JP2007216523A - Method for manufacturing mold core - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a mold core which can shorter a manufacturing time and to manufacture a high-accuracy mold core. <P>SOLUTION: A minute pattern 111 for a plurality of mold cores is formed at a pattern forming material 110 (b), and the pattern forming material 110 with the minute pattern for a plurality of the mold cores formed is joined to a mold material 120 (c). The pattern forming material 110 in a part where the minute pattern is not formed is removed. Each mold core, after being cut out cylindrically, is processed in a prescribed mold core shape. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学部品等の成形に利用される金型コアの製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a mold core used for molding optical parts and the like.

従来から、回折格子等の光学部品を樹脂等の射出成形によって大量生産することが行われているが、この際、その先端部表面に微細パターンが形成された金型コアが利用されている。   Conventionally, optical parts such as diffraction gratings have been mass-produced by injection molding of resin or the like. At this time, a mold core having a fine pattern formed on the surface of its tip is used.

図6は、光学部品の成形に利用される金型コアの構造を示す図である。同図(a)は金型コアの外観を示す斜視図であり、同図(b)は、先端部表面に形成される微細パターンの拡大断面図である。   FIG. 6 is a view showing the structure of a mold core used for molding an optical component. FIG. 2A is a perspective view showing the appearance of the mold core, and FIG. 2B is an enlarged sectional view of a fine pattern formed on the surface of the tip portion.

同図(a)に示すように、金型コア600は、太径の円柱で構成される太径部610と、細径の円柱で構成される細径部620とを備え、太径部610の上に中心が一致するように細径部620を積み重ねたような形状を有している。また、細径部620の先端には、同図(b)に示すような微細パターン621が形成されており、当該微細パターンが成形品に転写されることになる。微細パターン621は、例えば、直径2mmの円形領域内に、凸部及び凹部の幅がそれぞれ9.6μm、凸部の高さ(凹部の深さ)が0.8μmとなるように形成される。   As shown in FIG. 5A, the mold core 600 includes a large diameter portion 610 composed of a large diameter cylinder and a small diameter portion 620 composed of a small diameter cylinder, and the large diameter portion 610 is provided. The small-diameter portions 620 are stacked so that the centers coincide with each other. Further, a fine pattern 621 as shown in FIG. 5B is formed at the tip of the small diameter portion 620, and the fine pattern is transferred to the molded product. For example, the fine pattern 621 is formed in a circular region having a diameter of 2 mm so that the width of the convex portion and the concave portion is 9.6 μm, and the height of the convex portion (depth of the concave portion) is 0.8 μm.

このような金型コアは、例えば、ニッケル電気鋳造法(電鋳)によって製作されている。すなわち、あらかじめ硝子又は単結晶シリコン等に、リソグラフィー技術及びエッチング技術等を利用して所望の微細パターンを形成し、これをマザーとして、無電界メッキ後にニッケルメッキによって長時間かけてニッケル塊を成長させることによって微細パターンの転写を行い、必要な大きさまで成長したニッケル塊を同図(a)に示したような所定の形状に加工することによって金型コアを製作している。   Such a mold core is manufactured by, for example, a nickel electroforming method (electroforming). That is, a desired fine pattern is formed in advance on a glass or single crystal silicon by using a lithography technique and an etching technique, and using this as a mother, a nickel lump is grown for a long time by nickel plating after electroless plating. Thus, a fine pattern is transferred, and a die core is manufactured by processing a nickel lump grown to a required size into a predetermined shape as shown in FIG.

しかしながら、従来のニッケル電気鋳造法は、マザーからの転写によって微細パターンを形成するため、精度が劣化するし、電気メッキにてニッケルを積み上げてニッケル塊を形成するので、通常は1ヶ月程度の電気メッキ工程が必要となり、製作時間の短縮が困難であった。   However, since the conventional nickel electroforming method forms a fine pattern by transfer from the mother, the accuracy deteriorates and nickel is piled up by electroplating to form a nickel lump. A plating process was required, and it was difficult to shorten the production time.

