JP2004025647A - Insert, mold, and manufacturing method for them - Google Patents

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JP2004025647A JP2002185880A JP2002185880A JP2004025647A JP 2004025647 A JP2004025647 A JP 2004025647A JP 2002185880 A JP2002185880 A JP 2002185880A JP 2002185880 A JP2002185880 A JP 2002185880A JP 2004025647 A JP2004025647 A JP 2004025647A
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manufacturing
mold
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Noboru Furuya
古谷 昇
Satoshi Kimura
木村 里至
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method which enables the easy manufacture of a mold etc., for use in the formation of a fine structure. <P>SOLUTION: A thin plate 10, where a fine uneven pattern 12 is provided on one surface, is formed, for example, by combining lithography and electro-casting together. An insert 2, which is to be mounted on the mold for the formation of the fine structure, is formed by bonding the thin plate 10 and a base plate 14 together via an adhesive 16. An epoxy resin adhesive, a ceramics adhesive, an inorganic heat-resistant adhesive, an adhesive for anaerobic impregnation, etc., are used as the adhesive 16. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機などの一般的な成形機に取り付けて微細構造体の成形を行うために用いられる金型及びこの金型に装着される入れ子の製造方法と、これらの製造方法によって製造される金型及び入れ子に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、プラスチック等の成形品を安価に大量生産する一般的な方法として、射出成形法などが知られている。この射出成形法では、成形品の形状に応じた凹凸パターンを備えた金型が用いられる。このような金型は、放電加工装置、旋盤、研削装置などを用いた機械加工を行い、金属部材に所定の凹凸パターンを刻印することによって製造される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機械加工によって金型を製造する場合には、加工に用いる機械装置の加工精度によって、金型に刻印される凹凸パターンの寸法精度の限界が決まるが、一般的な機械加工によって達成可能な加工精度はそれほど高くはなく、現状で数十μm程度である。このため、より高い加工精度(例えば、数十nmオーダ)が要求される微細構造体(例えば、光学素子など)の形成に用いる金型を製造することは容易ではない。
【0004】
よって、本発明は、微細構造体の形成に用いる金型等を容易に製造することを可能とする金型等の製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
また、本発明は、製造の容易な微細構造体形成用の入れ子及び金型を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、金型に装着されて成形体の形状の一部の形成を担う入れ子の製造方法であって、成形体に転写すべき微細パターンを薄板の一方面に形成する微細パターン形成工程と、薄板と台材を貼り合わせて両者を一体化する貼り合わせ工程と、貼り合わせた薄板及び台材の不要部分を除去する除去工程と、を含む。
【0007】
微細パターン(例えば、数十nmオーダの凹凸パターン)を有する薄板は、例えば、CDやDVDなどの光ディスクの形成に用いられる、いわゆるスタンパと同様にして作製することが可能である。しかしながら、このような方法によって形成する薄板は、厚くても数mm程度であるために、高温、高圧に耐えることが難しく、一般的な射出成型機などの金型に取り付けて使用することが困難である。一方で、上述したように、例えば、数十nmオーダといった微細な凹凸パターンを有する金型を機械加工によって形成することもまた困難である。
【0008】
そこで、本発明では、微細パターンを有する薄板を台材と貼り合わせるようにして薄板の高温や高圧に対する強度を高めて、いわゆる入れ子を形成する。この入れ子を金型に装着することによって、一般的な射出成形機などによって微細パターンを形成可能とする。したがって、一般的な射出成形機などに使用して、微細な凹凸を有する成形体を形成可能とする金型、及びこの金型に装着して用いる入れ子を容易に製造することが可能となる。
【0009】
好ましくは、微細パターン形成工程は、フォトリソグラフィ法によって原盤に微細な凹凸形状を形成する工程を含む。具体的には、基板上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストに対して、微細パターンに応じてレーザ光を断続的に照射(露光)し、その後に現像を行うことにより、微細パターンを反転させたパターンを有するフォトレジストを作製する。次に、このフォトレジスト上に導電膜を形成して電気鋳造を行い、ニッケル等の金属をフォトレジスト上に堆積させる。これにより、微細パターンを有する数mm程度の厚さの薄板を容易に形成することが可能である。
【0010】
好ましくは、微細パターン形成工程は、機械的加工によって原盤に微細な凹凸形状を形成する工程を含む。ここで、機械的加工には、バイト等の切削具を用いた切削加工、レーザビーム加工、電子ビーム加工などの加工方法が含まれる。このような機械的な加工方法により、原盤に微細パターンの反転パターンを形成し、この原盤を用いて電気鋳造を行い、ニッケル等の金属を堆積させることにより、微細な凹凸パターンを有する数mm程度の厚さの薄板を容易に形成することが可能である。この機械的加工による方法は、形成したい凹凸パターンの寸法が比較的に大きい(例えば、数μm〜数十μm程度)場合に特に有効である。
【0011】
好ましくは、上述した機械的加工は、原盤を凹状に切削することによって凹凸形状の加工を行う。一般に、機械的な加工方法では、凸状の形状加工を行う場合よりも、凹状の形状加工を行う場合の方がより高い加工精度を得られる傾向にある。例えば、現状では1μm程度までの加工精度を得ることが可能である。したがって、原盤を凹状に切削して凹凸形状の加工を行うようにすることにより、機械的加工による場合であってもより高い加工精度を得ることが可能となる。
【0012】
好ましくは、上記微細パターン形成工程は、凹凸形状が形成された原盤を用いて電気鋳造を行うことにより薄板を形成する工程を含む。上述したように、フォトリソグラフィ法を用いる場合であれば、原盤上のフォトレジストに凹凸形状が形成されるので、この原盤を用いて電気鋳造(電鋳)を行うことにより、凹凸パターンを有する薄板を容易に形成することができる。同様に、機械的な加工方法を用いる場合であれば、原盤そのものに凹凸形状を形成し、この原盤を用いて電気鋳造を行うことにより、凹凸パターンを有する薄板を容易に形成することができる。
【0013】
好ましくは、上述した貼り合わせ工程は、薄板及び台材の各貼り合わせ面の少なくとも一方に接着剤を塗布した後に、貼り合わせ面同士を当接させて薄板と台材を一体化する。接着剤を用いることにより、薄板と台材を容易に貼り合わせることが可能となる。また、薄板と台材の間に介在させた接着剤により、熱による入れ子全体の収縮、膨張を緩和することが可能となる。
【0014】
なお、更に好ましくは、接着剤に熱伝導率の良い材料を混入しておくとよい。これにより、台材から薄板へ熱が伝わりやすくなり、成形物の成形時に、薄板の有する微細パターンをより正確に転写することが可能となる。
【0015】
好ましくは、上述した接着剤は、少なくともエポキシ樹脂系接着剤、セラミックス接着剤、無機耐熱接着剤、嫌気性含浸用接着剤のいずれかを含む。これらの接着剤のいずれかを用いることにより、薄板と台材を確実に貼り合わせて一体化させることが可能となる。
【0016】
好ましくは、貼り合わせ工程における接着剤の塗布は、スプレー塗布法又は回転塗布法のいずれかによって行う。これらの方法によれば、接着剤を貼り合わせ面の全体に均一に塗布することが可能となる。これらの塗布方法は、特に、接着剤の粘度が低い場合に適している。
【0017】
好ましくは、貼り合わせ工程における接着剤の塗布は、接着剤を貼り合わせ面に対して直接的に滴下することによって行うか、あるいは、塗布具を用いて接着剤を貼り合わせ面に塗り広げることによって行う。これらの方法によれば、接着剤の粘度が高い場合にも、接着剤を確実に貼り合わせ面に塗り広げることが可能となる。
【0018】
好ましくは、貼り合わせ工程は、接着剤の塗布後に、薄板と台材を真空雰囲気中におくことにより接着剤の気泡抜きを行う。塗布後の接着剤に含まれる気泡を抜くことにより、薄板と台材との密着性をより高めることが可能となる。また、接着剤に含まれる気泡が薄板を通して成形品に転写されることによる成形品の品質低下を回避することが可能となる。
