JP2011062853A - Method for manufacturing mold core, and mold core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、血糖値測定のためのプラスチック製の穿刺用針を射出成形で製作する際などに用いられる金型中子を製造するときに適用される金型中子の製作方法および金型中子に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a mold core and a method for manufacturing a mold core used when manufacturing a mold core used for manufacturing a plastic puncture needle for blood sugar level measurement by injection molding. It is about the child.
この種の穿刺用針としては、従来、金属製のものが多用されている(例えば、特許文献1参照)。ところが、金属製の穿刺用針だと、蚊の口吻に似せた微細領域(穿刺部)を有する3次元形状に仕上げることができないので、穿刺時の痛みを十分には軽減できないばかりか、大量消費されるため、その廃棄方法が社会問題になっている。 As this type of puncture needle, conventionally, a metal needle is frequently used (see, for example, Patent Document 1). However, a metal puncture needle cannot be finished in a three-dimensional shape with a microscopic area (puncture part) resembling a mosquito's groin, which not only reduces pain during puncture, but also consumes a large amount. Therefore, the disposal method has become a social problem.
そこで、こうした問題に対処すべく、プラスチック製の穿刺用針が提案されている(例えば、特許文献2参照)。このプラスチック製の穿刺用針を製作する方法としては、この穿刺用針の3次元形状を製作するのに適したグレースケールマスク(レチクル)と、厚膜のレジスト層を用いたフォトリソグラフィとを組み合わせてレジスト母型を製作し、このレジスト母型に基づいて金型中子を製作し、この金型中子を用いて穿刺用針を成形する方法(以下、製作方法1という。)が考えられる。この製作方法1を用いれば、ある程度の厚さ(例えば、50〜100μm)を有するプラスチック成形品を成形することができる。
Therefore, a plastic puncture needle has been proposed to deal with such problems (see, for example, Patent Document 2). As a method of manufacturing this plastic puncture needle, a gray scale mask (reticle) suitable for manufacturing a three-dimensional shape of this puncture needle and photolithography using a thick resist layer are combined. Then, a resist mother mold is manufactured, a mold core is manufactured based on the resist mother mold, and a puncture needle is formed using the mold core (hereinafter referred to as manufacturing method 1). . If this
しかしながら、この製作方法1により、微細領域を有する3次元形状に対応する形状のレジスト母型を製作する場合、微細領域の現像が微妙であり、現像終了の瞬間を見極めるのに困難を伴う。その結果、現像に過不足が発生する恐れがあり、高精度の微細領域を有するレジスト母型、ひいては金型中子を効率よく製作することができないという課題があった。
However, when a resist matrix having a shape corresponding to a three-dimensional shape having a fine area is produced by this
また、レジスト母型の製作個数が複数である場合、これらのレジスト母型に現像むらが発生し、各レジスト母型間で現像の遅速が生じる。したがって、複数個のレジスト母型で現像の終点が区々となり、これらのレジスト母型の中には、高精度の微細領域を形成できないレジスト母型が生じる。その結果、すべてのレジスト母型で高精度の微細領域が形成された金型中子を製作することができないという課題があった。 Further, when there are a plurality of resist molds manufactured, uneven development occurs in these resist molds, and development slows between the resist molds. Therefore, the end points of development are divided in a plurality of resist molds, and among these resist molds, there are resist molds in which high-precision fine regions cannot be formed. As a result, there is a problem that it is impossible to manufacture a mold core in which a high-precision fine region is formed in all resist masters.
本発明は、このような事情に鑑み、穿刺用針のような微細領域を有する3次元形状物の成形に際して、その成形に用いられる金型中子を効率よく製作することができ、また、レジスト母型の製作個数が複数であっても、すべてのレジスト母型で高精度の微細領域が形成された金型中子を製作することが可能な金型中子の製作方法および金型中子を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention can efficiently manufacture a mold core used for forming a three-dimensional shape having a fine region such as a puncture needle, Mold core manufacturing method and mold core capable of manufacturing a mold core in which a high-precision fine area is formed in all resist mother molds even if the number of mold dies is plural. The purpose is to provide.
