JP2012030414A - Method and apparatus for manufacturing mold - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing mold Download PDF

Info

Publication number
JP2012030414A
JP2012030414A JP2010170158A JP2010170158A JP2012030414A JP 2012030414 A JP2012030414 A JP 2012030414A JP 2010170158 A JP2010170158 A JP 2010170158A JP 2010170158 A JP2010170158 A JP 2010170158A JP 2012030414 A JP2012030414 A JP 2012030414A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
mold base
manufacturing
processing range
cutting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010170158A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Imai
利幸 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Priority to JP2010170158A priority Critical patent/JP2012030414A/en
Publication of JP2012030414A publication Critical patent/JP2012030414A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a mold that can process a mold matrix by a general-purpose processing apparatus, even if a processing range is narrower than the area to be processed of the mold matrix.SOLUTION: The method for manufacturing the mold includes: a process which forms two or more alignment marks 144 on a surface to be processed of a mold matrix 200; and a process in which the area to be processed of the mold matrix 200 is partitioned into two or more regions 202, 204, 206, 208 of the size of at most a processing range 210 of a cutting device, the mold parent 200 is relatively moved to the processing range 210 of the cutting device by the partitioned area units, and the mold matrix 200 of each region is processed, wherein at least two of the two or more alignment marks 144 are contained in the processing range 210 of the cutting device before and after the relative movement.

Description

本発明は金型の製造方法及び金型の製造装置に関する。   The present invention relates to a mold manufacturing method and a mold manufacturing apparatus.

従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス基板に対し硬化性樹脂からなるレンズ部を設けることで、耐熱性の高い光学レンズを得る技術が検討されている(例えば、特許文献1参照)。
この技術を適用した光学レンズの製造方法の一例として、ガラス基板の表面に硬化性樹脂からなる光学部材によって構成されるレンズ部を複数設けたいわゆる「ウエハレンズ」を形成し、その後にレンズ部ごとにガラス基板をカットする方法が用いられている。
ガラス基板上に樹脂製のレンズ部を成形する場合や、ウエハレンズを成形するための樹脂製の転写型を製造するために、しばしば金属製成形型(金型)が使用される。ウエハレンズの製造に用いられる金型には、成形によって得られるレンズ部が、設計者の意図した光学性能を満たすように、凹部や凸部の形状が正確に形成されていることに加えて、レンズ部の成形以降の工程(例えば、別の光学部材との積層など)が精度よく行えるように、凹部や凸部が規則正しく配列されていることが求められる。
Conventionally, in the field of manufacturing optical lenses, a technique for obtaining an optical lens having high heat resistance by providing a lens portion made of a curable resin on a glass substrate has been studied (for example, see Patent Document 1).
As an example of an optical lens manufacturing method to which this technology is applied, a so-called “wafer lens” is formed on a surface of a glass substrate, which is provided with a plurality of lens parts made of an optical member made of a curable resin, and then each lens part A method of cutting a glass substrate is used.
A metal mold (mold) is often used to mold a resin lens part on a glass substrate or to manufacture a resin transfer mold for molding a wafer lens. In addition to the shape of the concave and convex portions being accurately formed in the mold used for manufacturing the wafer lens, so that the lens portion obtained by molding satisfies the optical performance intended by the designer, It is required that the concave portions and the convex portions are regularly arranged so that the steps after molding the lens portion (for example, lamination with another optical member) can be performed with high accuracy.

特許第3926380号公報Japanese Patent No. 3926380

この場合に、金型にはレンズ形状に対応した凹部または凸部が汎用の切削装置により形成されるが、ウエハレンズに対応した金型は現状では8インチ(φ200mm)と大きく、このような金型を得るための大径の金型母体に加工を行おうとすると、汎用の切削装置では加工範囲が金型母体の加工対象面積より狭く、大径金型母体の加工に対応することができない。もちろん、ウエハサイズに対応した大型の切削装置を導入して大径金型母体の加工に対応することは考えられるが、このような大型の切削装置は非常に高価であり、また、設置スペースを大きく確保する必要がある。
従って、本発明の主な目的は、加工範囲が金型母体の加工対象面積より狭くても、汎用の加工装置で金型母体の加工を行うことができる金型の製造方法を提供することにある。
In this case, a concave or convex portion corresponding to the lens shape is formed in the mold by a general-purpose cutting device, but the mold corresponding to the wafer lens is currently as large as 8 inches (φ200 mm). When processing is performed on a large-diameter mold base for obtaining a mold, a general-purpose cutting apparatus has a processing range narrower than the processing target area of the mold base, and cannot handle the processing of a large-diameter mold base. Of course, it is conceivable to introduce a large cutting device corresponding to the wafer size to cope with the processing of the large-diameter mold base, but such a large cutting device is very expensive and requires a small installation space. It is necessary to secure a large amount.
Accordingly, a main object of the present invention is to provide a mold manufacturing method capable of processing a mold base with a general-purpose processing apparatus even if the processing range is narrower than the processing target area of the mold base. is there.

上記課題を解決するため本発明によれば、
金型母体の被加工面の大きさよりも小さい加工範囲を有する切削装置を用いて前記金型母体を加工するようにした金型の製造方法であって、
前記金型母体の被加工面に複数のアライメントマークを形成する工程と、
前記金型母体の被加工領域を前記切削装置の加工範囲以下の大きさの複数の領域に分割し、この分割された領域単位で前記金型母体を前記切削装置の加工範囲に対して相対的に移動させ、各領域の前記金型母体を加工する工程と、を備え、
前記複数のアライメントマークのうち少なくとも2つが前記相対移動前後で前記切削装置の加工範囲に含まれていることを特徴とする金型の製造方法が提供される。
In order to solve the above problems, according to the present invention,
A method for manufacturing a mold, wherein the mold base is processed using a cutting device having a processing range smaller than the size of the work surface of the mold base,
Forming a plurality of alignment marks on the work surface of the mold base;
The work area of the mold base is divided into a plurality of areas having a size less than or equal to the processing range of the cutting apparatus, and the mold base is relative to the processing range of the cutting apparatus in units of the divided areas. And processing the mold base in each region, and
At least two of the plurality of alignment marks are included in a processing range of the cutting apparatus before and after the relative movement, and a method for manufacturing a mold is provided.

本発明によれば、金型母体の被加工面に複数のアライメントマークを形成し、金型母体の加工対象領域を複数の領域に分割して、この分割された領域単位で金型母体を切削装置の加工範囲に対して相対移動させ、各領域の金型母体を加工する。そして、金型母体と切削装置の加工範囲の相対移動の前後で、複数のアライメントマークのうち少なくとも2つが前記相対移動前後で切削装置の加工範囲に含まれているので、容易に精度よく加工を行うことができる。従って、切削装置の加工範囲が金型母体の加工対象面積より狭くても、汎用の切削装置で精度よく大径サイズの金型を製造することができる。   According to the present invention, a plurality of alignment marks are formed on a work surface of a mold base, a region to be processed of the mold base is divided into a plurality of areas, and the mold base is cut in units of the divided areas. It is moved relative to the processing range of the apparatus to process the mold base in each region. Since at least two of the plurality of alignment marks are included in the machining range of the cutting device before and after the relative movement between the mold base and the machining range of the cutting device, machining can be performed easily and accurately. It can be carried out. Therefore, even if the processing range of the cutting device is narrower than the processing target area of the die base, a large-diameter die can be manufactured with high accuracy by a general-purpose cutting device.