【0019】
好ましくは、貼り合わせ工程は、上述した気泡抜きを行った後に、真空雰囲気中で薄板と台材の貼り合わせを行うことがさらに好ましい。これにより、薄板と台材の間に異物が混入することを極力回避することが可能となる。
【0020】
好ましくは、上述した除去工程は、薄板と台材の間を電気的に接続した状態にし、不要部分をワイヤーカット放電加工によって除去する。これにより、高精度な加工を容易に行うことが可能となる。また、薄板と台材との貼り合わせ部分に与える物理的な衝撃を少なくし、薄板と台材との剥離を回避することが可能となる。
【0021】
好ましくは、薄板と台材は、導電性物質を含み、薄板と台材のそれぞれに接触するように形成される接続部によって電気的に接続される。このような接続部は、例えば、銀ペーストなどを薄板と台材の両方に接触するように塗布することにより、容易に形成することが可能である。
【0022】
好ましくは、薄板と台材は、接着剤に導電性物質を混入し、薄板と台材との間に介在させることによって電気的に接続される。この場合には、貼り合わせ工程において用いる接着剤に、あらかじめ導電性物質を混入しておけばよく、工程の簡略化が可能となる。
【0023】
好ましくは、上述した貼り合わせ工程に先立って、薄板の貼り合わせ面を研磨する研磨工程を更に含む。これにより、薄板の厚みムラや反り、あるいは薄板の裏面(微細パターンの形成面の反対面)の面粗さを適宜調整し、入れ子の平坦性を向上させることが可能となる。
【0024】
好ましくは、上述した貼り合わせ工程の後に、薄板と台材を密着させるように押圧する押圧工程を更に含む。これにより、薄板と台材との密着度をより高めることが可能となる。
【0025】
好ましくは、押圧工程は、少なくとも一面に樹脂膜が形成されている型押し板を用いて、この型押し板の樹脂膜の形成面を薄板の微細パターンを有する一方面に押し当てることによって押圧を行う。これにより、薄板上に形成された微細パターンが型押し板を用いた押圧により損傷することを確実に回避することが可能となる。
【0026】
好ましくは、押圧工程の後に、押圧した状態の薄板及び台材を室温以上の温度環境下に保持する保持工程を更に含む。これにより、薄板と台材の密着度をさらに高めることが可能となる。
【0027】
好ましくは、微細パターン形成工程の後に、薄板上に微細パターンを保護する保護層を形成する保護層形成工程を更に含む。これにより、薄板上に形成された微細パターンがその後の工程中において損傷を受けることを確実に回避することが可能となる。
【0028】
好ましくは、上述した入れ子は、射出成形又はシート成形に使用する金型に装着されるものである。
【0029】
また、本発明の金型の製造方法は、上述した入れ子の製造方法によって入れ子を形成するとともに、成形体の全体形状を形成するための金型を形成し、この金型に入れ子を装着する。これにより、微細な凹凸を有する成形体を形成することができる金型を容易に製造することが可能となる。
【0030】
また、本発明は、上述した製造方法によって製造される入れ子でもある。具体的には、本発明の入れ子は、金型に装着されて成形体の形状の一部の形成を担う入れ子であって、台材と、成形体に転写すべき微細パターンが一方面に形成された薄板と、を含んでおり、薄板と台材とを貼り合わせて構成されている。
【0031】
上述したように、微細パターンを有する薄板は、従来技術を用いることによって比較的容易に形成することができる。したがって、このようにして形成した薄板と台材とを貼り合わせる構造を採用することにより、製造の容易な入れ子を実現することが可能となる。
【0032】
好ましくは、入れ子を構成する薄板と台材は、接着剤を用いて貼り合わされている。薄板と台材の間に介在させた接着剤により、熱による入れ子全体の収縮、膨張を緩和することが可能となる。
【0033】
好ましくは、接着剤は、少なくともエポキシ樹脂系接着剤、セラミックス接着剤、無機耐熱性接着剤、嫌気性含浸用接着剤のいずれかを含む。また、好ましくは、接着剤は、導電性材料を含有する。
【0034】
好ましくは、上述した入れ子は、射出成形又はシート成形に使用する金型に装着されるものである。
【0035】
また、本発明は、上述した入れ子を含んで構成される金型でもある。具体的には、本発明の金型は、成形体の全体形状を形成するための金型に対して、上述した入れ子を装着して構成される。これにより、製造の容易な金型を実現することが可能となる。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0037】
図1は、本実施形態の微細構造体形成用の金型について説明する説明図である。図1(a)は、本実施形態の金型の外観を示す斜視図であり、図1(b)は、図1(a)に示すA−A’断面図である。
【0038】
図1に示すように、本実施形態の金型1は、着脱可能な入れ子2を含んで構成されている。入れ子2は、一方面に微細パターンを有している。この入れ子2を含んで構成される金型1を図示しない射出成形機に取り付けて、キャビティ3に溶融樹脂などを充填し、加圧、冷却、固化を行うことにより、金型1によって全体形状が形成され、入れ子2に備わっている微細パターンが一部分に転写された成形品を得ることができる。
【0039】
次に、上述した本実施形態の金型1を構成する入れ子2の製造方法について説明する。図2〜図6は、本実施形態の入れ子2の製造方法について説明する説明図である。
【0040】
まず、図2に示すように、一方面に微細な凹凸パターン12を有する薄板10を形成する。図2(a)は薄板10の平面図を示しており、図2(b)は図2(a)に示すB−B’断面図を示している。なお、図2では、凹凸パターン12は模式的に示されている。
【0041】
薄板10は、厚みが0.1mm〜3.0mm程度の範囲内で形成されることが好ましい。また、凹凸パターン12は、凹凸の高さが30nm〜100μm程度の範囲内で形成されることが好ましい。このような薄板10は、光ディスク等の形成に用いられる、いわゆるスタンパの製造方法と同様にして製造することが可能である。
【0042】
薄板10の具体的な製造方法について、図3を参照して説明する。図3(a)に示すように、ガラス原盤50の少なくとも一方面(パターン形成面)を研磨した後に洗浄し、その後、ガラス原盤50の研磨面上にフォトレジスト52を塗布し、凹凸パターン12に対応してレーザ光を断続的に照射(露光)する。
【0043】
次に、図3(b)に示すように、フォトレジスト52の露光部分の現像を行うことにより、フォトレジスト52に微細なパターンを形成する。
【0044】
次に、図3(c)に示すように、フォトレジスト52に形成された微細パターンに、スパッタリング法、蒸着法、無電解めっき法などの方法により、銀(Ag)、ニッケル(Ni)などの導電膜を形成し、このフォトレジスト52上に形成された導電膜を一方の電極として用いて、スルファミン酸ニッケル溶液等のめっき溶液を用いた電気鋳造(電鋳)を行い、ニッケルを所望の厚さに堆積させる。
【0045】
その後、フォトレジスト52上に堆積させたニッケルをガラス原盤50から剥離し、レジスト除去及び洗浄を行う。これにより、図3(d)に示すように、微細な凹凸パターン12が形成された、ニッケルからなる薄板10が形成される。
【0046】
なお、上述したようにして形成した薄板10をマスターとして使用し、このマスターに形成されたパターンを反転させたパターンを有するマザー(メス型)を複製し、更に、このマザーを用いて、マスターと同じパターンを有するサン(オス型)を複製し、この複製したサンを薄板10として用いてもよい。または、マスターを複製したマザーを薄板10として用いるようにしてもよい。この場合には、形成したいパターンの反転パターンを有するマスターを形成し、このマスターからマザーを複製すればよい。
【0047】
上述したようにして薄板10が形成されると、次に、図4に示すように、接着剤16を介在させて薄板10と台材14を貼り合わせる。なお、図4に示す例では、薄板10と台材14の両方の貼り合わせ面に対して接着剤16を塗布しているが、薄板10と台材14のいずれか一方の貼り合わせ面にのみ接着剤16を塗布するようにしてもよい。
【0048】
また、より好ましくは、貼り合わせ工程に先立って、薄板10の貼り合わせ面(凹凸パターン12の形成面の裏面)を研磨することにより、薄板10の面粗さ、厚みムラ及び反りを調整する。この研磨工程では、面粗さRaが0.05μm〜0.1μm程度、厚みムラが5μm以下、反りが300μm以下となるように、薄板10の貼り合わせ面を研磨することが好適である。
【0049】
上述した接着剤16としては、(1)変性エポキシや変性ポリアミンなどを主成分とするエポキシ樹脂系接着剤、(2)シリカ、マイカ、アルミナなどを主成分とし、高い耐熱性(例えば、約600℃以上の耐熱性)を有するセラミックス接着剤、(3)酸化アルミナ、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、無機硼酸塩が主成分の粉剤と珪酸化合物の溶剤とを主成分とする無機耐熱接着剤、(4)メタクリル酸ジエステルを主成分とする、低粘度(例えば、25℃において40〜600mPa・s程度)の嫌気性含浸用接着剤、などを用いることができる。
【0050】
また、接着剤16の塗布方法については、接着剤16が低粘度の場合には、スプレー塗布法あるいはスピンコート法(回転塗布法)を用いることが好ましい。これらの方式を用いることにより、接着剤16の塗布面内における厚さの均一性を高く(例えば、厚さレンジを±2μm程度に)することが可能となる。なお、更に好ましくは、スプレー塗布法等によって接着剤16が塗布された薄板10及び台材14を真空室に入れて気泡抜き(脱泡)を行った後に、そのまま真空室内において薄板10と台材14の貼り合わせを行うようにし、接着剤16に気泡や異物等が含まれないようにするとよい。
【0051】
また、接着剤16が高粘度の場合には、刷毛などの塗布具を用いて塗布するか、あるいは直接的に滴下して塗布することが好ましい。なお、この場合においても、接着剤16が塗布された薄板10及び台材14を真空室に入れて気泡抜きを行い、接着剤16を接着面の全体に広げた後に、そのまま真空室内において薄板10と台材14の貼り合わせを行うようにし、接着剤16に気泡や異物等が含まれないようにすることがより好ましい。
