談談我對納米壓印技術的看法

隨(sui)著AR/VR隨(sui)著行(xing)業(ye)的(de)興(xing)起，納(na)米印(yin)刷(shua)迎來(lai)了他的(de)另一個(ge)春(chun)天，我(wo)(wo)相信(xin)隨(sui)著顯(xian)示技(ji)術(shu)(shu)的(de)發(fa)展，將會有下一個(ge)春(chun)天。因(yin)此，我(wo)(wo)想借這(zhe)篇文(wen)(wen)章(zhang)來(lai)談(tan)談(tan)我(wo)(wo)對納(na)米印(yin)刷(shua)技(ji)術(shu)(shu)的(de)看(kan)法。本文(wen)(wen)不(bu)禁止(zhi)學術(shu)(shu)報(bao)告。請理解不(bu)準確的(de)地(di)方。歡迎批評和糾(jiu)正！

我(wo)(wo)主修材料。我(wo)(wo)第(di)一次聽說納(na)米壓印(yin)是(shi)在(zai)八(ba)年前攻讀碩士學位(wei)的(de)(de)時(shi)候。當(dang)時(shi)我(wo)(wo)剛趕上LED當(dang)行業(ye)非常(chang)火爆時(shi)，藍寶石襯(chen)底(di)圖(tu)形化采用納(na)米壓印(yin)技術(shu)(shu)(shu)進(jin)行（PSS）技術(shu)(shu)(shu)技術(shu)(shu)(shu)非常(chang)流行，所(suo)以當(dang)時(shi)對(dui)納(na)米印(yin)刷的(de)(de)認知(zhi)相對(dui)膚淺，但他只是(shi)認為這是(shi)一種(zhong)圖(tu)形措施沒有什么不(bu)同(tong)（當(dang)然(ran)，當(dang)時(shi)對(dui)光(guang)刻(ke)的(de)(de)理解還不(bu)夠）。隨著工作(zuo)(zuo)進(jin)入(ru)工作(zuo)(zuo)崗位(wei)，我(wo)(wo)們(men)真的(de)(de)處理了一群需(xu)要納(na)米壓印(yin)的(de)(de)人。有國內知(zhi)名(ming)顯示(shi)面板制造商、防偽(wei)領域領先企(qi)業(ye)、新顯示(shi)技術(shu)(shu)(shu)制造商、5家G目前非常(chang)流行的(de)(de)光(guang)通(tong)信芯(xin)片制造商、圖(tu)像傳感器研發企(qi)業(ye)和3D結構光(guang)、AR/VR(如下圖(tu)1所(suo)示(shi)AR/VR企(qi)業(ye)等(deng)應用場景)。我(wo)(wo)的(de)(de)觀點如下：

1. 納米(mi)壓印取(qu)代(dai)(dai)光刻集(ji)成電路(lu)(lu)(lu)還(huan)有(you)很長(chang)的(de)路(lu)(lu)(lu)要走(zou)。早期納米(mi)壓印被認(ren)為是一種非(fei)常有(you)前(qian)途的(de)圖(tu)形技術，并聲稱未來將取(qu)代(dai)(dai)光刻集(ji)成電路(lu)(lu)(lu)。當時(shi)，我(wo)們只看到其分辨(bian)率高、成本低的(de)特點，有(you)選擇地避(bi)免了納米(mi)壓印模(mo)板制造、對準等問(wen)題，現在(zai)這些(xie)問(wen)題仍然存(cun)在(zai)，所以想(xiang)取(qu)代(dai)(dai)集(ji)成電路(lu)(lu)(lu)復(fu)雜(za)工(gong)藝水平的(de)光刻，現在(zai)不能，短期內不能；

2. 簡(jian)單3的納米壓(ya)印D批量加(jia)工微納米結(jie)構(gou)圖(tu)具(ju)有(you)優勢， 我們(men)通(tong)常所說(shuo)的光(guang)刻(ke)技(ji)術是基于二維平面的加(jia)工方(fang)法，即使我們(men)可以(yi)通(tong)過一些(xie)(xie)后續的輔助工藝(yi)（如(ru)選擇性(xing)蝕刻(ke)、熱回流）獲得(de)一些(xie)(xie)3D或者準(zhun)確地(di)說(shuo)karrylady.cn結(jie)構(gou)(如(ru)金字塔結(jie)構(gou)、微針結(jie)構(gou)、微鏡結(jie)構(gou)等)，但(dan)這些(xie)(xie)手段的特點(dian)是可控(kong)性(xing)低(或工藝(yi)窗口小)。當然，我們(men)可以(yi)使用類似激光(guang)或電子束的灰度光(guang)刻(ke)來(lai)制作一些(xie)(xie)閃光(guang)格(ge)柵（如(ru)下(xia)圖(tu)2所示(shi)）、菲涅爾透鏡和(he)其他結(jie)構(gou)，但(dan)它仍(reng)然非常困難(nan)，效率和(he)處理風(feng)險(xian)也非常高。

我們剛才說這(zhe)種結構(gou)的(de)(de)加工成(cheng)(cheng)本很高(gao)，光刻和(he)納米壓印的(de)(de)結合是一個很好的(de)(de)選擇，因為(wei)雖(sui)然這(zhe)種結構(gou)的(de)(de)加工成(cheng)(cheng)本很高(gao)，但它可(ke)以(yi)在制作成(cheng)(cheng)納米壓印模板后(hou)批(pi)量甚至生產。這(zhe)種效(xiao)率是光刻無法比擬的(de)(de)。