なお、特開2003−145546号公報(以下、特許文献1という)には、電鋳を用いた金型コアの製作方法が開示されている。また、特開2005−262718号公報(以下、特許文献2という)には、特許文献1に記載の方法に比べてコアの製作時間を短縮可能な成形金型として、光学転写面をエッチング処理により形成したシリコン材又はガラス材を金型コアの先端側に固着させた成型金型が開示されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2003-145546 (hereinafter referred to as Patent Document 1) discloses a method for manufacturing a mold core using electroforming. Japanese Patent Laid-Open No. 2005-262718 (hereinafter referred to as Patent Document 2) discloses that an optical transfer surface is etched by using a molding die capable of shortening the core manufacturing time as compared with the method described in Patent Document 1. A molding die in which the formed silicon material or glass material is fixed to the tip side of the die core is disclosed.

しかしながら、光学部品等の成形に利用される金型コアの先端部分は、通常、かなり細いため、特許文献2に記載の方法では、固着面の平面度の確保が難しく、更に、接着時の応力等により歪みが発生することにもなるので、特許文献2に記載の方法を適用して高精度な光学部品用の金型コアを製作することは難しい。
特開2003−145546号公報 特開2005−262718号公報
However, since the tip portion of the mold core used for molding of optical parts and the like is usually quite thin, it is difficult to ensure the flatness of the fixing surface by the method described in Patent Document 2, and furthermore, stress during bonding Therefore, it is difficult to manufacture a highly accurate mold core for optical parts by applying the method described in Patent Document 2.
JP 2003-145546 A JP 2005-262718 A

本発明の目的は、製作時間の短縮が可能であると共に、高精度な金型コアを製作することが可能な金型コアの製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a mold core manufacturing method capable of reducing the manufacturing time and manufacturing a highly accurate mold core.

本発明に係る第一の金型コアの製造方法は、エッチングによる微細加工が容易であり、かつ、機械加工が困難な材料で構成された平板状のパターン形成材の表面に、金型コア複数個分の微細パターンを形成する微細パターン形成工程と、前記微細パターンが形成されたパターン形成材を、金型材に接合する接合工程と、前記微細パターンが形成されていない部分のパターン形成材を除去するパターン形成材除去工程と、個々の金型コアの切り出しを行う切り出し工程と、前記切り出し工程によって切り出された個々の金型コアを所定の形状に加工する形状加工工程とを有することを特徴とする。   The first mold core manufacturing method according to the present invention includes a plurality of mold cores formed on the surface of a flat pattern forming material made of a material that is easily processed by etching and difficult to machine. A fine pattern forming step for forming a fine pattern for each piece, a bonding step for bonding the pattern forming material on which the fine pattern is formed to a mold material, and removing the pattern forming material on a portion where the fine pattern is not formed A pattern forming material removing step, a cutting step of cutting out individual mold cores, and a shape processing step of processing individual mold cores cut out by the cutting step into a predetermined shape To do.

また、本発明に係る第二の金型コアの製造方法は、エッチングによる微細加工が容易であり、かつ、機械加工が困難な材料で構成された平板状のパターン形成材を、金型材に接合する接合工程と、前記金型材に接合された前記パターン形成材の表面に、金型コア複数個分の微細パターンを形成する微細パターン形成工程と、前記微細パターンが形成されていない部分のパターン形成材を除去するパターン形成材除去工程と、個々の金型コアの切り出しを行う切り出し工程と、前記切り出し工程によって切り出された個々の金型コアを所定の形状に加工する形状加工工程とを有することを特徴とする。   In addition, the second mold core manufacturing method according to the present invention joins a plate-shaped pattern forming material made of a material that is easy to be finely processed by etching and difficult to machine to a mold material. Bonding step, forming a fine pattern for a plurality of mold cores on the surface of the pattern forming material bonded to the mold material, and forming a pattern in a portion where the fine pattern is not formed A pattern forming material removing step for removing a material, a cutting step for cutting out individual mold cores, and a shape processing step for processing individual mold cores cut out by the cutting step into a predetermined shape. It is characterized by.

この場合において、前記接合工程と前記微細パターン形成工程との間に、前記パターン形成材の表面を平滑化する平滑化工程を更に有するようにしてもよい。また、前記微細パターン形成工程の後に、前記金型材に別の金型材を接合する第二の接合工程を更に有するようにしてもよい。   In this case, you may make it further have the smoothing process of smoothing the surface of the said pattern formation material between the said joining process and the said fine pattern formation process. Moreover, you may make it further have the 2nd joining process of joining another metal mold | die material to the said metal mold | die material after the said fine pattern formation process.