【0052】
次に、図5に示すように、一方面に樹脂膜22が形成されている型押し板20を用いて、この型押し板20の樹脂膜22の形成面側を薄板10に当接させて、薄板10を台材14に密着させるように押圧する。ここで、上述した樹脂膜22は、ポリイミドやフッ素などを含有する有機系材料を用いて形成することが好適である。
【0053】
次に、押圧した状態を保持しながら、薄板10及び台材14を室温以上の温度雰囲気中で乾燥させることにより、薄板10と台材14の間に介在する接着剤16を硬化させる。この乾燥処理は、温度を50℃〜150℃程度の範囲内に設定することが好ましい。また、処理時間は、接着剤16の種類、性質等に応じて適宜設定すればよい。例えば、接着剤16としてエポキシ樹脂系接着剤を用いた場合であれば、150℃、1.5時間程度の熱処理を行うことが好適である。
【0054】
次に、図6に示すように、薄板10と台材14の各々の側面に接触するようにして銀ペーストなどの導電性材料を塗布することにより、薄板10と台材14の間を電気的に接続するための接続部24を形成する。
【0055】
次に、ワイヤーカット放電加工により、薄板10及び台材14の不要部分、具体的には、微細パターン12を含む所定範囲を残してその周辺部分を除去する。
【0056】
このように、不要部分を含めた状態で薄板10と台材14を貼り合わせておき、その後に不要部分の除去を行っているので、薄板10と台材14の密着面積が大きく、強い密着力を確保することが可能となる。これにより、不要部分の除去時において、薄板10と台材14とが剥離することを回避することが可能となる。
【0057】
図7は、上述した各工程を経て形成される入れ子2の構造を示す図である。同図に示すように、一方面に微細な凹凸パターン12を有する薄板10と台材14とを接着剤16を介して貼り合わせた構造を有する入れ子2が形成される。このようにして形成した入れ子2を含んで構成される金型1を一般的な射出成形機又はシート成形機に取り付けることにより、樹脂製品やプラスチック製品の射出成型、シート成型を行うことができる。実際に、本願発明者による実験によれば、上述した方法によって製造した入れ子を含む金型を一般的な射出成型機に取り付け、型温105℃、樹脂温300℃、射出速度100mm/s以上、保圧1000kg/cm にて成型を行うことにより、良好な成形体(微細構造体)を射出成型することが可能であることが確認されている。
【0058】
このように、本実施形態では、微細な凹凸パターン12を有する薄板10を形成し、この薄板10と台材14とを貼り合わせることにより入れ子2を形成しているので、微細パターンを有する入れ子を容易に形成することが可能となる。また、このようにして形成した入れ子2と、成形体の全体形状を形成するための金型1とを組み合わせることにより、微細な凹凸を有する成形体を形成することができる金型を容易に製造することが可能となる。
【0059】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。上述した実施形態では、図6に示したように、ワイヤーカット放電加工を行う際に、これに先立って薄板10と台材14の間に接続部24を形成することにより両者の電気的接続を図っていたが、薄板10と台材14の貼り合わせに用いる接着剤16に導電性材料を混入しておくことにより、両者の電気的接続を図るようにしてもよい。このように、導電性材料を混入した接着剤16によって薄板10と台材14との電気的接続を図ることにより、接続部24を設ける必要がなくなり、工程の簡素化が可能となる。
【0060】
また、型押し板20を用いた押圧工程に先立って、凹凸パターン12を保護する保護膜を薄板10上に形成するようにしてもよい。図8は、凹凸パターン12を保護する保護膜を形成する場合について説明する説明図である。同図に示すように、凹凸パターン12を有する薄板10を形成した後に(図1参照)、凹凸パターン12を覆うようにして、薄板10の上面に保護膜26を形成する。この保護膜26としては、例えば、ポリイミド膜などが考えられる。保護膜26を形成した後には、上述した実施形態と同様の工程を行う。この場合に、保護膜26は、ワイヤーカット放電加工を行う工程(整形工程)に先立って剥離してもよく、ワイヤーカット放電加工の後に剥離してもよい。
【0061】
また、上述した実施形態では、フォトリソグラフィ法を用いて、微細な凹凸パターン12を有する薄板10を形成していたが、機械的な加工方法により同様の薄板を形成することも可能である。
【0062】
図9は、機械的な加工方法によって、微細な凹凸パターンを有する薄板を形成する場合の製造方法について説明する説明図である。
【0063】
まず、図9(a)に示すように、バイト160などの切削具を用いた機械的加工を行い、金属原盤150の所定部位を凹状に切削することによって凹部152を形成する。この凹部152は、薄板に形成したい凹凸パターンを反転したパターンとなっている。なお、バイトなどの切削具を用いる以外にも、レーザビーム加工や電子ビーム加工、その他各種の機械的な加工方法によって凹部152を形成してもよい。
【0064】
次に、図9(b)に示すように、電気鋳造を行うことにより、金属原盤150上にニッケルを所望の厚さに堆積させる。この工程の具体的な内容については、上述した実施形態と同様(図3参照)であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【0065】
その後、金属原盤150上に堆積させたニッケルを金属原盤150から剥離し、レジスト除去及び洗浄を行う。これにより、図9(c)に示すように、微細な凹凸パターン112が形成された、ニッケルからなる薄板110が形成される。
【0066】
このように、機械的な加工方法を用いることによっても、微細な凹凸パターンを有する薄板を形成することが可能である。特に、金属原盤に対して凹状に切削を行ってパターンを形成することにより、機械的加工を用いた場合であっても比較的に高精度な加工を行うことができる。
【0067】
なお、本発明は、上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、金型1の一部分を構成する入れ子2の一方面に微細な凹凸パターン12(または112)を備えるようにしていたが、凹凸パターンを有する薄板を直接的に金型の所定位置に貼り付けるようにしてもよい。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、微細な凹凸パターンを有する薄板を入れ子本体とは別個に形成し、形成した薄板と台材とを貼り合わせることにより入れ子を形成しているので、微細パターンを有する入れ子を容易に形成することが可能となる。また、このようにして形成した入れ子と、成形体の全体形状を形成するための金型とを組み合わせることにより、微細な凹凸を有する成形体を形成することができる金型を容易に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の微細構造体形成用の金型について説明する説明図である。
【図2】金型を構成する入れ子の製造方法について説明する説明図である。
【図3】金型を構成する入れ子の製造方法について説明する説明図である。
【図4】金型を構成する入れ子の製造方法について説明する説明図である。
【図5】金型を構成する入れ子の製造方法について説明する説明図である。
【図6】金型を構成する入れ子の製造方法について説明する説明図である。
【図7】入れ子の構造を示す図である。
【図8】微細な凹凸パターンを保護する保護膜を形成する場合について説明する説明図である。
【図9】機械的な加工方法によって、微細な凹凸パターンを有する薄板を形成する場合の製造方法について説明する説明図である。
【符号の説明】
1 金型
2 入れ子
3 キャビティ
10 薄板
12 凹凸パターン
14 台材
16 接着剤
20 型押し板
22 樹脂膜
24 接続部
26 保護膜
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a mold used for molding a microstructure by attaching to a general molding machine such as an injection molding machine, a method for manufacturing a nest mounted on the mold, and a method for manufacturing by using these methods. Molds and nests.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an injection molding method and the like have been known as a general method for mass-producing molded articles such as plastics at low cost. In this injection molding method, a mold having a concavo-convex pattern corresponding to the shape of a molded product is used. Such a mold is manufactured by performing machining using an electric discharge machine, a lathe, a grinding machine, or the like, and engraving a predetermined uneven pattern on a metal member.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of manufacturing a mold by machining, the processing accuracy of a mechanical device used for the processing determines the dimensional accuracy limit of the concavo-convex pattern imprinted on the mold, but can be achieved by general machining. The processing accuracy is not so high, and is about several tens of μm at present. For this reason, it is not easy to manufacture a metal mold used for forming a fine structure (for example, an optical element or the like) requiring higher processing accuracy (for example, on the order of several tens of nm).