本発明に係る第1の金型中子の製作方法は、微細領域を有する3次元形状物(9)の成形に用いるための金型中子の製作方法であって、前記3次元形状物の平面投影形状に対応する形状の遮光マスク(2)を光透過性の基板(1)に形成し、前記基板の一方の面に前記遮光マスクを覆ってレジスト層(4)を形成し、グレースケールマスクを用いて前記レジスト層を露光して現像することにより、前記3次元形状物に対応する本体部(4a)および当該本体部の周囲に形成された平板状部(4b)を有する立体形状に当該レジスト層を加工するレジスト層加工工程と、前記レジスト層加工工程で加工されたレジスト層に対して前記基板を通して露光し、当該レジスト層を現像することにより、前記本体部の近傍を除く前記レジスト層の平板状部を除去して、前記3次元形状物に対応する本体部および当該本体部の周囲に形成された平板部(6c)を有する立体形状のレジスト母型(6)を製作するレジスト母型製作工程と、前記レジスト母型を用いて、当該レジスト母型の立体形状を反転させた立体形状の凹部(8a)を有する電鋳スタンパー(8)を製作する電鋳スタンパー製作工程と、前記電鋳スタンパーのパターン面(8b)を削ることにより、前記レジスト母型の平板部に対応する部位を除去する電鋳スタンパー削り工程とを含む金型中子の製作方法としたことを特徴とする。 A first mold core manufacturing method according to the present invention is a mold core manufacturing method for use in molding a three-dimensional shape object (9) having a fine region, A light shielding mask (2) having a shape corresponding to a planar projection shape is formed on a light transmitting substrate (1), a resist layer (4) is formed on one surface of the substrate so as to cover the light shielding mask, and gray scale By exposing and developing the resist layer using a mask, a three-dimensional shape having a main body (4a) corresponding to the three-dimensional object and a flat plate (4b) formed around the main body is obtained. A resist layer processing step for processing the resist layer; and exposing the resist layer processed in the resist layer processing step through the substrate and developing the resist layer, thereby removing the resist except the vicinity of the main body portion Layer flat A resist matrix production process for producing a three-dimensional resist matrix (6) having a main body corresponding to the three-dimensional object and a flat plate (6c) formed around the main body. , An electroforming stamper manufacturing process for manufacturing an electroforming stamper (8) having a three-dimensional recess (8a) obtained by inverting the three-dimensional shape of the resist matrix using the resist matrix; The method is characterized in that the die core manufacturing method includes an electroforming stamper cutting step of removing a portion corresponding to the flat plate portion of the resist matrix by cutting the pattern surface (8b).
本発明に係る金型中子は、上記金型中子の製作方法によって製作された金型中子(7)としたことを特徴とする。 The mold core according to the present invention is a mold core (7) manufactured by the above-described mold core manufacturing method.
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。 Here, in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description has been made in association with the reference numerals of the drawings representing the embodiments, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments.
本発明によれば、微細領域を有する3次元形状物の成形に際して、レジスト母型となるレジスト層の現像所要時間より少し短めの現像時間で現像を停止した後、このレジスト母型を反転させて製作した電鋳スタンパーのパターン面を削り出すことにより、高精度の微細領域を有するレジスト母型を効率よく製作することができる。したがって、3次元形状物の成形に用いられる金型中子を効率よく製作することが可能となる。 According to the present invention, when forming a three-dimensional shape having a fine region, development is stopped in a development time slightly shorter than the time required for developing the resist layer to be a resist master, and then the resist master is inverted. By scraping the pattern surface of the manufactured electroforming stamper, it is possible to efficiently manufacture a resist matrix having a highly accurate fine region. Therefore, it is possible to efficiently manufacture a mold core used for molding a three-dimensional shape.
