ES2326806T3 - Sustrato para estampadora y procedimiento para producir el mismo. - Google Patents
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Abstract
Un sustrato para una estampadora, que comprende una placa (1) de metal que tiene una superficie frontal y una superficie trasera, en el que se proporciona una capa (2) metálica de revestimiento sobre la superficie frontal o sobre la superficie trasera, o tanto sobre la superficie frontal como sobre la trasera, caracterizado porque el grado de impurezas con respecto a inclusiones no metálicas en dicha placa no es mayor que 0,05%.
Description
Sustrato para estampadora y procedimiento para
producir el mismo.
La presente invención se refiere a un sustrato
para una estampadora que se usa para preparar una estampadora para
duplicar una gran cantidad de discos ópticos, tales como CDs (discos
compactos) y DVDs (discos digitales versátiles) así como a un
método para la preparación de tal sustrato para una estampadora.
En los discos ópticos, tales como los CDs o los
DVDs, se forman cavidades a escala submicrónica para grabar
señales. Por lo tanto, la superficie de un sustrato para una
estampadora requiere un grado extremadamente alto de lisura.
Convencionalmente, con el fin de satisfacer este requisito, se hace
crecer una película de níquel, sobre la superficie de un sustrato
de vidrio que ha sido pulida como un espejo de acuerdo con un método
de electroconformado, y mediante este modo, se prepara un sustrato
que tiene un alto grado de lisura para una estampadora.
Sin embargo, el espesor de un sustrato para una
estampadora es, en general, aproximadamente 300 \mum. Por
consiguiente, según un método de electroconformado en el que se hace
crecer una película de níquel con el fin de preparar un sustrato
hecho de níquel para una estampadora, el consumo de energía
eléctrica para hacer crecer la película de níquel hasta el espesor
de aproximadamente 300 \mum, que es el espesor del sustrato para
una estampadora, llega a ser demasiado grande, y, por tanto, este
método no es preferible desde el punto de vista del coste de la
preparación. Además, por medio del procedimiento de galvanoplastia
se crea un líquido residual, lo cual no es deseable desde el punto
de vista de un aumento del coste de procesado del líquido residual
y de la protección del medioambiente.
Por lo tanto, con el fin de reducir el coste de
la preparación se ha propuesto un método para preparar un sustrato
para una estampadora en el que una placa metálica, por ejemplo una
placa laminada, que ha sido preparada por medio del laminado de
níquel o de una aleación de níquel (de aquí en adelante en la
presente memoria denominada placa de níquel laminada) se corta hasta
un tamaño predeterminado, la cual a continuación se pule.
El Documento 1 de Patente describe, por ejemplo,
un método de preparación de un sustrato para una estampadora en el
que se usa una placa de Ni laminada como el sustrato para una
estampadora, y se realiza un procedimiento de pulido químico o
mecánico sobre la superficie. Además, el Documento 2 de Patente
describe un método de preparación de un sustrato para una
estampadora en el que se realiza un procedimiento de pulido químico
o mecánico sobre un material metálico que se separa de un fleje en
forma de bobina por perforación con un punzón.
Documento 1 de Patente: Solicitud de Patente
Japonesa dejada abierta nº 2002-355749.
Documento 2 de Patente: Solicitud de Patente
Japonesa dejada abierta nº 2001-283475.
El documento JP 02043380 correspondiente al
preámbulo de la reivindicación 1 describe una placa metálica
revestida con una aleación de Ni-P como un sustrato
para una estampadora. El documento DE 19919764A1 describe un
sustrato para una estampadora fabricado de níquel, teniendo la placa
de níquel un grado de impurezas de menos que 0,5%, la cual se
reviste con platino al final de la formación de la estampadora. El
documento US 4723903A describe una placa de Cr revestida con una
película de Ni como un sustrato para una estampadora.
Usualmente, tal placa metálica se prepara por
medio de laminado en frío y recocido. Una placa metálica que ha
sufrido tal procedimiento de preparación tiene los siguientes
problemas.
Existe una inclusión no metálica dentro del
material en un estado en el que una porción de la misma está
expuesta en la superficie de la placa metálica. Por lo tanto, en el
caso en el que se realice un procedimiento de revestimiento por
galvanoplastia sobre la placa metálica, la conductividad eléctrica
de la inclusión no metálica es baja y, por lo tanto, se produce el
denominado defecto de formación de minúsculos agujeros. La
ocurrencia de defectos por formación de minúsculos agujeros
transforma en basta a la superficie del revestimiento por
galvanoplastia y debilita la adhesión del revestimiento al material
base, y, en casos extremos, hay un riesgo de que pueda producirse
el pelado del revestimiento durante el procedimiento de pulido.
Usualmente, en una placa metálica que se prepara
por laminado se produce una tensión residual. Por consiguiente, en
el caso en el que sólo se pula una superficie, la tensión residual
entre las dos superficies, la frontal y la trasera, no está
equilibrada y surge un problema en el que la placa metálica se curva
significativamente. Con el fin de impedir tal doblamiento, es
deseable hacer la velocidad de reducción de la presión durante el
laminado con rodillos de temple tan pequeña como sea posible y hacer
que la presión en el momento del laminado sea uniforme usando un
nivelador de tensión o dispositivo semejante. Sin embargo,
simplemente con la medida anteriormente descrita para tratar con el
problema es difícil impedir que se produzcan doblamientos después
de que se haya realizado el procedimiento de pulido sobre la
superficie de la placa metálica.