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a mold or the like that can easily manufacture a mold or the like used for forming a fine structure.
[0005]
Another object of the present invention is to provide a nest and a mold for forming a microstructure which are easy to manufacture.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is a method for manufacturing a nest which is mounted on a mold and plays a part in forming a shape of a molded body, wherein a fine pattern to be transferred to the molded body is formed on one surface of a thin plate. Forming a fine pattern, bonding a thin plate and a base material to integrate them, and removing the unnecessary portion of the bonded thin plate and the base material.
[0007]
A thin plate having a fine pattern (for example, a concavo-convex pattern on the order of several tens of nanometers) can be manufactured in the same manner as a so-called stamper used for forming an optical disk such as a CD or DVD. However, since a thin plate formed by such a method is about several mm at most, it is difficult to withstand high temperatures and high pressures, and it is difficult to use it by attaching it to a mold such as a general injection molding machine. It is. On the other hand, as described above, it is also difficult to form a mold having a fine uneven pattern, for example, on the order of tens of nm, by machining.
[0008]
Therefore, in the present invention, a thin plate having a fine pattern is bonded to a base material to increase the strength of the thin plate against high temperatures and high pressures, thereby forming a so-called nest. By mounting this nest on a mold, a fine pattern can be formed by a general injection molding machine or the like. Therefore, it is possible to easily manufacture a mold that can be used in a general injection molding machine or the like to form a molded article having fine irregularities, and a nest used by being mounted on the mold.
[0009]
Preferably, the fine pattern forming step includes a step of forming fine irregularities on the master by a photolithography method. Specifically, a photoresist is applied on a substrate, and the photoresist is intermittently irradiated (exposed) with a laser beam in accordance with the fine pattern, and then developed to reverse the fine pattern. A photoresist having a patterned pattern is prepared. Next, a conductive film is formed on the photoresist, electroforming is performed, and a metal such as nickel is deposited on the photoresist. This makes it possible to easily form a thin plate having a fine pattern and a thickness of about several mm.
[0010]
Preferably, the fine pattern forming step includes a step of forming fine irregularities on the master by mechanical processing. Here, the mechanical processing includes processing methods such as cutting using a cutting tool such as a cutting tool, laser beam processing, and electron beam processing. By such a mechanical processing method, an inverted pattern of a fine pattern is formed on the master, and electroforming is performed using the master, and a metal such as nickel is deposited, thereby forming a few mm having a fine uneven pattern. It is possible to easily form a thin plate of thickness. This mechanical processing method is particularly effective when the size of the concavo-convex pattern to be formed is relatively large (for example, about several μm to several tens μm).
[0011]
Preferably, in the mechanical processing described above, the concave / convex shape is formed by cutting the master into a concave shape. In general, in a mechanical processing method, higher processing accuracy tends to be obtained when performing concave shape processing than when performing convex shape processing. For example, currently, it is possible to obtain a processing accuracy of about 1 μm. Therefore, by processing the concave / convex shape by cutting the master into a concave shape, it is possible to obtain higher processing accuracy even in the case of mechanical processing.
