本发明涉及微机电，具体涉及一种基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法及阵列纳米喷针。
背景技术：
1、电液动力射流是一种无需光刻掩膜，能将各种功能材料直接沉积在所需要的功能区的增材制造方法，能应用在大幅面柔性液晶显示屏的薄膜晶体管（tft）制造、有机发光二极管（oled）制造、有机太阳能电池制造、生化打印、3d打印和打印电子学领域。其中，电液动力射流打印具有尺度效应，喷针内径尺寸的大小是影响打印分辨率的主要因素。因此，如何进一步缩小喷针内径尺寸提高打印分辨率是目前亟待解决的关键问题。
2、目前，纳米结构制造多采用离子束直写、电子束曝光、激光直写等方法，采用该方法可直接获得纳米尺度喷针，但以上方法依赖于昂贵的工艺设备，制造成本高。通过大面积制造硅纳米模具，复制纳米模具图形制造纳米喷针，该方法极大的降低了制造成本，但工艺步骤复杂、制造周期长。
技术实现思路
1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种工艺简单、成本低、制造周期短的基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法及阵列纳米喷针。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法，包括以下步骤：
3、步骤1.将阵列微米喷针与阵列喷针盖板进行氧等离子体处理，进入步骤2；
4、所述阵列微米喷针的制备方法包括以下步骤：
5、步骤a.1.获取阵列微米喷针凸模具，所述阵列微米喷针凸模具是采用光刻和湿法刻蚀的方法制备获得；
6、步骤a.2.采用步骤a.1中制备的阵列微米喷针凸模具通过浇注法制备未键合的阵列微米喷针；
7、所述阵列喷针盖板的制备方法包括：
8、步骤b.1.获取阵列喷针盖板模具；
9、所述阵列喷针盖板模具的制备方法包括：
10、将玻璃基底进行氧等离子体处理，将光刻胶旋涂在玻璃基底上，并进行前烘，再通过盖板掩模版进行紫外曝光，再后烘显影，获得阵列喷针盖板模具；
11、步骤b.2.通过pdms混合溶液浇注入步骤b.1获取的阵列喷针盖板模具中浇注制作阵列喷针盖板坯料；对阵列喷针盖板坯料进行脱模整形，获得阵列喷针盖板；
12、步骤2.将经过步骤1处理的所述阵列微米喷针与所述阵列喷针盖板对齐，进入步骤3；
13、步骤3.在阵列微米喷针的微沟道处按压阵列喷针盖板，使阵列喷针盖板坍塌与阵列微米喷针的微沟道底部接触键合，使阵列喷针盖板在阵列微米喷针的微通道内遗留纳米通道，获得阵列纳米喷针。
14、本发明一个优选的实施方案中，在步骤a.1中，所述阵列微米喷针凸模具的光刻和湿法刻蚀的方法包括以下步骤：
15、选取带有厚度为100nm的二氧化硅层的硅片作为硅片基底，
16、将硅片基底放置在hmds气氛的干燥塔中静止10~20min，
17、将干燥后的硅片基底上旋涂一层光刻胶，低速转速500~800rpm，旋涂时间6~10s，高速转速5000~7000rpm，旋涂时间30~40s；
18、将有光刻胶的硅片基底放置在水平热板上前烘20~30min；再取出并冷却至室温后通过喷针掩模版进行紫外曝光，曝光时间为45~90s；
19、在对曝光后的光刻胶显影45~60s，在硅片基底的光刻胶上获得阵列微米喷针结构，在去离子水中去除残留显影液；最后放置在60~90℃热板上坚膜30~45min；
20、将带有阵列微米喷针结构的硅片基底放置在水浴温度为45~60℃的氢氟酸溶液中刻蚀硅片基底上的二氧化硅层9~12s，将阵列微米喷针结构转移到硅片基底的二氧化硅层上；
21、再将硅片放置在丙酮溶液中浸泡30~60min，去除光刻胶，获得阵列微米喷针凸模具。
22、本发明一个优选的实施方案中，在步骤a.2中，所述未键合的阵列微米喷针的浇注法包括以下步骤：
23、步骤a.2.1.将阵列微米喷针凸模具放置在三甲基硅氧烷气氛的干燥塔中10~20min，随后将pdms混合溶液浇注在阵列微米喷针凸模具上，并放置在10pa的真空环境中1~2h，去除pdms混合溶液中的气泡同时确保pdms混合溶液填充阵列微米喷针凸模具；
24、步骤a.2.2.将步骤b1完成填充后的阵列微米喷针凸模具放置在60~85℃的真空烘箱中固化2~4h；将固化的喷针轮廓坯料与阵列微米喷针凸模具分离，并去除喷针轮廓坯料上的多余废料，获得未键合的阵列微米喷针。
25、本发明一个优选的实施方案中，pdms混合溶液采用的是体积比为4：1~10：1的pdms和固化剂混合溶液。
26、本发明一个优选的实施方案中，在步骤b.1中，玻璃基底进行氧等离子体处理的处理功率是45~80w，处理时间是15~20s；
