奈米轉印-微熱壓成形機

a.電漿火炬 c.介質屏障放電

b.暈光放電 d.大氣電漿束

圖 4.7 大氣電漿源種類

圖 4.8 常壓大氣電漿裝置

4.2.4 奈米轉印-微熱壓成形機

本研究奈米熱壓成型設備有兩種，其一為為工研院機械所自行開 發微熱壓成形設備（型號：MIRL-30A），實體如圖4.9、4.10所示。

硬體部份具有可分開獨立控制的上下加熱模具，其上下模具的溫度控 制係藉由軟體控制程式與熱電耦加熱器訊號傳送，如此反覆回饋補償

之機制以達到恆溫控制之要求。模具內部有獨特設計的密閉彈性膜與 包覆之流體均壓單元，使得轉印平行度和均壓性佳。另外熱壓的力量 控制透過伺服馬達輸出扭矩並驅動皮帶輪，經由滾珠導螺桿之傳遞轉 為下壓力，而下壓力經由負荷計之量測而傳回電腦軟體做補償，並且 把力量數值顯示在操作界面上。此設備附有人性化軟體操作界面，可 選擇手動與自動的製程模式，軟體部分由圖控式軟體LabView架構之 程式撰寫，使得力量與溫度達到監控效果，因此可減少實驗誤差與不 安定因素，如圖4.11所示。

圖4.9 微熱壓成形機

圖4.10 模溫機

在熱壓成型完成後可啟動模溫機冷卻系統，使其降低溫度讓熱壓 結構固化。此奈米轉印設備主要規格如表4.1。

圖4.11 LabView圖控式操作介面

表4.1 奈米轉印設備細項規格

另一種真空奈米熱壓成型設備則為由德國廠商 SUSS MICROTEC 所 開發出來熱壓接合設備(SB8E SUBSTRATE BONDER)，實體機台如圖 4.12 所示，整部設備可以用來進行晶圓基材的永久性或暫時性接合，晶圓 的尺寸最大可至 8 吋。

欲處理件暴露於大氣中進行接合時潮濕及污染問題的產生，它擁 有過程中腔體真空及壓力控制的能力，而特殊設計的開閉閥門減少了 腔體直接接觸周圍環境，且減低欲處理件由上方放置而導致的空氣污 染。如圖 4.13 所示，特殊設計的固定架提高了工作時之高精密對準，

壓印時保持優異的恆溫溫控能力，在上下模具間裝置了碳化矽板加強 了加熱的均勻性，壓印力的控制透過力回饋系統的方式來控制壓印力 的一致。此奈米轉印設備主要規格如表 4.2。

圖 4.12 奈米壓印機台

圖 4.13 載具及固定架

表 4.2 奈米轉印設備(SB8E)細項規格

奈米轉印除上術熱壓奈米轉印(Hot Embossing Nanoimprint Lithography ， HE-NIL) 外 ， 紫 外 光 硬 化 奈 米 轉 印 (UV-Cured Nanoimprint Lithography，UV-NIL)是另一種更利於發展輥壓製程 (Roll-to-Roll)之生產技術，該製程具有低成本、大面積、低設備費 用、低耗能、高產能等多項優點，機台外觀及滾筒模具如圖 4.14 及 4.15。

光硬化樹脂俗稱 UV 膠，為單液型且完全不含溶劑之接著劑，其 固化原理如下:光硬化樹脂中含有特定比例之光起始劑,當光硬化樹 脂接受到特定波長(265nm & 365nm)的紫外光,樹脂中的光起始劑便會 被觸發而造成連鎖反應,樹脂會在數秒間快速由液態變成固態,進而

達到接著物件之效果,目前普遍應用於工業及電子業之接著.密封.充 填.固定.披覆等應用，UV 成型具備以下特點:

(1)快速固化 (2)完全透明

(3)具有優異的接著效能 (4)具有優異的耐候性 (5)適合自動化生產線製程

圖 4.14 UV 固化設備

圖 4.15 UV 固化滾筒模具