[0012]
Preferably, the fine pattern forming step includes a step of forming a thin plate by performing electroforming using a master having an uneven shape. As described above, in the case of using the photolithography method, an uneven shape is formed in the photoresist on the master, and a thin plate having an uneven pattern is obtained by performing electroforming (electroforming) using the master. Can be easily formed. Similarly, when a mechanical processing method is used, a thin plate having a concavo-convex pattern can be easily formed by forming a concavo-convex shape on the master itself and performing electroforming using the master.
[0013]
Preferably, in the bonding step described above, after applying an adhesive to at least one of the bonding surfaces of the thin plate and the base material, the bonding surfaces are brought into contact with each other to integrate the thin plate and the base material. The use of the adhesive makes it possible to easily attach the thin plate and the base material. Further, with the adhesive interposed between the thin plate and the base material, it is possible to reduce contraction and expansion of the entire nest due to heat.
[0014]
It is more preferable to mix a material having good thermal conductivity into the adhesive. Thereby, heat is easily transmitted from the base material to the thin plate, and it is possible to more accurately transfer a fine pattern of the thin plate during molding of a molded product.
[0015]
Preferably, the above-mentioned adhesive contains at least one of an epoxy resin-based adhesive, a ceramics adhesive, an inorganic heat-resistant adhesive, and an anaerobic impregnating adhesive. By using any of these adhesives, the thin plate and the base material can be securely bonded and integrated.
[0016]
Preferably, the application of the adhesive in the bonding step is performed by either a spray coating method or a spin coating method. According to these methods, it becomes possible to apply the adhesive uniformly over the entire surface to be bonded. These application methods are particularly suitable when the viscosity of the adhesive is low.
[0017]
Preferably, the application of the adhesive in the bonding step is performed by directly dropping the adhesive on the bonding surface, or by spreading the adhesive on the bonding surface using a coating tool. Do. According to these methods, even when the viscosity of the adhesive is high, the adhesive can be surely spread over the bonding surface.
[0018]
Preferably, in the bonding step, after applying the adhesive, air bubbles are removed from the adhesive by placing the thin plate and the base material in a vacuum atmosphere. By removing bubbles contained in the adhesive after application, it becomes possible to further enhance the adhesion between the thin plate and the base material. Further, it is possible to avoid a decrease in the quality of the molded product due to the transfer of the bubbles contained in the adhesive to the molded product through the thin plate.
[0019]
Preferably, in the bonding step, after the air bubbles are removed, the thin plate and the base material are bonded in a vacuum atmosphere. This makes it possible to minimize the entry of foreign matter between the thin plate and the base material.
[0020]
Preferably, in the above-described removing step, the thin plate and the base member are electrically connected to each other, and unnecessary portions are removed by wire-cut electric discharge machining. This makes it possible to easily perform high-precision processing. Further, it is possible to reduce the physical impact applied to the bonded portion between the thin plate and the base material, and to avoid the separation between the thin plate and the base material.
[0021]
Preferably, the thin plate and the base material include a conductive material and are electrically connected by a connection formed to contact each of the thin plate and the base material. Such a connection portion can be easily formed by, for example, applying a silver paste or the like so as to contact both the thin plate and the base material.
[0022]
Preferably, the thin plate and the base are electrically connected by mixing a conductive substance into the adhesive and interposing the thin plate and the base. In this case, a conductive substance may be mixed in the adhesive used in the bonding step in advance, and the process can be simplified.
[0023]
Preferably, the method further includes a polishing step of polishing the bonding surface of the thin plate prior to the bonding step described above. This makes it possible to appropriately adjust the thickness unevenness and warpage of the thin plate or the surface roughness of the back surface of the thin plate (the surface opposite to the surface on which the fine pattern is formed) to improve the flatness of the insert.
[0024]
Preferably, after the above-mentioned bonding step, the method further includes a pressing step of pressing the thin plate and the base material so as to be in close contact with each other. This makes it possible to further increase the degree of adhesion between the thin plate and the base material.
[0025]
Preferably, in the pressing step, the pressing is performed by pressing a resin film forming surface of the embossing plate against one surface having a thin plate fine pattern, using a pressing plate having a resin film formed on at least one surface. Do. This makes it possible to reliably prevent the fine pattern formed on the thin plate from being damaged by the pressing using the embossing plate.
[0026]
Preferably, after the pressing step, the method further includes a holding step of holding the pressed thin plate and the base material in a temperature environment of room temperature or higher. This makes it possible to further increase the degree of adhesion between the thin plate and the base material.
[0027]
Preferably, after the fine pattern forming step, the method further includes a protective layer forming step of forming a protective layer for protecting the fine pattern on the thin plate. This makes it possible to reliably prevent the fine pattern formed on the thin plate from being damaged during the subsequent steps.
[0028]
Preferably, the above-mentioned nest is mounted on a mold used for injection molding or sheet molding.
[0029]
In the method for manufacturing a mold according to the present invention, a nest is formed by the above-described method for manufacturing a nest, a mold for forming the entire shape of the molded body is formed, and the nest is mounted on the mold. This makes it possible to easily manufacture a mold capable of forming a molded body having fine irregularities.
[0030]
The present invention is also a nest manufactured by the manufacturing method described above. Specifically, the nest of the present invention is a nest that is mounted on a mold and plays a role in forming a part of the shape of the molded body, and a base material and a fine pattern to be transferred to the molded body are formed on one surface. And a laminated sheet, and is configured by laminating the sheet and the base material.
[0031]
As described above, a thin plate having a fine pattern can be formed relatively easily by using a conventional technique. Therefore, by adopting a structure in which the thin plate thus formed and the base material are bonded, it is possible to realize nesting that is easy to manufacture.
[0032]
Preferably, the thin plate and the base material constituting the nest are bonded together using an adhesive. The adhesive interposed between the thin plate and the base material can reduce the shrinkage and expansion of the entire nest due to heat.
[0033]
Preferably, the adhesive includes at least one of an epoxy resin-based adhesive, a ceramics adhesive, an inorganic heat-resistant adhesive, and an anaerobic impregnating adhesive. Also, preferably, the adhesive contains a conductive material.
[0034]
Preferably, the above-mentioned nest is mounted on a mold used for injection molding or sheet molding.
[0035]
Further, the present invention is also a mold including the above-described nest. Specifically, the mold of the present invention is configured by attaching the above-described nest to a mold for forming the entire shape of the molded body. This makes it possible to realize a mold that is easy to manufacture.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0037]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a mold for forming a fine structure according to the present embodiment. FIG. 1A is a perspective view illustrating an appearance of a mold according to the present embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view along AA ′ illustrated in FIG. 1A.
[0038]
As shown in FIG. 1, a mold 1 of the present embodiment includes a detachable insert 2. The nest 2 has a fine pattern on one surface. The mold 1 including the nest 2 is attached to an injection molding machine (not shown), and the cavity 3 is filled with a molten resin or the like, pressurized, cooled, and solidified. It is possible to obtain a molded product which is formed and in which the fine pattern provided in the nest 2 is partially transferred.
[0039]
Next, a method of manufacturing the insert 2 forming the mold 1 of the above-described embodiment will be described. 2 to 6 are explanatory diagrams illustrating a method for manufacturing the nest 2 of the present embodiment.
