聚合物超声压印非成形面熔融缺陷形成机理及抑制

摘要

分析了聚合物超声压印工艺中基片非成形面产生熔融的原因,并提出了相应的抑制方法.基于超声波产热机理指出非成形面熔融现象是由超声工具头-基片界面摩擦引起的,据此提出“摩擦系数差法”来抑制非成形面的熔融现象并通过在聚合物基片非成形面增加表面保护膜(背膜)的手段实现了“摩擦系数差法”.为了对背膜进行优化选择,对比研究了4种背膜条件对聚合物软化时间的影响.提出了超声工具头位移-时间曲线极小值点对应聚合物软化时间的观点,并通过测量超声压印过程中基片-模具界面温度进行了实验验证.实验结果表明,使用Sekisui#622E-50保护膜可缩短聚合物软化时间3.4s,使用Sekisui#622WB保护膜则可降低软化时间误差0.64s.实验显示:增加背膜不仅有效地避免了非成形面的熔融现象,同时缩短了超声压印过程中的聚合物软化时间并提高了软化时间重复性.