また、以上の場合において、前記パターン形成材除去工程では、前記微細パターンが形成されていない部分であって、個々の金型コアを機械加工するのに除去が必要な部分のパターン形成材を除去するようにしてもよい。また、前記パターン形成材除去工程では、サンドブラストによってパターン形成材の除去を行うようにしてもよいし、レーザ光照射によってパターン形成材の除去を行うようにしてもよい。また、前記パターン形成材は、例えば、シリコンやガラスで構成される。また、前記切り出し工程では、ワイヤ放電加工によって個々の金型コアの切り出しを行うようにしてもよい。また、前記形状加工工程では、切削加工や研削加工によって所定の形状に加工するようにしてもよい。   Further, in the above case, in the pattern forming material removing step, the pattern forming material is removed at a portion where the fine pattern is not formed and which needs to be removed to machine each mold core. You may make it do. In the pattern forming material removing step, the pattern forming material may be removed by sandblasting, or the pattern forming material may be removed by laser light irradiation. The pattern forming material is made of, for example, silicon or glass. In the cutting step, individual die cores may be cut out by wire electric discharge machining. Moreover, in the said shape processing process, you may make it process in a predetermined shape by cutting or grinding.

本発明によれば、製作時間の短縮が可能になると共に、高精度な金型コアを製造することが可能となる。   According to the present invention, the manufacturing time can be shortened and a highly accurate mold core can be manufactured.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1及び図2は、本発明による金型コアの製造方法を説明するための図である。   1 and 2 are views for explaining a method of manufacturing a mold core according to the present invention.

まず、図1(a)に示すような微細パターンを形成するためのパターン形成材110を用意する。同図(a)に示すように、パターン形成材110は、薄い(例えば、30μm〜2mm程度の)平板状(同図の例では、円板状)の形状を有する。パターン形成材110の大きさ(面積)は、金型コア1個分の大きさ(例えば、太径部の直径が11mm程度)と比較して充分に広いサイズ(例えば、直径100mm程度)を有しており、後述するように、パターン形成材110には金型コア複数個分の微細パターンが形成される。パターン形成材110は、シリコンやガラス(例えば、石英ガラス)等のエッチングによる微細加工は容易であるが、機械加工が困難な材料で構成される。ここで、機械加工が困難な材料とは、切削加工やワイヤ放電加工が困難な材料、すなわち、硬質で導電性が低い材料をいう。   First, a pattern forming material 110 for forming a fine pattern as shown in FIG. As shown in FIG. 2A, the pattern forming material 110 has a thin (for example, about 30 μm to 2 mm) flat plate shape (in the example of FIG. 1, a disk shape). The size (area) of the pattern forming material 110 is sufficiently large (for example, about 100 mm in diameter) compared to the size of one mold core (for example, the diameter of the large diameter portion is about 11 mm). As will be described later, fine patterns corresponding to a plurality of mold cores are formed on the pattern forming material 110. The pattern forming material 110 is made of a material that can be easily processed by etching such as silicon or glass (for example, quartz glass), but is difficult to machine. Here, the material that is difficult to machine means a material that is difficult to cut or wire EDM, that is, a material that is hard and has low conductivity.

次に、同図(b)に示すように、パターン形成材110に、金型コア複数個分の微細パターン111を形成する(微細パターン形成工程)。例えば、直径100mm程度の円板状のパターン形成材110に対して、金型コア25個分の微細パターン111を形成する。なお、各微細パターン111の間は、金型コア1個分以上(例えば、11.5mm以上)間隔が空けられる。微細パターン111は、通常のリソグラフィ技術(例えば、光リソグラフィや電子線リソグラフィ)及びエッチング技術(例えば、ドライエッチング)を利用して形成される。   Next, as shown in FIG. 2B, fine patterns 111 corresponding to a plurality of mold cores are formed on the pattern forming material 110 (a fine pattern forming step). For example, a fine pattern 111 for 25 mold cores is formed on a disk-shaped pattern forming material 110 having a diameter of about 100 mm. In addition, the space | interval between each fine pattern 111 has a space | interval more than one metal mold core (for example, 11.5 mm or more). The fine pattern 111 is formed using a normal lithography technique (for example, optical lithography or electron beam lithography) and an etching technique (for example, dry etching).

