多通道3D纳米纹理模具的制备方法与流程

本发明涉及模具制备技术领域，具体是一种多通道3d纳米纹理模具的制备方法。

背景技术：

随着科技的发展和人们欣赏水平的提高，电子产业不断的发展壮大。电子产品，特别是手机、笔记本类便携式设备的外观越来越精细，越来越复杂。桔皮纹、木纹、仿炭纤维纹，cd纹等精细纹路装饰越来越受欢迎，并且都得到实际应用。随着外观装饰的不断拓展，纸币外观装饰的模具也日益要求精密，目前，模具加工多采用机械加工技术，包括cnc(computernumericalcontrol，计算机数字控制机床)、线切割、电火花等。另外，微米、纳米级别模具的制备则采用光刻技术。

机械加工用到的设备多，成本高且操作麻烦，更重要的是无法完成微、纳米级别纹理的加工，如炭纤维纹路，乳突结构等。光刻技术虽然加工精度高，可以完成微、纳米级别纹理的加工，但是设备非常的昂贵，加工成本极高。

现有模具制备技术中还涉及一种转印方法，通过将有机硅胶涂布在有图案的纸上，固化后，在水液中把纸搓洗掉，将纸上的图纹和文字转印到硅胶片上，再将硅胶片连同图档一起附着在基材上。该方案主要针对可以轻易去除母版的纸类图档，一个图档只能获得一个样品，不能重复利用；而且为了复制图档清晰，必须要求涂布厚度均匀，所以对设备及其精度要求也较高；同时，现有的硅胶片上的图纹一般是单个的纹理，不能多个图纹设置在同一个硅胶片上，因此，有必要寻找一种更为理想的方法，能够克服现有技术的上述不足，获得更好纹理效果和多层纹理叠加效果的技术。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种制作工艺简单，成本低，同时还能重复使用，且可以实现多个纹理叠加、获得更好的纹理呈现效果，提高工作效率的多通道3d纳米纹理制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种多通道3d纳米纹理模具的制备方法，具体操作步骤包括：

(1)在pet(聚对苯二甲酸类塑料)光刻材料上涂上光刻胶，然后进入不锈钢无尘炉进行烘干备用；

(2)第一层纹理光刻处理，具体包括：

(2.1)在pet光刻材料的生胶面(涂覆光刻胶的面)上放上mask(掩膜)图纹版；

(2.2)将放置好的mask图纹版的pet光刻材料放入到光刻机上，然后打开真空泵，进行抽真空；

(2.3)根据mask图纹版的精细度、调节设置光刻时间，然后进行光刻；

(2.4)光刻完成后，取出mask图纹版下一次备用；

(2.5)取配好的显影液放入清洗盒中，然后把光刻完成的pet光刻材料放入清洗盒中进行清洗，使其图纹在pet光刻材料上显示出来；

(2.6)把步骤(2.5)清洗完成的pet光刻材料放入到真空环境中，打开脱水机将pet光刻材料的水分进行甩干；

(3)第二层纹理光刻处理，具体包括：

(3.1)在第一层纹理处理完成后的光刻pet光刻材料上(位于第一层纹理所在面)再涂一层光刻胶，然后进入不锈钢无尘炉进行烘干备用；

(3.2)在步骤(3.1)烘干后的pet光刻材料涂胶的一面上再放上第二种mask图纹版；

(3.3)将放置好第二种mask图纹版的pet光刻材料放入到光刻机上，然后打开真空泵，进行抽真空；

(3.4)根据第二种mask图纹版的精细度、调节设置光刻时间，然后进行光刻；

(3.5)光刻完成后，取出第二种mask图纹版下一次备用；

(3.6)取配好的显影液放入清洗盒中，然后把步骤(3.5)光刻完成的pet光刻材料放入清洗盒中进行清洗，使其图纹在pet光刻材料上显示出来；

(3.7)把步骤(3.6)清洗完成的pet光刻材料放入到真空环境中，打开脱水机将pet光刻材料的水分进行甩干，从而实现第二次纹理的处理叠加,得到多通道3d纳米纹理模具。

