專利名稱：壓印裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能精確轉(zhuǎn)移圖案的壓印裝置。
背景技術(shù)：
壓印技術(shù)作為一種可大批量重復(fù)性地轉(zhuǎn)移圖案結(jié)構(gòu)的技術(shù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于制備 微機電芯片、磁存儲、光電及光學(xué)器件、生物芯片和微流體器件等領(lǐng)域。壓印技術(shù)主要分為 熱壓印、紫外壓印和微接觸壓印三種。熱壓印或紫外壓印裝置是以機械施壓的方式將壓模直接壓入設(shè)于基板表面的膠 料，其一般包括驅(qū)動組件、壓模和基板平臺。驅(qū)動組件采用機械或液/氣壓力驅(qū)動，其用于 驅(qū)動與之相連的壓模朝基板平臺運動。然而，若需實現(xiàn)精細結(jié)構(gòu)圖案的轉(zhuǎn)移，如納米尺寸圖案的轉(zhuǎn)移，則必須保證壓模壓 入基板的平衡、均勻及其與基板表面的垂直性，若壓模受到的壓力不均勻、壓入不平衡、以 傾斜于基板表面的方式壓入，都將會導(dǎo)致圖案轉(zhuǎn)移發(fā)生畸變。因此，有必要提供一種具有高垂直度的壓印裝置以提高壓印圖案轉(zhuǎn)移的精確率， 提高產(chǎn)品良率。

發(fā)明內(nèi)容
以下以實施例為例說明一種具有高垂直度的壓印裝置。該壓印裝置包括驅(qū)動組件、壓模、徑向環(huán)形磁鐵和纏繞于該徑向環(huán)形磁鐵側(cè)壁的 整數(shù)匝線圈。該徑向環(huán)形磁鐵的一軸向端與該驅(qū)動組件相連，另一軸向端固接于該壓模。本技術(shù)方案的壓印裝置通過將整數(shù)匝線圈纏繞于徑向環(huán)形磁鐵的側(cè)壁，并將壓模 固定于徑向環(huán)形磁鐵的軸向端，給線圈中通以直流電流，依靠通電線圈在磁場中受到的安 培力給予壓模垂直向下的作用力，由此使得壓模以垂直于基板平臺的方式壓入，進而提高 壓印圖案的精確率。


圖1是本技術(shù)方案實施例提供的壓印裝置的示意圖。圖2是本技術(shù)方案實施例提供的徑向環(huán)形磁鐵的磁力線示意圖。圖3是利用圖1所示壓印裝置壓印的示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例詳細說明本技術(shù)方案提供的壓印裝置。參見圖1，本技術(shù)方案一實施例提供的壓印裝置100包括基板平臺10、驅(qū)動組件20、控制組件30、導(dǎo)軌40、徑向環(huán)形磁鐵60、整數(shù)匝線圈70、連接組件50和壓模80?；迤脚_10具有平行于水平面的承載面11，其用于承載待壓印基板。驅(qū)動組件20設(shè)于基板平臺10上方，其可為常見的氣缸或其他常用驅(qū)動結(jié)構(gòu)。導(dǎo)軌40貫通驅(qū)動組件20的頂面與底面。控制組件30與驅(qū)動組件20相連，用于控制驅(qū)動組 件20的運作，從而使得驅(qū)動組件20在控制組件30的控制下，沿導(dǎo)軌40朝靠近或遠離基板 平臺10的方向運動。徑向環(huán)形磁鐵60呈環(huán)形圓柱狀，其為常見多極徑向磁鐵，其磁力線自環(huán)形內(nèi)圓周 向外圓周延伸或自外圓周向內(nèi)圓周延伸，即呈徑向分布，且其內(nèi)圓周上各點具有相同的磁 場強度，外圓周上各點具有相同的磁場強度。請一并參閱圖1及圖2，本實施例中，徑向環(huán) 形磁鐵60具有均呈環(huán)形狀的第一軸向端61和與第一軸向端61相對且平行的第二軸向端 62，其內(nèi)圓周為多個N極，外圓周為多個S極，由此，其磁力線平行于第一軸向端61或第二 軸向端62所在平面，并自內(nèi)圓周向外圓周延伸。徑向環(huán)形磁鐵60通過連接組件50活動連 接于驅(qū)動組件20，整數(shù)匝線圈70纏繞于徑向環(huán)形磁鐵60的側(cè)壁。由此，徑向環(huán)形磁鐵60 和線圈70可在驅(qū)動組件20的驅(qū)動下朝靠近或遠離基板平臺10的方向運動。具體地，連接 組件50為彈簧，其一端固接于驅(qū)動組件20，另一端與徑向環(huán)形磁鐵60的第一軸向端61的 中心區(qū)域相連。壓模80由本體81和形成在本體81上的多個凸結(jié)構(gòu)82構(gòu)成，其具有連接面801 和圖案面802。圖案面802與連接面801相對，并平行于承載面11。本體81以連接面801 貼合于第二軸向端62的方式固接于徑向環(huán)形磁鐵60，由此，壓模80可在驅(qū)動組件20的帶 動下連同徑向環(huán)形磁鐵60和線圈70朝靠近或遠離基板平臺10的方向運動。多個凸結(jié)構(gòu) 82關(guān)于壓模80的中心軸線對稱分布，且垂直凸出于圖案面802，并與基板平臺10的承載面 11相對。壓模80相對于待壓印基板材料較硬，其材質(zhì)根據(jù)實際需要而定，如可選自鎳、硅、 二氧化硅、氮化硅或碳化硅等剛性材料。此外，連接組件50還可為常見的其他結(jié)構(gòu)，只要當(dāng)線圈70通上穩(wěn)定的直流電流 后，能通過改變連接組件50的長度來調(diào)節(jié)徑向環(huán)形磁鐵60的第一軸向端61相對于基板平 臺10的位置即可，徑向環(huán)形磁鐵60的內(nèi)圓周還可為多個S極，外圓周為多個N極。