[0040]
First, as shown in FIG. 2, a thin plate 10 having a fine uneven pattern 12 on one surface is formed. FIG. 2A is a plan view of the thin plate 10, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB 'shown in FIG. 2A. In FIG. 2, the concave / convex pattern 12 is schematically shown.
[0041]
The thin plate 10 is preferably formed with a thickness in the range of about 0.1 mm to 3.0 mm. Further, it is preferable that the uneven pattern 12 is formed so that the height of the unevenness is in the range of about 30 nm to 100 μm. Such a thin plate 10 can be manufactured in the same manner as a so-called stamper manufacturing method used for forming an optical disk or the like.
[0042]
A specific method of manufacturing the thin plate 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3A, at least one surface (pattern forming surface) of the glass master 50 is polished and washed, and then, a photoresist 52 is applied on the polished surface of the glass master 50 to form the uneven pattern 12. Correspondingly, laser light is intermittently irradiated (exposed).
[0043]
Next, as shown in FIG. 3B, a fine pattern is formed on the photoresist 52 by developing the exposed portion of the photoresist 52.
[0044]
Next, as shown in FIG. 3C, silver (Ag), nickel (Ni), or the like is formed on the fine pattern formed on the photoresist 52 by a method such as a sputtering method, an evaporation method, or an electroless plating method. A conductive film is formed, and using the conductive film formed on the photoresist 52 as one electrode, electroforming (electroforming) using a plating solution such as a nickel sulfamate solution is performed to reduce nickel to a desired thickness. To be deposited.
[0045]
Thereafter, the nickel deposited on the photoresist 52 is peeled from the glass master 50, and the resist is removed and washed. As a result, as shown in FIG. 3D, a thin plate 10 made of nickel and having a fine uneven pattern 12 formed thereon is formed.
[0046]
The thin plate 10 formed as described above is used as a master, a mother (female type) having a pattern obtained by inverting the pattern formed on the master is duplicated, and further, the master is A sun (male type) having the same pattern may be duplicated, and the duplicated sun may be used as the thin plate 10. Alternatively, a mother that duplicates the master may be used as the thin plate 10. In this case, a master having an inverted pattern of the pattern to be formed may be formed, and the mother may be duplicated from the master.
[0047]
After the thin plate 10 is formed as described above, the thin plate 10 and the base member 14 are bonded together with the adhesive 16 interposed therebetween, as shown in FIG. In the example shown in FIG. 4, the adhesive 16 is applied to both the bonding surfaces of the thin plate 10 and the base member 14, but only one of the bonding surfaces of the thin plate 10 and the base member 14 is applied. The adhesive 16 may be applied.
[0048]
More preferably, the surface roughness, thickness unevenness, and warpage of the thin plate 10 are adjusted by polishing the bonding surface of the thin plate 10 (the back surface of the surface on which the uneven pattern 12 is formed) prior to the bonding step. In this polishing step, it is preferable that the bonded surface of the thin plate 10 is polished so that the surface roughness Ra is about 0.05 μm to 0.1 μm, the thickness unevenness is 5 μm or less, and the warpage is 300 μm or less.
[0049]
The adhesive 16 described above includes (1) an epoxy resin-based adhesive mainly containing modified epoxy or modified polyamine, and (2) a silica-, mica-, or alumina-based adhesive having high heat resistance (for example, about 600 (3) an inorganic heat-resistant adhesive mainly composed of a powder mainly composed of alumina oxide, zirconium oxide, manganese dioxide, inorganic borate and a solvent of a silicate compound; ) An anaerobic impregnating adhesive having a low viscosity (for example, about 40 to 600 mPa · s at 25 ° C.) containing methacrylic acid diester as a main component can be used.
[0050]
As for the method of applying the adhesive 16, when the adhesive 16 has a low viscosity, it is preferable to use a spray coating method or a spin coating method (rotation coating method). By using these methods, it is possible to increase the uniformity of the thickness of the adhesive 16 on the application surface (for example, to set the thickness range to about ± 2 μm). More preferably, after the thin plate 10 and the base material 14 to which the adhesive 16 has been applied by a spray coating method or the like are put into a vacuum chamber to remove air bubbles (defoaming), the thin plate 10 and the base material are directly kept in the vacuum chamber. It is preferable that the adhesive 14 is bonded so that the adhesive 16 does not contain air bubbles, foreign matter, or the like.
[0051]
When the adhesive 16 has a high viscosity, it is preferable that the adhesive 16 is applied by using an applicator such as a brush, or is applied directly by dropping. Also in this case, the thin plate 10 coated with the adhesive 16 and the base material 14 are placed in a vacuum chamber to remove bubbles, and the adhesive 16 is spread over the entire bonding surface. It is more preferable that the base material 14 and the base material 14 are bonded to each other so that the adhesive 16 does not include air bubbles and foreign matter.
[0052]
Next, as shown in FIG. 5, the embossed plate 20 having the resin film 22 formed on one surface is used, and the surface of the embossed plate 20 where the resin film 22 is formed is brought into contact with the thin plate 10. Then, the thin plate 10 is pressed so as to be in close contact with the base material 14. Here, it is preferable that the above-mentioned resin film 22 is formed using an organic material containing polyimide, fluorine, or the like.
[0053]
Next, while maintaining the pressed state, the adhesive 16 interposed between the thin plate 10 and the base member 14 is cured by drying the thin plate 10 and the base member 14 in an atmosphere at a temperature equal to or higher than room temperature. In the drying treatment, it is preferable to set the temperature within a range of about 50C to 150C. In addition, the processing time may be appropriately set according to the type and properties of the adhesive 16. For example, when an epoxy resin-based adhesive is used as the adhesive 16, it is preferable to perform a heat treatment at 150 ° C. for about 1.5 hours.
[0054]
Next, as shown in FIG. 6, a conductive material such as a silver paste is applied so as to be in contact with the respective side surfaces of the thin plate 10 and the base member 14, thereby electrically connecting the thin plate 10 and the base member 14. Forming a connecting portion 24 for connecting to
[0055]
Next, unnecessary portions of the thin plate 10 and the base member 14, specifically, peripheral portions thereof except a predetermined range including the fine pattern 12 are removed by wire cut electric discharge machining.
[0056]
As described above, since the thin plate 10 and the base member 14 are bonded together in a state including the unnecessary portion, and the unnecessary portion is thereafter removed, the contact area between the thin plate 10 and the base member 14 is large, and the strong adhesive force is obtained. Can be secured. This makes it possible to prevent the thin plate 10 and the base member 14 from peeling off at the time of removing the unnecessary portion.
[0057]
FIG. 7 is a diagram showing the structure of the nest 2 formed through the above-described steps. As shown in the figure, a nest 2 having a structure in which a thin plate 10 having a fine uneven pattern 12 on one surface and a base material 14 are bonded via an adhesive 16 is formed. By attaching the mold 1 including the nest 2 thus formed to a general injection molding machine or sheet molding machine, injection molding and sheet molding of resin products and plastic products can be performed. In fact, according to an experiment conducted by the inventor of the present application, a mold including a nest manufactured by the above-described method was attached to a general injection molding machine, and a mold temperature of 105 ° C., a resin temperature of 300 ° C., and an injection speed of 100 mm / s or more, Holding pressure 1000kg / cm 2 It has been confirmed that injection molding of a good molded body (microstructure) is possible by performing the molding in the above.
