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日本制钢所演示类似纳米压印的溶融微细转印技术 |
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| http://cn.newmaker.com
11/17/2008 10:08:00 AM
日经BP社
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 日本制钢所在“国际塑料展览会（International Plastic Fair：IPF）2008”（11月7日～11日）上演示了类似于纳米压印的溶融微细转印技术。该技术兼具纳米压印和射出成型的优点，是该公司为量产厚100μm～3mm、宽100nm～2mm的图案而提出的成型新技术。特别是可高精度转印高深宽比的凹凸形状。主要用于光学部件和分析芯片等。可高精度转印三维显示液晶电视用柱面状凸镜的边缘部和弯曲部。
溶融微细转印技术以四道工序将模具上的图案转印到树脂上。（1）如同射出成型一样，在螺杆装置中将热可塑性树脂熔化。（2）利用涂布器将熔化的树脂涂布到预热的模具上。（3）加压后冷却。（4）将成型的树脂从模具上剥离。
该公司在演示中，使用此次在IPF上发布的溶融微细转印装置“MTM100-15”（图），仅用3分钟就将宽10μm、高30μm（深宽比为3）的图案转印到丙烯类树脂上。MTM100-15的转印面积为100mm×128mm。
此前推出的开发用装置的转印时间为5分钟。此次缩短为3分钟，其原因是，熔化树脂使用的螺杆装置的类型由挤压成型机型换成了射出成型机型，因此熔化时间约缩短至原来的1/5。此外，还缩短了模具的加热和冷却时间。今后力争将转印时间缩短至1分钟。
能够提高树脂成型技术生产效率的射出成型难以应用于次微米大小的图案转印，其原因是因为树脂的流动性不佳，很难完全充填至模具的最深处。特别是在转印高宽比为1以上的边缘形状时，这一问题无法避免，因此可靠性难以保证。
解决这一问题的方法是通过温度更高、速度更快地射出树脂来确保流动性。但提高树脂温度的缺点是会导致树脂老化。因此难以应用于FPD（平板显示器）用光学部件等注重光学特性的产品。
另一方面，纳米热压印的优点是只要到达可使树脂变形的温度即可进行转印。当接近玻璃熔化温度时，可转印nm级的微细形状。但目前采用纳米热压印工艺生产光学部件时，由于是在树脂没有完全熔化的情况下以高压成型，因此会产生光学失真、多重折射和过度加压的问题。
该公司的溶融微细转印技术是在1M～2MPa的低压下将完全融化的树脂成型，解决了上述两个问题。另外还具有高转印精度。例如，即使是PEN等结晶性树脂，也可使其保持高度的透明状态而非白浊状。转印温度大多在150℃左右。
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