CN1865178B - 光学镜片成型模具及制造该成型模具的方法 - Google Patents

光学镜片成型模具及制造该成型模具的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1865178B
CN1865178B CN200510034760.5A CN200510034760A CN1865178B CN 1865178 B CN1865178 B CN 1865178B CN 200510034760 A CN200510034760 A CN 200510034760A CN 1865178 B CN1865178 B CN 1865178B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical lens
die
lens forming
forming die
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200510034760.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1865178A (zh
Inventor
陈杰良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd, Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Priority to CN200510034760.5A priority Critical patent/CN1865178B/zh
Priority to US11/308,128 priority patent/US7273204B2/en
Publication of CN1865178A publication Critical patent/CN1865178A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1865178B publication Critical patent/CN1865178B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56—Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06—Construction of plunger or mould
    • C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
    • C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016—Lenses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/02—Press-mould materials
    • C03B2215/08—Coated press-mould dies
    • C03B2215/10—Die base materials
    • C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/02—Press-mould materials
    • C03B2215/08—Coated press-mould dies
    • C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
    • C03B2215/22—Non-oxide ceramics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S425/00—Plastic article or earthenware shaping or treating: apparatus
    • Y10S425/808—Lens mold

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

一种光学镜片成型模具，包括成型部分和导引部分，该成型部分成型光学镜片的形状，该导引部分引导模具的开模和合模运动。该成型部分的成型表面上具有一层SiCHxNy材质制成的薄膜，其中x的摩尔百分比为2％～10％，y的摩尔百分比为5％～30％。一种光学镜片成型模具的制造方法，包括以下步骤：将SiC靶材和作为基材的模具成型部分分别接于高频放电电场两端，并固定于密封腔体内；对该密封腔体抽气，使其真空度达到5×10-7托以上；向密封腔体内输入溅射气体及反应气体；开启高频放电电场对SiC靶材和模具成型部分以13.56兆赫兹的频率放电。通过上述溅射方法制造生产效率高，且形成薄膜膜层致密、附着能力强。