3. 大(da)(da)面(mian)積(ji)簡(jian)單圖(tu)形重復(fu)結(jie)構的(de)加(jia)工(gong)和嚴格的(de)成本控制(zhi)。在這里，我(wo)們常見的(de)簡(jian)單重復(fu)結(jie)構，如(ru)(ru)納米(mi)柱陣列(lie)、孔陣列(lie)、光柵結(jie)構、六邊形蜂窩結(jie)構（如(ru)(ru)下(xia)圖(tu)4所示）等(deng)。這些結(jie)構的(de)特點是單個圖(tu)形加(jia)工(gong)不難(nan)，但(dan)面(mian)積(ji)大(da)(da)導致加(jia)工(gong)成本高。此時，我(wo)們可以(yi)通過(guo)制(zhi)作納米(mi)壓(ya)印板獲(huo)得(de)，納米(mi)壓(ya)印將很好地(di)控制(zhi)成本。

4. 曲面(mian)(mian)上(shang)(shang)的(de)(de)微納米結(jie)構(gou)加工(gong)(gong)，我們知道現有的(de)(de)光(guang)刻技(ji)術幾乎都(dou)是基于平面(mian)(mian)襯(chen)底(di)(di)加工(gong)(gong)的(de)(de)，但在(zai)實際(ji)使用(yong)中，我們經常會遇到一(yi)些(xie)(xie)微結(jie)構(gou)需(xu)要在(zai)球面(mian)(mian)或柱面(mian)(mian)上(shang)(shang)加工(gong)(gong)。對(dui)于光(guang)刻來說，研(yan)發(fa)(fa)工(gong)(gong)具夾具需(xu)要很(hen)大的(de)(de)成本，而不需(xu)要花(hua)費大量的(de)(de)精(jing)力。然而，隨著納米壓印技(ji)術的(de)(de)發(fa)(fa)展，每個家(jia)庭都(dou)有自己的(de)(de)軟(ruan)膜技(ji)術。軟(ruan)膜可以(yi)(yi)在(zai)一(yi)些(xie)(xie)曲率半(ban)徑較大的(de)(de)襯(chen)底(di)(di)上(shang)(shang)制(zhi)作微結(jie)構(gou)（如(ru)(ru)下(xia)圖(tu)5所示），也(ye)可以(yi)(yi)避(bi)免襯(chen)底(di)(di)上(shang)(shang)的(de)(de)一(yi)些(xie)(xie)顆粒缺(que)陷。此外，柔性(xing)襯(chen)底(di)(di)上(shang)(shang)的(de)(de)微結(jie)構(gou)加工(gong)(gong)(如(ru)(ru)下(xia)圖(tu)6所示)也(ye)是納米壓印的(de)(de)最大優點(dian)之一(yi)。

以上介紹了(le)納米壓印(yin)的幾個特點和潛在應用(yong)。雖然感覺很有優勢，但需(xu)要知(zhi)道以下(xia)特點也是制約納米壓印(yin)的難點:

1. 模(mo)板加(jia)(jia)工(gong)(gong)嚴(yan)重依(yi)賴(lai)(lai)于光刻技術(shu)。目前的模(mo)板加(jia)(jia)工(gong)(gong)大(da)多依(yi)賴(lai)(lai)于光刻，特別是納米結(jie)構(gou)，幾(ji)乎不(bu)能繞過電子束光刻等手段(duan)，導致壓印模(mo)板價格昂(ang)貴。

2. 納(na)米(mi)壓(ya)印底(di)(di)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)問題，我們知道光(guang)刻膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)會(hui)有一(yi)些殘留膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)（也稱為底(di)(di)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)，見文章剝(bo)離章節底(di)(di)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)工藝），這種殘留膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)有時會(hui)影響(xiang)設備的(de)(de)電氣性(xing)能，納(na)米(mi)壓(ya)印也是(shi)如(ru)此，納(na)米(mi)壓(ya)印殘留膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)會(hui)比光(guang)刻更嚴重，在一(yi)些特殊的(de)(de)地方不想出(chu)現底(di)(di)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)需要去除底(di)(di)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)（如(ru)下圖7所示(shi)）。

3. 針對(dui)(dui)這(zhe)個問(wen)題，我(wo)們(men)知(zhi)道跨規模加工(gong)是當前加工(gong)的(de)(de)痛點之(zhi)一。目前，套筒雕刻等技術(shu)(shu)是解決大(da)面積問(wen)題的(de)(de)有(you)效途徑之(zhi)一，這(zhe)意味(wei)著我(wo)們(men)需要高精度，這(zhe)往(wang)往(wang)取(qu)決于我(wo)們(men)的(de)(de)對(dui)(dui)準技術(shu)(shu)。與電子束光(guang)刻或(huo)紫外光(guang)刻不(bu)同，現有(you)納(na)米壓(ya)印(yin)(yin)技術(shu)(shu)的(de)(de)對(dui)(dui)準仍(reng)然沒有(you)很好的(de)(de)解決方案(an)，雖然我(wo)們(men)認為我(wo)們(men)可以使用(yong)紫外線雕刻上(shang)的(de)(de)光(guang)學(xue)對(dui)(dui)準或(huo)莫爾條紋(wen)技術(shu)(shu)，但別忘了納(na)米壓(ya)印(yin)(yin)沒有(you)固化和垂直(zhi)壓(ya)印(yin)(yin)運動(dong)過(guo)程，因(yin)此(ci)會帶來多向偏差(cha)（X-Y，旋轉(zhuan)和傾斜偏差(cha))。

以上(shang)是(shi)個人對納米(mi)壓(ya)印(yin)的看(kan)法和(he)介紹。如(ru)果您對納米(mi)壓(ya)印(yin)的應用或納米(mi)壓(ya)印(yin)模板制版技術(shu)感(gan)興趣，歡迎與我(wo)溝通。

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