JP2011213005A - Molding die, reproducing method for molding die, and manufacturing method for resin product - Google Patents

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Takahiro Minakane
貴裕 水金
Toshiyuki Imai
利幸 今井
Taisuke Oyanagi
泰介 大柳
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a molding die to be repeatedly molded by reproducing the molding die in the molding die for resin molding.SOLUTION: A protective film 23 having resistance to an etching liquid and a film thickness of 10 nm or higher and 100 nm or lower is installed between an intermediate film 24 which is covalently bonded with a release film 25, and a transfer surface processing layer 22 and a body section 21 which constitute the die matrix. Therefore, when the release film 25 is removed by the etching liquid together with the intermediate film 24, the transfer surface processing layer 22 and so forth can be protected from the etching liquid. Thus, even in the molding die 40 of a type wherein the adhering property of the release film 25 has been increased by the intermediate film 24 of the substrate, the reproduction of the molding die wherein the intermediate film 24 and the release film 25 are removed once and formed again becomes possible. In this case, since the protective film 23 has the thickness of 10 nm or higher and 100 nm or lower which is comparatively thin, the shape of the matrix transfer surface 22a in the transfer surface processing layer 22 or the like is maintained, and the transfer accuracy can be increased.

Description

本発明は、樹脂成形用の成形金型、その再生方法、及びこれを用いた樹脂製品の製造方法に関し、特に、樹脂製の光学素子を射出成形等するための成形金型等に関する。   The present invention relates to a molding die for resin molding, a method for regenerating the same, and a method for producing a resin product using the same, and particularly relates to a molding die for injection molding of a resin optical element.

従来の樹脂成形用の金型として、金型母材と離型膜の両方と強く結合する膜を金型母材と離型膜の間に挿入することで、離型膜を金型に強固に結合させ、離型膜の剥離を防いでいるものがある(特許文献1参照)。具体的には、金型母材の上に剥離防止用の二酸化ケイ素膜を被覆し、その上にフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤からなる離型膜を被覆している。   As a conventional mold for resin molding, insert a film that strongly binds to both the mold base material and the release film between the mold base material and the release film, so that the release film is firmly attached to the mold. In some cases, the release film is prevented from peeling off (see Patent Document 1). Specifically, a silicon dioxide film for preventing peeling is coated on a mold base material, and a release film made of a silane coupling agent having a fluoroalkyl group is coated thereon.

なお、ガラス成形用の金型に関するものであるが、金型母材と離型膜との間に耐エッチング層を挿入することで、離型膜が剥離した金型を低コストに再生する方法がある(特許文献2参照)。具体的には、金型母材の上に耐エッチング層である窒化クロム膜等を形成し、その上にエッチング液に溶ける窒化チタン層を形成し、その上にチタン、アルミニウム等の複窒化物からなる離型膜を形成している。   Although it relates to a mold for glass molding, a method for regenerating a mold with a release film peeled off at low cost by inserting an etching resistant layer between the mold base material and the release film. (See Patent Document 2). Specifically, a chromium nitride film that is an etching resistant layer is formed on a mold base material, a titanium nitride layer that is soluble in an etching solution is formed thereon, and a multi-nitride such as titanium or aluminum is formed thereon. A release film made of is formed.

特開2009−184117号公報JP 2009-184117 A 特開2006−111496号公報JP 2006-1111496 A

特許文献1の金型では、二酸化ケイ素膜を離型膜の下地にすることで樹脂成形を多量に行うことができ離型膜の塗布回数を減らすことができる。しかしながら、さらに多量に樹脂成形を繰り返すと、下地の二酸化ケイ素膜が部分的に剥離することがある。特に、樹脂の接着力が強く二酸化ケイ素膜に強い応力がかかる場合等において、二酸化ケイ素膜の耐久性が低くなる傾向がある。   In the metal mold of Patent Document 1, a large amount of resin molding can be performed by using a silicon dioxide film as a base of a release film, and the number of times of application of the release film can be reduced. However, if the resin molding is repeated in a larger amount, the underlying silicon dioxide film may be partially peeled off. In particular, the durability of the silicon dioxide film tends to be low when the adhesive strength of the resin is strong and a strong stress is applied to the silicon dioxide film.

なお、特許文献2の金型は、離型膜が剥離しても再生できるが、例えば複窒化物膜は樹脂との相性が悪く十分な離型性が得られないので、樹脂成形用の成形金型として用いることができない。   In addition, although the metal mold | die of patent document 2 can be reproduced | regenerated even if a release film peels, since the double nitride film | membrane is incompatible with resin and sufficient releasability cannot be obtained, it is molding for resin molding, for example. Cannot be used as a mold.

そこで、本発明は、樹脂成形用の成形金型において、成形金型を再生して繰り返し成形できるようにすることを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to regenerate a molding die so that it can be repeatedly molded in a molding die for resin molding.

上記課題を解決するため、本発明に係る成形金型は、樹脂成形用の転写面の土台となる金型母材と、金型母材の母材転写面上に当該母材転写面を被覆するように形成されエッチング液に対する耐性を有し10nm以上100nm以下の膜厚を有する保護膜と、保護膜上に形成される中間膜と、中間膜上に形成され中間膜と共有結合する離型膜とを有する。   In order to solve the above problems, a molding die according to the present invention includes a mold base material that serves as a basis for a transfer surface for resin molding, and a base material transfer surface of the mold base material that covers the base material transfer surface. A protective film having a resistance to an etching solution and having a thickness of 10 nm to 100 nm, an intermediate film formed on the protective film, and a mold release formed on the intermediate film and covalently bonded to the intermediate film And a membrane.

上記成形金型では、離型膜と共有結合する中間膜と、転写面の土台となる金型母材との間に、エッチング液に対する耐性を有し10nm以上100nm以下の膜厚を有する保護膜を設けるので、離型膜を中間膜とともにエッチング液によって除去する際に、金型母材をエッチング液から保護することができる。これにより、離型膜の付着性を下地の中間膜によって高めたタイプの成形金型においても、中間膜と離型膜とを一旦除去して再度形成する成形金型の再生が可能になる。ここで、保護膜が10nm以上100nm以下と、比較的薄いので、金型母材における母材転写面の形状が保たれ転写精度を高めることができる。なお、保護膜の膜厚は、金型母材を確実に保護する観点からは、中間膜の膜厚よりも大きくすることが望ましい。   In the molding die, a protective film having a thickness of 10 nm or more and 100 nm or less between the intermediate film that is covalently bonded to the release film and the mold base material that is a base of the transfer surface and having resistance to the etching solution. Therefore, when the release film is removed together with the intermediate film by the etching solution, the mold base material can be protected from the etching solution. This makes it possible to regenerate the molding die in which the intermediate film and the release film are once removed and formed again even in the type of molding die in which the adhesion of the release film is enhanced by the underlying intermediate film. Here, since the protective film is relatively thin such as 10 nm or more and 100 nm or less, the shape of the base material transfer surface in the mold base material is maintained, and the transfer accuracy can be improved. Note that the film thickness of the protective film is preferably larger than the film thickness of the intermediate film from the viewpoint of reliably protecting the mold base material.

また、本発明の具体的な態様又は側面では、上記成形金型において、母材転写面は、微細形状を有する光学面に対応する微細形状を有する。この場合、離型時の応力によって中間膜の剥離が生じやすくなるといえるが、成形金型の再生によって同一金型母材を利用した成形回数を飛躍的に増やすことができる。   Moreover, in the specific aspect or side surface of the present invention, in the molding die, the base material transfer surface has a fine shape corresponding to an optical surface having a fine shape. In this case, it can be said that peeling of the intermediate film is likely to occur due to stress at the time of mold release, but the number of moldings using the same mold base material can be dramatically increased by regenerating the mold.

本発明の別の側面では、母材転写面に形成される微細形状が、ナノメータオーダーのサイズを有する。   In another aspect of the present invention, the fine shape formed on the base material transfer surface has a size on the order of nanometers.

本発明のさらに別の側面では、金型母材の表面が、無電解ニッケルメッキによって形成されたメッキ層で形成されている。この場合、金型母材の表面に所望の形状を有する高精度の母材転写面を形成することができる。   In still another aspect of the present invention, the surface of the mold base material is formed of a plating layer formed by electroless nickel plating. In this case, a highly accurate base material transfer surface having a desired shape can be formed on the surface of the mold base material.

本発明のさらに別の側面では、離型膜が、フルオロアルキル基を有するシランカップリング剤で形成されている。この場合、樹脂成形品が転写面に残ることを効果的に防止して、樹脂成形品の歩留まりを高め、成形金型の耐久性を高めることができる。   In yet another aspect of the present invention, the release film is formed of a silane coupling agent having a fluoroalkyl group. In this case, it is possible to effectively prevent the resin molded product from remaining on the transfer surface, increase the yield of the resin molded product, and increase the durability of the molding die.

本発明のさらに別の側面では、中間膜が、二酸化珪素、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化マンガン、及び酸化亜鉛のうち少なくとも1つで形成されている。この場合、シランカップリング剤等である離型膜との結合性を高め、シランカップリング剤等である離型膜の付着力を高めることができる。   In still another aspect of the present invention, the intermediate film is formed of at least one of silicon dioxide, titanium oxide, vanadium oxide, manganese oxide, and zinc oxide. In this case, the bondability with the release film such as a silane coupling agent can be enhanced, and the adhesive force of the release film such as a silane coupling agent can be increased.

本発明のさらに別の側面では、中間膜が、気相法によって成膜される。この場合、一般に膜厚を精度よく制御することができるので、中間膜のエッチングを適正なものとでき、保護膜までダメージを与える過剰なエッチングの可能性を低減できる。   In still another aspect of the present invention, the intermediate film is formed by a vapor phase method. In this case, since the film thickness can generally be controlled with high accuracy, the intermediate film can be appropriately etched, and the possibility of excessive etching that damages the protective film can be reduced.

本発明のさらに別の側面では、中間膜が、液相法によって成膜される。この場合、一般に膜のつきまわりを良くして保護膜上の全面に均一な膜を被覆することできるので、微細形状を有する転写面の成形に適する成形金型を提供することができる。   In still another aspect of the present invention, the intermediate film is formed by a liquid phase method. In this case, in general, since the film coverage can be improved and a uniform film can be coated on the entire surface of the protective film, a molding die suitable for molding a transfer surface having a fine shape can be provided.

本発明のさらに別の側面では、保護膜が、アルミナ、炭化珪素、クロム、及び酸化クロムのうち少なくとも1つで形成される。この場合、二酸化珪素、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化マンガン、酸化亜鉛等である中間膜に比較して保護膜に対するエッチング選択性を持たせることができ、エッチングに際して保護膜を確実に残すことができる。   In still another aspect of the present invention, the protective film is formed of at least one of alumina, silicon carbide, chromium, and chromium oxide. In this case, etching selectivity to the protective film can be provided as compared with an intermediate film made of silicon dioxide, titanium oxide, vanadium oxide, manganese oxide, zinc oxide, etc., and the protective film can be reliably left during etching. .

