[发明专利]用感光材料制作的母板制作子模板再制作工作模具的工艺

说明书

本发明公开了本发明提供了一种使用感光材料制作的母板来制作子模板再制作工作模具的工艺，该工艺技术提高了模板制造工作模具的寿命。大大降低了生产成本并提高工作模具的稳定性以提升产品良率。此工艺是一种适合大批量生产且制程新颖、简易、成本低廉的工作模具制作流程工艺。

技术领域

本发明涉及一种用感光材料制作的母板制作子模板再制作工作模具的工艺，适合于微光学模组封装及微电子晶圆封装用的工作模具制作。

背景技术

纳米压印技术在20世纪末提出并逐步发展，由于它相对于传统的光刻技术，具有高效性、高精度、操作便捷性等特点，因此纳米压印技术在众多领域均有广泛运用，在集成领域、光学器件、生物检测、太阳能电池、精细加工等领域应用更为广泛。纳米压印是纳米压印生产整体流程中最为核心，也是难度最高的环节，整体分为2个部分：工作模具制作和晶圆玻璃压印。由于母版制作成本高，所以不能直接用做生产。因此，必须将母版的结构一比一转印到不易损坏的工作模具上，进而复制出多个工作模具。这就是工作模具制作环节。在多次重复的工作模具制作中母板经历了多次的脱模拉扯，这会对母板带来轻微的损伤和轻微的变形，所以这样的制作工艺在同一个母板只能制造出有限的工作模具。因此在批量生产时，根据产品产量的需求，需要大量的母板来制作所需的工作模具，但母板制作难度非常大而且价格昂贵。因此，发明一种特殊工具模具制作的工艺方法来应对大批量生产的需求迫在眉睫。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明设计了一种用感光材料制作的母板制作子模板再制作工作模具的工艺。

本发明采用如下技术方案：

一种用感光材料制作的母板制作子模板再制作工作模具的工艺，其工艺步骤为：

S1：玻璃基板预处理：将玻璃基板表面切割至正方形，上下表面做抛光处理；

S2：感光胶覆膜：使用全自动覆膜机将感光胶膜贴合至玻璃基材上表面；

S3：激光直写：将母板形状设计图纸转换为激光直写设备可识别的文件并予以编程导入；激光直写设备对焦后按程序对感光胶膜位置进行3D图形激光直写；

S4：沉浸式显影：将曝光后的母板放入盛有显影液的池中浸泡一定时间，然后再放入加有化学冲洗液的池中进行冲洗；冲洗后将母板放入烘烤箱烘干；完成感光材料母板的制作；

S5：PDMS浇铸：在感光材料母板上四边位置放置垫片，然后将已混合和脱泡的PDMS以浇铸的方式注入在感光材料母板上垫片之间；

S6：工作模具的玻璃基底贴装和固化：将工作模具的玻璃基底贴装在PDMS膜层和垫片上，然后放入烤箱进行烘烤热固化；

S7：工作模具脱模：将已固化的模组从烤箱取出并冷却后，使用工具将工作模具从感光材料母板上脱模；

S8：垫片移除：将脱模后的工作模具取出，使用刀片移除四边的垫片并修剪工作模具边上多余的PDMS膜层；

S9：环氧树脂点胶：将环氧树脂以点胶的方式注入到修剪好工作模具上，在PDMS膜层形成一层环氧树脂膜层；

S10：子模板的玻璃基底贴装和固化：将子模板的玻璃基底贴装在环氧树脂膜层上，然后进行紫外线固化；

S11：子模板脱模：将已固化的子模板从模组中脱模，得到子模板；

S12：环氧树脂边缘填充：在子模板的边缘以点胶方式填补环氧树脂边，然后进行紫外线固化，最后再放进烤箱进行烘烤；

S13：PDMS点胶：将垫片放置在子模板上四边，然后将已混合和脱泡的PDMS以浇注的方式注入在子模板上；

S14：工作模具的玻璃基底贴装和固化：将工作模具的玻璃基底贴装在PDMS膜层和垫片上，然后放入烤箱进行烘烤热固化；

S15：工作模具脱模：将已固化的模组从烤箱取出并冷却后，使用工具将工作模具从感光材料母板上脱模；

S16：工作模具修剪和垫片移除：将脱模后的工作模具取出，使用刀片修剪工作模具边上多余的PDMS膜层并移除四边的垫片，最后得到子模板再制作的工作模具。