次に、同図(c)に示すように、金型コア複数個分の微細パターンを形成したパターン形成材110を、パターン形成材110と同じ大きさを有する金型材120に接合する(接合工程)。一般に射出成形機用の金型コアは、全長(高さ)が20mm前後必要となるので、パターン形成材110に所望の微細パターン111を形成した後、必要な板厚となるように、20mm前後の厚みを有する平板状(同図の例では、円板状)の金型材120を接合する。金型材120は、例えば、炭素鋼、合金工具鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼等の一般的な金型用材料で構成される。パターン形成材110は、例えば、ろう接や、表面活性化接合や、導電性接着剤によって金型材120に接合される。   Next, as shown in FIG. 2C, the pattern forming material 110 on which a fine pattern for a plurality of mold cores is formed is joined to a mold material 120 having the same size as the pattern forming material 110 (joining step). ). In general, a mold core for an injection molding machine needs to have a total length (height) of about 20 mm. Therefore, after a desired fine pattern 111 is formed on the pattern forming material 110, a plate thickness of about 20 mm is obtained. A plate material 120 having a thickness (in the example shown in the figure, a disk shape) is joined. The mold material 120 is made of a general mold material such as carbon steel, alloy tool steel, martensitic stainless steel, or the like. The pattern forming material 110 is bonded to the mold material 120 by, for example, brazing, surface activation bonding, or a conductive adhesive.

次に、図2(a)に示すように、微細パターンが形成されていない部分のパターン形成材110の除去を行う(パターン形成材除去工程)。前述したように、パターン形成材110は、機械加工が困難な材料で構成されているので、金型材120にパターン形成材を接合した状態のままでは、各金型コアの切り出し等が行えない。そこで、各金型コアの切り出し等ができるように、微細パターンが形成されていない部分であって、かつ、個々の金型コアを機械加工するのに除去が必要な部分のパターン形成材を、サンドブラスト等によって除去する。なお、同図(a)に示した例では、微細パターン111が形成されていない部分のパターン形成材をすべて除去するようにしている。パターン形成材除去工程の詳細については後述する。   Next, as shown in FIG. 2A, a portion of the pattern forming material 110 where the fine pattern is not formed is removed (pattern forming material removing step). As described above, since the pattern forming material 110 is made of a material that is difficult to machine, each die core cannot be cut out while the pattern forming material is bonded to the mold material 120. Therefore, in order to be able to cut out each mold core, etc., the pattern forming material of the part where the fine pattern is not formed and which needs to be removed to machine each mold core, Remove by sandblasting. In the example shown in FIG. 5A, all the pattern forming material where the fine pattern 111 is not formed is removed. Details of the pattern forming material removing step will be described later.

次に、ワイヤ放電加工機等を利用して、同図(b)に示すように、各金型コアを円筒状210に切り出す(切り出し工程)。更に、円筒状に切り出された各金型コアを、切削加工や研削加工によって、同図(c)に示すように、所定の金型コア形状220に機械加工する(形状加工工程)。なお、金型材で構成される細径部221は、切削加工等を行う工具がパターン形成材に接触するのを防ぐため、パターン形成材で構成される細径部222よりやや太くなるように加工される。   Next, using a wire electric discharge machine or the like, each mold core is cut into a cylindrical shape 210 as shown in FIG. Further, each mold core cut out in a cylindrical shape is machined into a predetermined mold core shape 220 as shown in FIG. 4C by a cutting process or a grinding process (shape processing step). The small-diameter portion 221 composed of the mold material is processed to be slightly thicker than the small-diameter portion 222 composed of the pattern forming material in order to prevent a tool that performs cutting or the like from coming into contact with the pattern forming material. Is done.

以上のようにして、その先端部に微細パターンが形成された金型コアが製造される。   As described above, a mold core having a fine pattern formed on the tip is manufactured.

なお、上述した金型コアの製造方法では、パターン形成材に微細パターンを形成した後に、パターン形成材を金型材に接合していたが、パターン形成材に微細パターンを形成する前に、パターン形成材を金型材に接合するようにしてもよい。   In the mold core manufacturing method described above, the pattern forming material is bonded to the mold material after the fine pattern is formed on the pattern forming material. However, the pattern formation is performed before the fine pattern is formed on the pattern forming material. The material may be joined to the mold material.