また、レジスト母型の製作個数が複数である場合には、レジスト層を現像する際に、それらのレジスト母型のうち現像速度が最も速いレジスト母型の現像所要時間を基準として全体の現像時間を少し短めに設定することにより、レジスト母型の製作個数が複数であっても、すべてのレジスト母型で高精度の微細領域が形成された金型中子を製作することが可能となる。 In addition, when there are a plurality of resist molds manufactured, when developing the resist layer, the overall development time is based on the time required for developing the resist mold having the fastest development speed among the resist molds. By setting a little shorter, it is possible to manufacture a mold core in which a highly accurate fine region is formed in all resist mother molds even when the number of resist mother molds is plural.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態1]
Embodiments of the present invention will be described below.
図1乃至図6は、本発明の実施の形態1に係る図である。
1 to 6 are diagrams according to
この実施の形態1において、図6に示すような穿刺用針9を成形するときに用いるプラスチック射出成形用の金型中子を製作する際には、次の手順による。 In the first embodiment, a plastic injection mold core used for molding a puncture needle 9 as shown in FIG. 6 is manufactured according to the following procedure.
まず、形状モデリング工程で、成形すべき穿刺用針9の3次元形状を3次元CAD(計算機支援設計)でモデリングする。この3次元CADとしては、例えば、富士通株式会社製のICAD/SX-UPを使用することができる。 First, in the shape modeling step, the three-dimensional shape of the puncture needle 9 to be molded is modeled by three-dimensional CAD (computer aided design). As this three-dimensional CAD, for example, ICAD / SX-UP manufactured by Fujitsu Limited can be used.
次に、座標群抽出工程に移行し、穿刺用針9の3次元形状のサーフェスデータの3次元座標群を抽出する。すなわち、先ほどモデリングした穿刺用針9の3次元形状よりサーフェスデータを作成し、これを所定の縦横サイズ(例えば、0.5μm×0.5μm)のメッシュで切り出した後、それぞれの位置でのZ座標を取り出し、(X,Y,Z)座標群、つまり3次元座標群を作成する。 Next, the process proceeds to a coordinate group extraction step, and a three-dimensional coordinate group of the three-dimensional surface data of the puncture needle 9 is extracted. That is, surface data is created from the three-dimensional shape of the puncture needle 9 modeled earlier, cut out with a mesh of a predetermined vertical and horizontal size (for example, 0.5 μm × 0.5 μm), and then the Z at each position is created. The coordinates are extracted, and an (X, Y, Z) coordinate group, that is, a three-dimensional coordinate group is created.
その後、グレースケールマスク作製工程に移行し、穿刺用針9の3次元形状のサーフェスデータの3次元座標群に基づいてグレースケールマスクを作製する。すなわち、先ほど抽出した3次元座標群のZ座標に所定の関数を乗じてグレースケール値(透過率)を算出する。この関数は、後述するレジスト層形成工程で使用するレジストの感度と、投影レンズの光学特性とに基づくものである。次に、このグレースケール値に基づき、穿刺用針9の3次元形状の所定の倍率(例えば、25倍)の元グレースケールマスクをレーザープロッタで描画する。このとき、一辺が所定の長さ(例えば、12.5μm)の正方形領域を1階調領域とし、その開ロ面積比を元グレースケールマスクのその位置(例えば、(25X,25Y))におけるグレースケール値とする。そして、この元グレースケールマスクより、縮小投影型露光装置(例えば、株式会社ニコン製のi線ステッパーNSR-I12型)を用いて所定の縮小率(例えば、1/5)で縮小露光し、穿刺用針9の3次元形状の所定の倍率(例えば、5倍)のグレースケールマスクを作製する。 Thereafter, the process proceeds to a gray scale mask production step, and a gray scale mask is produced based on the three-dimensional coordinate group of the three-dimensional surface data of the puncture needle 9. That is, the gray scale value (transmittance) is calculated by multiplying the Z coordinate of the three-dimensional coordinate group extracted earlier by a predetermined function. This function is based on the sensitivity of the resist used in the resist layer forming process described later and the optical characteristics of the projection lens. Next, based on the gray scale value, an original gray scale mask of a predetermined magnification (for example, 25 times) of the three-dimensional shape of the puncture needle 9 is drawn with a laser plotter. At this time, a square area having a predetermined length (for example, 12.5 μm) on one side is defined as one gradation area, and the open area ratio is gray at the position (for example, (25X, 25Y)) of the original grayscale mask. Scale value. Then, the original grayscale mask is used for reduction exposure at a predetermined reduction rate (for example, 1/5) using a reduction projection type exposure apparatus (for example, Nikon Corporation's i-line stepper NSR-I12 type), and puncture A gray scale mask having a predetermined magnification (for example, 5 times) of the three-dimensional shape of the needle 9 is prepared.
