CN101152755B - 盘片基板及其成形用模具、成形方法和镜面板 - Google Patents

Abstract

在盘片基板的成形用模具的一方模具的镜面板(配设有压模)及另一模具的镜面板上，主要形成和构成镜面板的不锈钢的接合性(亲和性)优异且耐久性优异的热缓冲层，以在进行盘片基板的成形时，将压模的微细凹凸形状予以良好地转印并追求冷却效率。在盘片基板的成形用模具(20)的至少一方的模具(31)的镜面板(34)(配设有压模36)的表面、或是表面和冷却媒体通路(34a)之间，设置主要是由热传导率比构成镜面板(34)的金属更低的金属所形成的金属熔射层(51)。

Description

盘片基板及其成形用模具、成形方法和镜面板

技术领域

本发明涉及一种注射成形出光盘用盘片基板时所使用的盘片基板的成形用模具及其镜面板，以及前述盘片基板成形用模具实现的盘片基板成形方法，以及利用该成形方法所成形出的盘片基板。 

背景技术

在进行盘片基板的成形时，在固定模具及可动模具(合模时会形成模腔)的至少一方模具的镜面板的表面配设压模而构成盘片基板的成形用模具，对该成形用模具的模腔内注射充填熔融树脂，利用流过前述镜面板的冷却媒体通路的冷却媒体，经由压模使前述熔融树脂冷却硬化而成形出盘片基板。 

在进行盘片基板的成形时，通过压模来转印凹坑、凹槽等的微细凹凸形状，当注射充填熔融树脂时，在压模的表面温度呈高温的状态下，熔融树脂可深入前述压模的微细凹凸形状的各角落，而达成良好的转印。然而，为了提早让盘片基板冷却硬化成可取出的状态，优选地是用更低温来冷却压模。为了满足这种相反的条件，以往是在待配设压模的镜面板的表面设置热缓冲层。专利文献1中是使用陶瓷材、石英、玻璃等作为热缓冲层。专利文献2、专利文献3中也是使用热传导率低的陶瓷材作为热缓冲层。专利文献4则是使用非晶质碳。专利文献5分别由空气隔热层和氧化锆层来形成热缓冲层。 

在专利文献1～5中，通过熔射等的方法来在镜面板上形成陶瓷材，但会有以下共通的问题点。亦即，与金属相比，陶瓷材和构成镜面板的不锈钢间会有接合性(亲和性)的问题。此外，相对于不锈钢的热膨胀率为11～17×10^-6/℃左右，在作为热膨胀率较高的陶瓷材的氧化锆的情况下为3～10×10^-6/℃，但其它陶瓷材的热膨胀率则比氧化锆更低。因此，当应用于盘片基板的成形用模具而反复进行急速地升温和冷却时，基于不锈钢和陶瓷材间的热膨胀率的差异，会有陶瓷材容易发生剥离的问题。

当通过熔射等的方法将陶瓷材包覆在镜面板上时，存在之后的表面加工变得困难的问题。 

此外，在专利文献6中，在镜面板的表面形成聚酰亚胺树脂所构成的渐冷片。然而，该聚酰亚胺树脂所构成的渐冷片，由于硬度不足而需要较强的合模力，在到达一定以上的注射成形数目时，渐冷片表面的平滑性变差，会对待成形的盘片基板造成影响。由于具有上述缺点，渐冷片的更换频率很高，而有维修保养不容易的问题。 

〔专利文献1〕特开平9-193207号公报(权利要求1，〔0025〕、图1、图2) 

〔专利文献2〕特开平11-156897号公报(权利要求1，〔0018〕、〔0020〕、图1、图3) 

〔专利文献3〕特开平2-6108号公报(权利要求1，第2页、图1、图4) 

〔专利文献4〕特开2004-181716号公报(权利要求1，〔0044〕、图1) 

〔专利文献5〕特开2004-167979号公报(权利要求1，〔0023〕、〔0024〕、图2、图5) 

〔专利文献6〕特开平7-100866号公报(〔0033〕、图1) 

发明内容

本发明的目的在于提供一种盘片基板的成形用模具以及其镜面板、使用前述盘片基板成形用模具的盘片基板的成形方法以及该成形方法所成形出的盘片基板，其在盘片基板的成形用模具的镜面板(供配设压模)上，主要形成和构成镜面板的不锈钢的接合性(亲和性)优异且耐久性优异的热缓冲层，以在进行盘片基板的成形时将压模的微细凹凸形状予以良好的转印并追求冷却效率。 

本发明技术方案1所述的盘片基板的成形用模具是在合模时形成模腔的固定模具及可动模具中的至少一方的模具的镜面板的表面配设有压模，其特征在于：在前述镜面板的表面、或是表面和冷却媒体通路之间，形成主要是由热传导率比构成镜面板的金属更低的金属所构成的金属熔射层。 

