宽比微结构器件的转印，墨水转印的成功率较低或难以实现大高宽比微结构的转印，而在OLED、RFID、太阳能电池、触控显示屏、透明电加热薄膜、透明电极等诸多光电子领域，大高宽比导电微结构才能满足更高要求的光电性能需求。因此，目前微转印技术难以实现大高宽比微结构的有效转印，成为其开展广泛应用的重大瓶颈。综上，迫切需要开发一种新的工艺方法，能够实现大高宽比微结构的有效转印，从而实现大高宽比微结构的低成本规模化制造。

发明内容

为了弥补目前利用各种微转印技术制造微纳米结构的缺陷，提高微转印技术转印微纳米结构的高宽比，本发明提出一种制造微纳米结构的方法，利用UV胶辅助，实现了高效率低成本制造大高宽比微纳米结构，并且工艺简单灵活、应用范围广，为解决现有微转印技术难以转印大高宽比微结构的问题提供了一种方案。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种大高宽比微结构转印的方法，包括：

步骤1)：制备带有凸起微纳米结构的模板，作为母模具，向该母模具上浇注液体聚二甲基硅氧烷PDMS，翻制成带有凹槽的PDMS工作模具；

步骤2)：向PDMS工作模具的凹槽填充液态导电材料、固化，制成填充导电浆料的模板；

步骤3)：在目标衬底上涂覆一层UV固化材料；

步骤4)：将填充导电浆料的模板与UV固化材料层贴合，将填充导电浆料的模板中固化的导电浆料转印到目标衬底上，烧结，即得。

本申请中大高宽比是指：材料的高宽比为0.7～2.0。

在一些实施例中，所述带有凸起微纳米结构的模板的制作方法为电子束光刻、极紫外光刻或3D打印技术。

在一些实施例中，所述凸起微纳米结构为线栅结构、网格结构、点阵列或不规则图案。

在一些实施例中，所述液体导电材料为金属纳米线、石墨烯、导电墨水、纳米银导电浆料或纳米铜导电浆料中的至少一种。

在一些实施例中，所述目标衬底为普通玻璃、硅片、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚酰亚胺PI中的一种。