3-2 微纳图案制备在线视频

下面我介绍柔性电子制备中的

微纳图案制备方法

图案制备方法是器件中间特别

重要的环节

在过去的几十年间

微纳图案制备技术取得了重大的

进展

它直接推动了电子行业的发展

集成电路

信息存储设备

光学元器件的制造都离不开微纳

图案的制备

微纳图案的制备技术

包括光刻

印刷

打印以及卷对卷制备

我们首先来介绍光刻技术

我们都知道光刻技术是集成电路

的核心工艺之一

光刻技术是实现集成电路复杂

微结构的必备手段

一般的光刻工艺要经历在硅片的

表面

清洗

烘干

涂底

旋涂

光刻胶

软烘

对准曝光 后烘

显影

硬烘

刻蚀

检测等工序

光刻工艺的目的在于在图案化

目标上形成事先设计好的掩模

图案

它包含两个重要的步骤

首先是曝光

将掩模置于光源与光刻胶之间

利用紫外光透过掩模对光刻胶

进行选择性照射

第2个步骤是显影

用显影溶液溶解掉可被溶解的

那部分

光刻胶遗留下部分

将会保留下我们所需要的图案

在曝光和显影之后

我们将会进行刻蚀

刻蚀是利用物理及化学方法

将光刻胶层的图案复制到目标层

是以坚膜后的光刻胶作为掩蔽层

对衬底进行干法或湿法腐蚀

得到设计的图形

可以根据目标层的图案成型方式

分为干法和湿法

干法的话主要是利用气体与

等离子体与衬底发生反应来形成

我们所需要的图案

湿法

是主要利用化学试剂与被刻蚀

材料发生反应

进行刻蚀

在这一过程中间光刻胶起到重要

的作用

光刻胶可以分为两种

一种是正胶 曝光区域发生裂解

可溶于显影液

得到掩模图案的复制

负胶是曝光区域发生交联 无法

融于显影液

得到掩模图案的反图案

除了标准的光刻工艺以外

还有一种被称之为

lift-off的图案制备技术

同样也利用了光刻和显影

lift off的具体做法是在

图形化的光刻胶上生长薄膜之后

用溶剂溶解掉薄膜下层的

光刻胶

图形化光刻胶上层的材料会一并

去除 留下的

薄膜呈现出光刻胶层图案的

反图案 印刷工艺

也是一类重要的图案化的方法

我们传统的印刷技术可以分为

凸版

平板 凹版和孔版印刷

但随着技术的发展

印刷工艺已经成为微纳图案制备

的重要方法

微纳图案的制备所用到的印刷

方法

包括有软刻蚀

纳米压印和丝网印刷技术

软刻蚀是一种柔性非光刻平板

印刷方法

通过柔性的印章

模具以及光掩模进行图案的复制

特点是操作简单

无需复杂的设备以及严苛的工作

环境

而且具备低成本的特点

软刻蚀的话一般分为两步

图章的制备和接触印刷

纳米压印技术是将刚性的模具

直接扣压在聚合物薄膜材料上

形成凹凸的图案

通过刻蚀除去减薄区

最终形成图案化

纳米压印主要流程包括模具的

制备

压印及脱模以及图形转移

纳米压印方法的话

具有易加工

低成本

高产量的优势

同时还针对聚合物衬底与生物

表面具有良好兼容性的特点

丝网印刷技术是用刮刀将印刷料

从丝网版镂空网孔中压到印刷

表面

烘干固化

最后形成所需要的图案

它包括绘图案

制丝网板

印刷和烘干等几个主要的步骤

它具备以下三个特点

一个是原理简单

印刷的面积可以很大

可以使用曲面的衬底

第二

可以使用各种油墨材料

第三

它制作方便

价格便宜

速度快

易于掌握

在印刷技术之外

我们形成图案

还有打印技术

我们以喷墨打印为例

喷墨打印的话是喷头从墨盒中

汲取墨水

通过热敏

声控

压电等控制方式的驱动力

将细小的墨滴喷射到纸面或者

所需要的物体上面

它具有以下几个特点

打印的图案

保留持久性很好

打印的速度慢

图案的边界不精细

价格

设备便宜

但耗材成本比较高

传统的驱动有热泡法和压电法

为了适应大规模的工业生产

还发展了卷对卷

制备技术

卷对卷

制备技术

是从原材料准备开始

基板从开卷模块的料卷卷出后

连续经过多个工艺模块

在柔性基板上进行连续加工

最后基板在卷成圆筒状卷料

是一种串行的电子设备制造系统

它具备大尺度 产量高

成本低的特点

是一种适合于柔性电子大规模

制造的方式

目前的话也已经广泛运用在薄膜

太阳能电池和OLED等领域