凹状金型の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of a concave mold. 図1のI−I線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II line | wire of FIG. 切削装置の概略構成を示す(a)斜視図(b)部分拡大図である。It is the (a) perspective view (b) partial enlarged view which shows schematic structure of a cutting device. 図3Aの切削装置の変形例を示す(a)斜視図(b)部分拡大図である。It is the (a) perspective view (b) partial enlarged view which shows the modification of the cutting device of FIG. 3A. ボールエンドミルの概略構成を示す(a)平面図(b)側面図である。It is (a) top view (b) side view which shows schematic structure of a ball end mill. 図4の切削刃の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the cutting blade of FIG. 図4の切削刃の変形例を示す(a)平面図(b)側面図である。It is (a) top view (b) side view which shows the modification of the cutting blade of FIG. 金型の製造方法を経時的に示す概略図である。It is the schematic which shows the manufacturing method of a metal mold | die over time. 仕上げ加工の様子を概略的に説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the mode of a finishing process roughly. アライメントマークの態様などを概略的に説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating schematically the aspect of an alignment mark. アライメントマークの顕微鏡写真であって(a)バリ除去前(b)バリ除去後を示す図面である。It is a microscope picture of an alignment mark, and is a drawing showing (a) before burr removal and (b) after burr removal. 大径金型の一例を示す外観図である。It is an external view which shows an example of a large diameter metal mold | die. 大径金型の製造方法を概略的に説明するための図面である。It is drawing for demonstrating schematically the manufacturing method of a large diameter metal mold | die.

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
まず初めに、理解を容易にするために単純な形状の金型を例にして基本的な加工手順を説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, in order to facilitate understanding, a basic processing procedure will be described using a simple mold as an example.

[金型]
図1に示すとおり、金型100は略直方体状を呈しており、表面に複数の凹部102(キャビティ)がアレイ状に形成されている。金型100はアレイレンズ用金型の一例であり、特にウエハレンズの樹脂製レンズ部を成形するのに好適に使用される。ウエハレンズを成形するための樹脂製転写型を製造する場合にも使用され得る。
[Mold]
As shown in FIG. 1, the mold 100 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a plurality of concave portions 102 (cavities) are formed in an array on the surface. The mold 100 is an example of an array lens mold, and is particularly preferably used for molding a resin lens portion of a wafer lens. It can also be used when manufacturing a resin transfer mold for molding a wafer lens.

凹部102が形成された1ブロックを詳しく断面視すると、図2に示すとおり、凹部102の周辺には平面部104、斜面部106、平面部108、斜面部110、平面部112が形成されており、凹部102を中心として同心円状にこれらの部位が順に形成されている。凹部102の中心部には光軸(金型100又は金型100によって製造される樹脂製転写型を用いて成形される光学素子の光軸)が直交するようになっている。
なお、図2に示す断面形状はあくまでも一例であって、目的とする用途や光学性能に合った任意の形状とすればよい。例えば、図1や図2ではレンズ部に相当する部分を複数の球面状の凹部102としているが、最終的に得ようとするレンズの形状に合わせて凸部にしたり、非球面形状にしてもよい。
金型100の形状は略直方体に限らず、略円柱状や分割円状、円盤状を呈してもよい。
When the cross section of one block in which the concave portion 102 is formed is viewed in detail, as shown in FIG. 2, the flat portion 104, the inclined portion 106, the flat portion 108, the inclined portion 110, and the flat portion 112 are formed around the concave portion 102. These parts are formed concentrically around the recess 102 in order. An optical axis (optical axis of an optical element molded using a mold 100 or a resin transfer mold manufactured by the mold 100) is orthogonal to the center of the recess 102.
Note that the cross-sectional shape shown in FIG. 2 is merely an example, and an arbitrary shape that matches the intended application and optical performance may be used. For example, in FIGS. 1 and 2, the portion corresponding to the lens portion is formed as a plurality of spherical concave portions 102. However, a convex portion or an aspherical shape is formed according to the shape of the lens to be finally obtained. Good.
The shape of the mold 100 is not limited to a substantially rectangular parallelepiped, but may be a substantially cylindrical shape, a divided circle shape, or a disk shape.

[切削装置]
図3A(a)に示すとおり、切削装置120Aは定盤122を有している。定盤122上には、直交軸および旋回軸を有するステージ124が設けられている。ステージ124は、駆動機構を内蔵した2段のスライド板上に保持され、X軸方向,Z軸方向に沿って移動可能であるとともに、Y軸に平行な軸(B軸)を中心とする円の周方向(B方向)に回動可能となっている。ステージ124上にはスピンドル126が設置されている。定盤122には切削対象物(ワーク材)140を固定するための固定具128が設けられている。定盤122上では、スピンドル126と固定具128とが対向配置されている。固定具128は、駆動機構を内蔵したスライド部材に保持され、Y軸方向に移動可能となっており、スピンドル126と切削対象物140とが相対的に移動できるようになっている。また、固定具128は、Y軸方向に移動するスライド部材に対して固定及び固定解除できるように構成されており、固定解除した場合には、Z軸方向に平行な回転軸を中心にしてD方向に回動可能とされている。
[Cutting equipment]
As shown in FIG. 3A (a), the cutting device 120A has a surface plate 122. On the surface plate 122, a stage 124 having an orthogonal axis and a turning axis is provided. The stage 124 is held on a two-stage slide plate with a built-in drive mechanism, is movable along the X-axis direction and the Z-axis direction, and is a circle centering on an axis parallel to the Y-axis (B-axis). Can be rotated in the circumferential direction (direction B). A spindle 126 is installed on the stage 124. The surface plate 122 is provided with a fixture 128 for fixing the object to be cut (work material) 140. On the surface plate 122, the spindle 126 and the fixture 128 are disposed to face each other. The fixture 128 is held by a slide member having a built-in drive mechanism and is movable in the Y-axis direction, so that the spindle 126 and the cutting object 140 can move relative to each other. The fixing tool 128 is configured to be fixed and unfixed with respect to the slide member moving in the Y-axis direction. When the fixing is released, the fixing tool 128 is centered on a rotation axis parallel to the Z-axis direction. It can be rotated in the direction.

切削装置120Aは、固定部128に固定される切削対象物140の被加工面を観察するための観察機構を有している。観察機構の観察対象領域は、切削装置120Aの加工範囲と関連づけられている。観察機構で切削対象物140の位置を確認して固定部128の初期位置を決定した後は、制御プロプログラムに従って各部が動作し、初期位置を基準にして正確に切削対象物140を加工してゆく。観察機構の観察視野内には、加工領域内における水平方向及び垂直方向に一致するように、目盛あるいは参照ラインが設けられている。切削対象物140に後述するアライメントマークが形成された後は、このアライメントマークが観察機構の観察視野内に含まれるように切削装置の固定部128の位置を調整し、アライメントマークと観察視野内の目盛又は参照ラインとをほぼ一致させる。そして、固定部128の位置を固定した後、観察視野内の目盛又は参照ラインとアライメントマークとのずれを計測する。こうして計測されたずれを、切削加工を行う際の制御にフィードバックする。   The cutting device 120 </ b> A has an observation mechanism for observing the work surface of the cutting target 140 fixed to the fixing unit 128. The observation target region of the observation mechanism is associated with the processing range of the cutting device 120A. After confirming the position of the cutting object 140 with the observation mechanism and determining the initial position of the fixed part 128, each part operates according to the control program, and the cutting object 140 is processed accurately based on the initial position. go. A scale or a reference line is provided in the observation field of the observation mechanism so as to coincide with the horizontal direction and the vertical direction in the processing region. After an alignment mark (to be described later) is formed on the cutting object 140, the position of the fixing unit 128 of the cutting device is adjusted so that the alignment mark is included in the observation field of the observation mechanism. Make the scale or reference line almost coincide. And after fixing the position of the fixing | fixed part 128, the shift | offset | difference with the scale or reference line in an observation visual field, and an alignment mark is measured. The deviation measured in this way is fed back to the control at the time of cutting.

