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微纳结构色制造的9个关键步骤


制作微纳结构色需要在光刻胶材料上进行多次曝光,形成一个完整的图案,这些图案大多以象素阵列结构拼接组成,也可以是矢量线条结构。但都需要经过数百万次的光刻曝光。

 

图片出自苏州印象

 

微纳结构色的制造因最终产品的不同可分成数十个步骤,从图案设计到批量生产也会根据工艺的不同而有所差别。在无尘环境中,光刻机通过数以万次的精密控制来保障微纳结构的规则精度。在此过程中,空气洁净度和温湿度控制都必须受到严格控制。

 

图片出自苏州印象(高精度光刻制版设备)

 

结构色是如何制作出来的?

结构制造的关键工艺(9大步骤)

 

设计  >>

制造微纳结构色的第一步,需要把最终想要得到的色彩、质感、明度进行美学设计,同时还要考虑到观察视场、距离、光源、对结构色图文呈现的影响。

 

光刻胶涂覆  >>

进行光刻前,首先要在光刻胶载体(此处使用的是玻璃)上均匀涂覆光敏材料“光刻胶”,烘干后将光刻胶感光板放入光刻机。

 

曝光  >>

在光刻胶版上通过曝光的方式(一般分为干涉曝光、投影成像、光束直写等方式)把不同频率、不同方向、不同深度的条纹结构进行曝光记录。此时传过镜头的光束与光刻胶发生化学反应,使得计算机中的图案“映”制在光刻胶涂层。

 

显影  >>

光刻机记录完成停止加工后若无二次加工,光刻胶版即可取下,通过专用的显影液洗去曝光区域的光刻胶(此处使用的是正性光刻胶),并需要保持光刻胶版干燥,防止落灰和受潮。

 

 

坚膜  >>

光刻胶显影后,要进行烘烤,使成型的结构永久固定。

 

组版  >>

对于批量生产来说大多数结构色产品,除特殊需要大面积光刻的图案以外,都要组版,可分为热压组版和UV组版,组版尺寸精度须符合包辊与幅宽尺寸,并考虑到不同材料的张力收缩。

 

 

金属化  >>

膜片需要经过两次金属化处理,第一次是表面金属化,第二次是做金属模具。这种金属模具厚度一般在70um左右,还有一种方式可以使得组版后的膜片不需要金属化,但是由于材料的形变以及使用寿命问题难以彻底解决还没能成为主流。

 

模压  >>

把已经金属化的微纳结构模具转载在特制的模压机上,通过热压的方式使得这些结构转印到覆有信息层的薄膜材料上,也可以通过UV冷压的方式进行转印。

 

收卷封装  >>

最后一步,把带有微结构的薄膜进行封装。接下来就需要搭配不同的生产工艺制作不同类别的产品。比如可衔接涂布、印刷、局部退铝等工序。

 

微型迷宫  >>

结构色可以通过衍射和反射来体现色彩,绝大多数微纳结构色需要经过上万甚至数百万次的曝光,且对曝光功率的稳定性有极高的要求,需要以微纳米级的精度相互套位。有时需要在光刻胶表面制作出带有坡度的结构,这样做的目的是增加反射,扩大视场。

 

图片出自苏州印象

 

多干净才干净?

要知道,无论灰尘或异物如何微小,一旦落到胶版上,都会损坏胶版。所以如何保证生产的良率,无尘室的清洁度至关重要。
 

无尘室到底有多洁净?

苏州印象科技的无尘室达到万级水平,具体来说,在每立方米空气中,0.5到1微米的颗粒不超过50个,且没有大于200纳米的颗粒。这是生产出良品的关键保障。

 

图片出自苏州印象

 

无尘室内的空气不断过滤、循环。员工需要穿着特殊的工作服,维持低粉尘的工作环境。

 

本文为苏州印象原创,若要转载请联系编辑授权

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