この場合、通常の半導体製造用の縮小投影露光機(ステッパ)や電子線ビーム露光機を利用して微細パターンを形成しようとすると、板厚を所定値(例えば、2mm)以下にする必要がある。そこで、まず、薄い(例えば、300μm程度の)パターン形成材を、薄い(例えば、2mm程度の)金型材に接合し(第一の接合工程)、その後、図1(b)に示した場合と同様に、微細パターンを形成する。そして、所定の金型コア厚み(高さ)になる様に、同図(c)に示した場合と同様に、更に20mm前後の金型材を接合する(第二の接合工程)。なお、微細パターンの形成に利用される装置等に板厚制限がない場合は、最初から必要な厚みを有する金型材を接合するようにすれば、金型材を重ねる必要はない。その後の工程については、図2を使って説明したものと同様である。なお、パターン形成材と金型材との接合(第一の接合工程)後、一度平面ラップを行い、接合歪みを取り除いた後に、微細パターンを形成するようすれば、より精度良く微細パターンを形成することが可能となる。   In this case, if a fine pattern is to be formed using a reduction projection exposure machine (stepper) or an electron beam exposure machine for ordinary semiconductor manufacturing, the plate thickness must be set to a predetermined value (for example, 2 mm) or less. . Therefore, first, a thin pattern forming material (for example, about 300 μm) is bonded to a thin mold material (for example, about 2 mm) (first bonding step), and then the case shown in FIG. Similarly, a fine pattern is formed. Then, a mold material of about 20 mm is further joined to form a predetermined mold core thickness (height) as in the case shown in FIG. In addition, when there is no plate | board thickness restriction | limiting in the apparatus etc. which are used for formation of a fine pattern, if the metal mold | die material which has a required thickness from the beginning is joined, it is not necessary to pile up a metal mold | die material. The subsequent steps are the same as those described with reference to FIG. In addition, after joining a pattern formation material and a metal mold | die material (1st joining process), if a plane wrap is once performed and a fine distortion is formed after removing joining distortion, a fine pattern will be formed more accurately. It becomes possible.

次に、パターン形成材除去工程の詳細について説明する。   Next, details of the pattern forming material removing step will be described.

ここでは、パターン形成材の除去に、サンドブラストを利用する。例えば、アルミナ等をパターン形成材に吹き付けることによって、パターン形成材の除去を行う。この際、微細パターンが形成されている部分(細径部の先端部分)その他必要な部分を保護するため、当該部分に対しては、レジストパターンを形成しておく。   Here, sandblasting is used to remove the pattern forming material. For example, the pattern forming material is removed by spraying alumina or the like on the pattern forming material. At this time, in order to protect a portion where the fine pattern is formed (tip portion of the small diameter portion) and other necessary portions, a resist pattern is formed on the portion.

図3は、パターン形成材除去工程において、微細パターンが形成されている部分を保護するために利用されるレジストシート300の例を示す図である。同図(a)は、平面図を示し、同図(b)は、正面図を示す。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a resist sheet 300 used for protecting a portion where a fine pattern is formed in the pattern forming material removing step. The figure (a) shows a top view and the figure (b) shows a front view.

同図(a)に示すように、レジストシート300は、矩形状の外形を有し、パターン形成材に形成された金型コア複数個分の微細パターンそれぞれに対応する位置に、微細パターンが形成されている部分のパターン形成材を保護(被覆)するためのレジストパターン310が形成されている。   As shown in FIG. 5A, the resist sheet 300 has a rectangular outer shape, and a fine pattern is formed at a position corresponding to each of the fine patterns for a plurality of mold cores formed on the pattern forming material. A resist pattern 310 is formed for protecting (covering) the pattern forming material in the formed portion.

レジストパターン310は、樹脂系の粘着物質で構成されており、パターン形成材の微細パターンが形成されている部分に付着して、微細パターンをサンドブラスト等の除去加工から保護するものである。   The resist pattern 310 is made of a resin-based adhesive substance, and adheres to a portion of the pattern forming material where the fine pattern is formed, thereby protecting the fine pattern from removal processing such as sandblasting.