スピンドル126はスピンドルモータを内蔵している。図3A(b)に示すとおり、スピンドルモータの主軸130にはボールエンドミル132が設置されている。ボールエンドミル132は切削工具の一例である。
ボールエンドミル132が設置されたスピンドル126は、光学面を高精度に加工するため、エアベアリングを有するスピンドルであることが望ましい。スピンドル126を回転させる動力には、スピンドルモータを内蔵するスピンドルモータ方式と、高圧エアを供給するエアタービン方式とがある。当該動力としては、高剛性化のため、スピンドルモータ方式を採用するのが望ましい。
The spindle 126 has a built-in spindle motor. As shown in FIG. 3A (b), a ball end mill 132 is installed on the spindle 130 of the spindle motor. The ball end mill 132 is an example of a cutting tool.
The spindle 126 provided with the ball end mill 132 is preferably a spindle having an air bearing in order to process the optical surface with high accuracy. The power for rotating the spindle 126 includes a spindle motor system that incorporates a spindle motor and an air turbine system that supplies high-pressure air. As the power, it is desirable to adopt a spindle motor system for high rigidity.

なお、図3Aの切削装置120Aに代えて、図3Bの切削装置120Bが用いられてもよい。
図3B(a)に示すとおり、切削装置120Bは、スピンドル126(ボールエンドミル132)がY軸に垂直な軸(A軸)を中心とする円の周方向(A方向),Y軸及びA軸に垂直な軸(C軸)を中心とする円の周方向(C方向)にも回動可能である。A軸,B軸,C軸の各回転軸は互いに直交している。切削装置120Bのこれ以外の構成は、切削装置120Aと同様である(図3B(b)参照)。
切削装置120Bによれば、ボールエンドミル132の先端刃先(後述の切削刃134など)の任意点における刃先輪郭線との法線と、加工面の法線とが常に平行になるように、ボールエンドミル132の姿勢を制御することができる。その結果、工具刃先の1点で加工することができ、加工形状に対する工具刃先輪郭誤差の影響を小さくすることができる。
Note that the cutting device 120B of FIG. 3B may be used instead of the cutting device 120A of FIG. 3A.
As shown in FIG. 3B (a), the cutting device 120B includes a spindle 126 (ball end mill 132) in a circumferential direction (A direction), Y axis and A axis of a circle centering on an axis (A axis) perpendicular to the Y axis. Can also be rotated in the circumferential direction (C direction) of a circle centered on an axis perpendicular to the axis (C axis). The rotation axes A, B, and C are orthogonal to each other. Other configurations of the cutting device 120B are the same as those of the cutting device 120A (see FIG. 3B (b)).
According to the cutting device 120B, the ball end mill is configured so that the normal to the edge contour at an arbitrary point of the tip edge of the ball end mill 132 (such as a cutting edge 134 described later) and the normal to the processing surface are always parallel. The posture of 132 can be controlled. As a result, machining can be performed at one point of the tool edge, and the influence of the tool edge contour error on the machining shape can be reduced.

図4に示すとおり、ボールエンドミル132の先端部には切削刃134がロウ付けされ固定されている。切削刃134は単結晶ダイヤモンドで構成されたダイヤモンドチップである。
切削刃134を平面視すると、図4(a)に示すとおり、切削刃134は円弧部134aと直線部134bとを有している。切削刃134を側面視すると、図4(b)に示すとおり、切削刃134は直線部134c,134d,134eを有している。円弧部134a,直線部134b〜134eは切削刃134を構成する各平面が交わる稜線に相当する。
As shown in FIG. 4, a cutting blade 134 is brazed and fixed to the tip of the ball end mill 132. The cutting blade 134 is a diamond tip made of single crystal diamond.
When the cutting blade 134 is viewed in plan, as shown in FIG. 4A, the cutting blade 134 has an arc portion 134a and a straight portion 134b. When the cutting blade 134 is viewed from the side, as shown in FIG. 4B, the cutting blade 134 has straight portions 134c, 134d, and 134e. The arc portion 134a and the straight portions 134b to 134e correspond to ridge lines where the respective planes constituting the cutting blade 134 intersect.

スピンドル126では、スピンドルモータが回転すると、これに連動して切削刃134が半球状の軌跡を描きながら回転するようになっている(図4(a),(b)中2点鎖線参照)。この場合、円弧部134a,直線部134b,134c,134dの接点がスピンドル126の回転中心部134fとなっており、回転中心部134fはスピンドル126の回転によっては実質的に移動しない。
なお、切削刃134の回転とともに、Y軸、X軸、及び、Z軸方向の駆動機構が協働してボールエンドミル132を、Z軸方向を中心にして渦巻き状に旋回させるように構成されている(図3A(b)、図3B(b)参照)。
In the spindle 126, when the spindle motor rotates, the cutting blade 134 rotates while drawing a hemispherical locus in conjunction with the rotation (see the two-dot chain line in FIGS. 4A and 4B). In this case, the contact point of the arc portion 134 a and the straight portions 134 b, 134 c, 134 d is the rotation center portion 134 f of the spindle 126, and the rotation center portion 134 f does not substantially move due to the rotation of the spindle 126.
In addition, as the cutting blade 134 rotates, the drive mechanisms in the Y-axis, X-axis, and Z-axis directions cooperate to rotate the ball end mill 132 in a spiral shape around the Z-axis direction. (See FIGS. 3A (b) and 3B (b)).

図4に示すとおり、切削刃134はボールエンドミル132の回転軸250(回転中心軸)上に配置されている。切削刃134の中でも、回転中心部134fが回転軸250上に配置されている。   As shown in FIG. 4, the cutting blade 134 is disposed on the rotation axis 250 (rotation center axis) of the ball end mill 132. Among the cutting blades 134, the rotation center part 134 f is disposed on the rotation shaft 250.