次に、レジスト層加工工程に移行し、以下に述べるようにして、穿刺用針9の3次元形状に対応する本体部4aと平板状部4bとを有するレジスト層4を形成する。
Next, the process proceeds to a resist layer processing step, and a
まず、図1(a)に示すように、ガラス基板1上に、その全面にわたってクロムを所定の厚さT1(例えば、T1=0.2〜0.3μm)だけ塗布してクロム層2を形成した後、このクロム層2上に、その全面にわたってポジ型またはネガ型のレジストを所定の厚さT2(例えば、T2=0.5〜1μm)だけ塗布してレジスト層3を形成する。次に、図1(b)に示すように、クロム層2の不要部分に対応するレジスト層3部分を露光・現像して除去する。その後、図1(c)に示すように、クロム層2上に残ったレジスト層3をマスクとして利用することにより、クロム層2の不要部分をエッチングで除去する。次に、図1(d)に示すように、クロム層2上に残ったレジスト層3を薬品(剥離剤)により除去する。最後に、図1(e)に示すように、ガラス基板1上の2箇所にアライメントマーク5を作成する。これで、ガラス基板1上に、穿刺用針9の平面投影形状に対応する形状のクロム層2が形成されるとともに、2つのアライメントマーク5が作成された状態となる。次に、図2(a)に示すように、ガラス基板1上に、その全面にわたってポジ型のレジストをクロム層2が覆われる形で所定の厚さT3(例えば、T3=110μm)だけ塗布してレジスト層4を形成する。その後、先ほど作製したグレースケールマスクを用いてフォトリソグラフィで、図2(b)に示すように、レジスト層4を所定の深さD1(例えば、D1=90μm)まで露光して現像する。すなわち、縮小投影型露光装置(例えば、株式会社ニコン製のg線ステッパーNSR-G8型)により、先ほど作製したグレースケールマスクを用いて所定の縮小率(例えば、1/5)で所定の露光時間(例えば、45秒)だけ縮小露光した後、有機系現像液を用いて所定の現像時間(例えば、25分)だけ現像する。すると、レジスト層4は、穿刺用針9に対応する本体部4aおよび本体部4aの周囲に所定の厚さT4(例えば、T4=20μm)で形成された平板状部4bを有する立体形状に加工された状態となる。このとき、ガラス基板1上の2つのアライメントマーク5を基準として露光位置を決定することにより、レジスト層4の加工を精度よく迅速に行うことができる。
First, as shown in FIG. 1A, a
こうして、穿刺用針9の3次元形状に対応する本体部4aと平板状部4bとを有するレジスト層4が形成されたところで、レジスト母型製作工程に移行し、図3に示すように、このレジスト層4に対して、所定の露光時間(例えば、4分)だけガラス基板1の裏側からガラス基板1を通して平行光を照射して露光した後、このレジスト層4を所定の現像時間だけ現像する。ここで、所定の現像時間とは、レジスト層4の現像所要時間より少し短めの現像時間を意味する。すると、レジスト層4は、本体部4aの近傍を除いて平板状部4bが除去される。その結果、穿刺用針9の3次元形状に対応する本体部6aおよび本体部6aの周囲に所定の厚さT5(例えば、T5=5μm)で形成された平板部6cを有する立体形状に加工されたレジスト母型6が得られる。
Thus, when the resist
こうしてレジスト母型6が得られたところで、電鋳スタンパー製作工程に移行し、図4に示すように、このレジスト母型6を用いて、レジスト母型6の立体形状を反転させた立体形状の凹部8aを有する電鋳スタンパー8を製作する。すなわち、レジスト母型6に電極膜を作成し、通常のスルファミンニッケル浴による電鋳(電気鋳造)を行い、所定の厚さT6(例えば、T6=1.5mm程度)の電鋳スタンパー8を製作する。
When the resist
こうして電鋳スタンパー8が得られたところで、電鋳スタンパー削り工程に移行し、この電鋳スタンパー8の裏面を加工して金型取付時の裏面精度を得た後、電鋳スタンパー8の表面、つまりパターン面8bをラップ盤(図示せず)で所定のラップ量D2(例えば、D2=5μm)だけ削る。すると、図5に示すように、電鋳スタンパー8の凹部8aのうち、レジスト母型6の平板部6cに対応する部位が除去され、これが金型中子7となる。
When the