本発明に係る成形金型の再生方法は、樹脂成形用の転写面の土台となる金型母材と、金型母材の母材転写面上に当該母材転写面を被覆するように形成される保護膜と、保護膜上に形成される中間膜と、中間膜上に形成され中間膜と共有結合する離型膜とを有する成形金型の再生方法であって、エッチング液に浸漬し、中間膜と離型膜を除去することによって、エッチング液に対する耐性を有する保護膜を露出させる工程と、保護膜の上に、新しい中間膜を成膜する工程と、新しい中間膜上に、新しい離型膜を成膜する工程とを備える。   The method for regenerating a molding die according to the present invention includes a mold base material that serves as a foundation for a transfer surface for resin molding, and a base material transfer surface that covers the base material transfer surface of the mold base material. A molding die regeneration method comprising: a protective film to be formed; an intermediate film formed on the protective film; and a release film formed on the intermediate film and covalently bonded to the intermediate film. Removing the intermediate film and the release film to expose a protective film having resistance to the etching solution; forming a new intermediate film on the protective film; and forming a new intermediate film on the new intermediate film Forming a release film.

上記再生方法では、離型膜を中間膜とともにエッチング液によって除去する際に、保護膜によって金型母材をエッチング液から保護することができる。これにより、離型膜の付着性を下地の中間膜によって高めたタイプの成形金型においても、中間膜と離型膜とを一旦除去して再度形成する成形金型の再生が可能になり、同一金型母材を利用した成形回数を増やすことができる。   In the above regeneration method, when the release film is removed together with the intermediate film by the etching solution, the mold base material can be protected from the etching solution by the protective film. This makes it possible to regenerate the molding die that once removes the intermediate film and the release film and re-forms the molding die of the type in which the adhesion of the release film is enhanced by the underlying intermediate film, The number of moldings using the same mold base material can be increased.

本発明に係る樹脂製品の製造方法は、樹脂成形用の成形金型を用いた樹脂製品の製造方法であって、成形金型が、樹脂成形用の転写面の土台となる金型母材と、離型膜と共有結合する中間膜との間に、エッチング液に対する耐性を有し、10nm以上100nm以下の膜厚を有する保護膜を有し、樹脂製品が、保護膜の表面形状に略一致する被転写面を有する。   A method for producing a resin product according to the present invention is a method for producing a resin product using a molding die for resin molding, wherein the molding die serves as a base of a transfer surface for resin molding, And a protective film having a thickness of 10 nm or more and 100 nm or less between the release film and the intermediate film that is covalently bonded, and the resin product substantially matches the surface shape of the protective film A transfer surface to be transferred.

上記製造方法では、離型膜の付着性を下地の中間膜によって高めるとともに、中間膜と離型膜とを一旦除去して再度形成するタイプの成形金型によって樹脂製品を製造することができ、高精度で安価な樹脂製品を安定して提供することができる。   In the above production method, the adhesive property of the release film is enhanced by the underlying intermediate film, and the resin product can be produced by a molding die of a type in which the intermediate film and the release film are once removed and formed again, Highly accurate and inexpensive resin products can be provided stably.

(A)は、第1実施形態に係る光学素子用の成形金型の構造を説明する部分側断面図であり、(B)は、(A)の金型によって射出成形されるレンズの拡大側面図である。(A) is a fragmentary sectional side view explaining the structure of the molding die for optical elements according to the first embodiment, and (B) is an enlarged side view of a lens that is injection molded by the die of (A). FIG. コア部の先端構造の一例を概念的に説明する拡大断面図である。It is an expanded sectional view which explains notionally an example of the tip structure of a core part. コア部の先端構造の変形例を概念的に説明する拡大断面図である。It is an expanded sectional view which illustrates notionally the modification of the tip structure of a core part. (A)〜(D)は、成形金型すなわちコア部51,61の再生方法について説明する図である。(A)-(D) are the figures explaining the reproduction | regeneration method of a shaping die, ie, the core parts 51 and 61. FIG. (A)は、第1実施形態に係る成形金型すなわちマスター成形型の側方断面図であり、(B)は、製品としてのウエハレンズを示す側方断面図であり、(C)は、サブマスター成形型の側方断面図である。(A) is a side sectional view of the molding die, that is, the master molding die according to the first embodiment, (B) is a side sectional view showing a wafer lens as a product, (C), It is side sectional drawing of a submaster shaping | molding die. (A)〜(D)は、マスター成形型等を用いたウエハレンズの製造工程を説明する図である。(A)-(D) are the figures explaining the manufacturing process of the wafer lens using a master shaping die.

〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係る成形金型、その再生方法、及び樹脂製品の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a molding die according to a first embodiment of the present invention, a recycling method thereof, and a resin product manufacturing method will be described with reference to the drawings.

図1(A)に示すように、本実施形態の成形金型40は、固定金型41と可動金型42とで構成され、両金型41,42は、パーティングラインPLを境として開閉可能になっている。固定金型41と可動金型42とに挟まれた型空間であるキャビティCVは、樹脂製品すなわち樹脂成形品である光学素子としてのレンズOL(図1(B)参照)の形状に対応するものとなっている。レンズOLは、光学的機能を有する光学的機能部としての中心部OLaと、中心部OLaから外径方向に延在する環状のフランジ部OLbとを備える。このレンズOLは、光ピックアップ装置用の対物レンズ、携帯電話の撮像レンズ等である。   As shown in FIG. 1A, the molding die 40 of this embodiment is composed of a fixed die 41 and a movable die 42, and both the dies 41 and 42 are opened and closed with a parting line PL as a boundary. It is possible. A cavity CV that is a mold space sandwiched between the fixed mold 41 and the movable mold 42 corresponds to the shape of a lens OL (see FIG. 1B) as an optical element that is a resin product, that is, a resin molded product. It has become. The lens OL includes a center portion OLa as an optical function portion having an optical function, and an annular flange portion OLb extending from the center portion OLa in the outer diameter direction. The lens OL is an objective lens for an optical pickup device, an imaging lens for a mobile phone, or the like.

固定金型41は、コア部51と、型板53と、取付板54とを備える。ここで、コア部51は、キャビティCVを形成するため、可動金型42のコア部61に対向して配置される。型板53は、コア部51を周囲から保持する型部材であり、取付板54は、型板53やコア部51を背後から一体的に支持する型部材である。   The fixed mold 41 includes a core part 51, a mold plate 53, and a mounting plate 54. Here, the core portion 51 is disposed to face the core portion 61 of the movable mold 42 in order to form the cavity CV. The mold plate 53 is a mold member that holds the core portion 51 from the periphery, and the mounting plate 54 is a mold member that integrally supports the mold plate 53 and the core portion 51 from behind.

コア部51の先端部51aには、キャビティCVを画成するため、光学面形成面56aとフランジ形成面56bとが設けられている。光学面形成面56aは、比較的浅い凹面であり、レンズOLを構成する中心部OLaの一方の光学面Saを成形する転写面である。フランジ形成面56bは、環状の平面であり、レンズOLを構成するフランジ部OLbの一方のフランジ面F1を成形する転写面である。   An optical surface forming surface 56a and a flange forming surface 56b are provided at the distal end portion 51a of the core portion 51 in order to define a cavity CV. The optical surface forming surface 56a is a relatively shallow concave surface, and is a transfer surface for forming one optical surface Sa of the central portion OLa constituting the lens OL. The flange forming surface 56b is an annular flat surface, and is a transfer surface on which one flange surface F1 of the flange portion OLb constituting the lens OL is molded.

その他、型板53には、コア部51を挿入させることで内部に支持する円柱状の貫通孔57aが形成されている。また、型板53は、パーティングラインPLを形成する端面53aを有する。   In addition, a columnar through-hole 57a is formed in the template 53 to be supported therein by inserting the core portion 51 therein. The template 53 has an end face 53a that forms a parting line PL.

可動金型42は、コア部61と、型板63と、取付板64とを備える。可動金型42は、軸AXに沿って移動可能になっており、固定金型41に対して開閉動作する。可動金型42において、コア部61は、キャビティCVを形成するため、固定金型41のコア部51に対向して配置される。型板63は、コア部61を周囲から保持する型部材であり、取付板64は、型板63やコア部61を背後から一体的に支持する型部材である。   The movable mold 42 includes a core part 61, a mold plate 63, and a mounting plate 64. The movable mold 42 is movable along the axis AX and opens and closes with respect to the fixed mold 41. In the movable mold 42, the core portion 61 is disposed to face the core portion 51 of the fixed mold 41 in order to form the cavity CV. The mold plate 63 is a mold member that holds the core portion 61 from the periphery, and the mounting plate 64 is a mold member that integrally supports the mold plate 63 and the core portion 61 from behind.

コア部61の先端部61aには、キャビティCVを画成するため、光学面形成面66aとフランジ形成面66bとが設けられている。光学面形成面66aは、比較的深い凹面であり、レンズOLを構成する中心部OLaの他方の光学面Sbを成形する転写面である。フランジ形成面66bは、環状の平面であり、レンズOLを構成するフランジ部OLbの他方のフランジ面F2を成形する転写面である。   An optical surface forming surface 66a and a flange forming surface 66b are provided at the distal end portion 61a of the core portion 61 in order to define a cavity CV. The optical surface forming surface 66a is a relatively deep concave surface, and is a transfer surface for forming the other optical surface Sb of the central portion OLa constituting the lens OL. The flange forming surface 66b is an annular flat surface, and is a transfer surface for forming the other flange surface F2 of the flange portion OLb that constitutes the lens OL.

その他、型板63には、コア部61を挿入させることで内部に支持する円柱状の貫通孔67aが形成されている。また、型板63は、パーティングラインPLを形成する端面63aを有する。   In addition, a columnar through hole 67a is formed in the template 63 to be supported therein by inserting the core portion 61 therein. The template 63 has an end face 63a that forms a parting line PL.

図2は、コア部51の先端部51aに形成される構造の一例を概念的に説明する拡大断面図である。先端部51aは、本体部分21上に、転写面加工層22と、保護膜23と、中間膜24と、離型膜25とを順次積層した構造を有する。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view conceptually illustrating an example of the structure formed at the tip 51a of the core 51. The tip 51 a has a structure in which a transfer surface processing layer 22, a protective film 23, an intermediate film 24, and a release film 25 are sequentially stacked on the main body portion 21.

本体部分21は、例えばステンレス鋼、低炭素鋼等の材料で形成され、その端面は、光学面形成面56a等に対応する形状となっている。なお、本体部分21は、セラミックや超硬金属で形成することもできる。   The main body portion 21 is formed of a material such as stainless steel or low carbon steel, and its end surface has a shape corresponding to the optical surface forming surface 56a or the like. In addition, the main-body part 21 can also be formed with a ceramic or a super hard metal.