Description

光学镜片成型模具及制造该成型模具的方法 
【技术领域】
本发明是关于一光学镜片成型模具及制造该模具的方法，特别是一种使用寿命长的光学镜片成型模具，以及制造该光学镜片模具的溅射方法。
【背景技术】
光学镜片是许多光学系统中不可或缺的关键零组件，其应用层面极其广泛。光学镜片的表面质量对于光学镜片的整体性能好坏具有关键性的影响作用。
由于生产规模及其生产重复性，光学镜片的生产多采用模具制造。光学镜片的模具中最为核心的部分为模具的型芯部分，型芯部分用于成型光学镜片，故型芯部分的好坏直接影响光学镜片的表面性能。
由于生产光学镜片的模具使用频率高，模具型芯成型表面在多次合模/开模过程中，以及与成型产品接触的过程中极易坏损。而坏损的模具型芯若不及时更换，则会影响成型的光学镜片的质量。然而，模具制造成本高昂，经常更换模具型芯无疑会增加产品成本。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种使用寿命长的光学镜片成型模具。
同理，有必要提供一种上述光学镜片成型模具的制造方法。
一种光学镜片成型模具，包括成型部分和导引部分，该成型部分成型光学镜片的形状，该导引部分引导模具的开模和合模运动。该成型部分的成型表面上具有一层薄膜。该薄膜为SiCHxNy材质制成，其中x的摩尔百分比为2％～10％，y的摩尔百分比为5％～30％。
一种光学镜片成型模具的制造方法，包括以下步骤：将SiC靶材和作为基材的模具成型部分分别接于高频放电电场两端，并固定于密封腔体内；对该密封腔体抽气，使其真空度达到5×10-7托以上；向密封腔体内输入溅射气体及反应气体；开启高频放电电场对使SiC靶材和模具成型部分以13.56兆赫兹的频率放电。
与现有技术相比，由于射频溅射工艺的溅射速率高，且溅射后形成的薄膜膜层致密、附着能力强。故，通过上述溅射工艺制造SiCHxNy薄膜的生产效率高，制成的SiCHxNy薄膜膜层致密，且与作为基材的模具型芯之间附着紧密。
【附图说明】
图1是光学镜片成型模具的剖视图。
图2是溅射装置的示意图。
【具体实施方式】
为了延长光学镜片成型模具的使用寿命、节约其制造成本，并改善光学镜片的产品性能，通常光学镜片模具型芯表面会另外镀上一层薄膜。好的镀膜不仅能增加模具的使用寿命，还可强化模具表面质量，并提高产品表面性能。
镀膜材料的选择条件较为苛刻，镀膜材料至少需满足两个条件：第一，镀膜材料需与型芯材料之间具有良好的粘着性，防止薄膜与型芯脱离；第二，镀膜材料与待成型的光学镜片之间易于分离，即离形性好，避免薄膜与成型后的光学镜片粘着，从而损坏光学镜片表面或破坏型芯上的薄膜。
图1所示为用于成型光学镜片20的成型模具99。该成型模具99包括成型部分(未标示)和导引部分40，成型部分用于塑造光学镜片20的外形，而导引部分40主要用于引导模具的开模/合模运动。在本实施方式中，成型部分指模具的型芯10。为了增强型芯10的性能和使用寿命，型芯10成型表面(未标示)上镀有一层薄膜30，该薄膜30的外表面32具有与光学镜片20的表面22相反的外形。薄膜30是模具中直接与光学镜片20接触的部分，也是直接影响光学镜片20的性能的主要因素。
众所周知，大部分光学镜片20成型模具99的型芯10为硬质碳化钨(WC)材质制成，而光学镜片20则由玻璃(SiO2)材质制成。所以，光学镜片20模具型芯10的镀膜30材料需与碳化钨之间具有良好的粘着性，且易于与玻璃分离。
SiCHxNy(其中x的摩尔百分比为2％～10％，y的摩尔百分比为5％～30％)为一种与WC具有近似热延展系数的硬质绝缘材料，且SiCHxNy与SiO2的热延展系数相差较大，容易与之分离。所以，SiCHxNy是一种很好的光学镜片模具型芯10的镀膜材料。另外，SiCHxNy也是一种硬度高的耐磨材料，这也 可达到提高模具型芯10的使用寿命的目的。其相关参数参见下表：
SiCHxNy、WC及SiO2的热延展系数
Figure GSB00000186128400031
基于对加工产品的要求，模具镀膜技术成为改善模具品质的重要制程。由于SiCHxNy为绝缘材料，不易制备，故需采用射频反应溅射工艺来沉积SiCHxNy薄膜30于模具型芯10上。
如图2所示，溅射装置100具有一高频放电电场1，该高频放电电场1的一高频电源11的一端通过一匹配网络12与置于密封腔体3内的靶极4相连，密封腔体3内与该靶极4相对的基体5和高频电源11的另一端同时接地。
密封腔体3具有一抽气系统6和一进气系统7。抽气系统6用于抽取密封腔体3内的空气或其它杂质气体，使密封腔体3内成为真空。进气系统7用于向密封腔体3内充入溅射气体和反应气体，该溅射气体在电场作用下易产生电离，且不易与靶极4或基体5发生化学反应。通常，进气系统7充入密封腔体3内的溅射气体为惰性气体，惰性气体在电场作用下易发生电离且化学特性稳定，不易与靶极4或基体5发生反应。通常采用氩气(Ar)作为惰性气体。
在实际制造SiCHxNy薄膜30的工艺中，采用SiC作为溅射靶极4的靶材42并将其固定于与匹配网络12相连的背衬44上。同时，将模具型芯作为基体5的基材52并将其固定于接地的夹座54上。进气系统7除通入惰性气体外，还加入反应气体H2(或CH4或C2H6)和N2。为降低靶极4的温度，在背衬44处可设置一冷却系统8抑制靶极4过热。
SiCHxNy薄膜的溅射工艺主要包括以下几个步骤：
(1)将SiC靶材42和作为基材52的模具型芯分别固定于背衬44和夹座54上；
(2)打开抽气系统6，待密封腔体3内的真空度达到5×10-7托(Torr)后关闭抽气系统6；
(3)打开进气系统7向密封腔体3内输入溅射气体及反应气体；
(4)开启高频放电电场1，以13.56兆赫兹(MHz)的频率放电，使SiC靶材42发生溅射，并与从进气系统7进入的反应气体发生化学反应生成SiCHxNy并沉积于作为基材52的模具型芯表面；
(5)当基材52表面沉积的SiCHxNy厚度达到100～1000纳米(nm)后，关闭高频放电电场1。
由于射频溅射工艺的溅射速率高，且溅射后形成的薄膜膜层致密、附着能力强。故，通过上述溅射工艺制造SiCHxNy薄膜的生产效率高，制成的SiCHxNy薄膜膜层致密，且与作为基材52的模具型芯之间附着紧密。