図4の切削刃134に代えて、図5の切削刃136が用いられてもよい。
図5に示すとおり、切削刃136は直線部136a,136b,円弧部136c,直線部136d,136eを有している。直線部136aから直線部136bにかけて屈曲しており、直線部136bから直線部136dにかけて円弧部136cを介して湾曲している。直線部136dから直線部136eにかけては屈曲しており、直線部136eと交差する位置に回転軸250が配置されるようになっている。
直線部136dはいわゆる底刃に対応する部位であり、回転軸250を法線とする面との間で一定の角度θをなしている。角度θは、回転軸250を法線とする面と平行な角度を0°として、式(1)の条件を満たしている。
−0.9°≦θ≦+0.9° … (1)
切削刃136が切削加工に使用される場合は、切削刃136の切削速度F(mm/min(分))とスピンドル126の回転数S(rpm)との関係が、式(2)の条件を満たしている。
S>(F/0.00005)×|tanθ| … (2)
直線部136dの幅W1と、回転半径(回転軸250から直線部136dの末端までの距離)の幅W2との関係が、式(3)の条件を満たしている。
W2−W1≧1μm … (3)
Instead of the cutting blade 134 of FIG. 4, the cutting blade 136 of FIG. 5 may be used.
As shown in FIG. 5, the cutting blade 136 has straight portions 136a and 136b, an arc portion 136c, and straight portions 136d and 136e. It is bent from the straight line part 136a to the straight line part 136b, and is bent from the straight line part 136b to the straight line part 136d via the arc part 136c. The straight portion 136d is bent from the straight portion 136e, and the rotation shaft 250 is arranged at a position intersecting with the straight portion 136e.
The straight portion 136d is a portion corresponding to a so-called bottom blade, and forms a certain angle θ with the surface having the rotation axis 250 as a normal line. The angle θ satisfies the condition of the expression (1), assuming that the angle parallel to the surface having the rotation axis 250 as a normal line is 0 °.
−0.9 ° ≦ θ ≦ + 0.9 ° (1)
When the cutting blade 136 is used for cutting, the relationship between the cutting speed F (mm / min (minutes)) of the cutting blade 136 and the rotational speed S (rpm) of the spindle 126 satisfies the condition of Expression (2). Satisfies.
S> (F / 0.00005) × | tan θ | (2)
The relationship between the width W1 of the straight portion 136d and the width W2 of the rotation radius (the distance from the rotation shaft 250 to the end of the straight portion 136d) satisfies the condition of the expression (3).
W2−W1 ≧ 1 μm (3)

図4の切削刃134に代えて、図6の切削刃138が用いられてもよい。
切削刃138を平面視すると、図6(a)に示すとおり、切削刃138は直線部138a,円弧部138b,直線部138cを有している。直線部138cと交差する位置に回転軸250が配置されるようになっている。切削刃138を側面視すると、図6(b)に示すとおり、切削刃138は直線部138d,138e,138f,円弧部138g,直線部138hを有している。
Instead of the cutting blade 134 of FIG. 4, the cutting blade 138 of FIG. 6 may be used.
When the cutting blade 138 is viewed in plan, the cutting blade 138 has a straight portion 138a, an arc portion 138b, and a straight portion 138c, as shown in FIG. The rotation shaft 250 is arranged at a position intersecting with the straight line portion 138c. When the cutting blade 138 is viewed from the side, the cutting blade 138 has straight portions 138d, 138e, 138f, an arc portion 138g, and a straight portion 138h as shown in FIG.

[金型の製造方法]
図7に示すとおり、金型100は下記(a)〜(g)の各工程を経て製造される。
(a)切削対象物(金型母体)140を準備して所定領域にブランク加工を施す。
(b)切削対象物140の所定領域に無電解ニッケルリンめっき処理を施し、めっき層142を形成する。
(c)汎用のマシニングセンタを用いて切削対象物140の表面(めっき層142)を粗加工し、凹部102などの原形(凹凸形状)を形成する。
(d)粗加工後の切削対象物140の表面を研磨して滑らかにする。
(e)ダイヤモンド切削刃を用いて凹部102などを仕上げ加工する。
(f)切削対象物140の表面を平面加工して基準面を形成し、その基準面に対しアライメントマーク144を形成する。
基準面は他の部材との間で高さ位置を調整する際に基準となる面である。
アライメントマーク144は後述するように、切削装置120A,120Bの加工範囲と金型100の加工対象領域との位置合わせに用いられる。
なお、アライメントマーク144を他の目的、例えば、他の部材との位置合わせや、金型100の成形物とその他の部材との位置合わせなどに用いるようにしてもよい。
加工面(基準面)の表面状態によっては、(e),(f)の工程の後に、表面を滑らかにする研磨を行う。
(g)切削対象物140を洗浄して加工屑などを除去し、切削対象物140の表面にSiO膜などの下地層を形成して離型剤を塗布する。
SiO膜は離型剤を塗布する際の下地として機能する。SiO膜の形成は蒸着,CVD,スパッタのいずれかの処理で行う。切削対象物140の表面にSiO膜を均一な膜厚で形成するには、CVD処理を行うのが望ましい。
離型剤は金型100から成形物の離型を容易にするものである。
[Mold manufacturing method]
As shown in FIG. 7, the mold 100 is manufactured through the following steps (a) to (g).
(A) A cutting object (die base) 140 is prepared and blank processing is performed on a predetermined region.
(B) An electroless nickel phosphorous plating process is performed on a predetermined region of the cutting object 140 to form a plating layer 142.
(C) The surface (plating layer 142) of the cutting object 140 is roughly processed using a general-purpose machining center to form an original shape (uneven shape) such as the recess 102.
(D) The surface of the cutting object 140 after rough machining is polished and smoothed.
(E) Finishing the recess 102 and the like using a diamond cutting blade.
(F) The surface of the cutting object 140 is planarized to form a reference surface, and an alignment mark 144 is formed on the reference surface.
The reference plane is a plane that serves as a reference when adjusting the height position with another member.
As will be described later, the alignment mark 144 is used to align the processing range of the cutting devices 120A and 120B with the processing target region of the mold 100.
The alignment mark 144 may be used for other purposes, for example, alignment with other members, alignment between the molded product of the mold 100 and other members, or the like.
Depending on the surface state of the processed surface (reference surface), polishing for smoothing the surface is performed after the steps (e) and (f).
(G) The cutting object 140 is washed to remove processing wastes, and a base layer such as a SiO 2 film is formed on the surface of the cutting object 140 and a release agent is applied.
The SiO 2 film functions as a base when applying the release agent. The SiO 2 film is formed by any of vapor deposition, CVD, and sputtering. In order to form a SiO 2 film with a uniform thickness on the surface of the cutting object 140, it is desirable to perform a CVD process.
The mold release agent facilitates mold release from the mold 100.

(e)の工程では、基本的に切削装置120Aを使用する。
図3A(b)に示すとおり、スピンドル126のスピンドルモータを作動させ、ボールエンドミル132を高速で回転させる。併せて、ステージ124のX軸方向,Z軸方向の移動と固定具128のY軸方向の移動とを協働させ、切削対象物140に対しボールエンドミル132を旋回させる。すなわち、ボールエンドミル132を回転させながら渦巻状に旋回させ、凹部102の表面を仕上げ加工する。
In the step (e), the cutting device 120A is basically used.
As shown in FIG. 3A (b), the spindle motor of the spindle 126 is operated to rotate the ball end mill 132 at a high speed. At the same time, the movement of the stage 124 in the X-axis direction and the Z-axis direction and the movement of the fixture 128 in the Y-axis direction are cooperated to rotate the ball end mill 132 with respect to the workpiece 140. That is, the ball end mill 132 is swirled while rotating to finish the surface of the recess 102.

この場合、図8に示すとおり、最も外側の領域154から領域152を経て中央の領域150にかけて、ボールエンドミル132を、光軸に平行な状態に保持した状態で、回転させながら渦巻状に旋回・当接させ、凹部102と平面部104の一部または全部を加工する。
領域150は凹部102の中央部であって光軸と直交する領域を含む。
領域152は凹部102の周辺部であって領域150に隣接する領域である。
領域154は平面部104の一部または全部であって領域152と隣り合う領域である。
In this case, as shown in FIG. 8, from the outermost region 154 through the region 152 to the central region 150, the ball end mill 132 is swirled in a spiral shape while being rotated while being held in a state parallel to the optical axis. A part or the whole of the concave portion 102 and the flat portion 104 is processed by contact.
A region 150 is a central portion of the recess 102 and includes a region orthogonal to the optical axis.
A region 152 is a region adjacent to the region 150 around the recess 102.
The region 154 is a region that is part or all of the flat portion 104 and is adjacent to the region 152.