転写面加工層22は、例えば無電解ニッケルめっき法を用いて形成されるニッケルリンめっき層であり、数10μm〜数mm程度の厚みを有する。転写面加工層22は、本体部分21とともに金型母材を構成し、転写面である光学面形成面56a及びフランジ形成面56bの土台として機能する。転写面加工層22は、被削加工性を良くするため、本体部分21を被覆するように設けられており、その表面である母材転写面22aは、高精度の光学転写面に加工されている。なお、転写面加工層22は省略することができ、この場合、本体部分21の端面を精密に加工して、母材転写面22aとする。   The transfer surface processed layer 22 is a nickel phosphorus plating layer formed using, for example, an electroless nickel plating method, and has a thickness of about several tens of μm to several mm. The transfer surface processing layer 22 forms a mold base material together with the main body portion 21, and functions as a base for the optical surface forming surface 56a and the flange forming surface 56b, which are transfer surfaces. The transfer surface processing layer 22 is provided so as to cover the main body portion 21 in order to improve the machinability, and the base material transfer surface 22a which is the surface thereof is processed into a high-precision optical transfer surface. Yes. The transfer surface processed layer 22 can be omitted. In this case, the end surface of the main body portion 21 is precisely processed to form the base material transfer surface 22a.

保護膜23は、例えばクロム(Cr)、酸化クロム(Cr)、アルミナ(Al)、炭化珪素(SiC)等の材料で形成され、10nm以上100nm以下の膜厚を有する。保護膜23は、転写面加工層22を後述する剥離用のエッチング液から保護するため、本体部分21を被覆するように設けられている。このため、保護膜23の材料は、化学的な耐久性が強く保護膜23の膜厚を薄くしても転写面加工層22等を守ることができるものという基準で選択される。保護膜23の厚みについては、一定の下限以上とすることにより、エッチング液に対する耐性を確保することができ、一定の上限以下とすることにより、転写面加工層22に形成された母材転写面22aが保護膜23によって変形したり歪むことを防止でき、光学面形成面56aにおける光学転写面の再現性を確保できるようにしている。保護膜23は、下地の転写面加工層22と強く結合することが求められるので、例えばスパッタリング、真空蒸着等の物理蒸着法又は物理気相成長法(気相法の一種)によって成膜される。特にスパッタリングは、成膜時間がかかる方法であるが、密着性や膜のつきまわりがよく、保護膜23の被覆に適した成膜方法である。なお、図示の母材転写面22aや光学面形成面56aのように平滑で凹凸が少ない場合は、保護膜23を真空蒸着で被覆してもよい。真空蒸着は、膜の密着性等の観点でCVDに劣るが、成膜時間すなわち被覆時間を短くできる。 The protective film 23 is formed of a material such as chromium (Cr), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), alumina (Al 2 O 3 ), or silicon carbide (SiC), and has a thickness of 10 nm to 100 nm. The protective film 23 is provided so as to cover the main body portion 21 in order to protect the transfer surface processed layer 22 from an etching solution for peeling described later. For this reason, the material of the protective film 23 is selected on the basis that it has high chemical durability and can protect the transfer surface processed layer 22 and the like even if the protective film 23 is thin. With respect to the thickness of the protective film 23, resistance to the etching solution can be ensured by setting it to a certain lower limit or more, and by setting it to a certain upper limit or less, the base material transfer surface formed on the transfer surface processed layer 22 22a can be prevented from being deformed or distorted by the protective film 23, and the reproducibility of the optical transfer surface on the optical surface forming surface 56a can be secured. Since the protective film 23 is required to be strongly bonded to the underlying transfer surface processed layer 22, the protective film 23 is formed by, for example, a physical vapor deposition method such as sputtering or vacuum vapor deposition, or a physical vapor deposition method (a kind of vapor phase method). . In particular, sputtering is a method that takes a long time to form a film. However, it is a film forming method that is suitable for covering the protective film 23 because of good adhesion and film coverage. In the case where the substrate transfer surface 22a and the optical surface forming surface 56a shown in the figure are smooth and have few irregularities, the protective film 23 may be covered by vacuum deposition. Although vacuum deposition is inferior to CVD in terms of film adhesion, the film formation time, that is, the coating time can be shortened.

中間膜24は、例えば二酸化珪素(SiO)、酸化チタン(TiO)、酸化バナジウム(V)、酸化マンガン(MnO)、酸化亜鉛(ZnO)等の材料で形成され、通常は保護膜23よりも薄く、例えば100nm以下の膜厚を有する。中間膜24は、後述する離型膜25を保護膜23上に安定して強固に支持するためのものであり、離型膜25を中間膜24等に強固に結合させ、離型膜25の剥離を防止する役割を有する。このため、中間膜24の材料は、離型膜25の組成に対応して表面に水酸基を有する金属酸化物膜とすることが望ましい。離型膜25の厚みについては、一定の上限以下とすることにより、転写面加工層22に形成された母材転写面22aが保護膜23によって変形したり歪むことを防止でき、光学面形成面56aにおける光学転写面の再現性を確保できるようにしている。また、中間膜24は、エッチング液によって除去されるべきものであり、その膜厚を一定の上限以下とすることにより、エッチングに必要な時間を短くして、金型再生を迅速なものとできるようにしている。中間膜24は、膜厚を精度よく制御することにより過剰なエッチングによって保護膜23にダメージを与えられる可能性を低減するという観点から、例えばCVD等の気相法(化学気相成長法の一種)によって成膜される。CVD等の気相法によって形成された中間膜24は、エッチング液に浸漬された場合、通常は形状や場所によらず一様にエッチングされるので、中間膜24の成膜方法は、膜のつきまわり性の良さが求められる。特にCVDは、スパッタリングと比べて、密着力は弱いが、膜のつきまわりが優れているので、中間膜24の被覆に適した成膜方法である。なお、図示の母材転写面22aや光学面形成面56aのように平滑で凹凸が少ない場合は、中間膜24を真空蒸着で被覆してもよい。真空蒸着は、膜のつきまわりの観点でCVDに劣るが、成膜時間すなわち被覆時間を短くできる。また、中間膜24は、特開2009−184117号公報に開示された液相析出法によって形成することもできる。液相析出法は、一般に膜厚の制御が容易でないので、図示の母材転写面22aのように平滑で凹凸が少ない場合は、中間膜24をエッチングによって適確に除去する観点でCVDに劣ると考えられる。 The intermediate film 24 is formed of, for example, a material such as silicon dioxide (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), vanadium oxide (V 2 O 5 ), manganese oxide (MnO 2 ), or zinc oxide (ZnO 2 ). Is thinner than the protective film 23 and has a film thickness of, for example, 100 nm or less. The intermediate film 24 is for stably and firmly supporting a release film 25 to be described later on the protective film 23. The intermediate film 24 is firmly bonded to the intermediate film 24 and the like, so that the release film 25 It has a role to prevent peeling. Therefore, the material of the intermediate film 24 is desirably a metal oxide film having a hydroxyl group on the surface corresponding to the composition of the release film 25. By setting the thickness of the release film 25 to a certain upper limit or less, the base material transfer surface 22a formed on the transfer surface processed layer 22 can be prevented from being deformed or distorted by the protective film 23, and the optical surface forming surface can be prevented. The reproducibility of the optical transfer surface at 56a can be ensured. Further, the intermediate film 24 should be removed by the etching solution, and by making the film thickness below a certain upper limit, the time required for etching can be shortened and the mold regeneration can be made quick. I am doing so. From the viewpoint of reducing the possibility that the protective film 23 is damaged by excessive etching by controlling the film thickness with high precision, the intermediate film 24 is a vapor phase method such as CVD (a kind of chemical vapor deposition method). ). When the intermediate film 24 formed by a vapor phase method such as CVD is immersed in an etching solution, it is normally etched uniformly regardless of the shape and location. Good throwing power is required. In particular, CVD is a film forming method suitable for coating the intermediate film 24 because it has a lower adhesion than sputtering but has excellent film coverage. If the substrate transfer surface 22a and the optical surface forming surface 56a shown in the figure are smooth and have few irregularities, the intermediate film 24 may be covered by vacuum deposition. Although vacuum deposition is inferior to CVD from the viewpoint of covering the film, the film formation time, that is, the coating time can be shortened. Further, the intermediate film 24 can also be formed by a liquid phase precipitation method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-184117. Since the liquid phase deposition method is generally not easy to control the film thickness, it is inferior to CVD from the viewpoint of properly removing the intermediate film 24 by etching when the substrate transfer surface 22a is smooth and has few irregularities. it is conceivable that.

離型膜25は、中間膜24と共有結合するシランカップリング剤等の材料で形成され、通常は中間膜24上に5nm程度の単層膜を形成する。離型膜25を形成するシランカップリング剤としては、フルオロアルキル基を有するものが一般的に使用される。フッ素の持つ小さな表面自由エネルギーがコア部51の端面と樹脂製品すなわち樹脂成形品との密着力を低減する機能を発現するためである。フルオロアルキル基を有するシランカップリング剤としては例えば下記のようなものが一般的である。
CF(CHSiCl
CF(CHSiCl
CF(CF(CHSiCl
CF(CF(CH2)SiCl
CF(CFCHCHSi(OCH
CF(CF(CHSi(CH)Cl
CF(CHSi(OCH
CF(CHSi(CH)(OHCH
CF(CF(CHSi(OCH
CF(CF(CHSi(OCH
これらの物質は、フッ素系の有機溶剤で希釈して使用される。シランカップリング剤を有機溶剤で希釈することによって得た溶液を準備し、この溶液にコア部51を浸漬させゆっくり引き上げたり(ディップコートしたり)、この溶液の液滴をコア部51の端面に滴下して高速回転させて塗り広げる(スピンコートする)ことによって、コア部51の端面すなわち中間膜24の表面にシランカップリング剤の薄膜を形成する。その後一定の湿度下で加温することによって加水分解させる。このとき、シランカップリング剤のクロロ基(−Cl)やメトキシ基(−OCH)はシラノール(Si−OH)となる。このシラノールが即座に中間膜24表面のヒドロキシ基(−OH)と脱水縮合反応することで、中間膜24の表面層とシランカップリング剤とが共有結合によって結合する。以上のようにして、中間膜24を薄く被覆するようにして、この中間膜24と共有結合したシランカップリング剤の離型膜25を形成することができる。
The release film 25 is formed of a material such as a silane coupling agent that is covalently bonded to the intermediate film 24, and usually forms a single layer film of about 5 nm on the intermediate film 24. As the silane coupling agent for forming the release film 25, one having a fluoroalkyl group is generally used. This is because the small surface free energy of fluorine exhibits a function of reducing the adhesion between the end face of the core portion 51 and the resin product, that is, the resin molded product. As the silane coupling agent having a fluoroalkyl group, for example, the following are common.
CF 3 (CH 2 ) 2 SiCl 3
CF 3 (CH 2 ) 5 SiCl 3
CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 SiCl 3
CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCl 3
CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) Cl 3
CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3
CF 3 (CH 2) 2 Si (CH 3) (OHCH 3) 2
CF 3 (CF 2 ) 3 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3
CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3
These substances are used after being diluted with a fluorine-based organic solvent. A solution obtained by diluting the silane coupling agent with an organic solvent is prepared, and the core portion 51 is immersed in this solution and slowly pulled up (dip coating), or droplets of this solution are applied to the end surface of the core portion 51. A thin film of a silane coupling agent is formed on the end face of the core portion 51, that is, the surface of the intermediate film 24 by dropping and spreading at high speed (spread coating). Then, it is hydrolyzed by heating under a certain humidity. At this time, the chloro group (—Cl) and methoxy group (—OCH 3 ) of the silane coupling agent become silanol (Si—OH). The silanol immediately undergoes a dehydration condensation reaction with the hydroxy group (—OH) on the surface of the intermediate film 24, whereby the surface layer of the intermediate film 24 and the silane coupling agent are bonded by a covalent bond. As described above, the release film 25 of the silane coupling agent covalently bonded to the intermediate film 24 can be formed so as to cover the intermediate film 24 thinly.