なお、電鋳スタンパー8のパターン面8bを削る際には、小さいサイズ(例えば、10mm角)の平面皿を用いて、このパターン面8bを部分ラップする。この部分ラップとは、スモールツール方式によるNC(数値制御)ラップを意味する。その結果、電鋳スタンパー8がその内部応力によって反りを生じていても、電鋳スタンパー8のパターン面8bを高精度に削ることができる。
Note that when the
ここで、金型中子7の製作作業が終了する。こうして製作された金型中子7を金型(図示せず)に組み込むことにより、所定の立体形状をもつキャビティが形成される。
Here, the production work of the
以上のように、この実施の形態1では、穿刺用針9の成形に際して、レジスト母型6となるレジスト層4の現像所要時間より少し短めの現像時間で現像を停止した後、このレジスト母型6を反転させて製作した電鋳スタンパー8のパターン面8bを削り出す。したがって、穿刺用針9の3次元形状に対応する高精度の微細領域を有するレジスト母型6を効率よく製作することができる。その結果、穿刺用針9の成形に用いられる金型中子7を効率よく製作することが可能となる。
[発明の実施の形態2]
As described above, in the first embodiment, when the puncture needle 9 is formed, after the development is stopped in a development time slightly shorter than the time required for developing the resist
[
図7乃至図10は、本発明の実施の形態2に係る図である。
7 to 10 are diagrams according to
この実施の形態2において、図6に示すような穿刺用針9を2個同時に成形するときに用いるプラスチック射出成形用の金型中子を製作する際には、次の手順による。 In the second embodiment, when manufacturing a plastic injection mold core used when simultaneously molding two puncture needles 9 as shown in FIG. 6, the following procedure is used.
まず、形状モデリング工程で、上述した実施の形態1における手順に準じて、成形すべき穿刺用針9の3次元形状を3次元CADでモデリングする。 First, in the shape modeling step, the three-dimensional shape of the puncture needle 9 to be molded is modeled by three-dimensional CAD in accordance with the procedure in the first embodiment described above.
次に、座標群抽出工程に移行し、上述した実施の形態1における手順に準じて、穿刺用針9の3次元形状のサーフェスデータの3次元座標群を抽出する。 Next, the process proceeds to a coordinate group extraction step, and a three-dimensional coordinate group of the three-dimensional surface data of the puncture needle 9 is extracted according to the procedure in the first embodiment described above.
その後、グレースケールマスク作製工程に移行し、上述した実施の形態1における手順に準じて、穿刺用針9の3次元形状のサーフェスデータの3次元座標群に基づいてグレースケールマスクを作製する。 Thereafter, the process proceeds to a gray scale mask manufacturing process, and a gray scale mask is manufactured based on the three-dimensional coordinate group of the three-dimensional surface data of the puncture needle 9 according to the procedure in the first embodiment described above.