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Además, es necesario fijar la placa metálica a
una platina con el fin de pulir la superficie en el procedimiento
de preparación de un sustrato para una estampadora. Esto es lo mismo
en el momento del moldeo por inyección de los CDs, DVDs y
semejantes. En el caso en el que la placa metálica se fije a una
platina, usualmente la placa metálica es aspirada y fijada sobre la
superficie de la platina. Por consiguiente, hay problemas
intrínsecos, tales como que la separación de la placa metálica de
la platina después del procedimiento de pulido es difícil en el
caso de que ningún doblamiento se haya producido en la placa
metálica, mientras que la aspiración contra la platina se torna
difícil en el caso en el que doblamiento de la placa metálica sea
excesivo.
Además, con el fin de reducir el coste de la
preparación del sustrato para una estampadora antes del
procedimiento de pulido es preferible, como se describe en el
Documento 1 de Patente, proceder al procedimiento de pulido
inmediatamente después de que un tamaño predeterminado se haya
separado por corte de una placa laminada de Ni que haya sido
preparada por medio de laminado. Sin embargo, la tolerancia del
espesor de la placa que se requiere para una estampadora es
aproximadamente \pm 2%, al contrario que la tolerancia en el
espesor de la placa de la placa laminada de Ni que ha sido
preparada por laminado, la cual es aproximadamente \pm 10% a lo
largo de toda su longitud. Por consiguiente, hay un problema porque
es difícil usar la longitud total de una placa laminada de Ni como
un sustrato para una estampadora, porque en el sustrato para una
estampadora se requiere el mismo nivel de precisión que en la
estampadora.
Es decir, como se muestra en la Fig. 1, llegaría
el caso en que el espesor d1 de una placa 1 laminada de Ni es 310
\mum en una porción A mientras que el espesor d2 es 300 \mum en
una porción B. En tal caso, el espesor de la placa laminada de Ni
que ha sido cortada antes del procedimiento de pulido necesita ser
310 \mum, incluyendo los márgenes de pulido, cuando el espesor de
la placa que se requiere para el sustrato para una estampadora es
300 \mum, y los márgenes de pulido en las dos superficies, frontal
y trasera, son 10 \mum en total. Por consiguiente, puede
fabricarse un sustrato para una estampadora que satisfaga el
requisito (es decir, un espesor de 300 \mum y una tolerancia en
el espesor de la placa de \pm 2%) a partir de la porción A,
mientras que no puede fabricarse a partir de la porción B un
sustrato para una estampadora que satisfaga el requisito. Como se
describió anteriormente, en el caso en el que varios sustratos se
corten en diferentes lugares de una lámina (o de una bobina) de una
placa laminada de Ni, sólo puede fabricarse un sustrato para una
estampadora que satisfaga los requisitos a partir de sustratos que
se hayan cortado de lugares específicos, lo que hace difícil
mantener un alto rendimiento en la preparación.
La presente invención se proporciona a la vista
de la situación anteriormente descrita, y uno de sus objetos es
proporcionar un sustrato para una estampadora en el que pueda
mantenerse alto el grado de lisura sobre la superficie después del
procedimiento de pulido, impidiendo que se produzcan los defectos
por formación de minúsculos agujeros debidos a la inclusión de
materiales no metálicos en el momento de un procedimiento de
deposición de un metal por galvanoplastia.
Además, otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sustrato para una estampadora en el que sea fácil
la separación de una platina después del procedimiento de pulido, y
la aspiración contra la platina pueda realizarse sin fallo,
provocando un doblamiento apropiado en la placa metálica.
Con el fin de conseguir los objetos
anteriormente descritos se proporciona un sustrato para una
estampadora según las reivindicaciones adjuntas.
En el sustrato para una estampadora según la
invención, el espesor de la película de revestimiento puede hacerse
más pequeño en comparación con un caso en el que se genera una
película gruesa de material metálico depositado por galvanoplastia
según un método de electroconformado. Por consiguiente, pueden
reducirse el consumo de energía eléctrica y el tiempo que se
requiere para la preparación, y se hace posible reducir el coste de
la preparación.
En el sustrato para una estampadora según la
invención, la placa está fabricada de un metal en el que el espesor
de la película metálica de revestimiento puede hacerse más pequeño
en comparación con un caso en el que se genera una película gruesa
de material metálico depositado por galvanoplastia según un método
de electroconformado. Por consiguiente, pueden reducirse el consumo
de energía eléctrica, el tiempo que se requiere para la preparación
y la cantidad de suministros prescindibles que se usan para la
deposición por galvanoplastia, y se hace posible reducir el coste de
la preparación.
En el sustrato para una estampadora según la
invención, el grado de pureza, que indica la relación en peso de
una inclusión no metálica que existe en la placa metálica, no es
mayor que 0,05%. Como resultado de esto, puede disminuirse la
posibilidad de que una inclusión no metálica esté expuesta en la
superficie, y se hace posible impedir que se produzcan defectos por
formación de minúsculos agujeros en el caso en el que se realice la
deposición de un metal por galvanoplastia.