本发明技术方案2所述的盘片基板的成形用模具是在技术方案1 中，前述金属熔射层含有空孔。 

本发明技术方案3所述的盘片基板的成形用模具是在技术方案1或技术方案2中，前述金属熔射层也形成在未配设压模的另一模具的镜面板上。 

本发明技术方案4所述的盘片基板的成形用模具是在技术方案1至技术方案3的任一项中，前述金属熔射层将其表面或接近表面侧的空孔率减低。 

本发明技术方案5所述的镜面板是设有在合模时会形成模腔的盘片基板的成形用模具，以在表面配设压模的方式，组装在前述盘片基板的成形用模具的固定模具及可动模具中至少一方模具上的镜面板；其特征在于：在前述镜面板的表面、或是表面和冷却媒体通路之间，形成主要是由热传导率比构成镜面板的金属更低的金属所构成的金属熔射层。 

本发明技术方案6的盘片基板的成形方法，其特征在于：在技术方案1的盘片基板的成形用模具的模腔内注射充填熔融树脂，通过流过前述镜面板的冷却媒体通路的冷却媒体，经由前述金属熔射层及压模使前述熔融树脂冷却硬化。 

本发明技术方案7的盘片基板，其特征在于：由技术方案6的盘片基板的成形方法成形而成。 

本发明的盘片基板的成形用模具及其镜面板是在镜面板的表面、或是表面和冷却媒体通路之间，形成热传导率比构成镜面板的金属更低的金属所构成的金属熔射层，因此，可追求盘片基板成形时的冷却效率，且在进行盘片基板的成形时，能将压模的微细凹凸形状做更良好地转印，与公知的使用陶瓷材等所构成的热缓冲层相比，即使在进行长期间的成形或施加冲击时，仍不容易发生剥离或变形。 

附图说明

图1为本实施方式的盘片基板的成形用模具的剖视图。 

图2为本实施方式的盘片基板的成形用模具的主要部分A的放大剖视图。 

图3为使用本实施方式的盘片基板的成形用模具进行成形时的压模温度的假想曲线图。 

图4为显示，使用本实施方式的盘片基板的成形用模具，以成形循 环时间3.5秒进行盘片基板的成形时的成形测试结果。 

图5为显示现有技术的成形测试结果。 

图6为显示比较例的成形测试结果。 

图7为显示比较例的成形测试结果。 

附图标记说明 

20：盘片基板的成形用模具 

21：固定模具 

26、34：镜面板 

26a、34a：冷却媒体通路 

31：可动模具 

36：压模 

37：模腔 

51、61：镍铬合金熔射层 

51a、61a：第1层 

51b、61b：第2层 

51c、61c：内周缘 

52、62：硬质镀铬层 

具体实施方式

参照图1至图7来说明本发明的实施方式。图1为本实施方式的盘片基板的成形用模具的剖视图。图2为本实施方式的盘片基板的成形用模具的主要部分A的放大剖视图。图3为使用本实施方式的盘片基板的成形用模具进行成形时的压模温度的假想曲线图。图4为使用本实施方式的盘片基板的成形用模具，以成形循环时间3.5秒进行盘片基板的成形时的成形测试结果。图5～图7为显示现有技术或比较例的成形测试结果。 

如图1所示，本发明的一实施方式的盘片基板的成形用模具是蓝光光盘(Blu-ray Disc)用的盘片基板的成形用模具20，其由固定模具21及可动模具31所构成。固定模具21具备：固定模板23、镜面板26、定位板27以及固定外周环24等。该固定模板23经由隔热板22而安装于未图示的注射成形机的固定盘上；该镜面板26经由固定背板25固接于 固定模板23的与隔热板22安装面相反侧的面上；该定位板27含有浇口嵌件29(插嵌于固定模板23、固定背板25及镜面板26的中心开口)、浇道衬套28及定位环；该固定外周环24插嵌于固定背板25及镜面板26的外周端面上，且固接于固定模板23上。镜面板26为具有既定厚度的圆筒形构件，在其背面侧，从未图示的注射装置侧观察，用来冷却盘片基板的冷却媒体通路26a形成为螺旋状。浇道衬套28被流过冷却媒体通路(和镜面板26的冷却媒体通路不同)的冷却媒体冷却；浇口嵌件29连通于镜面板26的冷却媒体通路的冷却通路，主要是被流过镜面板26的冷却媒体冷却。 

可动模具31具备：可动模板32、镜面板34、压模36、外周压模保持具35、内周压模保持具38、固定套筒39、顶出器40、凸形切断器41、突出销42、可动外周环43。该镜面板34经由可动背板33固接于可动模板32的固定模具21侧的面上；该压模36配置于镜面板34的表面；该外周压模保持具35挟持压模36的外周缘部36a而使其保持于镜面板34上；该内周压模保持具38游嵌于可动背板33及镜面板34的中心开口中，用来挟持压模36的内周缘部36b而使其保持于镜面板34上；固定套筒39引导内周压模保持具38的内孔而使其固接于可动模板32；顶出器40插嵌于固定套筒39的内孔中且能在轴方向滑动自如；凸形切断器41插嵌于顶出器40的内孔中且能在轴方向滑动自如；突出销42插嵌于凸形切断器41的内孔中且能在轴方向滑动自如；可动外周环43插嵌于可动背板33及镜面板34的外周端面上，且固接于可动模板32上。镜面板34为具有既定厚度的圆筒形构件，在其背面侧，从未图示的合模装置侧观察，用来冷却盘片基板的冷却媒体通路34a形成为螺旋状。来自未图示的调温装置的经过温度调整的冷却媒体流过冷却媒体通路26a、34a，以进行镜面板26、34的温度控制。盘片基板的成形用模具20的包含镜面板26、34、浇口嵌件29等的主要构件使用作为麻田散铁系不锈钢的SUS420J2(13Cr-0.3C)(热膨胀率11×10^-6/℃)。 