レジストシート300は、プリント基板のスクリーン印刷と同様の工法で、透明な剥離紙301上にレジストパターン310を印刷することで製作される。レジストパターン310が形成されたレジストシート300には、実際にパターン形成材に貼り付けられる時までレジストパターン310を保護するため、剥離紙302が付着される。   The resist sheet 300 is manufactured by printing a resist pattern 310 on a transparent release paper 301 by a method similar to screen printing of a printed board. A release sheet 302 is attached to the resist sheet 300 on which the resist pattern 310 is formed in order to protect the resist pattern 310 until it is actually attached to the pattern forming material.

パターン形成材にレジストパターン310を貼り付けるには、パターン形成材に貼り付ける側の剥離紙302を剥がし、レジストパターン310とパターン形成材上の微細パターンとの位置合わせをした後、レジストパターン310をパターン形成材に貼り付ける。その後、上面側の剥離紙301を剥がす。   In order to attach the resist pattern 310 to the pattern forming material, the release paper 302 on the side to be applied to the pattern forming material is peeled off, the resist pattern 310 is aligned with the fine pattern on the pattern forming material, and then the resist pattern 310 is attached. Affix to the pattern forming material. Thereafter, the release paper 301 on the upper surface side is peeled off.

図4は、レジストパターンをパターン形成材に貼り付けた状態を示す図である。同図(a)は、平面図を示し、同図(b)は、正面図を示す。   FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a resist pattern is attached to a pattern forming material. The figure (a) shows a top view and the figure (b) shows a front view.

同図に示すように、パターン形成材110の微細パターンが形成されている部分に、レジストパターン310が貼り付けられている。   As shown in the figure, a resist pattern 310 is attached to a portion of the pattern forming material 110 where a fine pattern is formed.

なお、ここでは、レジストシートを利用して微細パターンの保護を行っているが、パターン形成材上に回転塗布等によりレジスト膜を形成し、通常のリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して、微細パターンを保護するためのレジストパターンをパターン形成材上に形成するようにしてもよい。この場合、より高い精度でレジストパターンの位置決めを行うことが可能となる。   Here, although the fine pattern is protected using a resist sheet, a resist film is formed on the pattern forming material by spin coating or the like, and a fine pattern is obtained using ordinary lithography technology and etching technology. A resist pattern for protecting the film may be formed on the pattern forming material. In this case, the resist pattern can be positioned with higher accuracy.

微細パターンその他必要な部分をレジストパターンで保護したら、パターン形成材にアルミナ等を吹き付けるサンドブラストによって、各金型コアの切り出し等を行う際に工具が通過することとなる部分のパターン形成材を除去する。必要なパターン形成材の除去が終了すると、溶剤でレジストパターンを除去する。   Once the fine pattern and other necessary parts are protected with a resist pattern, the pattern forming material where the tool passes when the mold core is cut out is removed by sand blasting alumina or the like on the pattern forming material. . When the necessary pattern forming material is removed, the resist pattern is removed with a solvent.

図5は、パターン形成材除去工程が終わった時点でのパターン形成材の様子を示す図である。同図(a)は、平面図を示し、同図(b)は、正面図を示す。   FIG. 5 is a diagram illustrating a state of the pattern forming material at the time when the pattern forming material removing step is finished. The figure (a) shows a top view and the figure (b) shows a front view.

同図に示すように、微細パターン111が形成されている部分についてはパターン形成材510が残り、金型コアの切り出し等を行うために機械加工が行われる部分についてはパターン形成材が除去されている。つまり、ワイヤ放電加工時のワイヤや、切削加工時のバイト等の工具が触れる部分については、パターン形成材が除去されているので、機械加工が困難な材料で構成されているパターン形成材が、金型コアの切り出し等の際に障害となることはないことになる。なお、同図に示した例では、微細パターン111が形成されていない部分のパターン形成材をすべて除去するようにしているが、金型コアの切り出し等に最低限必要となる部分のみ除去するようにしてもよい。   As shown in the figure, the pattern forming material 510 remains in the portion where the fine pattern 111 is formed, and the pattern forming material is removed in the portion where machining is performed to cut out the mold core and the like. Yes. In other words, because the pattern forming material has been removed for the part touched by tools such as the wire during wire electric discharge machining and the cutting tool during cutting, the pattern forming material composed of a material that is difficult to machine, There will be no obstacles when cutting out the mold core. In the example shown in the figure, all of the pattern forming material where the fine pattern 111 is not formed is removed, but only the minimum necessary for cutting out the mold core is removed. It may be.