En el sustrato para una estampadora según una
realización de la invención, el doblamiento de la placa que ha sido
cortada no es menor que 0,1 mm en el caso en el que la placa se
corte en un tamaño predeterminado. Por consiguiente, se hace
posible separar fácilmente la placa insertando un enganche o
semejante entre la placa y la platina.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Además, un sustrato para una estampadora según
una realización de la invención, se caracteriza además porque la
placa anteriormente descrita tiene al menos una composición
principal como sigue: níquel puro, aleaciones de níquel, titanio
puro, aleaciones de titanio, acero inoxidable, hierro, aleaciones de
hierro, cobre puro, aleaciones de cobre, aluminio puro, aleaciones
de aluminio, magnesio puro y aleaciones de magnesio.
En el sustrato para una estampadora según la
invención, que usa un material metálico y una película metálica
depositada por galvanoplastia, pueden esperarse los efectos
anteriormente descritos.
Además, un sustrato para una estampadora según
una realización de la invención, se caracteriza además porque se
realiza un procedimiento de pulido sobre al menos una superficie
sobre la cual se realiza el revestimiento de la placa anteriormente
descrita.
En el sustrato para una estampadora según la
invención, el espesor de la película de revestimiento puede ser más
pequeño que en el caso en el que se genera una película gruesa de un
metal depositado por galvanoplastia según un método de
electroconformado. Por consiguiente, pueden reducirse el consumo de
energía eléctrica, el tiempo que se requiere para la preparación y
la cantidad de suministros prescindibles que se usan para la
deposición por galvanoplastia, y se hace posible reducir el coste de
la preparación.
En lo que sigue, la presente invención se
describe concretamente con referencia a los dibujos que muestran
sus realizaciones. La calidad del material de la placa no está
particularmente limitada, y puede usarse cualquier material para
permitir la adhesión de una película de revestimiento para fijar con
suficiente resistencia la película de revestimiento para que no se
separe por pelado durante el procedimiento de pulido después del
procedimiento de
revestimiento.
revestimiento.
Además, es deseable que el material a ser
revestido por galvanoplastia sea una placa metálica y puede usarse
una placa laminada, por ejemplo, una placa de níquel laminada, que
se haya preparado según el procedimiento de laminado descrito más
adelante. En la presente memoria, como material de la placa laminada
puede usarse titanio, cobre, aluminio o semejantes, además de los
anteriores, o puede ser una aleación, tal como acero
inoxidable.
Una placa 1 de Ni laminada se prepara por medio
de laminado en, por ejemplo, las siguientes condiciones. El níquel
metal se funde, y después de eso se conforma en una plancha que
tiene un espesor de 150 mm por medio de moldeo continuo, y esta
plancha se lamina en caliente para que tenga un espesor de 4 mm.
Además, se recuece a 720ºC y después de eso se lava con un ácido,
de modo que la costra de óxidos se separe de la superficie, y
después de eso se lamina en frío para que tenga un espesor de 0,3
mm, y entonces se recuece a 720ºC. Además, en el caso en el que el
doblamiento de la placa llegue a ser un problema, puede añadirse una
etapa de estiramiento de la placa en no más que 2%, o puede añadirse
una etapa de laminar ligeramente la placa en no más que 1%.
Una placa 1 de Ni laminada que ha sido enrollada
como una bobina que tiene una longitud de varios metros a varias
decenas de metros y una anchura de 1 m a 2 m según el método de
preparación anteriormente descrito tiene una distribución del
espesor de la placa con una diferencia máxima de aproximadamente
\pm10% en la dirección de la longitud y en la dirección de la
anchura.
Un procedimiento, tal como cortar, se realiza
por medio del procesado con una máquina conocida sobre la placa 1
de níquel laminada que ha sido preparada de esta manera, y de este
modo, la placa 1 de níquel laminada se procesa en forma de un disco
que tiene un diámetro D = aproximadamente 160 mm, según una
estampadora para duplicar una gran cantidad de discos ópticos,
tales como, por ejemplo, CDs o DVDs. La fig. 2(a) es un
diagrama transversal que muestra la placa 1 de níquel laminada en
forma de un disco que tiene un diámetro D = 160 mm. Aquí, el
espesor de la placa es aproximadamente uniforme dentro del alcance
del diámetro D = 160 mm que se usa como un sustrato para una
estampadora.
A continuación, como se muestra en el diagrama
transversal de la Fig. 2(b), se realiza la deposición de un
revestimiento de Ni o de una aleación de Ni sobre la placa 1 de
níquel laminada que ha sido procesada en forma de un disco que
tiene un diámetro D = 160 mm. En el procedimiento de revestimiento
por galvanoplastia la placa de Ni laminada que ha sido procesada en
forma de disco se coloca en primer lugar sobre un gancho que ha sido
fabricado de un alambre, y se realiza un tratamiento de conversión
química que es un pre-procedimiento de la
deposición de un revestimiento por galvanoplastia.
En este tratamiento de conversión química, la
placa de níquel laminada se sumerge durante varios segundos en una
disolución de hidróxido de sodio con una concentración en volumen de
5% después de un tratamiento de desengrase que usa, por ejemplo,
acetona, y, subsiguientemente, un tratamiento por inmersión durante
varios segundos en una disolución de ácido clorhídrico con una
concentración en volumen de 5%.