[0058]
As described above, in the present embodiment, the nest 2 is formed by forming the thin plate 10 having the fine concavo-convex pattern 12 and bonding the thin plate 10 and the base member 14 together. It can be easily formed. Further, by combining the nest 2 thus formed and the mold 1 for forming the entire shape of the molded body, a mold capable of forming a molded body having fine irregularities can be easily manufactured. It is possible to do.
[0059]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the embodiment described above, as shown in FIG. 6, when performing the wire cut electric discharge machining, the connection portion 24 is formed between the thin plate 10 and the base member 14 prior to the wire cut electric discharge machining, so that the electrical connection between the two is established. Although an attempt has been made, an electrical connection may be made between the thin plate 10 and the base material 14 by mixing a conductive material into the adhesive 16 used for the bonding. As described above, by electrically connecting the thin plate 10 and the base member 14 with the adhesive 16 mixed with the conductive material, it is not necessary to provide the connecting portion 24, and the process can be simplified.
[0060]
Further, prior to the pressing step using the embossing plate 20, a protective film for protecting the uneven pattern 12 may be formed on the thin plate 10. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a case where a protective film for protecting the uneven pattern 12 is formed. As shown in FIG. 1, after forming the thin plate 10 having the uneven pattern 12 (see FIG. 1), a protective film 26 is formed on the upper surface of the thin plate 10 so as to cover the uneven pattern 12. As the protective film 26, for example, a polyimide film or the like can be considered. After the formation of the protective film 26, the same steps as in the above-described embodiment are performed. In this case, the protective film 26 may be peeled off before performing the wire cut electric discharge machining (shaping step), or may be peeled off after the wire cut electric discharge machining.
[0061]
In the above-described embodiment, the thin plate 10 having the fine concavo-convex pattern 12 is formed by using the photolithography method. However, a similar thin plate can be formed by a mechanical processing method.
[0062]
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing method when a thin plate having a fine uneven pattern is formed by a mechanical processing method.
[0063]
First, as shown in FIG. 9A, mechanical processing using a cutting tool such as a cutting tool 160 is performed, and a predetermined portion of the metal master 150 is cut into a concave shape to form a concave portion 152. The concave portion 152 is a pattern obtained by inverting a concave / convex pattern to be formed on a thin plate. In addition to using a cutting tool such as a cutting tool, the concave portion 152 may be formed by laser beam processing, electron beam processing, or other various mechanical processing methods.
[0064]
Next, as shown in FIG. 9B, nickel is deposited on the metal master 150 to a desired thickness by performing electroforming. Since the specific contents of this step are the same as those of the above-described embodiment (see FIG. 3), detailed description is omitted here.
[0065]
Thereafter, nickel deposited on the metal master 150 is peeled off from the metal master 150, and resist removal and cleaning are performed. As a result, as shown in FIG. 9C, a thin plate 110 made of nickel on which a fine uneven pattern 112 is formed is formed.
[0066]
Thus, a thin plate having a fine concavo-convex pattern can be formed also by using a mechanical processing method. In particular, by forming a concave pattern on the metal master to form a pattern, relatively high-precision processing can be performed even when mechanical processing is used.
[0067]
Note that the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the fine rugged pattern 12 (or 112) is provided on one surface of the nest 2 constituting a part of the mold 1, but the thin plate having the rugged pattern is directly formed in the mold. At a predetermined position.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a thin plate having a fine concavo-convex pattern is formed separately from the nest body, and the nest is formed by laminating the formed thin plate and the base material. A nest having a pattern can be easily formed. Further, by combining the nest formed in this way and a mold for forming the entire shape of the molded body, it is possible to easily produce a mold capable of forming a molded body having fine irregularities. Becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a mold for forming a fine structure according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory view illustrating a method of manufacturing a nest forming a mold.
FIG. 3 is an explanatory view illustrating a method of manufacturing a nest forming a mold.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a method of manufacturing a nest forming a mold.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a method of manufacturing a nest forming a mold.
FIG. 6 is an explanatory view illustrating a method of manufacturing a nest forming a mold.
FIG. 7 is a diagram showing a nested structure.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a case where a protective film for protecting a fine uneven pattern is formed.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing method when a thin plate having a fine uneven pattern is formed by a mechanical processing method.
[Explanation of symbols]
1 Mold
2 nesting
3 cavities
10 Thin plate
12 Uneven pattern
14 base materials
16 adhesive
20 embossed plate
22 Resin film
24 Connection
26 Protective film

Claims (28)

金型に装着されて成形体の形状の一部の形成を担う入れ子の製造方法であって、
前記成形体に転写すべき微細パターンを薄板の一方面に形成する微細パターン形成工程と、
前記薄板と台材を貼り合わせて両者を一体化する貼り合わせ工程と、
貼り合わせた前記薄板及び前記台材の不要部分を除去する除去工程と、
を含む、入れ子の製造方法。
A method for manufacturing a nest that is attached to a mold and plays a part in forming a shape of a molded body,
A fine pattern forming step of forming a fine pattern to be transferred to the molded body on one surface of a thin plate,
A laminating step of laminating the thin plate and the base material and integrating them together,
A removing step of removing unnecessary portions of the laminated thin plate and the base material;
A method for manufacturing a nest.