如图1及图2所示，固定模具21和可动模具31合模后所形成的模腔37由压模36的表面44、固定侧的镜面板26的表面、外周压模保持具35的内周部、浇口嵌件29、浇道衬套28、内周压模保持具38、固定套筒39、顶出器40、凸形切断器41以及突出销42各个的端面所界定。使未图示的注射装置的喷嘴抵接于浇道衬套28上，将熔融树脂从该喷 嘴经由浇道衬套28的内部通路注射充填至模腔37内，经由冷却硬化而成形出盘片基板。本实施方式所成形出的盘片基板为轨距0.32μm、板厚1.1mm的蓝光光盘，且是属于再生专用媒体规格的BD-ROM。但其对象包含写入一次型媒体规格的BD-R以及重复写入型媒体规格的BD-RE等所有的蓝光光盘。本发明的对象也包含其它的HD-DVD等各种DVD、各种CD等的树脂所成形出的所有的光盘。 

本实施方式的压模36为将镍合金电铸而制造，其尺寸为：直径(外径)138mm、内周孔径22mm、板厚0.3mm。在蓝光光盘用的压模36的外周缘部36a和内周缘部36b间的表面44上直径44mm～118mm的部分，形成有信息区域44a(用来将轨距0.32μm的微细凹凸(dot)转印于盘片基板上)。在该信息区域44a的内周侧的表面形成有非信息区域44b。信息区域44a和内周侧的非信息区域44b的边界44c依光盘的种类可能会有不同。信息区域的微细凹凸(凸点、沟槽)的形状可能会依再生专用、写入一次型、重复写入型等的型式而有不同。压模36所使用的镍合金的热传导率为90W/(m·K)，热膨胀率为12.8×10^-6/℃。前述压模36的数值仅为一例，例如板厚可为0.2～0.4mm，所使用的镍或镍合金的热膨胀率可为70～100W/(m·K)左右。 

如图2所详细显示，在本实施方式的镜面板26、34中至少一方的表面形成具备金属熔射层的热缓冲层。可将热缓冲层仅设于具有压模的模具。在本实施方式中，由于可动模具31的镜面板34和固定模具21的镜面板26的构造有若干不同，首先针对可动模具31的镜面板34作说明。本发明的「金属熔射层」的定义为将金属(并不排除含有一定量以下的陶瓷作为副材料者)放入高温的气体火焰或电浆环境下，形成熔融或半熔融状态的微粒子后，将其喷吹于基本表面所形成的皮膜。在前述镜面板34上，从与压模36的非信息区域44b的一部分相对向的部分(直径39.5mm处)至与压模36的比外周缘部36a稍内侧部分相对向的部分，形成有具备镍铬合金熔射层51的热缓冲层。因此，镜面板34的镍铬合金熔射层51的内周缘51c的位置为大致对向于压模36及待成形蓝光用盘片基板的非信息区域44b部分的位置。镍铬合金熔射层51的形成部分和未形成部分的边界(内周缘51c)的位置可以设在信息区域44a和非信息区域44b的边界44c，或设在从前述边界朝非信息区域44b方向半径10mm的范围内。关于前述热缓冲层的形成方法，先将镜面板34的前述 部分实施深度0.46mm的切削后，在其底部形成熔射接合面34b，可对该熔射接合面34b实施喷砂加工。接着在前述熔射接合面34b上形成第1层51a(镍铬合金熔射层)后，在其上方形成空孔率比前述第1层51a低的第2层51b(镍铬合金熔射层)。在本实施方式中，第1层51a通过电浆熔射法而形成空孔率超过1％、8％以下，粒径超过40μm、125μm以下，厚度0.20mm左右。形成于第1层的表面51a1的第2层51b通过高速火焰熔射法而形成空孔率超过0％、1％以下，粒径超过5μm、40μm以下，厚度0.20mm左右。在前述镍铬合金熔射层的第2层51b的表面51b1上形成有厚度0.05mm的硬质镀铬层52。进一步在其上方形成0.01mm的WC-Co包覆层53。 