図3は、コア部51の先端部51aに形成される構造の変形例を概念的に説明する拡大断面図である。この場合も、先端部51aは、本体部分21上に、転写面加工層22と、保護膜23と、中間膜24と、離型膜25とを順次積層した構造を有する。ただし、転写面加工層22の表面は、ナノメータオーダーのサイズを有する微細形状を設けた母材転写面122aに加工されている。母材転写面122aの微細形状は、保護膜23の表面に再現又は転写され、中間膜24や離型膜25の表面にも再現又は転写されている。結果的に、コア部61の端面である光学面形成面56aには、ナノメータオーダーの微細形状FSが形成されている。なお、微細形状FSは、図面に誇張して示す鋸歯状のブレーズタイプに限らず、矩形状の段差タイプ等、様々なものとできる。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view for conceptually explaining a modified example of the structure formed at the distal end portion 51 a of the core portion 51. Also in this case, the front end portion 51a has a structure in which the transfer surface processed layer 22, the protective film 23, the intermediate film 24, and the release film 25 are sequentially laminated on the main body portion 21. However, the surface of the transfer surface processed layer 22 is processed into a base material transfer surface 122a provided with a fine shape having a size of nanometer order. The fine shape of the base material transfer surface 122a is reproduced or transferred to the surface of the protective film 23, and also reproduced or transferred to the surfaces of the intermediate film 24 and the release film 25. As a result, a nanometer-order fine shape FS is formed on the optical surface forming surface 56 a that is the end surface of the core portion 61. Note that the fine shape FS is not limited to the sawtooth blaze type exaggerated in the drawings, and may be various types such as a rectangular step type.

図3に示すようなコア部51の場合、転写面加工層22を設けることで、ナノメートルオーダーの構造を設けることが容易になる。また、保護膜23は、密着性や膜のつきまわりが良いスパッタリングで形成することが望ましい。中間膜24は、微細形状の影の部分にも回り込ませやすい液相析出法によって形成することで、全面に均一な膜を被覆することができる。また、中間膜24は、膜のつきまわりが比較的良好なCVDによって形成することもできる。   In the case of the core portion 51 as shown in FIG. 3, it is easy to provide a nanometer order structure by providing the transfer surface processed layer 22. The protective film 23 is desirably formed by sputtering with good adhesion and film coverage. The intermediate film 24 can be coated on the entire surface by forming the intermediate film 24 by a liquid phase precipitation method that is easy to get into the shaded portion of the fine shape. The intermediate film 24 can also be formed by CVD with relatively good film coverage.

なお、可動金型42のコア部61も、図2、3に示すようなコア部51と同様の構造を有するものとできる。つまり、詳細な説明を省略するが、コア部61の先端部61aは、本体部分21上に、転写面加工層22と、保護膜23と、中間膜24と、離型膜25とを順次積層した構造を有する。   The core part 61 of the movable mold 42 can also have the same structure as the core part 51 as shown in FIGS. That is, although the detailed description is omitted, the tip portion 61 a of the core portion 61 is formed by sequentially laminating the transfer surface processing layer 22, the protective film 23, the intermediate film 24, and the release film 25 on the main body portion 21. Has the structure.

以下、図1の成形金型40を用いた樹脂製品の製造方法について説明する。なお、図示を省略しているが、成形金型40は、射出成形機に組み込まれて使用されるものであり、固定金型41は、射出成形機の固定盤に固定され、可動金型42は、射出成形機の可動盤に固定される。   Hereinafter, a method for manufacturing a resin product using the molding die 40 of FIG. 1 will be described. Although not shown, the molding die 40 is used by being incorporated in an injection molding machine, and the fixed die 41 is fixed to a stationary platen of the injection molding machine, and a movable die 42 is used. Is fixed to the movable platen of the injection molding machine.

まず、金型温度調節機(不図示)により、両金型41,42を成形に適する温度まで加熱する。次に、可動金型42を支持する可動盤を固定金型41を支持する固定盤に近接させて、固定金型41と可動金型42とが接触する型当たり位置まで移動させて型閉じを行うとともに、固定金型41と可動金型42とを必要な圧力で締め付ける型締めを行う。次に、射出装置(不図示)を動作させて、型締めされた固定金型41と可動金型42との間のキャビティCV中に、必要な圧力で溶融樹脂を注入する射出を行わせる。この際、上記金型温度調節機により、固定金型41と可動金型42とが適度に加熱されており、上記射出装置から供給される溶融樹脂が緩やかに冷却される。溶融樹脂が冷却されて十分硬化した段階で、可動金型42を後退させる型開きを行うことにより、固定金型41と可動金型42とが離間する。この結果、両型41,42間から樹脂成形品としてのレンズOLを取り出すことができる。   First, both molds 41 and 42 are heated to a temperature suitable for molding by a mold temperature controller (not shown). Next, the movable platen that supports the movable die 42 is brought close to the fixed platen that supports the fixed die 41, and is moved to the die contact position where the fixed die 41 and the movable die 42 are in contact with each other to close the die. At the same time, mold clamping is performed to clamp the fixed mold 41 and the movable mold 42 with a necessary pressure. Next, an injection device (not shown) is operated to inject the molten resin into the cavity CV between the fixed mold 41 and the movable mold 42, which are clamped, at a necessary pressure. At this time, the fixed mold 41 and the movable mold 42 are appropriately heated by the mold temperature controller, and the molten resin supplied from the injection apparatus is slowly cooled. When the molten resin is cooled and sufficiently cured, the fixed mold 41 and the movable mold 42 are separated from each other by performing mold opening for retracting the movable mold 42. As a result, the lens OL as a resin molded product can be taken out between the two molds 41 and 42.

なお、上記のような射出成形を多数回繰り返すと、両金型41,42のコア部51,61の端面の離型膜25が部分的に除去される。よって、定期的にコア部51,61の端面に対して、シランカップリング剤の再付着処理を行う。これにより、中間膜24を十分に被覆する保護膜23を再生することができる。   In addition, when the above injection molding is repeated many times, the mold release film 25 on the end surfaces of the core portions 51 and 61 of both molds 41 and 42 is partially removed. Therefore, the silane coupling agent is reattached to the end faces of the core portions 51 and 61 periodically. Thereby, the protective film 23 that sufficiently covers the intermediate film 24 can be regenerated.

以下、図4(A)〜4(D)を参照して成形金型40の再生方法について説明する。なお、成形金型40を用いた射出成形をさらに多数回繰り返すと、両金型41,42のコア部51,61の端面の中間膜24が離型膜25とともに部分的に除去される。この場合、シランカップリング剤の再付着処理では、成形金型40を再生することができないので、中間膜24と離型膜25とを再形成することで、コア部51,61を略初期状態に再生することができる。   Hereinafter, a method for regenerating the molding die 40 will be described with reference to FIGS. 4 (A) to 4 (D). If the injection molding using the molding die 40 is repeated many more times, the intermediate film 24 on the end faces of the core portions 51 and 61 of both molds 41 and 42 is partially removed together with the release film 25. In this case, since the molding die 40 cannot be regenerated by the reattachment process of the silane coupling agent, the core portions 51 and 61 are brought into a substantially initial state by re-forming the intermediate film 24 and the release film 25. Can be played.

図4(A)に示すように、射出成形を多数回繰り返すと、コア部51,61の端面において、中間膜24等が剥離した欠損部DFが形成される。このまま、コア部51,61の使用を継続すると、樹脂成形品が焼きつくので、コア部51,61に対して再生処理を行う。   As shown in FIG. 4A, when the injection molding is repeated many times, a defect portion DF from which the intermediate film 24 and the like are peeled is formed on the end surfaces of the core portions 51 and 61. If the use of the core portions 51 and 61 is continued as it is, the resin molded product will be burned, so that the core portions 51 and 61 are regenerated.

具体的には、まず、図4(B)に示すように、中間膜24と離型膜25とをエッチングによって除去する。エッチング液の成分は、中間膜24や保護膜23の組成に応じて選択するが、例えばフッ酸、塩酸、硝酸、過酸化水素水等を含むものを使用することで、中間膜24のみを選択的に迅速に除去することができ、保護膜23に与えるダメージを少なくすることができる。   Specifically, first, as shown in FIG. 4B, the intermediate film 24 and the release film 25 are removed by etching. The components of the etching solution are selected according to the composition of the intermediate film 24 and the protective film 23. For example, only the intermediate film 24 is selected by using one containing hydrofluoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrogen peroxide water, or the like. Therefore, the damage to the protective film 23 can be reduced.

次に、図4(C)に示すように、コア部51,61の端面に露出した保護膜23上にこの保護膜23を被覆する中間膜24を成膜する。再被覆用の中間膜24は、元の中間膜24と同様のものであり、二酸化珪素、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化マンガン、酸化亜鉛等の材料で形成され、例えば100nm以下の膜厚を有するものとする。再被覆用の中間膜24は、元の中間膜24と同様に形成される。つまり、中間膜24は、CVD等の気相法(化学気相成長法の一種)によって成膜される。中間膜24は、真空蒸着によって成膜することもできる。さらに、中間膜24は、液相析出法によって形成することもできる。   Next, as shown in FIG. 4C, an intermediate film 24 that covers the protective film 23 is formed on the protective film 23 exposed on the end faces of the core portions 51 and 61. The re-covering intermediate film 24 is the same as the original intermediate film 24 and is formed of a material such as silicon dioxide, titanium oxide, vanadium oxide, manganese oxide, zinc oxide, and has a film thickness of, for example, 100 nm or less. Shall. The intermediate film 24 for re-coating is formed in the same manner as the original intermediate film 24. That is, the intermediate film 24 is formed by a vapor phase method such as CVD (a type of chemical vapor deposition method). The intermediate film 24 can also be formed by vacuum deposition. Furthermore, the intermediate film 24 can also be formed by a liquid phase deposition method.