La placa de Ni laminada que ha sido procesada en
forma de disco y sobre la cual se ha realizado este tratamiento de
conversión química se lava con agua pura, y después de eso se
realiza un procedimiento de deposición de un revestimiento por
galvanoplastia que se describe en detalle más adelante. El baño de
revestimiento que se usa en el procedimiento de deposición de un
revestimiento por galvanoplastia no está limitado a uno específico,
y puede usarse un baño de revestimiento convencional. En el caso en
el que se realice un revestimiento de Ni por galvanoplastia se usa,
por ejemplo, un baño de ácido sulfámico o de Watts.
En el caso en el que, por ejemplo, se realice la
deposición de un revestimiento de NiP por galvanoplastia, para tal
baño de revestimiento se usa un depósito de revestimiento tal como
acero SUS 316, el cual es químicamente estable, el cual se calienta
a una temperatura predeterminada (usualmente 70ºC a 90ºC) por medio
de un serpentín con vapor de agua o un calentador eléctrico que
está instalado dentro del depósito. Aquí, con el fin de mantener
una composición uniforme en el baño de revestimiento y una
temperatura constante, es preferible agitar continuamente el
interior del depósito por medio de la circulación con una bomba o un
agitador.
Así, la placa de Ni laminada en forma de disco,
sobre la cual se ha realizado un tratamiento de conversión química
como se describió anteriormente, se cuelga del depósito de
revestimiento en un estado en el que la placa de Ni laminada se
coloca sobre el gancho, se sumerge en el depósito de revestimiento y
se levanta en un momento apropiado cuando la capa 2 de
revestimiento ha alcanzado un espesor predeterminado. En el caso
del revestimiento de una aleación de NiP por galvanoplastia en el
que se forma una película mediante un revestimiento por vía
química, el espesor de la película revestida es proporcional al
tiempo de inmersión en un depósito de revestimiento y, por lo
tanto, las capas 2 de revestimiento que tienen un espesor de 1
\mum cada una pueden formarse tanto sobre la superficie frontal
como sobre la trasera por medio de inmersión en el depósito de
revestimiento durante cinco minutos en el caso en el que, por
ejemplo, la velocidad de formación de la película a través del
revestimiento a 80ºC sea 12 \mum/h.
El espesor de las capas 2 de revestimiento se
determina teniendo en consideración los márgenes de pulido. La
duración de la inmersión de la placa 1 de Ni laminada que ha sido
procesada en forma de disco en el baño de revestimiento se
determina según el espesor requerido de las capas 2 de
revestimiento.
Aquí, es deseable que las capas 2 de
revestimiento se revistan de un material metálico o de una aleación
metálica que tenga un coeficiente de expansión lineal que sea el
mismo que el de la placa metálica laminada. Cuando se prepara un
disco óptico usando una estampadora sobre la cual se ha realizado el
revestimiento de tal material se hace posible reducir problemas
tales como la separación por pelado de la capa revestida debida a la
diferencia de las propiedades termofísicas entre la placa metálica
laminada y las capas de revestimiento.
Típicamente, puede realizarse el revestimiento
con un metal, que tiene las mismas composiciones que las del
material metálico de la placa metálica laminada, o el revestimiento
con una aleación, que tiene la misma composición que las del
material metálico de la placa metálica laminada. En el caso, por
ejemplo, de una placa de Ni laminada, son deseables capas de
revestimiento de níquel o capas de revestimiento de una aleación de
níquel tal como níquel-fósforo,
níquel-boro o níquel-cobalto. Aquí,
en el caso de que el riesgo de que se produzca el pelado del
revestimiento sea pequeño en el momento del procedimiento de pulido,
las composiciones de las capas de revestimiento no están
particularmente limitadas y el revestimiento puede realizarse según
un método tal como deposición en fase de vapor, o puede formarse
una capa de revestimiento según un método tal como el empastado.
Usualmente, en el material metálico existe una
inclusión no metálica que carece de conductividad y hace mucho
menor la humectabilidad con la disolución de revestimiento por
galvanoplastia. Por consiguiente, en el caso en el que se realice
un procedimiento de revestimiento por galvanoplastia sobre la
superficie de una placa metálica que está fabricada de tal material
metálico, se generan porciones en las que no se forma ninguna capa
de revestimiento y que se denominan agujeros minúsculos. En el caso
en el que se generen agujeros minúsculos, la aspereza de de la
superficie no es suficientemente disminuida incluso cuando se
realiza el procedimiento de pulido luego descrito sobre la
superficie sobre la cual se ha realizado un procedimiento de
revestimiento por galvanoplastia. Por consiguiente, la formación de
puntos en el momento de la grabación de las señales se hace difícil
y la placa metálica no puede usarse como una estampadora y, por lo
tanto, es necesario impedir la formación de agujeros
minúsculos.
Por lo tanto, en el caso en el que el
procedimiento de pulido de superficies luego descrito se realice
sobre la superficie sobre la cual se ha realizado un procedimiento
de revestimiento por galvanoplastia, se examina cuanto fluctúa la
aspereza de la superficie sobre la base del grado de pureza, el cual
es la relación en peso de una inclusión no metálica que existe en
el material metálico, cuando se cita un ejemplo de un material
metálico de níquel puro.