进一步的，所述的pet光刻材料上每加一层纹理都需要高清ccd相机进行定位。

进一步的，所述的pet光刻材料放入到光刻机上进行抽真空30-80秒(步骤(2.2)和步骤(3.3)中均为上述参数范围)。

进一步的，所述的mask图纹版的光刻时间为30-150秒；更具体的，一般纹理的线条宽度为0.01-0.05mm,其中0.01-0.03宽度的时间要短一点为10-80秒，0.031-0.05mm宽度的要时间长一点为81-150秒。

进一步的，所述pet光刻材料放入清洗盒中进行清洗设置的时间为20-300秒，更进一步的，所述的清洗时间为20-60秒。

进一步的，所述的取出mask图纹版下一次备用，为将mask图纹版置于无光盒子内放置，放置图纹版收到外界光照等因素影响，导致无法使用。

进一步的，所述的不锈钢无尘炉进行烘干，烘干温度为95-120℃，时间为10-30min。本发明的优点和有益效果：

1.本发明所提供的一种多通道3d纳米纹理制备方法，制备工艺简单，生产成本低，同时能重复使用，提高了生产效率。

2.本发明采用在同一张涂有光刻胶的pet光刻材料上每加一层纹理都需要通过进行高清ccd相机进行定位，这样可以很好的在同一张pet光刻材料显示出多种不同的纹理，且不同纹理之间没有相互影响，纹理层次清晰，立体效果显著。

3.本发明首次将两个或者更多纹理图案实现叠加，并通过控制每层纹理线条的粗细和光刻时间等参数，使得每一层的纹理都能清晰呈现，互不干扰，呈现非常理想的3d立体效果。

附图说明

图1本发明双层纹理获得的模具生产出的产品效果图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例

本发明以制备附图1所示的双层纹理产品(拉丝+丝绸纹)为具体实施例：具体的操作方法和过程为：多通道3d纳米纹理制备方法，具体操作步骤如下：

(1)在pet光刻材料上涂上光刻胶，然后进入不锈钢无尘炉进行烘干备用，烘干温度为98-100℃，时间为15-16min；

(2)第一层纹理处理(拉丝)，具体包括：

(2.1)在pet光刻材料生胶面上放入mask图纹版；

(2.2)将放置好的mask图纹版的pet光刻材料放入到光刻机上，然后打开真空泵，进行抽真空50秒；抽真空的控制只要是能够进入真空状态即可。

(2.3)通过mask图纹版的精细度(拉丝纹理的线条宽度0.05mm)、调节设置光刻时间30-35s，然后进行光刻；

(2.4)光刻完成后，取出mask图纹版并将其放入一侧盒子内进行下一次备用；

(2.5)取配好的显影液放入清洗盒中，然后把光刻完成的pet光刻材料放入清洗盒中进行清洗(显影)，清洗时间为40秒，使其图纹在pet光刻材料上显示出来；

(2.6)把清洗完成的pet光刻材料放入到真空环境中，打开脱水机将pet光刻材料的水分进行甩干；

(3)第二层纹理处理(丝绸纹理)，具体包括：

(3.1)将第一层纹理处理完成后的光刻pet光刻材料上再一次涂一层光刻胶，然后进入不锈钢无尘炉进行烘干备用，烘干温度烘干时间；

(3.2)在光刻pet光刻材料涂胶的一面上再放入第二种mask图纹版；

(3.3)将放置好第二种mask图纹版的光刻pet光刻材料放入到光刻机上，然后打开真空泵，进行抽真空，抽真空时间60秒；

(3.4)通过第二种mask图纹版的精细度(丝绸纹理的线条宽度为0.03mm)、调节设置光刻时间28秒，然后进行光刻；

(3.5)光刻完成后，取出第二种mask图纹版并将其放入一侧盒子内进行下一次备用；

(3.6)取配好的显影液放入清洗盒中，然后把步骤(3.4)光刻完成的pet光刻材料放入清洗盒中进行清洗，清洗时间为35秒，使其图纹在pet光刻材料上显示出来；

(3.7)把清洗完成的pet光刻材料放入都真空环境中，打开脱水机将pet光刻材料的水分进行甩干，从而获得双层纹理的模具或称为母版。

将获得的母版上涂覆上uv胶，然后覆盖pet板，对uv涂层进行纹理压印，利用uv光源对压印完的uv涂层进行光固化，固化完成后去掉母版，获得具有母版图形的pet板，对pet板上多余的uv胶去除，根据底色要求盖上相应颜色的油墨，然后在油墨上盖上保护胶，进行激光烧外形获得目标产品如附图1所示：拉丝纹理在前，丝绸纹理作为背景。但是两种纹理相互不遮盖，同时显现。在同一平面上做出2层、3层甚至多层纹理，每一层纹理清晰可见，立体感更强。该产品层次清晰、纹理立体感强。

