通過拉伸實驗機的改裝,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,并利用正交實驗研究了工藝參數(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,通過改裝拉伸實驗機進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]，故本實驗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 熱壓印實驗裝置

與單獨將模具加熱至聚合物材料θg以上傳統(tǒng)的熱壓工藝相比，實驗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，達到設(shè)定的壓力值后，維持壓力恒定保持一段時間后進行壓力卸載，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)機產(chǎn)生的氣流進行散熱冷卻，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 熱壓印實驗

【參考文獻】：
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,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