Se recogieron muestras para examinar la aspereza
de la superficie para cada grado de pureza de una plancha que se
preparó por medio de moldeo por colada en continuo después de que se
hubo fundido níquel puro en un horno eléctrico. Con el fin de tener
una variedad en el grado de pureza que es la relación en peso de la
inclusión no metálica existente, se recogieron muestras para
examinar de tres porciones de la plancha que había sido preparada
por moldeo por colada en continuo, en la vecindad de la superficie
superior, en la vecindad del medio y en la vecindad de la posición
final solidificada. En la vecindad de la posición final solidificada
de la plancha, la concentración de la inclusión no metálica llegó a
ser alta, y el grado de pureza llegó a ser alto (cuanto mayor es el
grado de pureza, mayor es la relación de inclusión no metálica
existente). En la vecindad del medio de la plancha la
solidificación se produce a velocidad constante y, por lo tanto, la
concentración de la inclusión no metálica se hace menor que en la
vecindad de la posición final solidificada, y el grado de pureza se
hace menor (cuanto menor es el grado de pureza, menor es la relación
de inclusión no metálica existente).
A continuación, se recoge una plancha que se ha
fundido secundariamente con el fin de reducir la concentración de
la inclusión no metálica además de las muestras a examinar que han
sido recogidas de la vecindad del centro en la dirección
longitudinal de la plancha que se ha preparado por medio de un
moldeo por colada en continuo. Concretamente, se recogió una
muestra para examinar que tenía un diámetro de 100 mm y una longitud
de 200 mm y se realizó a vacío un procedimiento de fusión VAR
(fusión por arco).
Para la preparación de planchas estiradas en
caliente que tenían un espesor de 60 mm y una anchura de 100 mm, se
forjaron en caliente cuatro muestras para examinar, las cuales
fueron la muestra para examinar después que se hubo realizado la
fusión VAR, así como las muestras para examinar que se habían
recogido de las tres porciones de la plancha que había sido
preparada por medio de moldeo por colada en continuo, en la vecindad
de la superficie superior, en la vecindad del centro y en la
vecindad de la porción final solidificada. A continuación, se
calentaron a 1200 grados, y después de eso se laminaron en caliente
para tener un espesor de 4 mm, y así se recogieron placas laminadas
en caliente como muestras para examinar.
Las placas laminadas en caliente que se habían
recogido como muestras para examinar se recocieron a 750 grados, y
después de eso la costra que se había formado sobre la superficie se
separó por lavado con una sal fundida y un ácido. Después de eso,
se realizó un recocido intermedio a 750 grados sobre las placas
laminadas en caliente que tenían un espesor de 1 mm, y entonces se
laminaron en frío para tener un espesor de 0,95 mm.
Se separaron por corte de las placas cuatro
muestras en forma de disco que tenían un diámetro de 160 mm en un
estado en el que se había realizado un laminado en frío, y se
realizó un procedimiento de pulido. Se recogieron trozos de muestra
de las posiciones de las muestras después del procedimiento de
pulido que estaban a aproximadamente las porciones medias de un
radio, es decir, posiciones que estaban aproximadamente 80 mm
alejadas del centro, y se midió la aspereza de la superficie usando
un microscopio de fuerzas atómicas. En el momento de la medida de
la aspereza de la superficie, el objeto de la imagen que se tomó fue
una sección de 100 \mum x 100 \mum, y se determinó que los
trozos de muestra cuya aspereza media (Ra) fue superior a 10 nm eran
defectos debidos al pulido. La Tabla 1 muestra la posición
muestreada, el grado de pureza, el valor medio (Ra) de la aspereza
de la superficie y la evaluación de cada trozo de muestra, y en el
caso en el que se determine que un trozo de muestra es un defecto
debido al pulido, se adjunta una marca x al artículo que se está
evaluando.
Aquí, la evaluación del grado de pureza en la
Tabla 1 se realizó usando un método de cálculo de JISG0555. Como
está claro a partir de la Tabla 1, en el caso en el que el grado de
pureza de la inclusión no metálica en una muestra no sea mayor que
0,05%, la aspereza de la superficie Ra después del pulido satisface
la condición de no ser mayor que 10 nm. Esto es porque, en el caso
en el que el grado de pureza no sea mayor que 0,05%, el espesor de
la placa metálica se hace tan delgado como 0,3 mm y, por lo tanto,
la posibilidad de que exista una inclusión no metálica sobre la
superficie del disco que tiene un diámetro de 150 mm es
significativamente baja.
A continuación, como se muestra en el diagrama
transversal de la Fig. 2(c), se llevan a cabo un
procedimiento de pulido convencional y un procedimiento de pulido
de la superficie trasera, o un procedimiento de pulido de las dos
superficies cuando un procedimiento de pulido se realiza
simultáneamente sobre ambas superficies, frontal y trasera, sobre
una placa 1 de Ni laminada en forma de disco cuyo espesor de la capa
2 de revestimiento se ha ajustado ajustando la duración de la
inmersión en un baño de revestimiento. Aquí, es suficiente que el
procedimiento de pulido de la superficie trasera sea un
procedimiento de pulido basto. Por consiguiente, se usa una cinta
de rectificado a la cual se han fijado partículas abrasivas tales
como alúmina blanca, y la superficie trasera se pule para tener una
aspereza de la superficie de Ra = 0,05 \mum a 0,1 \mum.
