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TiN模板热压印中的若干关键影响因素仿真分析
  • ISSN号:1001-9669
  • 期刊名称:机械强度
  • 时间:2011.2.2
  • 页码:285-289
  • 分类:O342[理学—固体力学;理学—力学] O484.2[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]机械制造系统工程国家重点实验室,西安710049, [2]西安交通大学精密工程研究所,西安710049
  • 相关基金:国家高新技术863项目(2009AA04Z330); 新世纪优秀人才支持计划(NCET-10-0643); 国家自然科学基金重点项目(90923001 50535030)资助.
  • 相关项目:纳米制造中的计量溯源与测试理论研究
中文摘要:

在热压印过程中,模板和基体上的聚合物直接物理接触,压印压力、温度和时间是决定压印效果的主要因素。模板是否完全填充,对压印质量有着至关重要的影响,为了获得正确的压印参数,有必要了解在热压印过程中的聚合物流动机理。文中使用Ansys有限元软件数值仿真热压印过程中的相关问题。首先,建立超弹模型,仿真分析热压印过程中压力与聚合物变形的关系,仿真结果表明,单纯提高压力对改善压印效果并不明显。其次,研究冷却降温过程中聚合物应力分布情况,研究显示降温过程中存在应力集中,因此,在热压印时应该在玻璃点温度以上去除压力,避免压印缺陷产生。最后,仿真分析模板热膨胀系数对压印结果的影响,结果表明,由于模板与光刻胶热膨胀系数不同,在降温过程中存在应变集中现象。因此,应该选择热膨胀系数与光刻胶尽量接近的材料作为模板。

英文摘要:

During hot-embosssing process,direct physical contact of the mold and substrate occurs,and during the process,pressure,temperature and time are important for the imprinting quality.Completely filling up the mold is crucial to the pattern-replication.In order to apply proper parameters to hot-embossing process,it is necessary to well understand the flux mechanism of the polymer.Numerical simulation using Ansys software was carried out.First,hyperelastic model was set up to study the relationship between polymer deformation and pressure.The results indicate that inceasing the pressure only can not improve the hot-embossing performance obviously.Second,the polymer stress distribution in cooling down step reveals that stress convergence exsits,which means that pressure removal above the transition temperature of the polymer glass could avoid imprint defects.Finally,influence of different thermal expansion coefficient between mold and polymer was investigated.The results indicate strain convergence was produced in cooling down by thermal expansion coefficient difference of mold and photoresist.Hence it is better to select material of the mold, which has similar expansion coefficient with that of the photoresist.

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期刊信息
  • 《机械强度》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国机械工业联合会
  • 主办单位:中国机械工程学会 郑州机械研究所
  • 主编:王长路
  • 地址:郑州市嵩山南路81号
  • 邮编:450052
  • 邮箱:jxqd@chinajournal.net.cn
  • 电话:0371-67710821
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9669
  • 国内统一刊号:ISSN:41-1134/TH
  • 邮发代号:36-76
  • 获奖情况:
  • 2002年12月获河南省第五届优秀科技期刊二等奖,1999年6月获国家机械工业局机械行业优秀科技期刊...,1999年2月获河南省第三届优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11980