なお、(e)の工程では、切削装置120Bを使用してもよい。
切削装置120Bを使用した場合も、切削装置120Aを使用した場合と同様に、図3B(b)に示すとおり、スピンドル126のスピンドルモータを作動させ、ボールエンドミル132を高速で回転させる。併せて、ステージ124のX軸方向,Z軸方向の移動と固定具128のY軸方向の移動とを協働させ、切削対象物140に対しボールエンドミル132を旋回させる。
このとき、ボールエンドミル132を、A軸,C軸方向にも回動させながら、工具刃先(切削刃134,136)の一点で常に加工するように渦巻状に旋回させ、凹部102や平面部104,108,112の表面を仕上げ加工する。
In the step (e), the cutting device 120B may be used.
When the cutting device 120B is used, the spindle motor of the spindle 126 is operated and the ball end mill 132 is rotated at a high speed, as shown in FIG. 3B (b), similarly to the case where the cutting device 120A is used. At the same time, the movement of the stage 124 in the X-axis direction and the Z-axis direction and the movement of the fixture 128 in the Y-axis direction are cooperated to rotate the ball end mill 132 with respect to the workpiece 140.
At this time, while rotating the ball end mill 132 also in the A-axis and C-axis directions, the ball end mill 132 is swirled so as to be always processed at one point of the tool cutting edge (cutting blades 134 and 136), and the concave portion 102 or the flat portion 104 is thereby rotated. , 108, 112 are finished.

(f)の工程でも、切削装置120A,120Bを使用する。
この場合、切削刃134を図5の切削刃136に代え、ボールエンドミル132を回転させながら旋回させ、平面部104(仕上げ加工した領域を除く残りの領域),108,112の表面を平面(平滑)加工する。
以上の切削刃136によれば、特殊な形状を有するから、工具半径や加工時間の増大を抑えながら、鏡面性に優れた平滑面を形成することができる。すなわち、理論上発生する凹凸を50nm以下に抑えることが可能であり、平面部104,108,112を高精度・高効率に加工することができる。その結果、凹状金型100から形成されるレンズ等の光学素子の鏡面部分を高精度化したり、平面部104,108,112における汚れや樹脂(凹状金型100から転写される樹脂など)の付着を低減したりすることができる。
Also in the process (f), the cutting devices 120A and 120B are used.
In this case, the cutting blade 134 is replaced with the cutting blade 136 shown in FIG. 5, and the ball end mill 132 is rotated while rotating, so that the surfaces of the flat portions 104 (remaining regions excluding the finished region), 108, 112 are flat (smooth). ) Process.
According to the above cutting blade 136, since it has a special shape, it is possible to form a smooth surface excellent in specularity while suppressing an increase in tool radius and processing time. That is, theoretically generated irregularities can be suppressed to 50 nm or less, and the flat portions 104, 108, 112 can be processed with high accuracy and high efficiency. As a result, the mirror surface portion of an optical element such as a lens formed from the concave mold 100 is made highly accurate, and dirt or resin (resin transferred from the concave mold 100, etc.) on the flat portions 104, 108, 112 is attached. Can be reduced.

その後、平面部112に対し、図9(a)に示すとおり、一定の線幅を有する十字状のアライメントマーク144(溝)を形成する。アライメントマーク144は、縦の線幅と横の線幅との各中心線の交点が位置合わせに使用される。
アライメントマーク144を形成する場合、切削刃136を図6の切削刃138に代え、ボールエンドミル132を回転させながら、図9(b)の順方向146(実線部)に沿って直線的に移動させる。その後、ボールエンドミル132を、回転方向を変えずに回転させながら、順方向146の移動軌跡を辿るように、順方向146と反対の逆方向148(点線部)に沿って移動させる。
順方向146に沿う移動ではダウンカット(加工対象物に向き合う部位における切削刃138の移動方向と、加工対象物に対する切削刃138の相対的な移動方向とが逆方向となる切削)とし、逆方向148に沿う移動ではアップカット(加工対象物に向き合う部位における切削刃138の移動方向と、加工対象物に対する切削刃138の相対的な移動方向とが順方向となる切削)とする。
Thereafter, as shown in FIG. 9A, a cross-shaped alignment mark 144 (groove) having a certain line width is formed on the plane portion 112. In the alignment mark 144, the intersection of the center lines of the vertical line width and the horizontal line width is used for alignment.
When forming the alignment mark 144, the cutting blade 136 is replaced with the cutting blade 138 of FIG. 6, and the ball end mill 132 is rotated and moved linearly along the forward direction 146 (solid line portion) of FIG. 9B. . Thereafter, the ball end mill 132 is moved along the reverse direction 148 (dotted line portion) opposite to the forward direction 146 so as to follow the movement locus in the forward direction 146 while rotating without changing the rotation direction.
In the movement along the forward direction 146, it is assumed to be downcut (cutting in which the moving direction of the cutting blade 138 at the portion facing the workpiece and the relative moving direction of the cutting blade 138 with respect to the workpiece are reversed), and the reverse direction The movement along 148 is an upcut (cutting in which the moving direction of the cutting blade 138 at a portion facing the workpiece and the relative moving direction of the cutting blade 138 with respect to the workpiece are forward).

ボールエンドミル132を順方向146にのみ移動させると、図9(c)に示すとおり、ボールエンドミル132の順方向146への移動で形成された加工面160には微小な凹凸(いわゆるバリ162)が形成されるため、ここでは逆方向148にも移動させバリ162を除去する。
この場合、切削刃138の先端部と加工面160との間に間隔164をあけた状態で(切削刃138を少し浮かせた状態で)ボールエンドミル132を移動させる。間隔164として好ましくは20nm程度確保する。
When the ball end mill 132 is moved only in the forward direction 146, as shown in FIG. 9C, the processed surface 160 formed by the movement of the ball end mill 132 in the forward direction 146 has minute irregularities (so-called burrs 162). In this case, the burr 162 is removed by moving in the reverse direction 148 as well.
In this case, the ball end mill 132 is moved with a space 164 between the tip of the cutting blade 138 and the machining surface 160 (with the cutting blade 138 slightly lifted). The interval 164 is preferably about 20 nm.

アライメントマーク144を実際に形成した場合の顕微鏡写真をみると、ボールエンドミル132を順方向146にのみ移動させた場合は、図10(a)に示すとおり、アライメントマーク144の側縁部にバリ162が形成されているのがわかる。これに対し、ボールエンドミル132を逆方向148にも移動させた場合には、図10(b)に示すとおり、バリ162が十分に除去されているのが確認できる。   Looking at the micrograph when the alignment mark 144 is actually formed, when the ball end mill 132 is moved only in the forward direction 146, a burr 162 is formed on the side edge of the alignment mark 144 as shown in FIG. It can be seen that is formed. On the other hand, when the ball end mill 132 is also moved in the reverse direction 148, it can be confirmed that the burr 162 is sufficiently removed as shown in FIG.