27、光刻胶旋涂在玻璃基底上的低速转速是500~800rpm，旋涂时间是6~10s，高速转速是3000~5000rpm，旋涂时间是30~40s；
28、前烘是将涂有光刻胶的玻璃基底放置在水平热板上进行阶梯烘；
29、通过盖板掩模版进行紫外曝光工艺过程中，先是将光刻胶冷却至室温后通过盖板掩模版进行紫外曝光，曝光时间为4~7min；
30、在后烘显影中是将紫外曝光后的光刻胶放置在热板上后烘2~5min，显影60~90s，获得阵列喷针盖板模具。
31、本发明一个优选的实施方案中，在步骤b.2中，阵列喷针盖板坯料浇注方法包括：
32、将阵列喷针盖板模具放置在三甲基硅氧烷气氛的干燥塔中10~20min，随后将pdms混合溶液浇注在阵列喷针盖板模具上；并放置在10pa的真空环境中1~2h，去除pdms混合溶液中的多余气泡同时确保pdms混合溶液完全填充阵列喷针盖板模具；随后放置在60~85℃的真空烘箱中固化2~4h，得到固化的阵列喷针盖板坯料。
33、本发明一个优选的实施方案中，pdms混合溶液采用的是体积比为4：1~10：1的pdms和固化剂混合溶液。
34、本发明一个优选的实施方案中，在步骤b.2中，阵列喷针盖板坯料的脱模整形方法包括：
35、将固化的阵列喷针盖板坯料与阵列喷针盖板模具分离并取出；然后对阵列喷针盖板坯料的外部修形，获得阵列喷针盖板轮廓；再根据所需的阵列喷针盖板形态在阵列喷针盖板轮廓上开槽制造喷针储液池，获得阵列喷针盖板。
36、本发明一个优选的实施方案中，光刻胶采用az703、az5214e、az701、bp212、bn308、或su-8光刻胶；和/或，所述二氧化硅层被替换为al、cr、au、ag、或ni金属薄膜层。
37、本发明一个优选的实施方案中，一种阵列纳米喷针，采用所述基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法制备而成。
38、本发明解决了技术背景中存在的缺陷，本发明有益的技术效果是：
39、本发明的基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法及阵列纳米喷针，本发明采用光刻和湿法刻蚀方法制备了阵列微米喷针凸模具，通过浇注法复制阵列微米喷针凸模具上的图形结构，获得未键合的阵列微米喷针；采用光刻和浇注法制造聚合物阵列喷针盖板。
40、利用pdms的软弹性材料特征，采用氧等离子体辅助按压法巧妙地使得阵列微米喷针的微米通道处的pdms阵列喷针盖板坍塌与pdms阵列微米喷针的微米通道底部接触发生不可逆键合，从而在每个微米通道内留下纳米通道，即获得聚合物阵列纳米喷针。
1.一种基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法，其特征在于：在步骤a.1中，所述阵列微米喷针凸模具的光刻和湿法刻蚀的方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法，其特征在于：在步骤a.2中，所述未键合的阵列微米喷针的浇注法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法，其特征在于：所述pdms混合溶液采用的是体积比为4：1~10：1的pdms和固化剂混合溶液。
5.根据权利要求3所述的基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法，其特征在于：在步骤b.1中，玻璃基底进行氧等离子体处理的处理功率是45~80w，处理时间是15~20s；
6.根据权利要求5所述的基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法，其特征在于：在步骤b.2中，阵列喷针盖板坯料浇注方法包括：
7.根据权利要求6所述的基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法，其特征在于：所述pdms混合溶液采用的是体积比为4：1~10：1的pdms和固化剂混合溶液。
8.根据权利要求6所述的一种基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法，其特征在于：在步骤b.2中，阵列喷针盖板坯料的脱模整形方法包括：
9.根据权利要求3-8中任一项权利要求所述的基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法，其特征在于：所述光刻胶采用az703、az5214e、az701、bp212、bn308、或su-8光刻胶；
10.一种阵列纳米喷针，其特征在于：采用权利要求1-8中任一项权利要求所述的基于按压成型的阵列纳米喷针制造方法制备而成。