次に、レジスト層加工工程に移行し、前記クレースケールマスクを通してレジスト層4を露光することにより、穿刺用針9の3次元形状に対応する本体部4aと平板状部4bとを有するレジスト層4を形成する。上記一連の工程を露光位置を変えて行なうことにより、2個の穿刺用針9に対応したレジスト層4を形成する。さらに、上述した実施の形態1における手順に準じて、ガラス基板1上に、穿刺用針9の平面投影形状に対応する形状のクロム層2を形成するとともに、2つのアライメントマーク(図示せず)を作成した後、図7(a)に示すように、ガラス基板1上に、その全面にわたってポジ型のレジストをクロム層2が覆われる形で塗布してレジスト層4を形成する。その後、先ほど作製したグレースケールマスクを用いてフォトリソグラフィで、図7(b)に示すように、レジスト層4を露光して現像する。すると、レジスト層4は、2つの穿刺用針9に対応する2つの本体部4aおよびこれらの本体部4aの周囲に形成された平板状部4bを有する立体形状に加工された状態となる。このとき、ガラス基板1上の2つのアライメントマークを基準として露光位置を決定することにより、レジスト層4の加工を精度よく迅速に行うことができる。
Next, the process proceeds to a resist layer processing step, and by exposing the resist
こうして、2つの穿刺用針9の3次元形状に対応する2つの本体部4aと平板状部4bとを有するレジスト層4が形成されたところで、レジスト母型製作工程に移行し、上述した実施の形態1における手順に準じて、図8に示すように、このレジスト層4に対して、所定の露光時間(例えば、4分)だけガラス基板1の裏側からガラス基板1を通して平行光を照射して露光した後、このレジスト層4を所定の現像時間だけ現像する。すると、レジスト層4は、本体部4aの近傍を除いて平板状部4bが除去される。その結果、2つの穿刺用針9の3次元形状に対応する2つの本体部6aおよび各本体部6aの周囲に所定の厚さT7で形成された平板部6cを有する立体形状に加工された2つのレジスト母型6が得られる。なお、各レジスト母型6において、その平板部6cの厚さT7は現像むらに起因して互いに微妙に異なる可能性がある。
Thus, when the resist
ここで、所定の現像時間とは、2つのレジスト母型6のうち現像速度が速いレジスト母型6の平板部6cが消失するのに要する時間より少し短い時間を意味する。すると、これらのレジスト母型6は、各レジスト母型6間で現像の遅速が生じたとしても、図8に示すように、薄い平板部6cが残った状態となる。
Here, the predetermined development time means a time slightly shorter than the time required for disappearance of the
次に、電鋳スタンパー製作工程に移行し、上述した実施の形態1における手順に準じて、これらのレジスト母型6を用いて、図9に示すように、2つのレジスト母型6の立体形状を反転させた立体形状の2つの凹部8aを有する電鋳スタンパー8を製作する。
Next, the process proceeds to an electroforming stamper manufacturing process, and in accordance with the procedure in the first embodiment described above, using these resist mother dies 6, as shown in FIG. An
最後に、電鋳スタンパー削り工程に移行し、上述した実施の形態1における手順に準じて、この電鋳スタンパー8の裏面を加工して金型取付時の裏面精度を得た後、部分ラップにより、電鋳スタンパー8の表面、つまりパターン面8bをラップ盤(図示せず)で削る。
Finally, the process proceeds to the electroforming stamper cutting step, and after the back surface of the
このとき、電鋳スタンパー8のパターン面8bのラップ量は、2つの凹部8aのうち、レジスト母型6の平板部6cに対応する部位が深い凹部8a(図9では、左側の凹部8a)に合わせる。すると、電鋳スタンパー8は、図10に示すように、2つの凹部8aにおいて、レジスト母型6の平板部6cに対応する部位が除去され、これが金型中子7となる。
At this time, the wrap amount of the
また、電鋳スタンパー8のパターン面8bは部分ラップによって削られるので、電鋳スタンパー8がその内部応力によって反りを生じていても、電鋳スタンパー8のパターン面8bを高精度に削ることができる。
Further, since the
ここで、金型中子7の製作作業が終了する。こうして製作された金型中子7を金型(図示せず)に組み込むことにより、所定の立体形状をもつキャビティが形成される。
Here, the production work of the
以上のように、この実施の形態2では、レジスト母型6の製作個数が2である場合に、レジスト層4を現像するに際して、それらのレジスト母型6のうち現像速度が速いレジスト母型6の現像所要時間を基準として全体の現像時間を少し短めに設定する。したがって、レジスト母型6の製作個数が2であっても、2つのレジスト母型6で高精度の微細領域が形成された金型中子7を製作することが可能となる。
[発明のその他の実施の形態]
As described above, in the second embodiment, when the number of manufactured resist
[Other Embodiments of the Invention]
なお、上述した実施の形態1では、レジスト母型6の製作個数が1である場合について説明し、上述した実施の形態2では、レジスト母型6の製作個数が2である場合について説明した。しかし、レジスト母型6の製作個数が3以上(例えば、4、8など)である場合に本発明を同様に適用することも勿論できる。レジスト母型6の製作個数が3以上である場合には、レジスト層4を現像するに際して、それらのレジスト母型6のうち現像速度が最も速いレジスト母型6の現像所要時間を基準として全体の現像時間を少し短めに設定する。したがって、レジスト母型6の製作個数が3以上であっても、すべてのレジスト母型6で高精度の微細領域が形成された金型中子7を製作することが可能となる。
