通過拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)的改裝,采用平面對平面的微熱壓印方法,探究在聚氯乙烯（PVC）薄膜表面壓印獲得三棱錐陣列結(jié)構(gòu)減反射薄膜的可行性,并利用正交實(shí)驗(yàn)研究了工藝參數(shù)（壓印溫度、保壓時間和壓印壓力）對三棱錐結(jié)構(gòu)的高度和錐體側(cè)面之間的二面夾角的影響。結(jié)果表明,通過改裝拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行微熱壓可以獲得充形完整的微三棱錐陣列結(jié)構(gòu),且壓印溫度是影響三棱錐結(jié)構(gòu)成形的主導(dǎo)因素;采用壓印溫度170℃、保壓時間300 s、壓印壓力2 kN的工藝參數(shù)能夠獲得復(fù)刻精度完整的三棱錐光陣列結(jié)構(gòu),獲得的減反射薄膜可以將光面晶硅表面加權(quán)平均反射率從21.47%降低至12.97%。 

【文章來源】：微納電子技術(shù). 2020,57(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

平面對平面熱壓印原理圖

目前可實(shí)現(xiàn)多種金屬材料的壓印模具制備，包括鎳、不銹鋼和黃銅，其中鎳材料更具有承受熱壓印過程中出現(xiàn)的反復(fù)高壓和高溫變化的能力[19]，故本實(shí)驗(yàn)選擇鎳材料的模具作為壓印模具。首先，采用刨削的方法在銅表面加工出三棱錐結(jié)構(gòu)陣列，黃銅原始模芯三棱錐陣列的設(shè)計尺寸為20 mm×20 mm，每個三棱錐結(jié)構(gòu)的底邊長為175μm、高度為70μm，兩個相鄰三棱錐之間的二面夾角為70°。然后，通過電鑄工藝，將銅芯上的三棱錐微結(jié)構(gòu)陣列反鑄得到內(nèi)凹的三棱錐陣列結(jié)構(gòu)Ni模板，Ni模板的電鑄是由浙江精華激光科技股份有限公司完成的。電鑄后，獲得帶有內(nèi)凹的三棱錐陣列結(jié)構(gòu)，裁切成直徑為40 mm的圓，完成壓印工作模具的制備。圖2為鎳材料內(nèi)凹的三棱錐模具在共聚焦顯微鏡下的成像。1.3 熱壓印實(shí)驗(yàn)裝置

與單獨(dú)將模具加熱至聚合物材料θg以上傳統(tǒng)的熱壓工藝相比，實(shí)驗(yàn)采用了同時加熱模具和聚合物基材的方式，單個壓印周期步驟分為3步。(1)加熱保溫。在兩個壓板之間組裝好模具和PVC基底原材后將腔內(nèi)環(huán)境加熱至指定的壓印溫度并持續(xù)20 min，加熱后，控制底部支撐板與環(huán)境室之間的溫差在0.5℃之內(nèi)。(2)壓印過程。主要分為加壓、保壓和壓力卸載3個過程，壓印過程中壓印溫度和壓印壓力的變化關(guān)系如圖4所示。加壓階段和卸載階段的壓力增加的變化率相同，即加壓和卸載階段的時間為20～30 s，保壓時間為主要工藝參數(shù)之一。在完成保溫階段后，以100 N/s的速率加壓，達(dá)到設(shè)定的壓力值后，維持壓力恒定保持一段時間后進(jìn)行壓力卸載，壓力卸載速率同樣為100 N/s。(3)冷卻和脫模。在卸載階段之后，立即將模具和PVC復(fù)制樣品從腔室中取出，通過吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流進(jìn)行散熱冷卻，直至PVC樣品薄膜溫度恢復(fù)至20℃左右時，手動將薄膜與鎳模板分開，獲得復(fù)刻具有三棱錐陣列結(jié)構(gòu)的聚合物薄膜，完成一個壓印周期。2 熱壓印實(shí)驗(yàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]復(fù)合陷光織構(gòu)膜對光面晶體硅電池光電特性的影響[J]. 彭海烽,許志龍,洪永強(qiáng),楊星,李煌.  微納電子技術(shù). 2020(01)
[2]微熱壓印過程中聚合物流動形貌的研究[J]. 賀永,傅建中,陳子辰.  光學(xué)精密工程. 2008(02)



本文編號：3092220