また、ここでは、サンドブラストによりパターン形成材の選択的除去を行っているが、レーザ光照射によってパターン形成材の選択的除去を行うようにしてもよい。この場合、レジストパターンによる微細パターン保護は必要でなく、レーザ光の照射軌跡を適宜制御して、除去したい部分についてのみレーザ光が照射されるようにすればよい。   Here, the pattern forming material is selectively removed by sandblasting, but the pattern forming material may be selectively removed by laser beam irradiation. In this case, it is not necessary to protect the fine pattern with the resist pattern, and it is only necessary to appropriately control the laser beam irradiation trajectory so that only the portion to be removed is irradiated with the laser beam.

また、パターン形成材の厚さが非常に薄い(例えば、30〜50μm程度の)場合は、エッチングによってパターン形成材の選択的除去を行うようにしてもよい。この場合は、パターン形成材上に回転塗布等によりレジスト膜を形成し、通常のリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して、微細パターンその他必要な部分を保護するためのレジストパターンを、パターン形成材上に形成する。   Further, when the pattern forming material is very thin (for example, about 30 to 50 μm), the pattern forming material may be selectively removed by etching. In this case, a resist film is formed on the pattern forming material by spin coating or the like, and a resist pattern for protecting a fine pattern and other necessary portions is applied to the pattern forming material by using a normal lithography technique and an etching technique. To form.

以上説明したように、本発明によれば、金型材の表面に接合されるパターン形成材に直接、微細パターンを形成するので、転写による劣化を防ぐことができ、また、電気メッキ工程が必要ないので、金型コアの製作時間を大幅に短縮することができる。   As described above, according to the present invention, since a fine pattern is directly formed on the pattern forming material bonded to the surface of the mold material, deterioration due to transfer can be prevented, and no electroplating step is required. Therefore, the manufacturing time of the mold core can be greatly shortened.

また、本発明では、それぞれ金型コア複数個の大きさを有するパターン形成材と金型材とを接合する(すなわち、充分な広さを有する部材同士を接合する)ので、接合平面度を確保しやすくなり、高精度な金型コアを製造することが可能となる。また、パターン形成材を金型材に接合した後に微細パターンを形成する場合は、微細パターンを形成する前に、パターン形成材の表面を平滑化加工(ラッピング加工等)するようにすれば、接合歪みが除去されて、より高精度な金型コアを製造することが可能となる。   Further, in the present invention, the pattern forming material having a plurality of sizes of the mold cores and the mold material are joined (that is, members having sufficient width are joined), so that the joining flatness is ensured. It becomes easy and it becomes possible to manufacture a highly accurate mold core. In addition, when a fine pattern is formed after the pattern forming material is bonded to the mold material, if the surface of the pattern forming material is smoothed (lapping processing, etc.) before forming the fine pattern, the bonding distortion As a result, the mold core with higher accuracy can be manufactured.

本発明による金型コアの製造方法を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the manufacturing method of the metal mold | die core by this invention. 本発明による金型コアの製造方法を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the manufacturing method of the metal mold | die core by this invention. レジストシートの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a resist sheet. レジストパターンをパターン形成材に貼り付けた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which affixed the resist pattern on the pattern formation material. パターン形成材除去工程が終わった時点でのパターン形成材の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the pattern formation material in the time of a pattern formation material removal process being completed. 金型コアの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a metal mold | die core.