前記微細パターン形成工程は、フォトリソグラフィ法によって原盤に微細な凹凸形状を形成する工程を含む、請求項1に記載の入れ子の製造方法。The method for manufacturing a nest according to claim 1, wherein the fine pattern forming step includes a step of forming fine irregularities on the master by a photolithography method. 前記微細パターン形成工程は、機械的加工によって原盤に微細な凹凸形状を形成する工程を含む、請求項1に記載の入れ子の製造方法。The method for manufacturing a nest according to claim 1, wherein the fine pattern forming step includes a step of forming fine irregularities on the master by mechanical processing. 前記機械的加工は、前記原盤を凹状に切削することによって前記凹凸形状の加工を行う、請求項3に記載の入れ子の製造方法。The method for manufacturing a nest according to claim 3, wherein the mechanical processing performs the processing of the uneven shape by cutting the master into a concave shape. 前記微細パターン形成工程は、前記凹凸形状が形成された前記原盤を用いて電気鋳造を行うことにより前記薄板を形成する工程を含む、請求項2乃至4のいずれかに記載の入れ子の製造方法。The method for manufacturing a nest according to claim 2, wherein the fine pattern forming step includes a step of forming the thin plate by performing electroforming using the master on which the uneven shape is formed. 前記貼り合わせ工程は、前記薄板及び前記台材の各貼り合わせ面の少なくとも一方に接着剤を塗布した後に、前記貼り合わせ面同士を当接させて前記薄板と前記台材を一体化する、請求項1乃至5のいずれかに記載の入れ子の製造方法。The bonding step, after applying an adhesive to at least one of the bonding surfaces of the thin plate and the base material, the bonding surfaces are brought into contact with each other to integrate the thin plate and the base material. Item 6. The method for producing a nest according to any one of Items 1 to 5. 前記接着剤は、少なくともエポキシ樹脂系接着剤、セラミックス接着剤、無機耐熱接着剤、嫌気性含浸用接着剤のいずれかを含む、請求項6に記載の入れ子の製造方法。The method according to claim 6, wherein the adhesive includes at least one of an epoxy resin-based adhesive, a ceramics adhesive, an inorganic heat-resistant adhesive, and an anaerobic impregnating adhesive. 前記貼り合わせ工程における前記接着剤の塗布は、スプレー塗布法又は回転塗布法のいずれかによって行う、請求項6又は7に記載の入れ子の製造方法。The method for manufacturing a nest according to claim 6, wherein the application of the adhesive in the bonding step is performed by one of a spray coating method and a spin coating method. 前記貼り合わせ工程における前記接着剤の塗布は、前記接着剤を前記貼り合わせ面に対して直接的に滴下することによって行う、請求項6又は7に記載の入れ子の製造方法。The method of manufacturing a nest according to claim 6 or 7, wherein the application of the adhesive in the bonding step is performed by directly dropping the adhesive onto the bonding surface. 前記貼り合わせ工程における前記接着剤の塗布は、塗布具を用いて前記接着剤を前記貼り合わせ面に塗り広げることによって行う、請求項6又は7に記載の入れ子の製造方法。The method for manufacturing a nest according to claim 6, wherein the application of the adhesive in the bonding step is performed by spreading the adhesive on the bonding surface using a coating tool. 前記貼り合わせ工程は、前記接着剤の塗布後に、前記薄板と前記台材を真空雰囲気中におくことにより前記接着剤の気泡抜きを行う、請求項6乃至10のいずれかに記載の入れ子の製造方法。The nest production according to any one of claims 6 to 10, wherein, in the bonding step, after applying the adhesive, the thin plate and the base material are placed in a vacuum atmosphere to remove bubbles from the adhesive. Method. 前記貼り合わせ工程は、前記気泡抜きを行った後に、真空雰囲気中で前記薄板と前記台材の貼り合わせを行う、請求項11に記載の入れ子の製造方法。The method of manufacturing a nest according to claim 11, wherein in the bonding step, after the air bubbles are removed, the thin plate and the base material are bonded in a vacuum atmosphere. 前記除去工程は、前記薄板と前記台材の間を電気的に接続した状態にし、前記不要部分をワイヤーカット放電加工によって除去する、請求項1乃至12のいずれかに記載の入れ子の製造方法。The method of manufacturing a nest according to claim 1, wherein in the removing step, the thin plate and the base material are electrically connected to each other, and the unnecessary portion is removed by wire-cut electric discharge machining. 前記薄板と前記台材は、導電性物質を含み、前記薄板と前記台材のそれぞれに接触するように形成される接続部によって電気的に接続される、請求項13に記載の入れ子の製造方法。The method for manufacturing a nest according to claim 13, wherein the thin plate and the base member include a conductive material, and are electrically connected by a connection portion formed to contact each of the thin plate and the base member. . 前記薄板と前記台材は、前記接着剤に導電性物質を混入し、前記薄板と前記台材との間に介在させることによって電気的に接続される、請求項13に記載の入れ子の製造方法。The method for manufacturing a nest according to claim 13, wherein the thin plate and the base member are electrically connected by mixing a conductive substance into the adhesive and interposing the thin plate and the base member between the thin plate and the base member. . 前記貼り合わせ工程に先立って、前記薄板の貼り合わせ面を研磨する研磨工程、を更に含む、請求項1乃至15のいずれかに記載の入れ子の製造方法。The method of manufacturing a nest according to any one of claims 1 to 15, further comprising: a polishing step of polishing a bonding surface of the thin plate before the bonding step. 前記貼り合わせ工程の後に、前記薄板と前記台材を密着させるように押圧する押圧工程、を更に含む、請求項1乃至16のいずれかに記載の入れ子の製造方法。The method for manufacturing a nest according to any one of claims 1 to 16, further comprising, after the bonding step, a pressing step of pressing the thin plate and the base material so as to be in close contact with each other. 前記押圧工程は、少なくとも一面に樹脂膜が形成されている型押し板を用いて、この型押し板の前記樹脂膜の形成面を前記薄板の前記微細パターンを有する一方面に押し当てることによって押圧を行う、請求項17に記載の入れ子の製造方法。In the pressing step, a pressing plate having a resin film formed on at least one surface thereof is pressed by pressing a forming surface of the resin film of the pressing plate against one surface of the thin plate having the fine pattern. 18. The method for manufacturing a nest according to claim 17, wherein 前記押圧工程の後に、押圧した状態の前記薄板及び前記台材を室温以上の温度環境下に保持する保持工程、を更に含む、請求項17又は18に記載の入れ子の製造方法。19. The method of manufacturing a nest according to claim 17, further comprising a holding step of holding the pressed thin plate and the base material in a temperature environment equal to or higher than room temperature after the pressing step. 前記微細パターン形成工程の後に、前記薄板上に前記微細パターンを保護する保護層を形成する保護層形成工程、を更に含む、請求項1乃至19のいずれかに記載の金型の製造方法。20. The method according to claim 1, further comprising, after the fine pattern forming step, a protective layer forming step of forming a protective layer for protecting the fine pattern on the thin plate. 前記入れ子は、射出成形又はシート成形に使用する金型に装着されるものである、請求項1乃至20のいずれかに記載の入れ子の製造方法。The method for manufacturing a nest according to any one of claims 1 to 20, wherein the nest is mounted on a mold used for injection molding or sheet molding. 請求項1乃至21のいずれかに記載の製造方法によって前記入れ子を作製するとともに、前記成形体の全体形状を形成するための金型を作製し、前記金型に前記入れ子を装着する、金型の製造方法。A mold for producing the nest by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 21, producing a mold for forming the entire shape of the molded body, and mounting the nest on the mold. Manufacturing method. 金型に装着されて成形体の形状の一部の形成を担う入れ子であって、
前記金型に装着される台材と、
前記成形体に転写すべき微細パターンが一方面に形成された薄板と、を含み、
前記薄板と前記台材とを貼り合わせて構成されている、入れ子。
A nest that is attached to a mold and plays a part in forming the shape of the molded body,
A base material attached to the mold,
A thin plate on which a fine pattern to be transferred to the molded body is formed on one surface,
A nest formed by laminating the thin plate and the base material.
前記薄板と前記台材は、接着剤を用いて貼り合わされている、請求項23に記載の入れ子。24. The nest according to claim 23, wherein the thin plate and the base material are bonded using an adhesive. 前記接着剤は、少なくともエポキシ樹脂系接着剤、セラミックス接着剤、無機耐熱性接着剤、嫌気性含浸用接着剤のいずれかを含む、請求項24に記載の入れ子。The nest according to claim 24, wherein the adhesive includes at least one of an epoxy resin-based adhesive, a ceramics adhesive, an inorganic heat-resistant adhesive, and an anaerobic impregnating adhesive. 前記接着剤は、導電性材料を含有する、請求項24又は25に記載の入れ子。The nest according to claim 24 or 25, wherein the adhesive comprises a conductive material. 前記入れ子は、射出成形又はシート成形に使用する金型に装着されるものである、請求項22乃至26のいずれかに記載の入れ子。The nest according to any one of claims 22 to 26, wherein the nest is mounted on a mold used for injection molding or sheet molding. 請求項23乃至27のいずれかに記載の入れ子を含んで構成される金型。A mold comprising the nest according to any one of claims 23 to 27.
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