その後、図4(D)に示すように、コア部51,61の端面を被覆する中間膜24にこの中間膜24を被覆する離型膜25を成膜する。再被覆用の離型膜25は、元の離型膜25と同様のものであり、シランカップリング剤等の材料で形成される。再被覆用の離型膜25は、元の離型膜25と同様に形成される。具体的には、シランカップリング剤の溶液をコア部51の端面に薄く塗布し、加熱等の処理を施すことによってシランカップリング剤を加水分解させ、中間膜24の表面にシランカップリング剤を共有結合させることで、中間膜24上に離型膜25を形成することができる。   Thereafter, as shown in FIG. 4D, a release film 25 that covers the intermediate film 24 is formed on the intermediate film 24 that covers the end faces of the core portions 51 and 61. The re-covering release film 25 is the same as the original release film 25 and is formed of a material such as a silane coupling agent. The release film 25 for re-coating is formed in the same manner as the original release film 25. Specifically, a solution of the silane coupling agent is thinly applied to the end surface of the core portion 51, and the silane coupling agent is hydrolyzed by performing a treatment such as heating, and the silane coupling agent is applied to the surface of the intermediate film 24. The release film 25 can be formed on the intermediate film 24 by covalent bonding.

以下、具体的な実施例について説明する。   Specific examples will be described below.

〔実施例1〕
まず、本体部分21を準備し、無電解ニッケルめっき法によってニッケルリンめっき層としての転写面加工層22を成膜し、切削加工により所望の形状を有する母材転写面22aを形成した。次に、コア部51,61の表面を洗浄後、スッパッタリングにより、コア部51,61の端面にクロム膜を約40nmの膜厚で被覆させて保護膜23を形成した。このクロム膜の上に、CVDにより二酸化ケイ素を約20nmの膜厚で被覆させて中間膜24を形成した。この二酸化ケイ素膜の上にシランカップリング剤を塗布して加熱等の処理を施すことによって離型膜25を形成した。この場合、シランカップリング剤として、オプツールDSX(商標名)を使用する。このときオプツールDSXは単分子層を形成するので、離型膜25の膜厚は約5nmである。以上のように処理することで、コア部51,61の表面すなわち光学面形成面56a,66aにおいて樹脂との離型性が良いオプツール膜を被覆させることができる。このオプツール膜製の離型膜25は、その下地のSiO膜製の中間膜24と共有結合するため、離型膜25は、コア部51,61の下地と強固に結合している。さらに、母材転写面22a上に被覆された保護膜23、中間膜24、及び離型膜25の合計膜厚は、約65nmと薄いので、コア部51,61の最表面すなわち光学面形成面56a,66aの形状は、母材転写面22aの形状を精度良く再現したものとなっている。
[Example 1]
First, the main body portion 21 was prepared, a transfer surface processing layer 22 as a nickel phosphorus plating layer was formed by an electroless nickel plating method, and a base material transfer surface 22a having a desired shape was formed by cutting. Next, after cleaning the surfaces of the core parts 51 and 61, the end face of the core parts 51 and 61 was coated with a film thickness of about 40 nm by sputtering to form the protective film 23. On the chromium film, an intermediate film 24 was formed by coating silicon dioxide with a film thickness of about 20 nm by CVD. A release film 25 was formed by applying a silane coupling agent on the silicon dioxide film and performing a treatment such as heating. In this case, OPTOOL DSX (trade name) is used as the silane coupling agent. At this time, since the OPTOOL DSX forms a monomolecular layer, the thickness of the release film 25 is about 5 nm. By processing as described above, it is possible to cover the surface of the core portions 51 and 61, that is, the optical surface forming surfaces 56a and 66a, with an optool film having good releasability from the resin. Since the release film 25 made of the optool film is covalently bonded to the underlying SiO 2 film intermediate film 24, the release film 25 is firmly bonded to the underlying layers of the core portions 51 and 61. Furthermore, since the total film thickness of the protective film 23, the intermediate film 24, and the release film 25 coated on the base material transfer surface 22a is as thin as about 65 nm, the outermost surfaces of the core portions 51 and 61, that is, the optical surface forming surface The shapes 56a and 66a accurately reproduce the shape of the base material transfer surface 22a.

オプツール膜製の離型膜25や、その下のSiO膜製の中間膜24は、成形を繰り返すと劣化し、離型性が悪くなった。そこで、このように劣化したコア部51,61を以下のような処理によって再生した。具体的には、中間膜24等の除去に使用するエッチング液として、ガラスコートの除去液を用いた。このエッチング液の主成分は、1水素2フッ化アンモニウムと過酸化水素水とである。このエッチング液にコア部51,61の適所を10分間浸漬する。浸漬後のコア部51,61の表面を組成分析した結果、酸化クロムのみが検出される。これは、エッチング液によってオプツール膜の離型膜25とSiO膜の中間膜24とが除去され、剥き出しになったクロム膜の酸化皮膜を検出していることを意味している。したがって、上記のようなエッチング処理は、クロム膜で止まっており、クロム製の保護膜23が保護膜としての役割を果たしていることが分かった。この剥き出しになったクロム製の保護膜23の上に、新しく二酸化ケイ素膜、オプツール膜の順に被覆することで、中間膜24と離型膜25とを順次形成した。以上の再生処理により、コア部51,61は再び離型性を有するようになり、元のように精密な形状を有する樹脂成形品を製造できた。つまり、加工や研磨を行うことなく金型としてのコア部51,61を再生することができた。 The release film 25 made of the optool film and the intermediate film 24 made of the SiO 2 film therebelow deteriorated when the molding was repeated, and the releasability deteriorated. Therefore, the core portions 51 and 61 deteriorated in this way were reproduced by the following processing. Specifically, a glass coat removing liquid was used as an etching liquid used for removing the intermediate film 24 and the like. The main components of this etching solution are ammonium bifluoride and hydrogen peroxide. The appropriate portions of the core portions 51 and 61 are immersed in this etching solution for 10 minutes. As a result of the compositional analysis of the surfaces of the core portions 51 and 61 after immersion, only chromium oxide is detected. This means that the release film 25 of the optool film and the intermediate film 24 of the SiO 2 film are removed by the etching liquid, and the exposed oxide film of the chromium film is detected. Therefore, it has been found that the etching process as described above is stopped by the chromium film, and the protective film 23 made of chromium plays a role as the protective film. An intermediate film 24 and a release film 25 were sequentially formed on the exposed chromium protective film 23 by sequentially covering a silicon dioxide film and an optool film in this order. Through the above regeneration process, the core portions 51 and 61 again have releasability, and a resin molded product having a precise shape as in the original can be manufactured. That is, the core portions 51 and 61 as the molds could be regenerated without processing or polishing.

〔実施例2〕
実施例1と同様に、本体部分21を準備し、無電解ニッケルめっき法によって転写面加工層22を成膜し、この表面に母材転写面22aを形成した。次に、コア部51,61の表面を洗浄後、スッパッタリングにより、コア部51,61の端面に炭化珪素膜を約40nmの膜厚で被覆させて保護膜23を形成した。この保護膜23上に、CVDにより二酸化ケイ素を約20nmの膜厚で被覆させて中間膜24を形成した。この中間膜24上にシランカップリング剤(具体的にはオプツールDSX(商標名))を塗布して加熱等の処理を施すことによって約5nmの膜厚を有する離型膜25を形成した。以上のように処理することで、コア部51,61の表面すなわち光学面形成面56a,66aにおいて、樹脂との離型性が良いシランカップリング剤による被覆が可能になる。この離型膜25は、その下地のSiO製の中間膜24と共有結合し、コア部51,61の下地と強固に結合している。さらに、母材転写面22a上に被覆された保護膜23、中間膜24、及び離型膜25の合計膜厚は、約65nmと薄いので、コア部51,61の最表面すなわち光学面形成面56a,66aの形状は、母材転写面22aの形状を精度良く再現したものとなっている。
[Example 2]
Similarly to Example 1, a main body portion 21 was prepared, a transfer surface processed layer 22 was formed by an electroless nickel plating method, and a base material transfer surface 22a was formed on this surface. Next, after cleaning the surfaces of the core portions 51 and 61, the end surfaces of the core portions 51 and 61 were covered with a silicon carbide film with a thickness of about 40 nm by sputtering to form the protective film 23. On the protective film 23, an intermediate film 24 was formed by coating silicon dioxide with a film thickness of about 20 nm by CVD. A release film 25 having a thickness of about 5 nm was formed by applying a silane coupling agent (specifically, OPTOOL DSX (trade name)) on the intermediate film 24 and performing a treatment such as heating. By performing the treatment as described above, the surfaces of the core portions 51 and 61, that is, the optical surface forming surfaces 56a and 66a can be covered with a silane coupling agent having good releasability from the resin. The release film 25 is covalently bonded to the underlying SiO 2 intermediate film 24 and is firmly bonded to the underlying portions of the core portions 51 and 61. Furthermore, since the total film thickness of the protective film 23, the intermediate film 24, and the release film 25 coated on the base material transfer surface 22a is as thin as about 65 nm, the outermost surfaces of the core portions 51 and 61, that is, the optical surface forming surface The shapes 56a and 66a accurately reproduce the shape of the base material transfer surface 22a.

シランカップリング剤製の離型膜25や、その下のSiO製の中間膜24は、成形を繰り返すと劣化し、離型性が悪くなった。そこで、このように劣化したコア部51,61を以下のような処理によって再生した。具体的には、中間膜24等の除去に使用するエッチング液として、ガラスコートの除去液を用いた。このエッチング液にコア部51,61の適所を10分間浸漬する。浸漬後のコア部51,61の表面を組成分析した結果、炭化珪素のみが検出される。つまり、上記のようなエッチング処理は、炭化珪素膜で止まっており、炭化珪素製の保護膜23が保護膜としての役割を果たしていることが分かった。この剥き出しになった炭化珪素製の保護膜23の上に、新しく二酸化ケイ素膜、シランカップリング剤製の膜の順に被覆することで、中間膜24と離型膜25とを順次形成した。以上の再生処理により、コア部51,61は再び離型性を有するようになり、元のように精密な形状を有する樹脂成形品を製造できた。つまり、加工や研磨を行うことなく金型としてのコア部51,61を再生することができた。 The release film 25 made of a silane coupling agent and the intermediate film 24 made of SiO 2 therebelow deteriorated when the molding was repeated, and the release properties deteriorated. Therefore, the core portions 51 and 61 deteriorated in this way were reproduced by the following processing. Specifically, a glass coat removing liquid was used as an etching liquid used for removing the intermediate film 24 and the like. The appropriate portions of the core portions 51 and 61 are immersed in this etching solution for 10 minutes. As a result of composition analysis of the surfaces of the core portions 51 and 61 after immersion, only silicon carbide is detected. That is, it has been found that the etching process as described above is stopped by the silicon carbide film, and the protective film 23 made of silicon carbide plays a role as a protective film. On the exposed protective film 23 made of silicon carbide, an intermediate film 24 and a release film 25 were sequentially formed by coating a silicon dioxide film and a film made of a silane coupling agent in this order. Through the above regeneration process, the core portions 51 and 61 again have releasability, and a resin molded product having a precise shape as in the original can be manufactured. That is, the core portions 51 and 61 as the molds could be regenerated without processing or polishing.