In the first embodiment described above, the case where the number of manufactured resist mother dies 6 is 1 has been described. In the second embodiment described above, the case where the number of manufactured resist mother dies 6 is two has been described. However, it is of course possible to apply the present invention in the same manner when the number of manufactured resist mother dies 6 is three or more (for example, 4, 8, etc.). When the number of manufactured resist
また、上述した実施の形態1、2では、レジスト母型6から直接的に電鋳スタンパー8を製作する場合について説明した。しかし、レジスト母型6を用いてフォトポリマー(図示せず)を製作した後、このフォトポリマーを用いて電鋳スタンパー8を製作するようにしても構わない。この場合、レジスト母型6が1回しか使えないという制限を受けても、電鋳スタンパー8の製作を工業的に効率よく行うことが可能となる。
In the first and second embodiments, the case where the
さらに、上述した実施の形態1、2では、射出成形用の金型中子7について説明したが、射出成形以外のプラスチック成形(例えば、押し出し成形、ブロー成形、圧縮成形、真空成形など)に用いられる金型中子7に本発明を同様に適用することも可能である。
Further, in the first and second embodiments, the
また、上述した実施の形態1、2では、グレースケールマスク作製工程において、レーザープロッタで元グレースケールマスクを描画する場合について説明したが、レーザープロッタの代わりに電子線描画装置を用いて元グレースケールマスクを描画するようにしてもよい。 In the first and second embodiments described above, the case where the original grayscale mask is drawn by the laser plotter in the grayscale mask manufacturing process has been described. However, the original grayscale is used by using an electron beam drawing apparatus instead of the laser plotter. A mask may be drawn.
また、上述した実施の形態1、2では、レジスト母型製作工程において、露光時の照度分布の均一化を目的としてガラス基板1の裏側から平行光を照射する場合について説明した。しかし、露光時の照度分布を均一化するための手法を併用する場合や、露光時の照度分布を均一化する必要がない場合には、平行光に代えて拡散光を照射するようにしても構わない。
In the first and second embodiments, the case where parallel light is irradiated from the back side of the
また、上述した実施の形態1、2では、微細領域を有する3次元形状物として穿刺用針9を例にとって説明したが、穿刺用針9以外の3次元形状物(例えば、採液流路を有する穿刺用針、中に薬品を入れるための生分解性プラスチック製の容器、微細な自由立体形状のコネクタ、MEMS(メムス、Micro Electro Mechanical Systems)部品等)の成形に本発明を同様に適用することも可能である。 In the first and second embodiments described above, the puncture needle 9 is described as an example of a three-dimensional shape having a fine region. However, a three-dimensional shape other than the puncture needle 9 (for example, a liquid collection channel is used). The present invention is similarly applied to the molding of a puncture needle, a biodegradable plastic container for placing a medicine therein, a fine free three-dimensional connector, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) component, etc.) It is also possible.
本発明は、血糖値測定やインシュリン投与、点滴、輸血のために用いられるプラスチック製の穿刺用針(採液流路の有無を問わない。)など各種の医療用デバイスを製作する際に広く適用することができる。 The present invention is widely applied in the production of various medical devices such as plastic puncture needles (with or without a collection channel) used for blood glucose level measurement, insulin administration, infusion, and blood transfusion. can do.