En el procedimiento de pulido de la superficie
es necesario formar cavidades a escala submicrónica para registrar
señales en un disco óptico que se prepara usando el sustrato para
una estampadora según la presente realización y, por lo tanto, es
necesario pulir la placa en tal grado que no permanezca ningún
arañazo de pulido o marca semejante. Por consiguiente, el pulido de
acabado se realiza según, por ejemplo, un método de pulido químico
mecánico y, así, el acabado de la superficie se realiza de tal
manera que no permanezca ningún arañazo o marca semejante. El
espesor final de la placa después del procedimiento de pulido llega
aproximadamente a ser 300 \mum \pm 5 \mum.
En lo que sigue, el espesor de la placa se
compara entre tres placas, una placa laminada de Ni, una placa en
la que se ha realizado un procedimiento de pulido sobre una placa
laminada de Ni sin revestir, y una placa en la que se ha realizado
un procedimiento de pulido sobre una placa laminada de Ni después de
ser revestida. Además, se evalúa la aspereza de la superficie de la
placa en la que se ha realizado un procedimiento de pulido sobre una
placa laminada de Ni después de ser revestida.
En primer lugar, en cuanto al espesor de la
placa, la masa de placa laminada de Ni en forma de disco se divide
entre la densidad del níquel para encontrar el volumen, y este
volumen se divide entre el área del círculo y, de este modo, se
encuentra y se evalúa un espesor medio. En cuanto a la densidad del
níquel, se usa 8,904 g/cm^{3}, el cual es un valor
bibliográfico.
La uniformidad del espesor de la placa se
confirma midiendo la distribución del espesor de la placa con un
instrumento de medida tal como un medidor de espesores de placa por
ultrasonidos o un micrómetro. En el caso en el que la placa
laminada de Ni esté, por ejemplo, en forma de un disco que tiene un
diámetro D = 160 mm, la uniformidad se confirma midiendo el espesor
de la placa en 17 lugares en total con separaciones de 10 mm a 20
mm, como se muestra mediante las marcas x en la Fig. 3.
En cuanto a la aspereza de la superficie, es
necesario pulir la superficie en tal grado que no permanezca ningún
arañazo o marca semejante en la etapa final y, por lo tanto, el
estado acabado se confirma comprobando la lisura y la existencia de
arañazos sobre la superficie. Concretamente, el estado de la
superficie se observa con un microscopio de fuerzas atómicas, y se
evalúa la aspereza Ra de la superficie.
La Fig. 4 es un diagrama transversal que muestra
la estructura de la película de revestimiento de una aleación de
níquel-fósforo (NiP) que ha sido formada sobre la
placa laminada de Ni. A partir de la fig. 4 puede verse que sobre
la superficie de la placa laminada de Ni se forma una película de
revestimiento que tiene un espesor uniforme. Aquí, la película de
revestimiento de la Fig. 4 se forma por inmersión en un baño de
revestimiento durante dos horas, y el espesor dm de la película de
revestimiento ha alcanzado aproximadamente 24 \mum.
La Fig. 5 es un diagrama que muestra la
distribución del espesor de la película de la placa laminada de Ni
antes del procedimiento de pulido y de la placa laminada de Ni en la
que se ha realizado un procedimiento de pulido directamente sin
estar revestida. El eje longitudinal muestra el espesor de la placa
(\mum) y el eje lateral muestra el desplazamiento (mm) en la
dirección del diámetro siendo el centro del círculo cero. La
distribución del espesor de la placa laminada de Ni antes del
procedimiento de pulido es 305 \mum \pm 3 \mum como se
muestra mediante las marcas o en la Fig. 5, y puede verse que se
exhibe una alta uniformidad en un alcance de un diámetro D = 160
mm.
La distribución del espesor de la placa de tal
placa laminada de Ni sin estar revestida después de que se haya
realizado el procedimiento de pulido se muestra mediante las marcas
+ en la Fig. 5. Aunque se ve un ligero desplazamiento hacia arriba
y hacia abajo debido al procedimiento de pulido, la diferencia
máxima del espesor de la película es 5 \mum. Sin embargo, el
margen total de pulido para pulir las superficies frontal y trasera
es aproximadamente 10 \mum y, por lo tanto, la placa se pule para
que tenga la distribución de espesores mostrada por las marcas + en
la Fig. 5, en el caso en el que el procedimiento de pulido se
realice de tal manera que una porción en la que el espesor de la
placa es más pequeño que el alcance de 300 \mum \pm 5 \mum
(porción sombreada de la Fig. 5) que se requiere para el sustrato
final para una estampadora, es decir, surge un problema cuando
puede ocurrir el caso que la placa no pueda usarse como sustrato
para una estampadora.
La Fig. 6 es un diagrama que muestra la
distribución de espesores de la placa de la placa laminada de Ni
antes del procedimiento de revestimiento, la placa laminada de Ni
después de que se haya realizado el procedimiento de revestimiento
y de la placa laminada de Ni cuando se ha realizado un procedimiento
de pulido después del procedimiento de revestimiento. De la misma
manera que la Fig. 5, el eje longitudinal muestra el espesor de la
placa (\mum) y el eje lateral muestra el desplazamiento (mm) en la
dirección del diámetro siendo el centro del círculo cero. La
distribución del espesor de la placa de la placa laminada de Ni
antes del procedimiento de pulido se muestra mediante las marcas o
en la Fig. 6, la cual es aproximadamente la misma, 303 \mum \pm
3 \mum, que la mostrada mediante las marcas o en la Fig. 5, y
puede verse que se exhibe una alta uniformidad dentro de un alcance
de un diámetro D = 160 mm.
