本發(fā)明屬于熱壓，尤其涉及一種模具的制作方法、熱壓模具及熱壓印方法。

背景技術(shù)：

1、目前，微透鏡陣列具有準(zhǔn)直、聚焦、照明和成像四種基本光學(xué)功能，這使得它在成像系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)、數(shù)字光處理器和光通信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。微透鏡的材料有：氧化玻璃、塑料、紅外玻璃、金屬（如鋰、鈹）等。微透鏡的類型如圖1所示。近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展與技術(shù)的更新迭代，微透鏡陣列不僅形狀精度要求越來(lái)越高，而且需求量日益增大。

2、微透鏡陣列的制造方法包括熱回流、灰度光刻-刻蝕、激光直寫、微納3d打印、熱壓印等。熱回流技術(shù)只可以應(yīng)用于特定的材料，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)某些復(fù)雜的凸透鏡形狀的制造；灰度光刻-刻蝕對(duì)設(shè)備要求高，刻蝕成本也相對(duì)較高；激光直寫具有加工面積大與非接觸加工的優(yōu)勢(shì)，但存在曲面加工難度大，加工表面光潔度差的問(wèn)題；微納3d打印只可以應(yīng)用于特定的材料、效率相對(duì)較低、表面光潔度差。而熱壓印技術(shù)具有制造效率高、材料利用率高、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，結(jié)合超精密模具制造技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高精度自由曲面微透鏡陣列的批量制造，具有較高的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。

3、但是，熱壓印技術(shù)受制于熱壓模具的制造，現(xiàn)在熱壓模具一般采用單點(diǎn)金剛石進(jìn)行機(jī)械加工制造，且單次只能加工一個(gè)熱壓模具，制造效率低，且成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種模具的制作方法，旨在解決如何進(jìn)行熱壓模具的批量制造并降低成本的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案是：

3、第一方面，提供一種模具的制作方法，其包括如下步驟：

4、加工，準(zhǔn)備母模板，并于所述母模板上加工出第一微納結(jié)構(gòu)；

5、翻模，包括一次翻模，在所述母模板上制作第一子模板，所述第一子模板覆蓋且復(fù)制所述第一微納結(jié)構(gòu)，并于所述第一子模板的覆蓋面上形成第二微納結(jié)構(gòu)；

6、蝕刻，于模具基材上制作光刻膠掩膜，并根據(jù)所述第二微納結(jié)構(gòu)于所述光刻膠掩上形成第三微納結(jié)構(gòu)，并蝕刻所述模具基材和所述光刻膠掩膜，以于所述模具基材上蝕刻出第四微納結(jié)構(gòu)。

7、在一些實(shí)施例中，所述一次翻模包括如下步驟：

8、s21：將微鑄基材與交聯(lián)劑混合并排氣，以形成第一混合膠；

9、s22：在所述母模板上放置第一固定模，將排氣后的所述第一混合膠倒入所述第一固定模的模腔內(nèi)，以使第一混合膠覆蓋并填充所述第一微納結(jié)構(gòu)；

10、s23：固化所述第一混合膠以形成所述第一子模板，且所述第一子模板上形成有所述第二微納結(jié)構(gòu)；

11、s24：從所述母模板上剝離所述第一子模板，并將所述第二微納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至所述光刻膠掩膜，以形成所述第三微納結(jié)構(gòu)。

12、在一些實(shí)施例中，所述翻模步驟還包括二次翻模，所述二次翻模包括在所述第一子模板上制作第二子模板，所述第二子模板覆蓋且復(fù)制所述第二微納結(jié)構(gòu)，并于所述第二子模板的覆蓋面上形成第五微納結(jié)構(gòu)，所述第二微納結(jié)構(gòu)的形狀與所述第五微納結(jié)構(gòu)的形狀相反，將所述第五微納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至所述光刻膠掩膜，以形成所述第三微納結(jié)構(gòu)。

13、在一些實(shí)施例中，所述二次翻模包括如下步驟：

14、s25：將微鑄基材與交聯(lián)劑混合并排氣，以形成第二混合膠；

15、s26：在所述第一子模板放置第二固定模，將排氣后的所述第二混合膠倒入所述第二固定模的模腔內(nèi)，以使第二混合膠覆蓋并填充所述第二微納結(jié)構(gòu)；

16、s27：固化所述第二混合膠以形成所述第二子模板，且所述第二子模板上形成有所述第五微納結(jié)構(gòu)；

17、s28：從所述第一子模板上剝離所述第二子模板。

18、在一些實(shí)施例中，所述蝕刻包括如下步驟：

19、s31：于所述模具基材上旋涂光刻膠；

20、s32：用所述第一子模板或所述第二子模板壓印所述光刻膠，以將所述光刻膠壓印成具有所述第三微納結(jié)構(gòu)的光刻膠掩膜；

21、s33：對(duì)所述模具基材和所述光刻膠掩膜進(jìn)行干法蝕刻，以于所述模具基材上加工出所述第四微納結(jié)構(gòu)。

22、在一些實(shí)施例中，所述干法蝕刻包括：將所述光刻膠掩膜和所述模具基材放入刻蝕機(jī)，利用刻蝕氣體生成等離子體，并使用所述等離子體刻蝕所述模具基材和所述光刻膠掩膜。