本发明上述实施例，同一张pet光刻材料上每加一层纹理都需要通过进行高清ccd相机进行定位(光刻行业常规技术)，这样可以很好的在同一张pet光刻材料显示出多种不同的纹理，且不同纹理之间没有相互影响，纹理层次清晰，立体效果显著，如附图1所示，产品层次感强，纹理清晰。

在本实施例中，光刻胶的涂胶效果控制好坏直接影响光刻质量，因此在操作时应将光刻胶按要求准备好，并控制好光刻胶的涂层厚度及均匀性、涂层表面状态等。本实施例采用中性uv光刻胶来进行涂抹。

在本实施例中，将涂抹处理后的pet光刻材料置于100-110℃中烘烤10-25min，进行固化，使各层之间紧密连接。为保证胶膜的质量，涂胶工序应在洁净条件下进行，最好在密封的无尘环境中进行。在本实施例中的uv光刻胶由中性uv油(uv光油)、光刻胶和助剂按照重量比为4:5:1的比例混合而成，其中的光刻胶可以为市售的光刻胶，助剂可以为硅烷偶联剂、抗氧剂、紫外吸收剂、消泡剂和流平剂中的一种或几种，本实施例为硅烷偶联剂和流平剂，均为市售常规产品。

本实施例的光刻，就是在涂好中性uv光刻胶的pet光刻材料的胶面上覆盖掩模版，通过紫外光进行选择性照射，使受光照部位的中性uv光刻胶发生化学反应，改变了这部分胶膜在显影液中的溶解度，不受光照部分的中性uv光刻胶形成阴影区；一般光刻的过程是：先将光刻直写掩膜机的紫外光灯打开预热，待电源稳定，掩膜版放在印框上通过显微镜进行对位，然后再将pet光刻材料涂胶的一面朝上放在光刻平台，进行定位。最后调节紫外光的照射时间和强度进行光刻。照射时间过短，光刻感光不足，其化学应不充分，显影时受光部分溶解不彻底，易留底膜；光刻时间过长不该曝光部分边缘也被微弱感光，刻蚀后图形边界模糊，细线条变开严重。通过合理控制光刻时间，本发明获得产品效果有保证。本发明的掩膜版为行业常规方法制备的掩膜版。

本实施例的显影，光刻完成的pet光刻材料放入一显影槽内进行浸泡显影，显影槽内设有显影液，使得图纹在pet光刻材料上显示出来；显影就是将感光部分的中性uv光刻胶溶除，留下未感光部分的胶膜从而显示所需要的图形。显影液通过浸泡光刻完成的pet光刻材料，或者通过摇摆的喷头喷洒在光刻完成的pet光刻材料的uv光刻胶面上，过一定时间显出图形后，uv母模再通过水洗，将显影液冲掉。显影液有两种，一种是与uv光刻胶配套的专用显影液；另一种是定浓度的碱液(主要包括koh或naoh、助剂和活性水)。第二种使用普遍些，本实施例采用二种方式均可以实现。本实施例可以是氢氧化钠：助剂(氨水or硅酸钠)：活性水＝2:5:93(重量比)。碱液配置是在专用调制槽中进行的，先在槽中注入一定量活性水，然后根据溶液浓度称量一定量的碱放入槽中搅拌，待碱液完全溶解后，将配好的液注入显影槽。显影时必须控制好时间和温度(一般温度范围请给出20-25度,10-10min)，温度和时间直接影响显影速度，若显影时间不足或温度低，则中性uv光刻胶的阴影区不能完溶解，留有一层感光胶，在刻蚀时，这层胶会起保护作用，使应该刻蚀的部分被保护下来。若显影时间过长或温度过高，显影时未被曝光的中性uv光刻胶会从边缘向里钻溶，使图形边缘变差，再严重会使中性uv光刻胶大片剥落。因此，本实施例对时间和温度都进行了理想化的控制，获得的产品比较理想。

本发明的pet光刻材料即为透明的pe薄膜板材。

本发明的上述实施例是对本发明的说明而不能用于限制本发明，与本发明的权利要求相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。