Claims (7)

1.一种光学镜片成型模具，包括成型部分和导引部分，该成型部分成型光学镜片的形状，该导引部分引导模具的开模和合模运动，其特征在于：该成型部分的成型表面上具有一层薄膜，该薄膜为SiCHxNy材质制成，其中x的摩尔百分比为2％～10％，y的摩尔百分比为5％～30％。
2.如权利要求1所述的光学镜片成型模具，其特征在于：该薄膜通过射频反应溅射工艺生成于成型部分的成型表面上，该薄膜的厚度为100～1000纳米。
3.一种制造如权利要求1所述的光学镜片成型模具的方法，其特征在于其包括以下步骤：将SiC靶材和作为基材的模具成型部分分别接于高频放电电场两端，并固定于密封腔体内；对该密封腔体抽气，使其真空度达到5×10-7托以上；向密封腔体内输入惰性气体及反应气体；开启高频放电电场对SiC靶材和模具成型部分以13.56兆赫兹的频率放电。
4.如权利要求3所述的制造光学镜片成型模具的方法，其特征在于：该反应气体为H2和N2。
5.如权利要求3所述的制造光学镜片成型模具的方法，其特征在于：该反应气体为CH4和N2。
6.如权利要求3所述的制造光学镜片成型模具的方法，其特征在于：该反应气体为C2H6和N2。
7.如权利要求3所述的制造光学镜片成型模具的方法，其特征在于：该惰性气体为氩气。
CN200510034760.5A 2005-05-20 2005-05-20 光学镜片成型模具及制造该成型模具的方法 Expired - Fee Related CN1865178B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200510034760.5A CN1865178B (zh) 2005-05-20 2005-05-20 光学镜片成型模具及制造该成型模具的方法
US11/308,128 US7273204B2 (en) 2005-05-20 2006-03-08 Mold for forming optical lens and method for manufacturing such mold

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200510034760.5A CN1865178B (zh) 2005-05-20 2005-05-20 光学镜片成型模具及制造该成型模具的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1865178A CN1865178A (zh) 2006-11-22
CN1865178B true CN1865178B (zh) 2011-06-08