在本实施方式中，作为镍铬合金熔射层51的第1层51a、第2层51b所使用的熔射材料为metco700(材料品名)，由Ni 20Cr 10W 9Mo4Cu 1C 1B 1Fe构成，热传导率为13W/(m·K)左右，热膨胀率为13.2×10^-6/℃左右，硬度为HV446～471(均为常温附近)。可使用的熔射材料包括：AMRRY625(材料品名)，由Ni 21.5Cr 8.5Mo 3Fe 0.5Co构成；diamalloy1005(材料品名)，由Ni 21.5Cr 8.5Mo 3Fe 0.5Co构成；diamalloy 4004NS(材料品名)，由Ni 14Cr 9.5Co 5Ti 4Mo 4W 3Al构成；diamalloy1006(材料品名)，由Ni 19Cr 18Fe 3Mo 1Co 1Ti构成；AMRRY964(材料品名)，由Ni 31Cr 11Al 0.6Y构成。此外，作为熔射材料也能使用：由Ni、Cu、Fe、Al、Mn、C、Si所构成的蒙乃尔(Monel)合金；在Ni中添加Mo、Cr的哈氏(Hastelloy)合金；由Ni、Cr、Fe、Cu、Mo构成的因科耐尔(Inconel)合金、尼莫尼克(Nimonic)合金等等。也能使用80Ni 20Cr或85Ni 15Cr等的镍铬合金作为熔射材料，其中Ni、Cr的比例可适当地选择。而且，像前述材料品名那样，可在Ni、Cr中适当加入W、Mo、Co、Ti、Al、B、Si、Ta、Hf、Nb、Zr、Y等而构成镍铬合金。再者，并不排除含有上述以外的组成的合金。这些镍铬合金本身的热传导率为12～17W/(m·K)左右，热膨胀率为9.5～14×10^-6/℃左右。关于熔射材料，也能使用不含铬、或含微量铬而不属于镍铬合金范畴等的镍基合金。这些镍铬合金及镍基合金，与其它陶瓷材料及后述的钛合金相比，作为熔射材料更为理想且成本更低。 

关于金属熔射材料，除镍铬合金以外，也能使用钛合金、锆合金、铬合金等等，第1层和第2层可使用不同的金属熔射材料。第1层和第 2层不分开而形成单层亦可。作为金属熔射材料，也能使用热传导率比构成镜面板34的不锈钢(SUS420J2)更低的不锈钢。在本发明中，虽不排除使用金属陶瓷材(cermet)作为熔射材料，但优选地是与金属的接合性优异且热膨胀率和不锈钢的差距不致过大的材料，不宜使用耐冲击性不佳的材料。因此，优选地是，碳化物、氮化物、氧化物所构成的陶瓷材料比例为一定以下(低于40wt％，优选地为30wt％以下)。然而，与仅由金属材料构成的熔射材料相比，当进一步含有陶瓷成分时，其与金属的接合性(亲和性)变差且价格更高，因此优选地是使用仅由热传导率比不锈钢低的金属所构成的熔射材料。 

构成金属熔射层的金属材料(块材)的热传导率比构成镜面板34的不锈钢(SUS420J2)的热传导率(21W/(m·K))为低。然而，在本发明中，在利用流过镜面板34的冷却媒体通号34a的冷却媒体来冷却熔融树脂时，必须具备良好的热传导性，因此，在使用热传导率过低(例如4W/(m·K)以下)的不锈钢时，将无法同时满足隔热性和热传导性。具体而言，构成金属熔射层的金属的热传导率优选地是10～21W/(m·K)，更优选地是10～16W/(m·K)。若使用这些金属材料，能使金属熔射层的厚度形成一定厚度以上(例如150μm以上)，且耐久性良好。 

具有气孔的金属熔射层全体的热传导率，在「熔射技术手册」(编者：马正胜)有以下的记载。 

亦即，热传导率k能用以下实验式来代表。 

k kc(1-βP) 

kc：块材的热传导率 

P：气孔率(％) 

β：物质和材料的微细组织相关因子 

依该手册，铜、铝制的铸造材和熔线式火焰熔射皮膜比较下，即使是同一金属的情形，在熔射皮膜的状态，有热传导率成为50％以下的实例(表)。 

在本发明中，由于在前述的金属熔射层中想到了如后述那样除了一部分的例外而形成空孔率为0.5～10％的金属熔射层，因此，想到了实际的具有气孔的金属熔射层全体为热传导率是金属材料(块材)的50％左右。因此，即使本实施方式所使用的镍铬合金的热传导率为13W/(m·K)，也想到了具有气孔的金属熔射层的热传导率为13W/(m·K) 以下，例如为5～13W/(m·K)。 

关于金属熔射层的热膨胀率，为了防止金属熔射层的剥离，优选地是和构成镜面板34的金属的热膨胀率差异不致过大。具体而言，构成镜面板34的不锈钢(SUS420J2)的热膨胀率为11.5×10^-6/℃，可能当作镜面板使用的不锈钢的热膨胀率为11×10^-6/℃～17×10^-6/℃，因此金属熔射层的热膨胀率优选地是9.5×10^-6/℃～18×10^-6/℃。 

金属熔射层的硬度，即使比构成镜面板34的不锈钢(SUS420J2)的硬度(500～520HV)稍低，只要在400HV以上即可，镍基合金的熔射层的硬度通常在450HV左右。WC-Co皮膜的硬度为2000HV左右，当通过该等硬质材料进行表面处理时，金属熔射层的硬度稍低于不锈钢的硬度更不会产生问题。因此，本发明的金属熔射层与现有技术的热缓冲层相比，对于成形时所产生的各种问题具有更好的耐久性。 

