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大幅面微纳图形制造技术及应用
发布人: liuxin 点击次数:3714次 发布时间:2013-03-18 14:56:27

 

    微纳制造涉及节能环保、高端制造装备、新材料、新能源多个领域,产业需求巨大。先进核心装备与工艺无法引进,必须自主解决微纳制造手段。尺度更细、精度更高、幅面更大、成本更低是微纳制造技术发展的必然趋势。因此,需解决关键问题:1)如何制造微-纳米特征尺寸的结构;2)如何解决超大幅面、纳米精度下快速制造;3)如何满足产业端对工艺稳定性、产能、低成本要求;4)还要在制造方法与手段上具有创造性,形成自主知识产权。

 

    项目解决了大幅面下微纳米结构图形的快速制造难题:1)发明了多功能干涉光学头,实现了普通工业环境下,大幅面亚微米结构图形的快速制造;2)提出了基于空间光调制的智能化图形技术与方法,解决了高效率无掩模光刻关键技术;3) 首次建成了规模化"微纳柔性制造生产线",从"微纳结构设计、材料特性研究、重大装备研发到成果产业化"完整工艺链,促进了技术进入低成本工业化应用阶段。研制成功"宽幅智能激光SLM光刻设备"、"大幅面紫外激光干涉直写设备"、"高效率并行激光精密图形化设备"、面向不同应用的卷对卷纳米压印设备及配套专用工艺装备;具有国际领先水平,这是我国超精细先进制造领域的重要技术突破,所达到的技术性能前所未有。

 

    已获授权发明专利14 项,授权实用新型专利2 项,软件著作权5 项,发表论文40 余篇。获国家863、国家重大科学研究计划重点项目(国家自然科学基金)等,其中,省重大成果转化通过验收并获滚动资助。

 

    研制的微纳激光图形化装备,可实现1100mm*1300mm 幅面、100nm 特征宽结构的直写,运行速度可达600mm/s(频闪平铺曝光200um@3000 帧/s),如直写40 英寸幅面、100nm 特征结构图形时间<2 小时!相同特征结构,幅面10mm³10mm,用工业界电子束直写设备需十多小时,运行效率提高近5000 倍。而单光束激光直写的特征结构最小为0.5um。

 

    研制的卷对卷纳米压印装备实现了4 种压印模式(温度补偿压印、热熔冷压、直接热压印和双面UV 纳米压印),微结构深度50nm 到30um,门450mm-1300mm,已实现产能>1 亿平米/年的规模化量产,目前国际上卷对卷纳米压印仍处于实验阶段。项目成果自06 年以来新增销售53 亿元、利税7.39 亿元,这仅是应用开始,市场前景巨大。

 

    项目提出并自主建立了微结构图形柔性制造生产线,填补行业空白,解决了我国微纳制造行业的关键共性技术,提升行业国际竞争力。1)微纳结构光变环保材料在国内前10 大印刷企业规模化应用,为洋河-蓝色经典、茅台白金酒、云烟等品牌提供了安全印刷包装材料,减少近10,000 吨塑料白色污染。2)纳米光变色膜技术在国家前3大法律证卡(二代身份证、新驾驶证、行驶证)上实施,最大限度保护了人民生命财产安全,最大限度打击了涉证违法犯罪行为。3)微纳结构导光膜已在LED 照明与近三千多万台手机背光中成功产业应用,实现了节能、降耗,LED 使用数量减少了1/3。4)微纳制造设备出口日本、韩国等,并提供给国内研究机构(中科院苏州纳米所、上海通用识别技术研究所、哈工大等),体现了技术先进性。

 

(来源:苏州大学

 

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