〔実施例3〕
実施例1と同様に、本体部分21を準備し、無電解ニッケルめっき法によって転写面加工層22を成膜し、この表面に母材転写面22aを形成した。次に、コア部51,61の表面を洗浄後、スッパッタリングにより、コア部51,61の端面にアルミナを約40nmの膜厚で被覆させて保護膜23を形成した。この保護膜23上に、CVDにより二酸化ケイ素を約20nmの膜厚で被覆させて中間膜24を形成した。この中間膜24上にシランカップリング剤(具体的にはオプツールDSX(商標名))を塗布して加熱等の処理を施すことによって約5nmの膜厚を有する離型膜25を形成した。以上のように処理することで、コア部51,61の表面すなわち光学面形成面56a,66aにおいて、樹脂との離型性が良いシランカップリング剤による被覆が可能になる。この離型膜25は、その下地のSiO製の中間膜24と共有結合し、コア部51,61の下地と強固に結合している。さらに、母材転写面22a上に被覆された保護膜23、中間膜24、及び離型膜25の合計膜厚は、約65nmと薄いので、コア部51,61の最表面すなわち光学面形成面56a,66aの形状は、母材転写面22aの形状を精度良く再現したものとなっている。
Example 3
Similarly to Example 1, a main body portion 21 was prepared, a transfer surface processed layer 22 was formed by an electroless nickel plating method, and a base material transfer surface 22a was formed on this surface. Next, after cleaning the surfaces of the core portions 51 and 61, the protective film 23 was formed by coating the end faces of the core portions 51 and 61 with a film thickness of about 40 nm by sputtering. On the protective film 23, an intermediate film 24 was formed by coating silicon dioxide with a film thickness of about 20 nm by CVD. A release film 25 having a thickness of about 5 nm was formed by applying a silane coupling agent (specifically, OPTOOL DSX (trade name)) on the intermediate film 24 and performing a treatment such as heating. By performing the treatment as described above, the surfaces of the core portions 51 and 61, that is, the optical surface forming surfaces 56a and 66a can be covered with a silane coupling agent having good releasability from the resin. The release film 25 is covalently bonded to the underlying SiO 2 intermediate film 24 and is firmly bonded to the underlying portions of the core portions 51 and 61. Furthermore, since the total film thickness of the protective film 23, the intermediate film 24, and the release film 25 coated on the base material transfer surface 22a is as thin as about 65 nm, the outermost surfaces of the core portions 51 and 61, that is, the optical surface forming surface The shapes 56a and 66a accurately reproduce the shape of the base material transfer surface 22a.

シランカップリング剤製の離型膜25や、その下のSiO製の中間膜24は、成形を繰り返すと劣化し、離型性が悪くなった。そこで、このように劣化したコア部51,61を以下のような処理によって再生した。具体的には、中間膜24等の除去に使用するエッチング液として、ガラスコートの除去液を用いた。このエッチング液にコア部51,61の適所を10分間浸漬する。浸漬後のコア部51,61の表面を組成分析した結果、アルミナのみが検出される。つまり、上記のようなエッチング処理は、アルミナ膜で止まっており、アルミナ製の保護膜23が保護膜としての役割を果たしていることが分かった。この剥き出しになったアルミナ製の保護膜23の上に、新しく二酸化ケイ素膜、シランカップリング剤製の膜の順に被覆することで、中間膜24と離型膜25とを順次形成した。以上の再生処理により、コア部51,61は再び離型性を有するようになり、元のように精密な形状を有する樹脂成形品を製造できた。つまり、加工や研磨を行うことなく金型としてのコア部51,61を再生することができた。 The release film 25 made of a silane coupling agent and the intermediate film 24 made of SiO 2 therebelow deteriorated when the molding was repeated, and the release properties deteriorated. Therefore, the core portions 51 and 61 deteriorated in this way were reproduced by the following processing. Specifically, a glass coat removing liquid was used as an etching liquid used for removing the intermediate film 24 and the like. The appropriate portions of the core portions 51 and 61 are immersed in this etching solution for 10 minutes. As a result of composition analysis of the surfaces of the core portions 51 and 61 after immersion, only alumina is detected. That is, it has been found that the etching process as described above is stopped by the alumina film, and the protective film 23 made of alumina plays a role as a protective film. On the exposed protective film 23 made of alumina, an intermediate film 24 and a release film 25 were sequentially formed by covering a new silicon dioxide film and a film made of a silane coupling agent in this order. Through the above regeneration process, the core portions 51 and 61 again have releasability, and a resin molded product having a precise shape as in the original can be manufactured. That is, the core portions 51 and 61 as the molds could be regenerated without processing or polishing.

〔実施例4〕
実施例1と同様に、本体部分21を準備し、無電解ニッケルめっき法によって転写面加工層22を成膜し、この表面に母材転写面22aを形成した。次に、コア部51,61の表面を洗浄後、スッパッタリングにより、コア部51,61の端面に酸化クロムを約40nmの膜厚で被覆させて保護膜23を形成した。この保護膜23上に、CVDにより二酸化ケイ素を約20nmの膜厚で被覆させて中間膜24を形成した。この中間膜24上にシランカップリング剤(具体的にはオプツールDSX(商標名))を塗布して加熱等の処理を施すことによって約5nmの膜厚を有する離型膜25を形成した。以上のように処理することで、コア部51,61の表面すなわち光学面形成面56a,66aにおいて、樹脂との離型性が良いシランカップリング剤による被覆が可能になる。この離型膜25は、その下地のSiO製の中間膜24と共有結合し、コア部51,61の下地と強固に結合している。さらに、母材転写面22a上に被覆された保護膜23、中間膜24、及び離型膜25の合計膜厚は、約65nmと薄いので、コア部51,61の最表面すなわち光学面形成面56a,66aの形状は、母材転写面22aの形状を精度良く再現したものとなっている。
Example 4
Similarly to Example 1, a main body portion 21 was prepared, a transfer surface processed layer 22 was formed by an electroless nickel plating method, and a base material transfer surface 22a was formed on this surface. Next, after cleaning the surfaces of the core portions 51 and 61, the end surfaces of the core portions 51 and 61 were coated with a film thickness of about 40 nm by sputtering to form the protective film 23. On the protective film 23, an intermediate film 24 was formed by coating silicon dioxide with a film thickness of about 20 nm by CVD. A release film 25 having a thickness of about 5 nm was formed by applying a silane coupling agent (specifically, OPTOOL DSX (trade name)) on the intermediate film 24 and performing a treatment such as heating. By performing the treatment as described above, the surfaces of the core portions 51 and 61, that is, the optical surface forming surfaces 56a and 66a can be covered with a silane coupling agent having good releasability from the resin. The release film 25 is covalently bonded to the underlying SiO 2 intermediate film 24 and is firmly bonded to the underlying portions of the core portions 51 and 61. Furthermore, since the total film thickness of the protective film 23, the intermediate film 24, and the release film 25 coated on the base material transfer surface 22a is as thin as about 65 nm, the outermost surfaces of the core portions 51 and 61, that is, the optical surface forming surface The shapes 56a and 66a accurately reproduce the shape of the base material transfer surface 22a.

シランカップリング剤製の離型膜25や、その下のSiO製の中間膜24は、成形を繰り返すと劣化し、離型性が悪くなった。そこで、このように劣化したコア部51,61を以下のような処理によって再生した。具体的には、中間膜24等の除去に使用するエッチング液として、ガラスコートの除去液を用いた。このエッチング液にコア部51,61の適所を10分間浸漬する。浸漬後のコア部51,61の表面を組成分析した結果、酸化クロムのみが検出される。つまり、上記のようなエッチング処理は、酸化クロム膜で止まっており、酸化クロム製の保護膜23が保護膜としての役割を果たしていることが分かった。この剥き出しになった酸化クロム製の保護膜23の上に、新しく二酸化ケイ素膜、シランカップリング剤製の膜の順に被覆することで、中間膜24と離型膜25とを順次形成した。以上の再生処理により、コア部51,61は再び離型性を有するようになり、元のように精密な形状を有する樹脂成形品を製造できた。つまり、加工や研磨を行うことなく金型としてのコア部51,61を再生することができた。 The release film 25 made of a silane coupling agent and the intermediate film 24 made of SiO 2 therebelow deteriorated when the molding was repeated, and the release properties deteriorated. Therefore, the core portions 51 and 61 deteriorated in this way were reproduced by the following processing. Specifically, a glass coat removing liquid was used as an etching liquid used for removing the intermediate film 24 and the like. The appropriate portions of the core portions 51 and 61 are immersed in this etching solution for 10 minutes. As a result of the compositional analysis of the surfaces of the core portions 51 and 61 after immersion, only chromium oxide is detected. That is, it has been found that the etching process as described above is stopped by the chromium oxide film, and the protective film 23 made of chromium oxide plays a role as a protective film. On the exposed protective film 23 made of chromium oxide, an intermediate film 24 and a release film 25 were sequentially formed by coating a silicon dioxide film and a film made of a silane coupling agent in this order. Through the above regeneration process, the core portions 51 and 61 again have releasability, and a resin molded product having a precise shape as in the original can be manufactured. That is, the core portions 51 and 61 as the molds could be regenerated without processing or polishing.

〔実施例5〕
実施例1と同様に、本体部分21を準備し、無電解ニッケルめっき法によって転写面加工層22を成膜し、この表面に母材転写面22aを形成した。次に、コア部51,61の表面を洗浄後、スッパッタリングにより、コア部51,61の端面にクロムを約40nmの膜厚で被覆させて保護膜23を形成した。この保護膜23上に、CVDにより酸化チタンを約20nmの膜厚で被覆させて中間膜24を形成した。この中間膜24上にシランカップリング剤(具体的にはオプツールDSX(商標名))を塗布して加熱等の処理を施すことによって約5nmの膜厚を有する離型膜25を形成した。以上のように処理することで、コア部51,61の表面すなわち光学面形成面56a,66aにおいて、樹脂との離型性が良いシランカップリング剤による被覆が可能になる。この離型膜25は、その下地の酸化チタン製の中間膜24と共有結合し、コア部51,61の下地と強固に結合している。さらに、母材転写面22a上に被覆された保護膜23、中間膜24、及び離型膜25の合計膜厚は、約65nmと薄いので、コア部51,61の最表面すなわち光学面形成面56a,66aの形状は、母材転写面22aの形状を精度良く再現したものとなっている。
Example 5
Similarly to Example 1, a main body portion 21 was prepared, a transfer surface processed layer 22 was formed by an electroless nickel plating method, and a base material transfer surface 22a was formed on this surface. Next, after cleaning the surfaces of the core parts 51 and 61, the protective film 23 was formed by coating the end faces of the core parts 51 and 61 with a film thickness of about 40 nm by sputtering. On the protective film 23, an intermediate film 24 was formed by coating titanium oxide with a film thickness of about 20 nm by CVD. A release film 25 having a thickness of about 5 nm was formed by applying a silane coupling agent (specifically, OPTOOL DSX (trade name)) on the intermediate film 24 and performing a treatment such as heating. By performing the treatment as described above, the surfaces of the core portions 51 and 61, that is, the optical surface forming surfaces 56a and 66a can be covered with a silane coupling agent having good releasability from the resin. The release film 25 is covalently bonded to the underlying titanium oxide intermediate film 24 and is firmly bonded to the underlying portions of the core portions 51 and 61. Furthermore, since the total film thickness of the protective film 23, the intermediate film 24, and the release film 25 coated on the base material transfer surface 22a is as thin as about 65 nm, the outermost surfaces of the core portions 51 and 61, that is, the optical surface forming surface The shapes 56a and 66a accurately reproduce the shape of the base material transfer surface 22a.