镍铬合金(metco700)的第1层51a的熔射方法采用电浆熔射。在本实施方式中，相对于镜面板34的经切削后的熔射接合面34b，以喷射点温度1300℃、喷射装置内温度(粒子温度)2000℃、工件温度150℃的条件进行熔射(metco700)。电浆熔射所形成的金属熔射层的空孔率为超过1％、8％以下。在本发明中，由于用金属熔射层来形成热缓冲层，为了具有隔热作用其空孔率宜为较高，因此优选地是空孔率2％以上。空孔的大小以及粒径，和前述材料粒径大致相同的超过40μm、125μm以下者占大多数。通过改变熔射距离等的熔射状态，可改变空孔率。 

关于熔射层的形成，可使用粉末式火焰熔射、电弧熔射等提高空孔率的熔射方法，以形成空孔率5～10％的金属熔射层。在使用热传导率比前述metco700更低的熔射材料时，可使用前述电浆熔射或高速火焰熔射来形成空孔率超过0％、2％以下。当形成具有空孔的金属熔射层后，能使空孔部分含浸其它隔热性良好的材料。 

关于使用电浆熔射的金属熔射层的形成作业，首先在镜面板34的熔射接合面34b上，形成厚度0.20mm的镍铬合金熔射层51的第1层51a。接着进行高速火焰熔射，以形成空孔率超过0％、1％以下，粒径超过5μm、40μm以下，厚度0.30mm左右的第2层51b。然后研磨前述第2层51b的表面51b1，使镍铬合金熔射层51全体厚度成为40μm。先形成比最终所需的镍铬合金熔射层51厚度更厚的熔射层，的后再进行研磨的理由在于，熔射形成的面会有明显的凹凸，经由研磨将表面51b1 加工成镜面状态，能精确地使镍铬合金熔射层51厚度成为既定值。而且，在表面侧形成空孔率低且粒径小的第2层51b的理由在于，为了防止硬质镀铬层52的表面残留凹凸，且防止形成WC-Co包覆层53后的表面53a出现凹凸。镍铬合金熔射层的第1层51a的厚度宜为0.20mm～0.30mm，第2层51b的厚度宜为0.10mm～0.20mm。只要减低接近表面侧的熔射层的空孔率即可，可设置3层以上的熔射层，且减低表面或接近表面侧的熔射层的空孔率。也能在熔射中改变条件而逐渐减少空孔率。公知的使用氧化锆或单纯钛的加工，要进行表面研磨相当困难，在本发明不会有这种问题，且容易通过再熔射来进行再加工。在本实施方式中，为获得更平坦的面且提升强度，能平滑地形成0.05mm厚的硬质镀铬层52(表面形成层)。通过使硬质镀铬层52具有前述厚度，即使镍铬合金熔射层51的第2层51b的表面51b1具有空孔，仍能将其完全填满，同时能防止在WC-Co包覆层53的表面53a发生凹凸。硬质镀铬层52的热传导率93.7W/(m·K)、热膨胀率17×10^-6/℃，其热膨胀率接近前述镍铬合金熔射层51，因此接合性(亲和性)良好。硬质镀铬层52的硬度为850～1000HV，因此能有效保护镍铬合金熔射层51。硬质镀铬层52的厚度宜为0.02～0.07mm。硬质镀铬层52和前述镍铬合金熔射层51同样，可适当改变金属成分组成，也能使用镀镍磷层、或亲和性更高的镀镍铬合金层。 

本实施方式的表面形成层为了提升耐磨耗性并获得良好的平滑性而在0.05mm厚的硬质镀铬层52的上层积层形成0.01mm厚的WC-Co包覆层53(热传导率60W/(m·K)。由WC-Co包覆层53所形成的耐磨耗层，也能改用TiN、DLC(类钻石碳)等其它的耐磨耗皮膜。表面形成层也能仅由硬质镀铬层52构成，而省略WC-Co包覆层53等的耐磨耗皮膜。因此在本发明中，在镜面板34设置表面形成层时，热缓冲层的镍铬合金熔射层51可形成在镜面板34表面和冷却媒体通路34a之间，而不是形成在镜面板34表面。也能在表面侧形成气孔极少或气孔等于0的熔射层，而不须经由研磨加工来设置表面形成层。 

接着参照图1及图2来说明固定模具21的镜面板26的表面所形成的热缓冲层。镜面板26的内周孔26c的直径为39.5mm。镜面板26表面侧的外周侧的直径，当成形品收缩时成为直径120mm(120.08mm)。在镜面板26的表面，在邻接于浇口嵌件29的内周侧部分、和比外周侧稍 内侧的直径119mm的部分之间，配设具有热缓冲作用的金属熔射层(镍铬合金熔射层61)、以及其表面形成层(硬质镀铬层62)。在镜面板26的外周缘部分未配设镍铬合金熔射层61的理由在于，镜面板26的外周在模具打开闭合时会嵌合于外周压模保持具35内，而这种设计可防止因接触等造成热缓冲层的剥离。因此，镜面板26的表面几乎全面形成镍铬合金熔射层61，而在浇口嵌件29则未形成镍铬合金熔射层61。此外，固定模具21的镜面板26的镍铬合金熔射层61和可动模具31的镜面板34的前述镍铬合金熔射层51形成相对向，其内周缘61c的位置，大致对应于镍铬合金熔射层51的内周缘51c的位置。镜面板26的热缓冲层的内周缘61c的位置，可扩大至前述直径39.5mm加上4.5mm的范围，而在其内侧部分不形成热缓冲层。也能缩小镜面板的内周孔，而使热缓冲层的设置位置扩大到前述直径39.5mm减去4.5mm的范围。因此，镜面板26的镍铬合金熔射层61的内周缘61c的位置、和可动模具31的镜面板34的镍铬合金熔射层51的内周缘51c的位置，可容许直径9mm范围内的差异。 