Se realiza un procedimiento de revestimiento
sobre tal placa laminada de Ni para el revestimiento que tiene un
espesor de 7 \mum tomando en consideración un margen de pulido de
10 \mum. Se forman capas de revestimiento tanto sobre la
superficie frontal como la trasera de la placa laminada de Ni y, por
lo tanto, puede realizarse un procedimiento de revestimiento sobre
la placa laminada de Ni para el revestimiento que tiene un espesor
de 3,5 \mum. En el caso del revestimiento de aleación de NiP
anteriormente descrito, se sumerge una placa laminada de Ni sobre
la que se ha realizado un tratamiento de conversión química en un
baño de revestimiento durante 17 a 18 minutos. La distribución del
espesor de la placa después de la inmersión de la placa laminada de
Ni en un baño de revestimiento se muestra mediante las marcas
\Delta en la Fig. 6. Como está claro a partir de la Fig. 6, las
capas de revestimiento se forman mientras se mantiene la uniformidad
del espesor de la placa.
Además, la distribución del espesor de la placa
en el caso en el que se realice un procedimiento de pulido después
de que se haya realizado un procedimiento de revestimiento sobre la
placa laminada de Ni se muestra mediante las marcas x en la Fig. 6.
Aunque se ve un ligero desplazamiento hacia arriba y hacia abajo
debido al procedimiento de pulido de la misma manera que las marcas
+ en la Fig. 5, la diferencia máxima del espesor de la película no
es mayor que 5 \mum. Además, se ha realizado un tratamiento de
conversión química y, por lo tanto, la adhesión de las capas de
revestimiento a la placa laminada de Ni es fuerte y no se observa
ninguna separación local por pelado de las capas de revestimiento
debido al procedimiento de pulido.
El margen total de pulido para pulir las
superficies frontal y trasera es aproximadamente 10 \mum, y en el
caso de las marcas x en la Fig. 6, el espesor llega a ser del
alcance de 300 \mum \pm 5 \mum (porción sombreada de la Fig.
6) que se requiere para el sustrato final para una estampadora
incluso cuando se ha realizado el procedimiento de pulido, y así
puede verse que la placa puede usarse como el sustrato para una
estampadora. Por consiguiente, por medio del procedimiento de
revestimiento se aumenta el espesor de la placa a lo largo de la
totalidad del sustrato que ha sido cortado y, de este modo, se hace
posible usar como un sustrato para una estampadora un sustrato de
cualquier porción de la placa laminada de Ni de la que se haya
cortado el sustrato.
La Fig. 7 es una imagen tomada con un
microscopio de fuerzas atómicas de la superficie de una placa
laminada de Ni en el caso en el que el acabado de la superficie se
realice por medio de un procedimiento de pulido químico mecánico
sobre una placa laminada de Ni sobre la cual se ha realizado un
procedimiento de revestimiento. A partir de la Fig. 7, está claro
que la superficie de la placa laminada de Ni es extremadamente lisa,
y puede verse que no se ha generado ningún arañazo por pulido que
pueda tener el riesgo de provocar un problema en el momento de
grabar la señal.
Aquí, en cuanto a la aspereza de la superficie,
se calcula una aspereza media aritmética Ra sobre la base de la
imagen tomada con el microscopio de fuerzas atómicas (20 x 20
\mum^{2}) para encontrar que la aspereza de la superficie Ra de
la placa laminada de Ni según el método de preparación de un
sustrato para una estampadora según la presente realización es
aproximadamente 0,8 nm y tiene un acabado preciso de la superficie
que es suficiente para el sustrato para una estampadora.
En la presente realización, aunque el
revestimiento se realiza tanto sobre la superficie frontal como
trasera de la placa metálica laminada que se ha cortado al tamaño
de una estampadora y el espesor de esta placa metálica laminada se
ajusta proporcionando capas de revestimiento, pueden esperarse los
mismos efectos cuando el espesor de esta placa metálica laminada se
ajusta realizando un procedimiento de revestimiento sobre cada
superficie, frontal y trasera, para proporcionar una capa de
revestimiento sólo sobre una de las superficies.
Aquí es necesario fijar la placa metálica
(laminada) a una platina del molde en el momento de masterizar o en
el momento de la formación del disco en el caso en el que la placa
metálica se use como un sustrato para una estampadora. Usualmente,
la placa metálica se fija a la platina del molde según un método de
succión a vacío. Sin embargo, se hace necesario un ligero hueco
entre la platina del molde plana y la placa metálica con el fin de
fijar la placa metálica a la platina del molde según el método de
succión a vacío. Es decir, la placa metálica a usar como un
sustrato para una estampadora está en forma de disco y se hace
necesario que la forma tenga una forma convexa, la cual se muestra
hacia arriba cuando se coloca sobre la platina del molde. Es decir,
escapa aire de la porción debajo del disco de la cual se eleva el
centro de la platina del molde debido a la forma convexa y, de este
modo, la placa metálica en forma de disco se fija a la platina del
molde. En la presente realización, la placa metálica se curva
apropiadamente y, de esta forma, se consigue la forma convexa para
que cuando se coloque se eleve de la platina del molde.