以上のアライメントマーク144を形成するための切削加工方法によれば、ボールエンドミル132を順方向146に移動させた後に、その移動軌跡を辿るように逆方向148に移動させるから、図10(b)に示すとおり、バリ162を十分に除去する(間隔164に対応した20nm以下に抑える)ことができ、アライメントマーク144の形成面(加工面)を高精度に加工することができる。その結果、金型100を用いた樹脂の転写工程において問題となる樹脂の付着を低減することができる。また、アライメントマーク144の形状が正確になるので、切削装置120A,120Bの加工範囲と金型母体の加工対象領域との位置合わせを正確に行いやすくなる。   According to the cutting method for forming the alignment mark 144 described above, since the ball end mill 132 is moved in the forward direction 146 and then moved in the reverse direction 148 so as to follow the movement locus thereof, FIG. As shown in FIG. 5, the burr 162 can be sufficiently removed (suppressed to 20 nm or less corresponding to the interval 164), and the formation surface (processed surface) of the alignment mark 144 can be processed with high accuracy. As a result, it is possible to reduce the adhesion of the resin, which is a problem in the resin transfer process using the mold 100. Further, since the shape of the alignment mark 144 becomes accurate, it becomes easy to accurately align the processing range of the cutting devices 120A and 120B and the processing target region of the mold base.

[大径金型]
図11に示すとおり、平面視した場合の金型300は金型100(図1参照)より大径であり、ウエハ状を呈している。金型300には複数の凹部102がマトリクス状に形成されており、金型300は凹部102の数が金型100より多い。
なお、金型100と同様に、凹部102間には平面部104、斜面部106、平面部108、斜面部110、平面部112が同心円状に形成されている。
[Large diameter mold]
As shown in FIG. 11, the mold 300 in plan view has a larger diameter than the mold 100 (see FIG. 1) and has a wafer shape. The mold 300 is formed with a plurality of recesses 102 in a matrix, and the mold 300 has more recesses 102 than the mold 100.
Similar to the mold 100, a plane portion 104, a slope portion 106, a plane portion 108, a slope portion 110, and a plane portion 112 are concentrically formed between the recesses 102.

金型300の中央部には凹部102が形成されていない4つの領域があり、当該領域にはアライメントマーク144が1つずつ形成されている。つまり、4つのアライメントマーク144が、マトリクス状に並ぶ凹部102の行及び列に沿って配置されている。
なお、アライメントマーク144については、本実施形態に示したものに限らず種々の態様を採用することができる。例えば、凹部102が形成されていない4つの領域にそれぞれ複数のアライメントマーク144が形成されていてもよい。また、全ての領域に凹部102を形成した上で、隣り合う凹部102間にアライメントマーク144を形成するようにしてもよい。凹部102が形成されていない領域にアライメントマーク144を形成する場合は、アライメントマーク144を形成しやすくなる。全ての領域に凹部102を形成し、隣り合う凹部102間にアライメントマーク144を形成する場合は、レンズ部をより多く形成することができる。
There are four regions where the recess 102 is not formed in the central portion of the mold 300, and one alignment mark 144 is formed in each region. That is, the four alignment marks 144 are arranged along the rows and columns of the recesses 102 arranged in a matrix.
In addition, about the alignment mark 144, not only what was shown to this embodiment but a various aspect is employable. For example, a plurality of alignment marks 144 may be formed in four regions where the recess 102 is not formed. Alternatively, the recesses 102 may be formed in all regions, and the alignment mark 144 may be formed between the adjacent recesses 102. When the alignment mark 144 is formed in a region where the recess 102 is not formed, the alignment mark 144 is easily formed. When the recesses 102 are formed in all the regions and the alignment marks 144 are formed between the adjacent recesses 102, more lens portions can be formed.

金型300は金型100と同様に切削装置120A,120Bにより金型母体200を加工することによって製造されるが、その加工範囲は金型母体200の平面面積より狭く、金型母体200の1/4程度となっている。
なお、金型300における凹部102の数や、金型300の径に対する凹部102の径の大きさ等はあくまでも一例であり、用途や求められる光学性能に応じて任意に決めることができる。
The mold 300 is manufactured by processing the mold base 200 with the cutting devices 120 </ b> A and 120 </ b> B in the same manner as the mold 100, but the processing range is narrower than the planar area of the mold base 200. / 4 or so.
Note that the number of the recesses 102 in the mold 300, the size of the diameter of the recess 102 with respect to the diameter of the mold 300, and the like are merely examples, and can be arbitrarily determined according to the application and required optical performance.

[大径金型の製造方法]
金型300の製造方法は基本的には金型100の製造方法と同じであり、下記の点で異なっている。
金型300の製造装置として切削装置120A,120Bが使用される。
金型母体200が大径であり、切削装置120A,120Bの加工範囲210が金型母体200の1/4程度であるため、図12(a)に示すとおり、金型母体200の加工対象領域を4つの領域202,204,206,208に分割し、図7の(e)及び(f)の工程の処理を4回に分けて領域202,204,206,208ごとに繰り返し行う。
但し、(f)の工程のうちアライメントマーク144を形成するのは第1回のみである。
なお、図7の(a)及び(b)の工程を4つの領域202,204,206,208に対して一括して行った上で、(c)〜(f)の工程を4回に分けて領域202,204,206,208毎に繰り返すようにしてもよい(この場合も、第2回以降は(f)の工程ではアライメントマークの形成は行わない)。
[Manufacturing method of large diameter mold]
The manufacturing method of the mold 300 is basically the same as the manufacturing method of the mold 100 and is different in the following points.
Cutting apparatuses 120 </ b> A and 120 </ b> B are used as manufacturing apparatuses for the mold 300.
Since the mold base 200 has a large diameter and the processing range 210 of the cutting devices 120A and 120B is about 1/4 of the mold base 200, as shown in FIG. Is divided into four areas 202, 204, 206, and 208, and the processes of steps (e) and (f) in FIG. 7 are divided into four times and repeated for each of the areas 202, 204, 206, and 208.
However, the alignment mark 144 is formed only in the first step in the step (f).
7A and 7B are collectively performed on the four regions 202, 204, 206, and 208, and the steps (c) to (f) are divided into four times. Alternatively, the process may be repeated for each of the regions 202, 204, 206, and 208 (in this case, the alignment mark is not formed in the step (f) after the second time).

1回目では、図12(a)に示すとおり、加工範囲210に包含される領域202とその周辺の凹部102などの加工を行うとともに、各領域202,204,206,208に1つずつアライメントマーク144を形成する。
2回目では、図12(b)に示すとおり、加工範囲210に対し金型母体200を1/4回転させ、加工範囲210に包含される領域204の凹部102などの加工を行う。ここでは、切削装置120A,120Bの固定具128を固定解除してZ軸に平行な回転軸を中心にしてD方向に回転させることにより、金型母体200と切削装置120A,120Bの加工範囲210とを相対移動させる。この場合、固定具128を回転させる機構が移動手段となる。当該機構にクラッチを設けるなどして、所定角度毎に回転が進むようにすると2回目以降の固定具128の設定が容易になる。もちろん、金型母体200を一旦取り外して1/4回転させた後再度切削装置120A,120Bに取り付けるようにしても構わない。
At the first time, as shown in FIG. 12A, the region 202 included in the processing range 210 and the concave portion 102 around the region 202 are processed, and one alignment mark is provided for each of the regions 202, 204, 206, and 208. 144 is formed.
In the second time, as shown in FIG. 12B, the mold base 200 is rotated by ¼ with respect to the processing range 210 to process the concave portion 102 of the region 204 included in the processing range 210. Here, the fixing tool 128 of the cutting devices 120A and 120B is unfixed and rotated in the D direction around a rotation axis parallel to the Z axis, so that the machining range 210 of the mold base 200 and the cutting devices 120A and 120B is obtained. And move relative to each other. In this case, a mechanism for rotating the fixture 128 serves as a moving unit. If the mechanism is provided with a clutch or the like so that the rotation advances every predetermined angle, the setting of the fixture 128 for the second and subsequent times becomes easy. Of course, the mold base 200 may be once removed and rotated by ¼, and then attached to the cutting devices 120A and 120B again.