在本实施方式中，关于镍铬合金熔射层61的形成和可动模具31的镜面板34相同。亦即，第1层61a通过电浆熔射法形成空孔率超过1％、8％以下，粒径超过40μm、125μm以下，厚度0.20mm左右。形成于其表面61a1的第2层61b通过高速火焰熔射法形成空孔率超过0％、1％以下，粒径超过5μm、40μm以下，厚度0.20mm左右。在前述镍铬合金熔射层的第2层61b的表面61b1上形成有厚度0.05mm的硬质镀铬层62。由于硬质镀铬层62的表面构成模腔形成面62a，故并未形成WC-Co包覆层53。与WC-Co包覆层53相比，虽然硬质镀铬层62表面较不平滑且稍有凹凸，因为压模36不是安装在此，并不须考虑压模36的寿命等，在蓝光光盘中，通过固定模具21的镜面板26所形成的部分为标签面而和激光的读取无关，并不须要求高精度。而且，当成形后的蓝光用盘片基板进行脱模时，带有凹凸的反而脱模性较好。不具备压模侧的镜面板26，由于其设置目的和转印性无关，为了提升冷却效率，其所具备的镍铬合金等构成的金属熔射层厚度可比具有压模侧的金属熔射层更薄。而且，不具备压模侧的镜面板26，可仅由第2层61b所使用的镍铬合金熔射层来形成，以使其热传导率比具有压模侧为低。此外，可适当改变硬质镀铬层62等表面形成层的材质及厚度，以做适当的调整。

其次，参照图1、图3、图4来说明蓝光用盘片基板的成形方法。使用图3，亦即使用本实施方式的盘片基板的成形用模具进行成形时的压模温度的假想曲线图，来说明热缓冲层的目的。首先，打开模具，取出蓝光用盘片基板后，盘片基板的成形用模具20的压模36受到来自镜面板34的冷却以及空气的冷却，而在成形循环中处于温度最低的状态。本实施方式的压模36的温度为90℃左右。接着，通过未图示的注射成形机的合模装置来移动可动模具31，使固定模具21和可动模具31合模而形成模腔37。从未图示的注射装置的喷嘴，经由浇道衬套28，将计量时以320℃～395℃熔融的聚碳酸酯树脂注射至模腔37内。在本实施方式的例子(同时应用于图4等的测试)，前述注射装置的加热筒前部的设定温度为370℃，喷嘴温度设定为320℃。注射至模腔37内的熔融树脂会沿压模36表面向外周流动，而将厚度0.3mm的镍合金制压模36予以急速地加热。 

这时，让压模36升温的熔融树脂的热量经由压模36背面侧的WC-Co包覆层53、硬质镀铬层52、镍铬合金熔射层51(第2层51b、第1层51a)传递至镜面板34的不锈钢。在固定模具21侧也是同样，熔融树脂的热量经由硬质镀铬层62、镍铬合金熔射层61(第2层61b、第1层61a)传递至镜面板26的不锈钢。前述镍铬合金的热传导率为13W/(m·K)，比构成镜面板26、34的不锈钢的热传导率更低。此外，关于镍铬合金熔射层51、61的容积比，第1层51a的空孔率为超过0％、8％以下，粒径为超过40μm、125μm以下，第2层的空孔率为超过0％、1％以下，粒径为超过5μm、40μm以下，利用前述空气层的存在，其热传导率会变得比块材的镍铬合金的热传导率更低，而具有热遮蔽效果。 

在现有技术(无热缓冲层)，即使注射充填后的熔融树脂抵接于压模而使压模升温，其热量会被背面侧的镜面板夺去而无法让压模急速地升温。然而在本发明中，利用镍铬合金熔射层51的热遮蔽效果(第1层51a的热遮蔽效果较大)，能使压模36急速地升温。在开始注射的同时或稍微晚一点，通过合模装置使可动模具朝向固定模具21侧进行合模移动，以0.2秒左右，例如到达350～400kN的高合模力进行注射压缩成形。这时的高合模力，能使压模36的信息区域44a的微细凹凸良好地转印至蓝光用盘片基板侧。能到达如此高合模力的理由在于，形成有热缓冲层的金属熔射层。因此形成有金属熔射层构成的热缓冲层的盘片基板成 形用模具20，与公知的陶瓷材的热缓冲层的盘片基板成形用模具相比，能以更高合模力进行长期间的成形，因此具有更长的寿命。而且，在到达该合模力时，如前述般让压模36急速地升温，因此熔融树脂不易冷却，而能进行良好地转印。 

而且，在镜面板34的冷却媒体通路34a，由于冷却媒体流通于其中，因此，从镜面板34侧经由压模36而对熔融树脂(形成蓝光用盘片基板)进行冷却。然而在本实施方式中，与现有技术相比，由于仅在转印时利用熔融树脂的热量即可使压模36变高温，故就算镜面板34的温度设定成比公知更低温，仍可进行和公知同样槽深的成形。 

