[发明专利]制作冲压纳米和/或微米结构的金属印模的方法及装置

权利要求书

1.一种制作用于在金属装置(4)上冲压纳米和/或微米结构的金属印模(1)的方法，其中该方法至少包括以下给定顺序的步骤，用于在金属印模(1)的至少一表面部分上产生3D拓扑结构化的冲压区域(3)：

a)提供具有表示所述纳米和/或微米结构的主3D拓扑结构化表面(30a)的主工具(30)，并且在软印模(31)的表面中复制所述主3D拓扑结构化表面(30a)，以形成软印模3D拓扑结构化表面(31a)；

b)使用可聚合和/或可交联有机压印材料在软印模3D拓扑结构化表面(31a)上形成压印件(32)，以在压印件(32)的相对侧与金属印模(1)的所述表面部分接触之前、同时或之后，在压印件(32)的一个面上形成压印件3D拓扑结构化表面(32a)，并且去除所述软印模(31)暴露所述压印件3D拓扑结构化表面(32a)；

c)使用第一组蚀刻条件对所述压印件3D拓扑结构化表面(32a)进行蚀刻开口，以仅将压印件3D拓扑结构化表面(32a)的大部分凹陷部分暴露于空气；

d)使用不同于第一组蚀刻条件的第二组蚀刻条件来蚀刻金属印模(1)的金属表面以形成所述3D拓扑结构化冲压区域(3)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米和/或微米结构是具有光栅(6)的光学衍射元件。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤a)和/或b)之前，对用于冲压区域(3)的金属印模的表面部分进行抛光，优选地使用机械、化学或组合的机械和化学抛光技术，优选地直到至少在用于冲压区域(3)的金属印模的表面部分中形成至多0.8微米、优选地至多0.5微米或至多0.3微米或至多0.23微米的表面粗糙度Ra(根据ISO4287:1997定义)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述主工具(30)由光致抗蚀剂材料、玻璃、镍垫片、熔融石英母片、溶胶-凝胶复制品或其组合制成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中软印模的材料，优选为弹性体的，是选自以下的聚合物或低聚物材料：基于硅的材料，优选基于有机硅的弹性体例如PDMS，基于氨基甲酸乙酯的材料，基于聚乙烯的材料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯，基于聚丙烯的材料，聚丙烯酸酯例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(PMAA)、聚甲基丙烯酸丙酯(PMAP)、聚甲基丙烯酸异丙酯，聚碳酸酯(PC)，聚酯(PES)，脂肪族或(半)芳香族聚酰胺(PA)，卤化聚合物例如包括ETFE或PTFE的含氟聚合物，聚酰亚胺(PI)及其混合物和/或共聚物，

和/或其中在步骤a)中，使用热或冷冲压、紫外线冲压、紫外线铸造、热铸造或热和紫外线铸造或其组合来进行主3D拓扑结构化表面(30a)的复制，

和/或其中软印模(31)被铸造或层压在优选地柔性支撑物，优选地箔片上，

和/或其中在步骤b)之前，软印模材料被硬化和/或交联和/或聚合。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中可聚合和/或可交联有机压印材料选自：包括基于甲基丙烯酸酯的材料的基于丙烯酸酯的材料、基于聚酯的材料、基于环氧的材料或基于氨基甲酸乙酯的材料，或其混合物和/或共聚物和/或接枝形式；

和/或其中可聚合和/或可交联有机压印材料是双组分材料，优选地基于选自以下的材料：包括基于甲基丙烯酸酯的材料的基于丙烯酸酯的材料、基于聚酯的材料、基于环氧的材料或基于氨基甲酸乙酯的材料，或其混合物和/或共聚物和/或接枝形式；

和/或其中在步骤b)中，在移除所述软印模(31)之前或之后，使用照射和/或加热，优选地紫外线照射，来交联和/或聚合压印件(32)的材料，

和/或其中在步骤b)中，使用涂覆技术，优选地槽涂、铸涂、旋涂、喷涂或其组合来将可聚合和/或可交联有机压印材料沉积在软印模(31)上；

和/或其中在金属印模(1)上施加压印件(32)涉及：优选地使用填塞物，优选地可变形弹性填塞物，按压位于软印模(31)和金属印模(1)之间的压印材料，

和/或其中在软印模3D拓扑结构化表面(31a)与可聚合和/或可交联有机压印材料接触之前，将防粘材料施加到软印模3D拓扑结构化表面(31a)。