Sin embargo, en el caso en el que la placa
metálica se curve ligeramente surge un problema en el que la
separación después de la succión se hace difícil incluso aunque sea
posible fijar la placa metálica a la platina del molde según un
método de succión a vacío. Por lo tanto, se examinó la facilidad de
separación después de la succión sobre la base del grado de
doblamiento.
Concretamente, en el caso en el que un extremo
de una placa metálica, que ha sido procesada para que la periferia
externa tenga un diámetro de 160 mm, se fije a una platina del
molde, si es o no posible fijar la placa metálica a la platina del
molde según un método de succión a vacío y si es o no posible
separar la placa metálica después de la succión, se confirmó sobre
la base del tamaño del doblamiento cuando la distancia entre el otro
extremo de la placa metálica y la platina del molde es el tamaño
del doblamiento. La Tabla 2 es una tabla que muestra los resultados
de confirmación de si es o no posible fijar la placa metálica a la
platina del molde según el método de succión a vacío sobre la base
del tamaño del doblamiento, y si es o no posible separar la placa
metálica después de la succión. En la Tabla 2, las marcas o indican
que es posible fijar la placa metálica a la platina del molde según
el método de succión a vacío y que es posible separar la placa
metálica después de la succión, mientras que la marca x indica que
la placa metálica no puede fijarse a la platina del molde según el
método de succión a vacío y que no puede separarse después de la
succión.
\vskip1.000000\baselineskip
Como está claro a partir de la Tabla 2, en el
caso en el que el doblamiento sea más pequeño que 0,1 mm, el hueco
entre la porción de la placa metálica que se eleva de la platina del
molde debido a la forma convexa y la platina del molde es más
pequeño que 0,1 mm y, por lo tanto, puede verse que es difícil
separar la placa metálica insertando un enganche o dispositivo
semejante en el hueco incluso cuando se inyecta un gas en este
hueco después de la succión.
Mientras tanto, el valor límite superior de
doblamiento depende de la lisura de la platina del molde, la
eficacia de la succión y variables semejantes. La placa metálica se
curva regulando aproximadamente condiciones tales como el sistema de
rodillos de temple y el nivelador de tensión, y realizando un
procedimiento de revestimiento sobre la superficie de la placa
metálica que se ha curvado y, después de eso, se realiza un
procedimiento de pulido sólo sobre la porción revestida y, de este
modo, se consigue la facilidad de separación a la vez que se
mantiene la curvatura de la placa metálica.
Aquí, las condiciones tales como el sistema de
rodillos de temple y el nivelador de tensión no están
particularmente limitadas, y pueden regularse apropiadamente la
velocidad de reducción de la presión, las condiciones de
lubricación, los diámetros de los rodillos y las velocidades
periféricas de los rodillos superior e inferior en el sistema de
rodillos de temple así como los diámetros de los rodillos y la
tensión en el nivelador de tensión, para conseguir el doblamiento
que se diseña en la presente realización.
La Fig. 1 es un diagrama que muestra la
distribución del espesor de la placa de una placa de Ni laminada
según la técnica anterior;
Las Figs. 2(a) a 2(c) son
diagramas que muestran un método de preparación de un sustrato para
una estampadora según una realización de la presente invención;
La Fig. 3 es un diagrama que muestra un método
para confirmar la distribución del espesor de la placa de una placa
de Ni laminada;
La Fig. 4 es un diagrama transversal que muestra
la estructura de una película de revestimiento de una aleación de
NiP que ha sido formada sobre una placa de Ni laminada;
La Fig. 5 es un diagrama que muestra la
distribución del espesor de la placa de una placa de Ni laminada
según la técnica anterior;
La Fig. 6 es un diagrama que muestra la
distribución del espesor de la placa de una placa de Ni laminada
según una realización de la presente invención; y
La Fig. 7 es un diagrama que Muestra una imagen
tomada con un microscopio de fuerzas atómicas de una placa de Ni
laminada según una realización de la presente invención.
- 1
- Placa de Ni laminada
- 2
- Capas de revestimiento.
Claims (4)
1. Un sustrato para una estampadora, que
comprende una placa (1) de metal que tiene una superficie frontal y
una superficie trasera, en el que se proporciona una capa (2)
metálica de revestimiento sobre la superficie frontal o sobre la
superficie trasera, o tanto sobre la superficie frontal como sobre
la trasera, caracterizado porque el grado de impurezas con
respecto a inclusiones no metálicas en dicha placa no es mayor que
0,05%.
2. Un sustrato para una estampadora según la
reivindicación 1, en el que dicha placa (1) de metal tiene como su
composición principal al menos uno de los siguientes: níquel puro,
aleaciones de níquel, titanio puro, aleaciones de titanio, acero
inoxidable, hierro, aleaciones de hierro, cobre puro, aleaciones de
cobre, aluminio puro, aleaciones de aluminio, magnesio puro y
aleaciones de magnesio.
3. Un sustrato para una estampadora según la
reivindicación 1 ó 2, en el que al menos una capa (2) metálica de
revestimiento tiene una superficie pulida expuesta.
4. Un sustrato para una estampadora según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la placa (1) de
metal tiene una curvatura, curvatura medida como un hueco entre un
primer extremo de la placa y una platina del molde, siendo el hueco
no menor que 0,1 mm, y en el que además el hueco es el resultado de
que un segundo extremo de la placa opuesto al primer extremo sea
fijado a la platina del molde.
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