金型母体200と切削装置120A,120Bの加工範囲210とを相対移動させた後、切削装置120A,120Bの観察装置により、金型母体200上に形成されたアライメントマーク144を観察する。そして、観察視野内の目盛又は参照ラインとアライメントマーク144の並び方向とを比較する。必要に応じて両者の差異が小さくなるように固定具128の位置を調整する。その後、両者の比較結果からずれ量を計測し、このずれ量が補正されて加工されるように加工プログラムにフィードバックする。
なお、凹部102の並び方向に沿った少なくとも2箇所のアライメントマーク144が観察視野内に含まれるようにしておけば、観察視野内の目盛や参照ラインとの比較でずれ量を把握することができるが、本実施形態のように4箇所設けておくと、ずれ量の検出の仕方が各回共通にできるという利点がある。
このようにすることで、領域204のアライメントマーク144を領域202のアライメントマーク144が存在していた位置にほぼ合致し、また、両者のずれは制御プログラムで補正加工されるようにフィードバックされることにより、1回目から2回目に切り替わる際の金型母体200と切削装置120A,120Bの加工範囲210との位置決めが実質的に完了する。本実施形態によれば、被加工物である金型母体200を回転させることにより加工対象領域を切り替えるので、加工対象領域の切り替えの際に切削装置120A,120Bの周囲に大きなスペースがいらないという利点がある。
After relatively moving the mold base 200 and the processing range 210 of the cutting devices 120A and 120B, the alignment mark 144 formed on the mold base 200 is observed by the observation device of the cutting apparatuses 120A and 120B. Then, the scale or reference line in the observation field is compared with the alignment direction of the alignment mark 144. If necessary, the position of the fixture 128 is adjusted so that the difference between the two becomes small. Thereafter, the amount of deviation is measured from the comparison result between the two, and the amount of deviation is corrected and fed back to the machining program so as to be processed.
If at least two alignment marks 144 along the direction in which the recesses 102 are arranged are included in the observation field, the amount of deviation can be grasped by comparison with a scale or reference line in the observation field. However, if four locations are provided as in this embodiment, there is an advantage that the method of detecting the deviation amount can be made common each time.
By doing so, the alignment mark 144 of the region 204 substantially matches the position where the alignment mark 144 of the region 202 was present, and the deviation between the two is fed back so as to be corrected by the control program. Thus, the positioning of the mold base 200 and the processing range 210 of the cutting devices 120A and 120B when switching from the first time to the second time is substantially completed. According to the present embodiment, since the machining target region is switched by rotating the mold base 200 that is a workpiece, there is an advantage that a large space is not required around the cutting devices 120A and 120B when the processing target region is switched. There is.

3回目では、図12(c)に示すとおり、金型母体200をさらに1/4回転させ、加工範囲210に包含される領域206の凹部102などの加工を行う。
この場合も、領域206のアライメントマーク144を領域202のアライメントマーク144が存在していた位置に合致するように2回目と同様の手順を実行し、2回目から3回目に切り替わる際の金型母体200の位置決めを行う。
最後の4回目でも、2回目,3回目と同様に、金型母体200をさらに1/4回転させ(領域208のアライメントマーク144を領域202のアライメントマーク144が存在していた位置に合致するように金型母体200の位置決めを行い)、加工範囲210に包含される領域206の凹部102などの加工を行う。こうして、大径金型300を得る。
こうして、金型母体200を1/4ずつ移動させる際に、移動前後で切削装置120A,120Bの加工範囲210の一部が重複しており、この重複した加工範囲210内に相当する金型母体200の加工対象領域に、複数のアライメントマーク144が形成されている。従って、金型母体200を回転させても常に切削装置120A,120Bの観察視野内にアライメントマーク144が含まれることとなり、ひいては、加工範囲210内に常にアライメントマーク144を存在させながら加工を行うことができるため、金型母体200の移動の度にアライメントマーク144を用いた位置合わせが可能となり、精度よい加工を容易に行うことができる。
In the third time, as shown in FIG. 12C, the mold base 200 is further rotated by ¼ to process the concave portion 102 of the region 206 included in the processing range 210.
Also in this case, the same procedure as the second time is performed so that the alignment mark 144 in the region 206 matches the position where the alignment mark 144 in the region 202 was present, and the mold base when switching from the second time to the third time is performed. 200 positioning is performed.
In the last fourth time, as in the second and third times, the mold base 200 is further rotated by 1/4 (the alignment mark 144 in the region 208 matches the position where the alignment mark 144 in the region 202 was present). Then, the mold base 200 is positioned), and the concave portion 102 of the region 206 included in the processing range 210 is processed. In this way, a large diameter mold 300 is obtained.
Thus, when the mold base 200 is moved by 1/4, a part of the machining range 210 of the cutting devices 120A and 120B overlaps before and after the movement, and the mold base corresponding to the overlapped machining range 210 is overlapped. A plurality of alignment marks 144 are formed in 200 processing target areas. Therefore, even if the mold base 200 is rotated, the alignment mark 144 is always included in the observation field of view of the cutting devices 120A and 120B. As a result, the processing is performed while the alignment mark 144 is always present in the processing range 210. Therefore, the alignment using the alignment mark 144 is possible each time the mold base 200 is moved, and accurate machining can be easily performed.

以上の大径金型300の製造方法によれば、金型母体200の加工対象領域を4つの領域202,204,206,208に分割して領域202,204,206,208ごとに位置合わせしながら金型母体200を加工するから、切削装置120A,120Bの加工範囲210が金型母体200の面積より狭くても、汎用の切削装置120A,120Bで大径サイズの金型母体200を加工することができる。その結果、大型の切削装置を導入する必要もなくなり、切削装置にかかる導入コストやその設置スペースの確保を考慮する必要がなくなる。   According to the manufacturing method of the large-diameter mold 300 described above, the region to be processed of the mold base 200 is divided into four regions 202, 204, 206, 208 and aligned for each region 202, 204, 206, 208. However, since the mold base 200 is processed, even if the processing range 210 of the cutting devices 120A and 120B is narrower than the area of the mold base 200, the large-diameter size die base 200 is processed by the general-purpose cutting devices 120A and 120B. be able to. As a result, there is no need to introduce a large cutting device, and there is no need to consider introduction costs and installation space for the cutting device.

なお、金型母体200の加工は上記のとおり4回に分けて行われその加工時間が長くなりがちなので、環境温度の変化の影響を受け加工精度が低下するのを防止するために、金型200の素材として好ましくは低熱膨張係数の材料を使用する。
金型母体200の加工領域は領域202,204,206,208の4つに限らず、加工範囲210に応じた領域数に分割してもよい。
なお、2回目以降の処理で使用する切削装置120A,120Bの加工範囲210の位置決め用のアライメントマーク144の他に、1回目から最終回までの間に別の目的で(例えば、成形用の)アライメントマークを形成してもよい。
In addition, since the processing of the mold base 200 is performed four times as described above and the processing time tends to be long, in order to prevent the processing accuracy from being deteriorated due to the influence of environmental temperature changes, the mold A material having a low thermal expansion coefficient is preferably used as the material of 200.
The processing area of the mold base 200 is not limited to the four areas 202, 204, 206, and 208, and may be divided into the number of areas corresponding to the processing range 210.
In addition to the alignment mark 144 for positioning in the processing range 210 of the cutting devices 120A and 120B used in the second and subsequent processing, for another purpose (for example, for molding) from the first time to the last time. An alignment mark may be formed.