符号の説明Explanation of symbols

110 パターン形成材
111 微細パターン
120 金型材
210 円筒状に切り出された金型コア
220 所定の形状に加工された金型コア
221 金型材で構成された細径部
222 パターン形成材で構成された細径部
300 レジストシート
301,302 剥離紙
310 レジストパターン
510 パターン形成材
600 金型コア
610 太径部
620 細径部
621 微細パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Pattern formation material 111 Fine pattern 120 Mold material 210 Mold core cut out cylindrically 220 Mold core 221 processed into the predetermined shape 221 Small diameter part comprised by mold material 222 Fine structure comprised by pattern formation material Diameter part 300 Resist sheet 301, 302 Release paper 310 Resist pattern 510 Pattern forming material 600 Mold core 610 Large diameter part 620 Small diameter part 621 Fine pattern

Claims (8)

エッチングによる微細加工が容易であり、かつ、機械加工が困難な材料で構成された平板状の微細パターン形成材の表面に、金型コア複数個分の微細パターンを形成する微細パターン形成工程と、
前記微細パターンが形成されたパターン形成材を、金型材に接合する接合工程と、
前記微細パターンが形成されていない部分のパターン形成材を除去するパターン形成材除去工程と、
個々の金型コアの切り出しを行う切り出し工程と、
前記切り出し工程によって切り出された個々の金型コアを所定の形状に加工する形状加工工程と
を有することを特徴とする金型コアの製造方法。
A fine pattern forming step for forming a fine pattern for a plurality of mold cores on the surface of a flat fine pattern forming material made of a material that is easy to etch and difficult to machine;
A bonding step of bonding the pattern forming material on which the fine pattern is formed to a mold material;
A pattern forming material removing step of removing a portion of the pattern forming material where the fine pattern is not formed;
A cutting process for cutting individual mold cores;
And a shape processing step of processing each die core cut out by the cut-out step into a predetermined shape.
エッチングによる微細加工が容易であり、かつ、機械加工が困難な材料で構成された平板状のパターン形成材を、金型材に接合する接合工程と、
前記金型材に接合された前記パターン形成材の表面に、金型コア複数個分の微細パターンを形成する微細パターン形成工程と、
前記微細パターンが形成されていない部分のパターン形成材を除去するパターン形成材除去工程と、
個々の金型コアの切り出しを行う切り出し工程と、
前記切り出し工程によって切り出された個々の金型コアを所定の形状に加工する形状加工工程と
を有することを特徴とする金型コアの製造方法。
A joining step of joining a plate-shaped pattern forming material made of a material that is easy to be finely processed by etching and difficult to machine, to a mold material;
A fine pattern forming step of forming a fine pattern for a plurality of mold cores on the surface of the pattern forming material joined to the mold material;
A pattern forming material removing step of removing a portion of the pattern forming material where the fine pattern is not formed;
A cutting process for cutting individual mold cores;
And a shape processing step of processing each die core cut out by the cut-out step into a predetermined shape.
前記接合工程と前記微細パターン形成工程との間に、前記パターン形成材の表面を平滑化する平滑化工程を
更に有することを特徴とする請求項2に記載の金型コアの製造方法。
The method for producing a mold core according to claim 2, further comprising a smoothing step of smoothing a surface of the pattern forming material between the joining step and the fine pattern forming step.
前記微細パターン形成工程の後に、前記金型材に別の金型材を接合する第二の接合工程を
更に有することを特徴とする請求項2又は3に記載の金型コアの製造方法。
The method of manufacturing a mold core according to claim 2 or 3, further comprising a second bonding step of bonding another mold material to the mold material after the fine pattern forming step.
前記パターン形成材除去工程では、前記微細パターンが形成されていない部分であって、個々の金型コアを機械加工するのに除去が必要な部分のパターン形成材を除去する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の金型コアの製造方法。
The pattern forming material removing step includes removing the pattern forming material in a portion where the fine pattern is not formed and which needs to be removed in order to machine individual mold cores. Item 5. A method for producing a mold core according to any one of Items 1 to 4.
前記パターン形成材除去工程では、サンドブラストによってパターン形成材の除去を行う
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の金型コアの製造方法。
The method for manufacturing a mold core according to any one of claims 1 to 5, wherein the pattern forming material is removed by sandblasting in the pattern forming material removing step.
前記パターン形成材除去工程では、レーザ光照射によってパターン形成材の除去を行う
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の金型コアの製造方法。
The method for manufacturing a mold core according to claim 1, wherein in the pattern forming material removing step, the pattern forming material is removed by laser light irradiation.
前記パターン形成材は、シリコン又はガラスで構成される
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の金型コアの製造方法。
The method for producing a mold core according to claim 1, wherein the pattern forming material is made of silicon or glass.
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