Family

ID=37424351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200510034760.5A Expired - Fee Related CN1865178B (zh) 2005-05-20 2005-05-20 光学镜片成型模具及制造该成型模具的方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7273204B2 (zh)
CN (1) CN1865178B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102029722A (zh) * 2009-09-30 2011-04-27 夏普株式会社 透镜成型装置以及透镜成型方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101053982B (zh) * 2006-04-14 2010-05-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 模具装置
CN101125726B (zh) * 2006-08-16 2011-05-04 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 成型模具
US20160023939A1 (en) * 2014-07-24 2016-01-28 Ofs Fitel, Llc Isothermal plasma cvd system for reduced taper in optical fiber preforms
CN112809888B (zh) * 2021-01-11 2024-06-18 桂林电子科技大学 一种双动力压力式大尺寸陶瓷靶材成型模具及其方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030164562A1 (en) * 1999-06-11 2003-09-04 Bausch & Lomb Incorporated Lens molds with protective coatings for production of contact lenses and other ophthalmic products
US20040206118A1 (en) * 2003-04-18 2004-10-21 Ga-Lane Chen Mold for press-molding glass optical articles and method for making the mold
CN1541958A (zh) * 2003-04-28 2004-11-03 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 一种用于制造光学玻璃产品的模具及其制造方法
CN1541960A (zh) * 2003-04-28 2004-11-03 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 一种用于制造光学玻璃产品的模具及该模具的制造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5202156A (en) * 1988-08-16 1993-04-13 Canon Kabushiki Kaisha Method of making an optical element mold with a hard carbon film
JP2815057B2 (ja) * 1992-06-08 1998-10-27 キヤノン株式会社 光学素子成形用型、その製造方法、光学素子及びレンズ
US6986857B2 (en) * 2001-05-29 2006-01-17 Essilor International Compagnie Generale D'optique Method for preparing a mold part useful for transferring a coating onto an optical substrate
US7488170B2 (en) * 2004-04-09 2009-02-10 Konica Minolta Opto, Inc. Metallic mold for optical element and optical element
TW200615243A (en) * 2004-11-05 2006-05-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Mold for molding glass optical articles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030164562A1 (en) * 1999-06-11 2003-09-04 Bausch & Lomb Incorporated Lens molds with protective coatings for production of contact lenses and other ophthalmic products
US20040206118A1 (en) * 2003-04-18 2004-10-21 Ga-Lane Chen Mold for press-molding glass optical articles and method for making the mold
CN1541958A (zh) * 2003-04-28 2004-11-03 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 一种用于制造光学玻璃产品的模具及其制造方法
CN1541960A (zh) * 2003-04-28 2004-11-03 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 一种用于制造光学玻璃产品的模具及该模具的制造方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平9-194216A 1997.07.29
章吉良等.溅射气体和基板偏压对溅射Al2O3薄膜内应力和密度的影响.真空科学与技术16 1.1996,16(1),58-61.
章吉良等.溅射气体和基板偏压对溅射Al2O3薄膜内应力和密度的影响.真空科学与技术16 1.1996,16(1),58-61. *
蔡满等.模具超镜面表面电弧离子镀TIN薄膜工艺研究.机电工程技术31 7.2002,31(7),180-181.
蔡满等.模具超镜面表面电弧离子镀TIN薄膜工艺研究.机电工程技术31 7.2002,31(7),180-181. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102029722A (zh) * 2009-09-30 2011-04-27 夏普株式会社 透镜成型装置以及透镜成型方法
CN102029722B (zh) * 2009-09-30 2013-08-14 夏普株式会社 透镜成型装置以及透镜成型方法
US8815129B2 (en) 2009-09-30 2014-08-26 Sharp Kabushiki Kaisha Device and method for forming lens

Also Published As

Publication number Publication date
CN1865178A (zh) 2006-11-22
US20060261241A1 (en) 2006-11-23
US7273204B2 (en) 2007-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1865178B (zh) 光学镜片成型模具及制造该成型模具的方法
US6417480B2 (en) Method of processing a surface of a mold using electric discharge, an electrode used in such processing and a method of manufacturing such an electrode
JP2651266B2 (ja) 光学素子製造用ガラスブランク及びその製造方法
CN111825311A (zh) 光学玻璃阵列透镜微纳热压成型工艺
US20060011469A1 (en) Coating system for coating a mold
JP2004359481A (ja) レンズ成形用レプリカ型の製造方法
CN1239417C (zh) 一种用于制造光学玻璃产品的模具及该模具的制造方法
US20060130527A1 (en) Method of fabricating mold for glass press
TWI248420B (en) Mold and method for molding optical glass products
TWI330203B (en) Mold for optical lens and porcess for making the mold
CN104715994B (zh) 电感耦合型等离子体处理腔室及其抗腐蚀绝缘窗口及制造方法
US6972049B2 (en) Method for fabricating a diamond film having low surface roughness
US20040211221A1 (en) Mold for press-molding glass optical articles and method for making the mold
CN1769227B (zh) 模造玻璃的模仁及模仁制造方法
JP2006290687A (ja) 成型ダイヤモンド膜の製造方法
CN100413638C (zh) 熔射制造模具的方法
CN1223528C (zh) 一种用于制造光学玻璃产品的模具及其制造方法
CN1223529C (zh) 一种用于制造光学玻璃产品的模具及该模具的制造方法
US20040206118A1 (en) Mold for press-molding glass optical articles and method for making the mold
JPH06191864A (ja) ガラスプレス成形型
JPH0429612B2 (zh)
CN117361849A (zh) 一种用于玻璃透镜成型的石英玻璃模具
CN117161398A (zh) 金属制品的成型方法及其金属打印设备
JPH09110437A (ja) 光学素子成形用部材
CN109666901A (zh) 用于提高石墨模具表面硬度和脱膜性的近净尺寸复合层的结构及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110608

Termination date: 20150520

EXPY Termination of patent right or utility model