滚型纳米压印模具变形机理研究.pdf

学兔兔 第 5l卷第 7期 机 械 工 程 学 报 VO1．51 NO．7 2015年 4 月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Apr． 2015 DoI：10．3901，JME．2015．07．155 滚型纳米压印模具变形机理的研究木 兰红波 ，2 徐方超 李增辉 梁 森 丁玉成2 (1．青岛理工大学纳米制造与纳光电子实验室 青岛 266033； 2．西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 西安 710049) 摘要：滚型纳米压印是一种高效、低成本批量化制造大面积微纳米结构的方法，已经被看成是最具有工业化应用前景的微纳 米制造方法之一，同时也被认为是实现纳米压印技术从实验室到工业化应用的一个重要突破 口。开展滚型纳米压印过程中模 具变形机理和规律的研究，提出滚型纳米压印两种理论模型，揭示柔性接触滚轮模具变形的机理、规律和主要影响因素，阐 述硬质接触和柔性接触两种压印方式显著区别和特点。该研究为探索减小弹性滚轮模具变形策略和方法，滚型纳米压印工艺 要素的优化，以及提高滚型纳米压印复型精度和压印效率奠定了理论基础。 关键词：纳米压印；模具变形；滚轮模具；柔性接触；纳米制造 中图分类号：TN305 M oldDeformationinRoller-typeNanoimprintLithography LAN Hongbo · XU Fangchao LIZenghui LIANG Sen DING Yucheng2 (1．NanomanufacturingandNano-OptoelectronicsLab，QmgdaoTechnologicalUniversity,Qingdao266033； 2．StateKeyLaboratoryforManufacaafngSystemEngmeer~ Xi’anJiaoT伽gI枷Vcfsi Xi’an710049) Abstract：Roller-typenanoimprintlithography(NIL)isallemerginglarge—areananopattemingmethodwihthighthroughput，low costand high resolution．Ithasbeen considered asa promising cna didate for extremely low-costmassproduction of micro／nanostructuresandbecomehtemostpotentialmnaufacturingmehtodofrindustrializationofnna oimprintingtechnology．The rolledmolddeformationofroller-typeNIL isinvestigated．Twotheoreticalmodelsraeproposed．Furthemr ore，htemechna ism na d influencefactorsofhterollermolddeformationraerevealedbyhteoreticalnaalysesnadnumericalsimulations．Somesignificna t conclusionshavebeenachieved．Thesefnidingsraevaluableinreducingmolddeformation，optimizingimprintingprocessconditions， nadenhna cingthequalityofimprintedpatternsaswellasfurtherimprovingthroughput． Keywords：nanoimprintlihtography；molddefomr ation；rollermold；flexiblecontact；nna omanufacturing