23、在一些實(shí)施例中，所述加工步驟包括使用單點(diǎn)金剛石車削所述母模板，以于所述母模板上加工出所述第一微納結(jié)構(gòu)。

24、第二方面，提供?一種熱壓模具，所述熱壓模具由所述模具的制作方法所制備。

25、第三方面，提供?一種熱壓印方法，所述熱壓印方法使用所述熱壓模具，所述熱壓印方法包括如下步驟：

26、合模，將玻璃元件放置于載料模具上，所述載料模具位于所述熱壓模具的下方，驅(qū)動(dòng)所述載料模具與所述熱壓模具合模，所述第四微納結(jié)構(gòu)抵接所述玻璃元件；

27、加熱：將玻璃元件加熱至預(yù)定溫度；

28、壓?。河谒鲚d料模具和所述熱壓模具上施加預(yù)定的合模力，以將第四微納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移并復(fù)制至所述玻璃元件的表面，以將所述玻璃元件熱壓印成微透鏡陣列元件；

29、凝固：降低加熱功率，并冷卻所述微透鏡陣列元件；

30、脫模：分離所述載料模具和所述熱壓模具，并取出所述微透鏡陣列元件。

31、在一些實(shí)施例中，檢測(cè)所述微透鏡陣列元件，如果檢測(cè)結(jié)果符合預(yù)定閾值，則判定熱壓模具合格；如果檢測(cè)結(jié)果不符合所述預(yù)定閾值，則對(duì)所述第一微納結(jié)構(gòu)的形狀進(jìn)行補(bǔ)償。

32、本申請(qǐng)的有益效果在于：本申請(qǐng)實(shí)施例提供的模具的制作方法通過(guò)一次制作母模板，第一子模板可以從母模板上復(fù)制第一微納結(jié)構(gòu)，第一子模板再將第二微納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至光刻膠掩膜上，可以降低對(duì)母模板的損傷，而且只需要制備一個(gè)母模板，可以將多個(gè)第一子模板依次復(fù)制第一微納結(jié)構(gòu)，有效降低母模板的制作成本，再將多個(gè)第一子模板上的第二微納結(jié)構(gòu)分別轉(zhuǎn)移至多個(gè)模具基材上，通過(guò)蝕刻技術(shù)，可以將多個(gè)模具基材進(jìn)行同時(shí)蝕刻，從而同時(shí)制作成多個(gè)熱壓模具，效率高且有效降低了成本。

技術(shù)特征：

1.一種模具的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的模具的制作方法，其特征在于：所述一次翻模包括如下步驟：

3.如權(quán)利要求1所述的模具的制作方法，其特征在于：所述翻模步驟還包括二次翻模，所述二次翻模包括在所述第一子模板上制作第二子模板，所述第二子模板覆蓋且復(fù)制所述第二微納結(jié)構(gòu)，并于所述第二子模板的覆蓋面上形成第五微納結(jié)構(gòu)，所述第二微納結(jié)構(gòu)的形狀與所述第五微納結(jié)構(gòu)的形狀相反，將所述第五微納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至所述光刻膠掩膜，以形成所述第三微納結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求3所述的模具的制作方法，其特征在于：所述二次翻模包括如下步驟：

5.如權(quán)利要求3所述的模具的制作方法，其特征在于：所述蝕刻包括如下步驟：

6.如權(quán)利要求5所述的模具的制作方法，其特征在于：所述干法蝕刻包括：將所述光刻膠掩膜和所述模具基材放入刻蝕機(jī)，利用刻蝕氣體生成等離子體，并使用所述等離子體刻蝕所述模具基材和所述光刻膠掩膜。

7.如權(quán)利要求1-6任一所述的模具的制作方法，其特征在于：所述加工步驟包括使用單點(diǎn)金剛石車削所述母模板，以于所述母模板上加工出所述第一微納結(jié)構(gòu)。

8.一種熱壓模具，其特征在于，所述熱壓模具由權(quán)利要求1-7任一所述的模具的制作方法所制備。

9.一種熱壓印方法，其特征在于，所述熱壓印方法使用如權(quán)利要求8所述的熱壓模具，所述熱壓印方法包括如下步驟：

10.如權(quán)利要求9所述的熱壓印方法，其特征在于：檢測(cè)所述微透鏡陣列元件，如果檢測(cè)結(jié)果符合預(yù)定閾值，則判定熱壓模具合格；如果檢測(cè)結(jié)果不符合所述預(yù)定閾值，則對(duì)所述第一微納結(jié)構(gòu)的形狀進(jìn)行補(bǔ)償。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于熱壓技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模具的制作方法、熱壓模具及熱壓印方法。模具的制作方法包括如下步驟：加工，準(zhǔn)備母模板，并于母模板上加工出第一微納結(jié)構(gòu)；翻模，包括一次翻模，一次翻模包括在母模板上制作第一子模板，第一子模板覆蓋且復(fù)制第一微納結(jié)構(gòu)，并于第一子模板的覆蓋面上形成第二微納結(jié)構(gòu)；蝕刻，于模具基材上制作光刻膠掩膜，并根據(jù)第二微納結(jié)構(gòu)于光刻膠掩上形成第三微納結(jié)構(gòu)，并蝕刻模具基材和光刻膠掩膜，以于模具基材上蝕刻出第四微納結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可以通過(guò)蝕刻技術(shù)，可以將多個(gè)模具基材進(jìn)行同時(shí)蝕刻，從而同時(shí)制作成多個(gè)熱壓模具，效率高且有效降低了成本。

技術(shù)研發(fā)人員：楊高,龔峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10