1……ガラス基板(基板)
2……クロム層(遮光マスク)
3、4……レジスト層
4a……本体部
4b……平板状部
5……アライメントマーク
6……レジスト母型
6a……本体部
6c……平板部
7……金型中子
8……電鋳スタンパー
8a……凹部
8b……パターン面
9……穿刺用針(3次元形状物)
D1……レジスト層の露光・現像深さ
D2……ラップ量
T1……クロム層の厚さ
T2、T3……レジスト層の厚さ
T4……平板状部の厚さ
T5、T7……平板部の厚さ
T6……電鋳スタンパーの厚さ
1 …… Glass substrate (substrate)
2 ... Chromium layer (shading mask)
3, 4 ...... Resist
D1: Exposure / development depth of resist layer D2: Lapping amount T1: Chrome layer thickness T2, T3: Resist layer thickness T4: Flat plate thickness T5, T7: Flat plate portion Thickness of T6 …… Electroforming stamper thickness
Claims (4)
前記3次元形状物の平面投影形状に対応する形状の遮光マスクを光透過性の基板に形成し、前記基板の一方の面に前記遮光マスクを覆ってレジスト層を形成し、グレースケールマスクを用いて前記レジスト層を露光して現像することにより、前記3次元形状物に対応する本体部および当該本体部の周囲に形成された平板状部を有する立体形状に当該レジスト層を加工するレジスト層加工工程と、
前記レジスト層加工工程で加工されたレジスト層に対して前記基板を通して露光し、当該レジスト層を現像することにより、前記本体部の近傍を除く前記レジスト層の平板状部を除去して、前記3次元形状物に対応する本体部および当該本体部の周囲に形成された平板部を有する立体形状のレジスト母型を製作するレジスト母型製作工程と、
前記レジスト母型を用いて、当該レジスト母型の立体形状を反転させた立体形状の凹部を有する電鋳スタンパーを製作する電鋳スタンパー製作工程と、
前記電鋳スタンパーのパターン面を削ることにより、前記レジスト母型の平板部に対応する部位を除去する電鋳スタンパー削り工程と
を含むことを特徴とする金型中子の製作方法。 A method for producing a mold core for use in molding a three-dimensional object having a fine region,
A light shielding mask having a shape corresponding to the planar projection shape of the three-dimensional object is formed on a light-transmitting substrate, a resist layer is formed on one surface of the substrate so as to cover the light shielding mask, and a gray scale mask is used. Resist layer processing for processing the resist layer into a three-dimensional shape having a main body corresponding to the three-dimensional shape and a flat plate formed around the main body by exposing and developing the resist layer Process,
The resist layer processed in the resist layer processing step is exposed through the substrate, and the resist layer is developed to remove the plate-like portion of the resist layer excluding the vicinity of the main body, and the 3 A resist matrix production process for producing a three-dimensional resist matrix having a body portion corresponding to a three-dimensional object and a flat plate portion formed around the body portion;
An electroforming stamper manufacturing process for manufacturing an electroforming stamper having a three-dimensional concave portion obtained by reversing the three-dimensional shape of the resist master mold using the resist master mold;
A method of manufacturing a die core, comprising: a step of cutting a pattern surface of the electroforming stamper to remove a portion corresponding to the flat plate portion of the resist mother die.
前記レジスト母型製作工程において、前記レジスト層を現像する際に、その現像時間を前記複数個のレジスト母型のうち現像速度が最も速いレジスト母型の平板部が消失するのに要する時間以下とすることを特徴とする請求項1に記載の金型中子の製作方法。 The number of production of the resist matrix is plural,
In the resist matrix manufacturing process, when developing the resist layer, the development time is equal to or less than the time required for disappearance of the flat portion of the resist matrix having the fastest development speed among the plurality of resist matrices. The method for producing a mold core according to claim 1, wherein:
前記電鋳スタンパーのパターン面を部分ラップすることにより、当該パターン面を削ることを特徴とする請求項1または2に記載の金型中子の製作方法。 In the electroforming stamper cutting process,
3. The method for manufacturing a mold core according to claim 1, wherein the pattern surface is cut by partially wrapping the pattern surface of the electroforming stamper.
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