シランカップリング剤製の離型膜25や、その下の酸化チタン製の中間膜24は、成形を繰り返すと劣化し、離型性が悪くなった。そこで、このように劣化したコア部51,61を以下のような処理によって再生した。具体的には、中間膜24等の除去に使用するエッチング液として、ガラスコートの除去液を用いた。このエッチング液にコア部51,61の適所を10分間浸漬する。浸漬後のコア部51,61の表面を組成分析した結果、酸化クロムのみが検出される。つまり、上記のようなエッチング処理は、酸化クロム膜で止まっており、クロム製の保護膜23が保護膜としての役割を果たしていることが分かった。この剥き出しになったクロム製の保護膜23の上に、新しく酸化チタン膜、シランカップリング剤製の膜の順に被覆することで、中間膜24と離型膜25とを順次形成した。以上の再生処理により、コア部51,61は再び離型性を有するようになり、元のように精密な形状を有する樹脂成形品を製造できた。つまり、加工や研磨を行うことなく金型としてのコア部51,61を再生することができた。   The release film 25 made of a silane coupling agent and the intermediate film 24 made of titanium oxide therebelow deteriorated when molding was repeated, and the release properties deteriorated. Therefore, the core portions 51 and 61 deteriorated in this way were reproduced by the following processing. Specifically, a glass coat removing liquid was used as an etching liquid used for removing the intermediate film 24 and the like. The appropriate portions of the core portions 51 and 61 are immersed in this etching solution for 10 minutes. As a result of the compositional analysis of the surfaces of the core portions 51 and 61 after immersion, only chromium oxide is detected. That is, it has been found that the etching process as described above is stopped by the chromium oxide film, and the protective film 23 made of chromium plays a role as a protective film. On the exposed chromium protective film 23, a titanium oxide film and a silane coupling agent film were newly coated in this order to form an intermediate film 24 and a release film 25 sequentially. Through the above regeneration process, the core portions 51 and 61 again have releasability, and a resin molded product having a precise shape as in the original can be manufactured. That is, the core portions 51 and 61 as the molds could be regenerated without processing or polishing.

以上のように、本実施形態に係る成形金型やその再生方法によれば、離型膜25と共有結合する中間膜24と、金型母材を構成する転写面加工層22や本体部分21との間に、エッチング液に対する耐性を有し10nm以上100nm以下の膜厚を有する保護膜23を設けるので、離型膜25を中間膜24とともにエッチング液によって除去する際に、転写面加工層22等をエッチング液から保護することができる。これにより、離型膜25の付着性を下地の中間膜24によって高めたタイプの成形金型40においても、中間膜24と離型膜25とを一旦除去して再度形成する成形金型40の再生が可能になる。ここで、保護膜23が10nm以上100nm以下と、比較的薄いので、転写面加工層22等における母材転写面22aの形状が保たれ転写精度を高めることができる。   As described above, according to the molding die and the reproducing method thereof according to the present embodiment, the intermediate film 24 that is covalently bonded to the release film 25, the transfer surface processing layer 22 and the main body portion 21 constituting the die base material. Since the protective film 23 having resistance to the etching solution and having a film thickness of 10 nm or more and 100 nm or less is provided between the transfer film processing layer 22 and the intermediate film 24 together with the intermediate film 24, the transfer surface processed layer 22 is removed. Etc. can be protected from the etching solution. As a result, even in the molding die 40 of the type in which the adhesion of the release film 25 is enhanced by the underlying intermediate film 24, the intermediate mold 24 and the release film 25 are removed once and the molding die 40 is formed again. Playback is possible. Here, since the protective film 23 is relatively thin such as 10 nm or more and 100 nm or less, the shape of the base material transfer surface 22a in the transfer surface processed layer 22 or the like is maintained, and transfer accuracy can be improved.

〔第2実施形態〕
図5(A)に示す第2実施形態の成形金型441は、マスター成形型であり、図5(B)に示す樹脂製品としてのウエハレンズWLを成形又は製造するために用いられる。なお、ウエハレンズWLの製造にあたっては、成形用の型として、図5(A)の成形金型441のほかに、図5(C)に示すサブマスター成形型442も使用される。なお、サブマスター成形型442は、光学面形成面457aと、その他の面457bとを有する成型用の本体成形部446の裏面側に裏打ち材447を貼り付けて強度を増している。
[Second Embodiment]
A molding die 441 according to the second embodiment shown in FIG. 5A is a master molding die, and is used for molding or manufacturing a wafer lens WL as a resin product shown in FIG. In manufacturing the wafer lens WL, a sub-master mold 442 shown in FIG. 5C is used as a mold for molding in addition to the mold 441 shown in FIG. 5A. Note that the sub-master mold 442 has a strength increased by attaching a backing material 447 to the back side of the molding body molding part 446 having an optical surface forming surface 457a and other surfaces 457b.

成形金型441の表面部441aには、光学面形成面456aと非光学面形成面456bとが形成されている。成形金型441の表面部441aの構造は、図2に示すものと同様となっており、本体部分21上に、転写面加工層22と、保護膜23と、中間膜24と、離型膜25とを順次積層した構造を有する。   An optical surface forming surface 456a and a non-optical surface forming surface 456b are formed on the surface portion 441a of the molding die 441. The structure of the surface portion 441a of the molding die 441 is the same as that shown in FIG. 2, and the transfer surface processed layer 22, the protective film 23, the intermediate film 24, and the release film are formed on the main body portion 21. 25 are sequentially stacked.

以下、図5(A)の成形金型441等を用いたウエハレンズWLの製造方法一例について説明する。まず、成形金型441を準備する(図6(A)参照)。成形金型441の製造方法は、図2に示すコア部51の製造方法と同様である。すなわち、成形金型441の母材をニッケルリンめっき層で被覆して転写面加工層22を形成し、クロム(Cr)、酸化クロム(Cr)等を気相法で成膜して保護膜23とする。その上に、二酸化珪素(SiO)、酸化チタン(TiO)を気相法で成膜して保護膜23よりも薄い中間膜24とする。この保護膜23は、シランカップリング剤等の材料で形成された離型膜25で被覆される。 Hereinafter, an example of a method for manufacturing the wafer lens WL using the molding die 441 of FIG. First, a molding die 441 is prepared (see FIG. 6A). The manufacturing method of the molding die 441 is the same as the manufacturing method of the core part 51 shown in FIG. That is, the base material of the molding die 441 is covered with a nickel phosphorus plating layer to form the transfer surface processed layer 22, and chromium (Cr), chromium oxide (Cr 2 O 3 ) or the like is formed by a vapor phase method. The protective film 23 is used. On top of that, silicon dioxide (SiO 2 ) and titanium oxide (TiO 2 ) are formed by a vapor phase method to form an intermediate film 24 thinner than the protective film 23. This protective film 23 is covered with a release film 25 formed of a material such as a silane coupling agent.

次に、成形金型441からサブマスター成形型442を作製する(図6(B)参照)。サブマスター成形型442は、樹脂製であり、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれを用いてもよい。ここで、成形金型441の光学面形成面456aと非光学面形成面456bとは、離型膜25で覆われており、サブマスター成形型442の離型を容易にすることができる。   Next, a sub master mold 442 is manufactured from the mold 441 (see FIG. 6B). The sub master mold 442 is made of a resin, and any of a photocurable resin, a thermosetting resin, and a thermoplastic resin may be used. Here, the optical surface forming surface 456a and the non-optical surface forming surface 456b of the molding die 441 are covered with the release film 25, so that the sub master molding die 442 can be easily released.

次に、ガラス基板GPを準備し、ガラス板GPと、サブマスター成形型442の表面部442aとの間に樹脂を充填して硬化させる(図6(C)参照)。より詳細には、サブマスター成形型442の凹部を形成する光学面形成面457aに樹脂REを充填し、その上方からガラス基板GPを押圧し、充填された樹脂REを硬化させる。なお、サブマスター成形型442に樹脂REを充填するのに代えて、ガラス基板GPに樹脂REを塗布し、樹脂REが塗布されたガラス基板GPをサブマスター成形型442に押圧することもできる。樹脂REの塗布には、スプレーコート,スピンコート等の手法を用いることができる。樹脂REの硬化には、例えばガラス板GPやサブマスター成形型442のいずれか又は双方の背後に配置した光源によって樹脂REに対する光照射を行う。樹脂REの硬化により、ガラス基板GP上には、レンズ部LPが形成される。   Next, a glass substrate GP is prepared, and a resin is filled between the glass plate GP and the surface portion 442a of the sub master mold 442 and cured (see FIG. 6C). More specifically, the optical surface forming surface 457a that forms the concave portion of the sub master mold 442 is filled with the resin RE, the glass substrate GP is pressed from above, and the filled resin RE is cured. Instead of filling the sub master mold 442 with the resin RE, it is also possible to apply the resin RE to the glass substrate GP and press the glass substrate GP coated with the resin RE against the sub master mold 442. For the application of the resin RE, techniques such as spray coating and spin coating can be used. For curing the resin RE, for example, light irradiation to the resin RE is performed by a light source disposed behind one or both of the glass plate GP and the sub master mold 442. The lens portion LP is formed on the glass substrate GP by curing the resin RE.

その後、ガラス板GPと、サブマスター成形型442の光学面形成面457a等との間に充填された樹脂REが硬化した段階で、レンズ部LPを設けたガラス板GPをサブマスター成形型442から離型する(図6(D)参照)。これにより、ガラス基板GP上に硬化した樹脂REすなわちレンズ部LPを設けたウエハレンズWLが得られる。   Thereafter, when the resin RE filled between the glass plate GP and the optical surface forming surface 457a of the sub master mold 442 is cured, the glass plate GP provided with the lens portion LP is removed from the sub master mold 442. Release (see FIG. 6D). Thereby, the wafer lens WL provided with the cured resin RE, that is, the lens portion LP on the glass substrate GP is obtained.

