跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.62) 您好!臺灣時間:2025/11/17 15:45
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:林盟貴
研究生(外文):Meng-kuei Lin
論文名稱:應用有限元素法模擬多層金屬奈米壓印製程
論文名稱(外文):FEM Simulation of Multi-layer Metal Thin Film Nano-Imprint Process
指導教授:劉德騏
指導教授(外文):De-Shin Liu
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:機械工程所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:有限元素法奈米壓印雙層金屬薄膜適應性網格法
外文關鍵詞:Bi-layer metal filmFinite Element MethodAdaptive meshing methodNanoimprint
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:403
  • 評分評分:
  • 下載下載:58
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:1
在奈米壓印製程中,高分子薄膜是最常使用的壓印材料。而金屬薄膜較少應用於壓印製程的原因是其需要極大之成型壓力且金屬薄膜成型後有回彈的問題。如何改變製程溫度與薄膜結構以降低成型壓力成為重要的研究工作。本研究應用有限元素法模擬鋁金屬薄膜之壓印製程,配合適應性網格化法,解決壓印模擬中網格變形過大之問題。模擬所需之鋁金屬薄膜熱機械性質是經由微拉力實驗得到微米鋁線之熱機械應力-應變曲線,並藉由比較常溫下之單層金屬薄膜奈米壓印實驗結果加以修正。此外,根據參考文獻之雙層奈米壓印製程(NIMB)實驗,建立模擬雙層薄膜壓印之分析模型。討論雙層薄膜(Aluminum/polymer)在各個厚度比、壓印溫度對其成型性與所需壓力的影響,對於進行雙層薄膜奈米壓印的製程設計將有相當的幫助。
The polymer thin film layer is mainly used in nano imprint process. It is uncommonly applied imprint process to metal thin film due to it needs ultra-high stamp pressure and spring back problems. How to choose working temperature and metal layer structures to reduce the imprint force is the major research topics nowadays. The research works presented in this thesis uses the finite element method to simu-late nano imprint process on Aluminum thin film. The numerical mesh quality problems due to large deformation are improved by adaptive meshing technique. The temperature dependent strain-stress curves of Aluminum wire were given from micro-force tensile test, and modi-fied by compared with real imprint experimental results. Referring to the literature produced metal/polymer bi-layer structures (NIMB) ex-periment; we modified the single metal layer simulation model to bi-layer Aluminum/polymer thin film. Various thickness ratios and form-ing temperatures are studied by bi-layer simulation model to reveal how they affected the imprint force. The results presented in this study could great help to choose better bi-layer structure as well as the imprint parameters.
表目錄 III
圖目錄 IV
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 2
1-3 文獻回顧 4
1-3-1 奈米壓印技術文獻回顧 4
1-3-2 奈米壓印成型性文獻回顧 6
1-3-3 奈米壓印有限元素分析文獻回顧 7
1-4 本文內容 11
第二章 數值模擬方法理論介紹 15
2-1 有限元素法動態顯式分析方法介紹[21] 16
2-2 自動時間增量和穩定性介紹[21] 19
2-2-1 顯式方法的條件穩定性 19
2-2-2 穩定性限制的定義 19
2-2-3 材料對穩定性的影響 21
2-2-4 網格對穩定性的影響 22
第三章 微米鋁線溫度拉伸實驗 23
3-1 拉伸實驗設備與架構 23
3-2 試片製作與實驗參數 26
3-3 實驗方法與步驟 28
3-4 實驗結果與討論 29
第四章 奈米壓印有限元素模型建立 31
4-1 奈米壓印實驗介紹[20] 31
4-2 有限元素模型之建立 32
4-2-1 模型幾何建立 34
4-2-2 邊界條件給定 36
4-2-3 材料參數給定 37
4-3 數值模擬結果與實驗結果比較與討論 38
4-3-1 奈米壓印成形現象的討論 38
4-3-2 奈米壓印模擬與實驗結果比較 40
第五章 奈米壓印數值模擬 45
5-1 緩衝層的設計與模擬分析 45
5-2 探討雙層材料之材料厚度比的影響 47
5-3 探討雙層材料之溫度效應的影響 53
第六章 結論與未來發展 65
6-1 結論 65
6-2 未來發展 66
參考文獻 67
[1] http://www.ndhu.edu.tw/~nano/92forum/GMW.pdf
[2] S. Y. Chou, P. R. Krauss and P. J. Renstrom, 1996, “Nanoimprint Lithography,” American Vacuum Society Technology B, Vol. 14, p. 4129.
[3] K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, S. H. Lee, J. D. Park, P. W. Yoon, D. H. Kim and S. S. Lee, ” Nanoimprint technology for nano-structured optical devices,” Current Applied Physics, Vol. 6, Supplement 1, pp. e149-e153, August 2006.