在本实施方式中，在镜面板34的表面中，与压模36的非信息区域44b(比信息区域44a更内侧)相对向的部分，以及在固定模具21的浇口嵌件29的表面的模腔形成面29b(在闭模时，与前述非信息区域44b相对向)，由于未形成镍铬合金熔射层51、61，在该部分，模腔37内的熔融树脂的冷却会更快。而且，在模腔37内的熔融树脂的冷却中进行浇口切断。在进行浇口切断时，配设于可动模具31的凸形切断器41朝向配设于固定模具21的浇口嵌件29的凹形切断器29a内前进，而使凸形切断器41嵌合于凹形切断器29a。接着进行浇口切断，而在从可动模具31及固定模具21对盘片基板喷吹脱模气体的状态下，移动可动模具，开模后取出盘片基板。这时，与现有技术相比，由于镜面板34的温度更低或浇口嵌件29的冷却温度更低，故能缩短成形循环时间。而且，在取出时，在盘片基板的与非信息区域44b相反侧的面也在比公知更低温下，进行熔融树脂的冷却硬化。因此，就算取出机是使用较低价位的强力吸盘抵接型式，仍能将非信息区域44b经由冷却硬化后的蓝光用盘片基板以不产生变形的方式取出。结果，当制品的蓝光光盘用再生机进行再生时，将非信息区域紧压于装置内而进行旋转，这时的蓝光光盘特别是能减少外周侧的起伏而进行旋转。而且，在开模中，安装于镜面板34的压模36表面会进一步被冷却，到开始进行下一个注射之前，压模36的温度可降温至90℃左右。另一方面，蓝光用盘片基板，经由公知的蒸镀、涂布等各步骤可制造出蓝光光盘。 

接下来说明使用本实施方式的盘片基板的成形用模具20、现有技术的成形用模具、比较例的成形用模具等来成形出蓝光光盘(BD-ROM)时的测试结果。图4示出使用本实施方式的盘片基板的成形用模具20，以 成形循环时间3.5秒进行盘片基板成形时的成形测试结果。本实施方式的盘片基板的成形方法的特征在于，用来冷却可动模具31的镜面板34、固定模具21的镜面板26两者的冷却媒体(水)的温度(调温器的控制温度)大致一致。这时的大致一致是指同一温度或容许3℃以内的温度差(更佳为2℃以内的温度差)。通过使镜面板26、34的温度形成大致一致，可获得待成形盘片基板的径向机械特性(Radius Deviation)、周方向机械特性(Tangential Deviation)的良品判定值。在本实施方式中，如图4所示，当送往镜面板26、34的冷却媒体设定在80℃～95℃的范围来进行测试时，可获得满足所有的条件的良好结果。详细分析各项目条件可知，关于待成形蓝光用盘片基板的最外周转印槽深(判定为良品的范围：22nm±2nm)，在80℃～100℃的范围内所得数值都可以判定为良品，其中以95℃的数值最良好，随着温度降低，虽然仍可判定为良品，但其数值会降低。因此，当盘片基板的槽部宽度变小而造成熔融树脂不容易流入的情形，或在要求在垂直方向更深的槽部的情形，宜提高冷却媒体的温度，作为因应方法，可延长成形循环时间而将预期值提高至100℃。此次，虽是以3.5秒的成形循环时间进行成形，但希望进一步缩短成形循环时间时，可将冷却媒体的温度降低成实验值80℃(预期值75℃)。 

关于蓝光用盘片基板的径向机械特性(判定为良品的范围：+0.10°～+0.30°)，考虑到和接下来的步骤的关系，宜成形为转印面的中心侧突出且朝向外周侧下降，在80℃～100℃的范围内所得数值都可以判定为良品，其中以85℃～95℃的范围可获得最佳数值。而且，关于周方向机械特性(判定为良品的范围：±0.10°)，由于是和蓝光用盘片基板的起伏有关的数值故越小越好，在80℃～95℃的范围内所得数值都可以判定为良品，特别是在80℃，可获得和冷却媒体为低温的情形同程度的良好数值。而且，根据经验法则可知，只要延长成形循环时间，即使是100℃也能获得良品。 

接着使用图5～图7来说明现有技术及比较例。图5示出使用公知的在镜面板未设置热缓冲层的镜面板的成形用模具，以成形循环时间3.5秒进行蓝光用盘片基板的成形时的成形测试结果。为了使盘片基板的径向机械特性维持良好，将送往固定模具及可动模具的镜面板的冷却媒体温度设定为大致一致。图5的例子，为了避免压模表面温度的降低，必须将冷却媒体温度设定在90℃以上，才能获得良好的最外周转印槽深 (可判定为良品)。但在温度100℃的情形，其周方向机械特性被判定为不良，只有在冷却媒体温度95℃的情形，才能成形出良品的蓝光用盘片基板，因此可良好成形的冷却媒体温度的范围很窄。而且，即使是在判定为良品的数值内，其最外周转印槽深的数值不高。而且，由于在冷却媒体温度95℃以下的温度进行成形的结果不成功，故要缩短成形循环时间的可能性不高。 