對熱壓印技術(shù)而言，本實施例的壓印裝置100還可包括于壓印前將聚合物加熱至 熔融溫度上的加熱裝置及于壓印后分離壓模與基板前冷卻聚合物使之固化成型呈板狀的 冷卻裝置。對紫外壓印技術(shù)而言，本實施例的壓印裝置100可不包括加熱裝置及冷卻裝置， 可進一步包括將可紫外光固化的聚合物材料光固化成型為板材的紫外光固化裝置，如紫外 燈。以熱壓印為例，采用本實施例提供的壓印裝置100轉(zhuǎn)移圖案時，如圖3所示，需首先將涂附有聚合物材料(圖未示)的基板200置于基板平臺10的承載面11，且使膠料與 壓模80相對。該聚合物材料可為聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或其他常用材料。然后啟動 控制組件30，使驅(qū)動組件20帶動徑向環(huán)形磁鐵60和壓模80沿導(dǎo)軌40朝靠近基板200的 方向滑動，壓模80的凸結(jié)構(gòu)82靠近基板200。最后，關(guān)閉控制組件30，并給線圈70中通以 如圖3所示方向(逆時針)的直流電流。此時，線圈70在磁場中受到垂直向下方向的安培 力，由此，纏繞有線圈70的徑向環(huán)形磁鐵60和壓模80外圓周上的各點將受到線圈70傳遞 的豎直方向的作用力，連接組件50發(fā)生彈性形變，壓模80壓入基板200內(nèi)，壓模80的圖案 面802上各處的凸結(jié)構(gòu)82在該作用力的作用下都將垂直壓入基板200的膠料內(nèi)，并形成與 其形狀及尺寸一致的凹結(jié)構(gòu)，由此完成轉(zhuǎn)移圖案。待轉(zhuǎn)移圖案后，冷卻基板200至聚合物固 化成型，切斷線圈70中的電流，控制驅(qū)動組件40，使其帶動徑向環(huán)形磁鐵60和壓模80沿導(dǎo)軌40朝遠離基板平臺10的方向運動，直至壓模80與基板200分離。本實施例的壓印裝置100通過將線圈70纏繞于徑向環(huán)形磁鐵60的側(cè)壁，并將壓 模80固定于徑向環(huán)形磁鐵60的第二軸向端62，給線圈70中通以直流電流，從而使壓模80 外側(cè)圓周上各點受到垂直向下且大小均勻的安培力，由此壓模80的凸結(jié)構(gòu)82以垂直于基 板200的方式壓入，進而提高壓印圖案的精確率。此外，當(dāng)徑向環(huán)形磁鐵60的內(nèi)圓周為多個S極，外圓周為多個N極時，需在線圈70 內(nèi)通以與圖3所示方向相反方向即順時針方向的電流，以使通電線圈70在環(huán)形磁鐵60所 產(chǎn)生的磁場中受到垂直向下的安培力。以上對本技術(shù)方案的壓印裝置進行了詳細描述，但并非對本技 術(shù)方案構(gòu)思的限 制。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可根據(jù)本技術(shù)方案的技術(shù)構(gòu)思做其它相應(yīng)的變更，所有這 些變更都應(yīng)屬于本申請權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
一種壓印裝置，其包括驅(qū)動組件和壓模，其特征是，該壓印裝置還包括徑向環(huán)形磁鐵和纏繞于該徑向環(huán)形磁鐵側(cè)壁的整數(shù)匝線圈，該徑向環(huán)形磁鐵的一軸向端與該驅(qū)動組件相連，另一軸向端固接于該壓模。
2.如權(quán)利要求1所述的壓印裝置，其特征是，該壓印裝置進一步包括連接組件，該徑向 環(huán)形磁鐵的一軸向端通過該連接組件連接于該驅(qū)動組件。
3.如權(quán)利要求2所述的壓印裝置，其特征是，該連接組件為彈簧。
4.如權(quán)利要求1所述的壓印裝置，其特征是，該壓印裝置進一步包括加熱裝置和冷卻 裝置，該加熱裝置用于加熱工件至其呈熔融狀態(tài)，該冷卻裝置用于將已壓印的工件冷卻固 化成型。
5.如權(quán)利要求1所述的壓印裝置，其特征是，該壓印裝置進一步包括紫外光固化裝置， 該紫外光固化裝置用于將已壓印工件紫外光固化成型。
6.如權(quán)利要求1所述的壓印裝置，其特征是，該壓模具有圖案面及與圖案面相對的連 接面，該徑向環(huán)形磁鐵的另一軸向端固接于該連接面。
7.如權(quán)利要求1所述的壓印裝置，其特征是，該圖案面與該連接面平行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓印裝置。該壓印裝置包括驅(qū)動組件、壓模、徑向環(huán)形磁鐵和纏繞于該徑向環(huán)形磁鐵側(cè)壁的整數(shù)匝線圈。該徑向環(huán)形磁鐵的一軸向端與該驅(qū)動組件相連，另一軸向端固接于該壓模。本發(fā)明的壓印裝置具有高垂直度，可提高壓印圖案轉(zhuǎn)移的精確率。
文檔編號G03F7/00GK101833237SQ20091030081
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者黃雍倫 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司