以上のようなウエハレンズWLの作製において、成形金型441の使用を多数回繰り返すと、成形金型441の表面の離型膜25が部分的に除去される。よって、定期的に成形金型441の表面に対して、シランカップリング剤の再付着処理を行う。これにより、中間膜24を十分に被覆する保護膜23を再生することができる。   In the production of the wafer lens WL as described above, when the use of the molding die 441 is repeated many times, the release film 25 on the surface of the molding die 441 is partially removed. Therefore, the silane coupling agent is reattached to the surface of the molding die 441 periodically. Thereby, the protective film 23 that sufficiently covers the intermediate film 24 can be regenerated.

また、成形金型441を用いたウエハレンズWLの作製をさらに多数回繰り返すと、成形金型441の端面の中間膜24が離型膜25とともに部分的に除去される。この場合、シランカップリング剤の再付着処理では、成形金型40を再生することができないので、中間膜24と離型膜25とを再形成することで、コア部51,61を略初期状態に再生することができる。具体的な工程は、第1実施形態で説明した成形金型40のコア部51,61の再生と同様である(図4(A)〜4(D)参照)。   Further, when the production of the wafer lens WL using the molding die 441 is repeated many more times, the intermediate film 24 on the end face of the molding die 441 is partially removed together with the release film 25. In this case, since the molding die 40 cannot be regenerated by the reattachment process of the silane coupling agent, the core portions 51 and 61 are brought into a substantially initial state by re-forming the intermediate film 24 and the release film 25. Can be played. The specific process is the same as the regeneration of the core portions 51 and 61 of the molding die 40 described in the first embodiment (see FIGS. 4A to 4D).

以上の第2実施形態において、ガラス板GPの一面にのみレンズ部LPを設けることによってウエハレンズWLを完成しているが、成形金型441と同様の成形金型を用いてガラス板GPの両面にレンズ部LPを設けることもできる。また、レンズ部LPの個数や配列も用途等に応じて適宜変更することができる。   In the above second embodiment, the wafer lens WL is completed by providing the lens portion LP only on one surface of the glass plate GP. However, both surfaces of the glass plate GP are formed using a molding die similar to the molding die 441. A lens portion LP can also be provided. Further, the number and arrangement of the lens portions LP can be changed as appropriate according to the application.

以上の第2実施形態によっても、離型膜25を中間膜24とともにエッチング液によって除去する際に、転写面加工層22等をエッチング液から保護することができる。これにより、離型膜25の付着性を下地の中間膜24によって高めたタイプの成形金型441においても、中間膜24と離型膜25とを一旦除去して再度形成する成形金型441の再生が可能になる。   Also according to the second embodiment described above, when the release film 25 is removed together with the intermediate film 24 by the etching solution, the transfer surface processed layer 22 and the like can be protected from the etching solution. As a result, even in the molding die 441 of the type in which the adhesion of the release film 25 is enhanced by the underlying intermediate film 24, the intermediate mold 24 and the release film 25 are removed once and the molding die 441 is formed again. Playback is possible.

なお、第2実施形態の成形金型441についても、詳細な説明は省略するが、上記第1実施形態の実施例1〜5と同様の結果を得た。   In addition, although detailed description is abbreviate | omitted also about the shaping die 441 of 2nd Embodiment, the result similar to Examples 1-5 of the said 1st Embodiment was obtained.

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記第1実施形態では、コア部51,61の先端部51a,61aにおいて、転写面加工層22と、保護膜23と、中間膜24と、離型膜25とを設けているが、固定金型41や可動金型42がコア部51,61を有しない一体型の金型である場合、固定金型41や可動金型42の端部において、図2等に示す転写面加工層22、保護膜23、中間膜24、離型膜25等を設けることができる。   Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the first embodiment, the transfer surface processing layer 22, the protective film 23, the intermediate film 24, and the release film 25 are provided at the tip portions 51a and 61a of the core parts 51 and 61. When the fixed mold 41 and the movable mold 42 are integrated molds that do not have the core portions 51 and 61, the transfer surface processing layer shown in FIG. 2 or the like at the end of the fixed mold 41 or the movable mold 42. 22, a protective film 23, an intermediate film 24, a release film 25, and the like can be provided.

また、コア部51,61や成形金型441において、本体部分21と転写面加工層22との間に、追加的な膜や層を形成することもできる。   Further, in the core portions 51 and 61 and the molding die 441, an additional film or layer can be formed between the main body portion 21 and the transfer surface processed layer 22.

また、固定金型41及び可動金型42で構成される射出成形金型に設けるキャビティCVの形状は、図示のものに限らず、様々な形状とすることができる。すなわち、コア部51,61等によって形成されるキャビティCVの形状は、単なる例示であり、レンズOLの用途等に応じて適宜変更することができる。また、成形金型441の表面部441aに形成する光学面形成面456aの形状も、図示のものに限らず、様々な形状とすることができる。   In addition, the shape of the cavity CV provided in the injection mold composed of the fixed mold 41 and the movable mold 42 is not limited to the illustrated one, and various shapes can be used. That is, the shape of the cavity CV formed by the core portions 51, 61 and the like is merely an example, and can be appropriately changed according to the use of the lens OL. Further, the shape of the optical surface forming surface 456a formed on the surface portion 441a of the molding die 441 is not limited to the shape shown in the figure, and various shapes can be used.

21…本体部分、 2…転写面加工層、 2a…母材転写面、 3…保護膜、 4…中間膜、 25…離型膜、 40…成形金型、 41…固定金型、 42…可動金型、 51…コア部、 51a…先端部、 51a,61a…先端部、 53…型板、 54…取付板、 56a…光学面形成面、 56b…フランジ形成面、 57a…貫通孔、 61…コア部、 61a…先端部、 63…型板、 64…取付板、 66a…光学面形成面、 66b…フランジ形成面、 AX…軸、 CV…キャビティ、 FS…微細形状、 OL…レンズ、 OLa…中心部、 PL…パーティングライン、 Sa,Sb…光学面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Main-body part, 2 ... Transfer surface processed layer, 2a ... Base material transfer surface, 3 ... Protective film, 4 ... Intermediate film, 25 ... Release film, 40 ... Molding die, 41 ... Fixed die, 42 ... Movable 51 ... Core part, 51a ... Tip part, 51a, 61a ... Tip part, 53 ... Mold plate, 54 ... Mounting plate, 56a ... Optical surface forming surface, 56b ... Flange forming surface, 57a ... Through hole, 61 ... Core part, 61a ... tip part, 63 ... template, 64 ... mounting plate, 66a ... optical surface forming surface, 66b ... flange forming surface, AX ... shaft, CV ... cavity, FS ... fine shape, OL ... lens, OLa ... Center part, PL ... Parting line, Sa, Sb ... Optical surface

Claims (11)

樹脂成形用の転写面の土台となる金型母材と、
前記金型母材の母材転写面上に当該母材転写面を被覆するように形成され、エッチング液に対する耐性を有し、10nm以上100nm以下の膜厚を有する保護膜と、
前記保護膜上に形成される中間膜と、
中間膜上に形成され、前記中間膜と共有結合する離型膜とを有する成形金型。
A mold base material that is the basis of a transfer surface for resin molding;
A protective film formed on the base material transfer surface of the mold base material so as to cover the base material transfer surface, having resistance to an etching solution, and having a film thickness of 10 nm or more and 100 nm or less;
An intermediate film formed on the protective film;
A molding die having a release film formed on an intermediate film and covalently bonded to the intermediate film.
前記母材転写面は、微細形状を有する光学面に対応する微細形状を有することを特徴とする請求項1に記載の成形金型。   The molding die according to claim 1, wherein the base material transfer surface has a fine shape corresponding to an optical surface having a fine shape. 前記母材転写面に形成される微細形状は、ナノメータオーダーのサイズを有することを特徴とする請求項2に記載の成形金型。   3. The molding die according to claim 2, wherein the fine shape formed on the base material transfer surface has a size on the order of nanometers. 前記金型母材の表面は、無電解ニッケルメッキによって形成されたメッキ層で形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の成形金型。   The surface of the said mold base material is formed with the plating layer formed by electroless nickel plating, The molding die as described in any one of Claim 1- Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記離型膜は、フルオロアルキル基を有するシランカップリング剤で形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の成形金型。   The mold according to any one of claims 1 to 4, wherein the release film is formed of a silane coupling agent having a fluoroalkyl group. 前記中間膜は、二酸化珪素、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化マンガン、及び酸化亜鉛のうち少なくとも1つで形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の成形金型。   6. The intermediate film according to claim 1, wherein the intermediate film is made of at least one of silicon dioxide, titanium oxide, vanadium oxide, manganese oxide, and zinc oxide. Molding mold. 前記中間膜は、気相法によって成膜されることを特徴とする請求項6に記載の成形金型。   The molding die according to claim 6, wherein the intermediate film is formed by a vapor phase method. 前記中間膜は、液相法によって成膜されることを特徴とする請求項6に記載の成形金型。   The molding die according to claim 6, wherein the intermediate film is formed by a liquid phase method. 前記保護膜は、アルミナ、炭化珪素、クロム、及び酸化クロムのうち少なくとも1つで形成されることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の成形金型。   The molding die according to any one of claims 1 to 8, wherein the protective film is formed of at least one of alumina, silicon carbide, chromium, and chromium oxide. 樹脂成形用の転写面の土台となる金型母材と、前記金型母材の母材転写面上に当該母材転写面を被覆するように形成される保護膜と、前記保護膜上に形成される中間膜と、中間膜上に形成され前記中間膜と共有結合する離型膜とを有する成形金型の再生方法であって、
エッチング液に浸漬し、中間膜と離型膜を除去することによって、エッチング液に対する耐性を有する前記保護膜を露出させる工程と、
前記保護膜の上に、新しい中間膜を成膜する工程と、
前記新しい中間膜上に、新しい離型膜を成膜する工程とを備えることを特徴とする成形金型の再生方法。
A mold base material serving as a base of a transfer surface for resin molding, a protective film formed on the base material transfer surface of the mold base material so as to cover the base material transfer surface, and on the protective film A method for regenerating a molding die comprising: an intermediate film to be formed; and a release film formed on the intermediate film and covalently bonded to the intermediate film,
Exposing the protective film having resistance to the etching solution by immersing in the etching solution and removing the intermediate film and the release film; and
Forming a new intermediate film on the protective film;
And a step of forming a new release film on the new intermediate film.
樹脂成形用の成形金型を用いた樹脂製品の製造方法であって、
前記成形金型は、樹脂成形用の転写面の土台となる金型母材と、離型膜と共有結合する中間膜との間に、エッチング液に対する耐性を有し、10nm以上100nm以下の膜厚を有する保護膜を有し、
前記樹脂製品は、前記保護膜の表面形状に略一致する被転写面を有することを特徴とする樹脂製品の製造方法。
A method for producing a resin product using a molding die for resin molding,
The molding die has a resistance to an etching solution between a mold base material serving as a base of a transfer surface for resin molding and an intermediate film covalently bonded to a release film, and is a film having a thickness of 10 nm to 100 nm. Having a protective film having a thickness;
The method for producing a resin product, wherein the resin product has a transferred surface that substantially matches a surface shape of the protective film.
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