[4] A. S. Won, L. K. Dong, K. J. Sung, S. H. Kim, P. J. Do, L. S. Hoon, Y. P. Won, “Fabrication of a 50 nm half-pitch wire grid polarizer using nanoimprint lithography,” Nanotechnology, Vol. 16, No. 9, pp. 1874-1877(4) , September 2005.
[5] http://www.militho.com/tech_articles/new_articles/5037_123_Final
[6] http://augustus.scs.uiuc.edu/nuzzogroup/group/will/webpage.ppt
[7] S. Y. Chou, C. Keimel, J. Gu, “Ultrafast and direct imprint nanostructures in silicon,” Nature, Vol. 417, pp.835-837, 2002.
[8] H. Conrad and J. Narayan, “Mechanism for Grain Size Softening in Nanocrystalline Zn,” Applied Physics Letters, Vol. 81, No. 12, pp. 2241-2243, 2002.
[9] W. B. Young, “Analysis of the nanoimprint lithography with a viscous model,” Microelectronic Engineering, Vol. 77, Issues 3-4, pp. 405-411, April 2005.
[10] Q. C. Hsu, C. D. Wu and T. H. Fang, “Deformation Mechanism and Punch Taper Effects on Nanoimprint Process by Melocular Dynamics,” Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 43, No. 11A, pp. 7665-7669, 2004.
[11] 陳星佑, ”溫度效應對奈米級金屬壓印成型性之影響-分子動力學模擬與奈米壓印實驗,” 國立清華大學碩士論文, 2005.
[12] 謝雲亮, ”尺寸效應對奈米級金屬壓印成型性之影響-分子動力學模擬與奈米壓印實驗,” 國立清華大學碩士論文, 2005.
[13] Y. Hirai, M. Fujiwara, T. Okuno, “Study of the resist deforma-tion in naonimprint lithography,” A meican vaccum society B(19)6, 2005.
[14] H. L. Chen, S. Y. Chuang, H. C. Cheng, C. H. Lin, T. C. Chu, “Directly patterning metal films by nanoimprint lithography with low-temperature and low-pressure,” Microelectronic Engi-neering, Vol. 83, Issues 4-9, pp. 893-896, April-September 2006.
[15] 鄭志偉、吳光鐘、李俊宏、姚志民、石玉清, “熱塑性奈米壓印之參數化研究”, 中華民國力學學會第廿九屆全國力學會議.
[16] H. D. Rowland, A. C. Sun, P. R. Schunk, W. P. King, “Impact of polymer film thickness and cavity size on polymer flow during embossing: toward process design rules for nanoimprint lithog-raphy,” JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICRO-ENGINEERING, 15 (2005) 2414-2425.
[17] 張瑞中, “模具線寬與薄膜厚度相對於金屬微壓印成形特性之實驗與數值研究,” 國立中正大學碩士論文, 2005.
[18] Y. Hirai, S. Yoshida, N. Takagi, “Defect analysis in thermal nanoimprint lithography,” Mechanical System Engineering, Graduate School of Engineering, Osaka Prefecture University, 1-1 Gakuen-cho, Sakai city, Osaka 599-8531, Japan.
[19] K. Mohamed, M. M. Alkaisi and J. Smaill, “Resist deformation at low temperature in nanoimprint lithography,” Current Applied Physics, Vol. 6, Issue 3, pp. 486-490, June 2006.
[20] 呂盈締, ”金屬直接奈米壓印之成型研究,” 國立清華大學碩士論文, 2006.
[21] 愛發股份有限公司 編著,”ABAQUS實務入門引導,” 全華科技圖書股份有限公司.
[22] 吳建利, ”薄膜性質對於金屬奈米壓印成形之影響,” 國立清華大學碩士論文, 2006.
[23] 吳永禮, ”計算固體力學方法,” 科學出版社, 北京市2003.
[24] 吳政達, ”二元合金微、奈米成形之實驗與理論研究, ”國立高雄應用科技大學碩士論文, 2004.
[25] 黃宗立, ”冷鍛頭實驗與電腦模擬分析,” 台北科技大學學報第三十五之二期, 2002.
[26] Y. Hirai, T. Konishi, T. Yoshikawa, and S. Yoshida, “Simulation and experimental study of polymer deformation in nanoimprint lithography,” Journal of Vacuum Science & Technology B: Mi-croelectronics and Nanometer Structures, Vol. 22, Issue 6, pp. 3288-3293, November 2004.
[27] D.Dowson, “History of Tirbology,” Professional Engineering Punlishing.
[28] 趙永清, ”電子構裝元件可靠度與電氣特性之量測與分析,” 國立中正大學博士論文, 2002.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