图6示出仅在配设有压模的可动模具的镜面板上形成热缓冲层，在未配设压模的固定模具的镜面板上未形成热缓冲层，使用这种盘片基板的成形用模具，使送往固定模具及可动模具的镜面板的冷却媒体温度大致一致，以成形循环时间3.5秒进行蓝光用盘片基板的成形时的成形测试结果。在图6的例子，在最外周转印槽深方面虽可和本实施方式图4的例子同样地获得良好的数值；但在径向机械特性方面，在所有的冷却媒体温度下，所得数值都无法判定为良品(蓝光用盘片基板)。其理由在于，因为在可动模具的镜面板(设有压模)具有热缓冲层而使冷却变慢，但在固定模具侧的镜面板上未设置热缓冲层而使冷却相对变快，因此会发生转印面的中心侧凹陷的向上弯曲。在周方向机械特性方面，当冷却媒体温度在90℃以上的情形所得数值，被判定为不良品。 

图7示出仅在配设有压模的可动模具的镜面板上形成热缓冲层，在未配设压模的固定模具的镜面板上未形成热缓冲层，使用这种盘片基板的成形用模具(和图6相同的模具)，使送往固定模具的镜面板的冷却媒体温度比送往可动模具的镜面板的冷却媒体温度高5℃，以成形循环时间3.5秒进行蓝光用盘片基板的成形时的成形测试结果。在图7的例子，在最外周转印槽深方面虽可和本实施方式图4的例子同样地获得良好的数值；在径向机械特性方向，也能和图4的例子同样地获得良好数值。但在周方向机械特性方面，必须在可动模具侧的冷却媒体温度为90℃以上的情形才能获得判定为良品(蓝光用盘片基板)的数值。其理由在于，当开模时固定模具的温度比可动模具为高，蓝光用盘片基板的与转印面相反侧的冷却硬化变慢，结果，不容易从固定模具进行脱模而会发生起伏。因此可知，仅在配设有压模的可动模具的镜面板上形成热缓冲层时，通过使可动模具和固定模具的冷却温度具有温度差，在一定范围内可成形出良品。 

根据上述和现有技术及比较例比较后的结果可知，本实施方式的盘 片基板的成形用模具20，亦即在配设有压模36的可动模具31的镜面板34、未配设有压模的固定模具21的镜面板26双方都形成有热缓冲层(镍铬合金熔射层51、61)的情形，可成形出良品蓝光用盘片基板的冷却媒体温度范围更广。因此，在设定成形条件时，为了追求更良好的转印，或为了缩短成形循环时间，其可选择的范围更宽广。 

本发明并不仅限于上述实施方式，本领域的技术人员根据本发明的要旨进行的改变当然也属于本发明。在本实施方式中，在可动模具31的镜面板34配设压模36，在固定模具21的镜面板26上未配设压模；但也能在固定模具21的镜面板26上配设压模，而在可动模具31的镜面板34上不配设压模。另外，也能在固定模具或双方的模具上都配设压模，且在双方的镜面板上都形成金属熔射层。而且，关于设置金属熔射层的部分，并不限于与转印区域相对向的部分，也能设在与压模背面相对向的全面；关于金属熔射层的厚度，在与冷却媒体通路相对向的部分和其它部分之间可形成厚度变化。而且，关于镜面板，可采用复数层构成，在第一层形成冷却媒体通路，在第二层形成金属熔射层。而且，本发明并不限定于盘片基板的成形，也能适用于：用来将安装于镜面板的压模的微细凹凸施以转印的导光板、光扩散板、透镜等的光学制品的注射成形、注射压缩成形以及注射压制等等。

Claims (6)

1.一种盘片基板的成形用模具，在合模时形成模腔的固定模具及可动模具中的至少一方的模具的镜面板的表面配设有压模，其特征在于：

在前述镜面板的表面、或表面和冷却媒体通路之间，形成主要是由热传导率比构成镜面板的金属更低的金属所构成的金属熔射层，

前述金属熔射层含有空孔。

2.如权利要求1所述的盘片基板的成形用模具，其特征在于，前述金属熔射层也配设在未配设压模的另一模具的镜面板上。

3.如权利要求1或2所述的盘片基板的成形用模具，其特征在于，前述金属熔射层中表面或接近表面侧的空孔率减低。

4.一种将盘片基板的成形用模具的压模配设于表面的镜面板，是设有在合模时会形成模腔的盘片基板的成形用模具，以在表面配设压模的方式，组装在前述盘片基板的成形用模具的固定模具及可动模具中至少一方的模具上的镜面板；其特征在于：

在前述镜面板的表面、或表面和冷却媒体通路之间，形成主要是由热传导率比构成镜面板的金属更低的金属所构成的金属熔射层，前述金属熔射层含有空孔。

5.一种盘片基板的成形方法，其特征在于：在权利要求1的盘片基板的成形用模具的模腔内注射充填熔融树脂，通过流过前述镜面板的冷却媒体通路的冷却媒体，经由前述金属熔射层及压模使前述熔融树脂冷却硬化。

6.一种盘片基板，其特征在于：由权利要求5所述的盘片基板的成形方法成形而成。

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