本文關(guān)鍵詞：基于聚氨酯丙烯酸酯（PUA）的微納米轉(zhuǎn)印技術(shù)研究　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： PUA 雙層膠 微納米轉(zhuǎn)印技術(shù) 微納米圖形陣列 粘附能

【摘要】：微納米轉(zhuǎn)印技術(shù)作為非傳統(tǒng)微納米加工技術(shù),已廣泛地用于制備微光電器件,如：太陽能電池電極,發(fā)電二極管,光伏轉(zhuǎn)換單元等。本文利用聚合物材料聚氨酯丙烯酸酯(PUA)與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),制備周期性的微納米雙層膠結(jié)構(gòu),并闡明了PUA的微納米轉(zhuǎn)印機理。該技術(shù)為微納米轉(zhuǎn)印技術(shù)的研究和應(yīng)用提供了必要的理論指導(dǎo)。通過聚二甲基硅烷(PDMS)圖章溝槽的毛細作用力在PDMS軟印章中制備PUA圖形,結(jié)合紫外固化技術(shù)將PUA圖形轉(zhuǎn)移到PMMA基底上,通過反應(yīng)離子刻蝕(RIE),得到具有內(nèi)切結(jié)構(gòu)的PUA掩膜,在其表面上鍍金并用丙酮去除底膠獲得具有周期性的微納米結(jié)構(gòu)圖形。由于PDMS圖章能夠吸收PUA小分子,實驗成功制備了無殘膠的雙層膠結(jié)構(gòu)；PUA具有很強的抗氧氣刻蝕性,有利于形成良好的內(nèi)切結(jié)構(gòu)。通過PUA/PMMA雙層膠轉(zhuǎn)印技術(shù)成功制備了微納米線陣,針對微納米點陣結(jié)構(gòu),在去膠之后利用金屬輔助濕法刻蝕技術(shù)在硅片上制備出了微納米點陣。將PUA作為墨水材料,利用墨水轉(zhuǎn)印技術(shù)在耐高溫聚酯(PET)柔性模板上制作微納米圖形結(jié)構(gòu)。通過對墨水轉(zhuǎn)印的三個關(guān)鍵因素：墨水材料填充情況、材料間粘附能大小以及柔性模板揭離過程中的動力學(xué)進行分析,得出了復(fù)制模板失敗的原因所在。利用有限元模擬軟件Fluent模擬分析,得出PUA能夠完全填充具有點陣結(jié)構(gòu)的硅模板：建立了微結(jié)構(gòu)模板、PUA、基底在轉(zhuǎn)印過程中的物理模型,通過具體的粘附能公式計算得出：由于模板與PUA的粘附能與PUA與基底的粘附能之比大于臨界值C,所以導(dǎo)致了轉(zhuǎn)印的失敗。通過利用natlab軟件繪制關(guān)于材料間粘附能比值與臨界值C的曲線,分析得出了通過改進模板上微納米結(jié)構(gòu)尺寸的解決辦法。
[Abstract]:As a non-traditional micro nano processing technology, micro and nano transfer technology has been widely used in the manufacture of low light electrical devices, such as solar cell electrodes, power generation diodes, photovoltaic conversion units, etc. In this paper, the periodic micro / nano bilayer structure was prepared by using polymer material polyurethane acrylate (PUA) and polymethyl methacrylate (PMMA), and the mechanism of micro and nano PUA transfer was elucidated. The technology provides the necessary theoretical guidance for the research and application of micro - Nano transfer technology. The poly two methyl silane (PDMS) capillary force stamp groove preparation of PUA graphics in PDMS soft seal, combined with UV curing technology of PUA graphics transfer to PMMA substrate by reactive ion etching (RIE), has been inscribed structure of the PUA mask on the surface of gold plating and micro nano structure graphics with periodic removal of adhesive obtained by acetone. Because the PDMS stamp can absorb PUA small molecules, we have successfully prepared the double-layer adhesive structure without residual glue. PUA has strong anti oxygen etching ability, and is conducive to the formation of good inner cut structure. The micro nanowire arrays were successfully fabricated by PUA/PMMA double layer transfer printing technology. Micro nano dot arrays were fabricated on silicon wafers by metal assisted wet etching technology for micro and nano dot arrays. PUA is used as ink material, and the micro - nano structure is made on high temperature resistant polyester (PET) flexible template by using ink transfer technology. By analyzing the three key factors of ink transfer, the filling condition of ink material, the adhesive energy between materials and the dynamics in the process of separating the flexible template, the reason for the failure of replication template is obtained. By using the finite element simulation software Fluent simulation analysis, get the conclusion that PUA can completely fill the silicon template with a lattice structure: a physical model of micro structure template, PUA, substrate in the transfer process, through specific adhesion to formula: as the template and PUA adhesion with the substrate and the adhesion of PUA to a ratio of more than the critical value of C, resulting in the failure of the transfer. The curve of adhesion energy ratio and critical value C between materials is drawn by using natlab software. The solution to improve the size of micro and nano structure on the template is obtained through analysis.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ317;TB383.1

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本文編號：1347696