100 金型
102 凹部(キャビティ)
104 平面部
106 斜面部
108 平面部
110 斜面部
112 平面部
120A,120B 切削装置
122 定盤
124 ステージ
126 スピンドル
128 固定具
130 (スピンドルモータの)主軸
132 ボールエンドミル
134 切削刃
134a 円弧部
134b 直線部
134c,134d,134e 直線部
134f 回転中心部
136 切削刃
136a,136b 直線部
136c 円弧部
136d,136e 直線部
138 切削刃
138a 直線部
138b 円弧部
138c 直線部
138d,138e,138f 直線部
138g 円弧部
138h 直線部
140 切削対象物(金型母体)
142 メッキ層
144 アライメントマーク
146 順方向
148 逆方向
150,152,154 領域
160 加工面
162 バリ
164 間隔
200 金型母体
202,204,206,208 領域
210 加工範囲
300 大径金型
100 Mold 102 Recess (cavity)
104 Plane part 106 Slope part 108 Plane part 110 Slope part 112 Plane part 120A, 120B Cutting device 122 Surface plate 124 Stage 126 Spindle 128 Fixing tool 130 (Spindle motor) Spindle 132 Ball end mill 134 Cutting blade 134a Arc part 134b Linear part 134c , 134d, 134e Straight portion 134f Center of rotation 136 Cutting blade 136a, 136b Straight portion 136c Arc portion 136d, 136e Straight portion 138 Cutting blade 138a Straight portion 138b Arc portion 138c Straight portion 138d, 138e, 138f Straight portion 138g Straight portion 138g Part 140 Object to be cut (die base)
142 Plated layer 144 Alignment mark 146 Forward direction 148 Reverse direction 150, 152, 154 Region 160 Processing surface 162 Burr 164 Interval 200 Mold base 202, 204, 206, 208 Region 210 Processing range 300 Large diameter mold

Claims (10)

金型母体の被加工面の大きさよりも小さい加工範囲を有する切削装置を用いて前記金型母体を加工するようにした金型の製造方法であって、
前記金型母体の被加工面に複数のアライメントマークを形成する工程と、
前記金型母体の被加工領域を前記切削装置の加工範囲以下の大きさの複数の領域に分割し、この分割された領域単位で前記金型母体を前記切削装置の加工範囲に対して相対的に移動させ、各領域の前記金型母体を加工する工程と、を備え、
前記複数のアライメントマークのうち少なくとも2つが前記相対移動前後で前記切削装置の加工範囲に含まれていることを特徴とする金型の製造方法。
A method for manufacturing a mold, wherein the mold base is processed using a cutting device having a processing range smaller than the size of the work surface of the mold base,
Forming a plurality of alignment marks on the work surface of the mold base;
The work area of the mold base is divided into a plurality of areas having a size less than or equal to the processing range of the cutting apparatus, and the mold base is relative to the processing range of the cutting apparatus in units of the divided areas. And processing the mold base in each region, and
At least two of the plurality of alignment marks are included in a processing range of the cutting apparatus before and after the relative movement.
前記相対移動後に前記少なくとも2つのアライメントマークを使って前記切削装置の前記金型母体に対する位置調整を行う請求項1に記載の金型の製造方法。   The mold manufacturing method according to claim 1, wherein the position adjustment of the cutting device with respect to the mold base is performed using the at least two alignment marks after the relative movement. 前記金型母体の被加工面に、前記分割された領域のそれぞれに対応づけて前記アライメントマークが形成されている請求項1又は2に記載の金型の製造方法。   The mold manufacturing method according to claim 1, wherein the alignment mark is formed on the surface to be processed of the mold base so as to correspond to each of the divided regions. 前記アライメントマークは、切削刃を往復させて加工されることにより前記金型母体上に形成される請求項1〜3のいずれか一項に記載の金型の製造方法。   The said alignment mark is a manufacturing method of the metal mold | die as described in any one of Claims 1-3 formed on the said metal mold | die base body by reciprocating a cutting blade. 前記金型母体を被加工面に垂直な回転軸を中心にして回転させることにより、前記相対移動を行う請求項1〜4のいずれか一項に記載の金型の製造方法。   The mold manufacturing method according to claim 1, wherein the relative movement is performed by rotating the mold base around a rotation axis perpendicular to a surface to be processed. 前記複数のアライメントマークは、前記回転軸の近傍に形成されている請求項5に記載の金型の製造方法。   The mold manufacturing method according to claim 5, wherein the plurality of alignment marks are formed in the vicinity of the rotation shaft. 前記相対移動と前記金型母体の加工とを繰り返すことにより、前記金型母体の被加工領域全体を加工する請求項1〜6のいずれか一項に記載の金型の製造方法。   The manufacturing method of the metal mold | die as described in any one of Claims 1-6 which processes the whole to-be-processed area | region of the said metal mold | die base | substrate by repeating the said relative movement and the process of the said metal mold | die base body. 前記金型母体の被加工面には、加工によって、マトリクス状に配置された複数の加工形状が形成され、前記少なくとも2つのアライメントマークは、上記加工形状のマトリクス配列の列又は行に沿って配置されている請求項7に記載の金型の製造方法。   A plurality of processed shapes arranged in a matrix are formed on the processing surface of the mold base by processing, and the at least two alignment marks are arranged along columns or rows of the matrix array of the processed shapes. The manufacturing method of the metal mold | die of Claim 7 currently performed. 前記相対移動前後で、前記切削装置の加工範囲の一部が重複しており、該重複した加工範囲内に相当する前記金型母体の加工対象領域に、前記複数のアライメントマークが形成されている請求項1〜8のいずれか一項に記載の金型の製造方法。   Before and after the relative movement, a part of the processing range of the cutting device overlaps, and the plurality of alignment marks are formed in a processing target region of the mold base corresponding to the overlapping processing range. The manufacturing method of the metal mold | die as described in any one of Claims 1-8. 金型母体の被加工面の大きさよりも小さい加工範囲を有する金型の製造装置であって、
前記金型母体の被加工面に複数のアライメントマークを形成するボールエンドミルと、
前記金型母体の被加工領域を前記加工範囲以下の大きさの複数の領域に分割し、この分割された領域単位で前記金型母体を前記加工範囲に対して相対的に移動させる移動手段と、
を備え、
前記複数のアライメントマークのうち少なくとも2つが前記相対移動前後で前記加工範囲に含まれていることを特徴とする金型の製造装置。
A mold manufacturing apparatus having a processing range smaller than the size of the work surface of the mold base,
A ball end mill for forming a plurality of alignment marks on the work surface of the mold base;
A moving means for dividing a region to be processed of the mold base into a plurality of regions having a size equal to or smaller than the processing range, and moving the mold base relative to the processing range in units of the divided regions; ,
With
At least two of the plurality of alignment marks are included in the processing range before and after the relative movement.
JP2010170158A 2010-07-29 2010-07-29 Method and apparatus for manufacturing mold Pending JP2012030414A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010170158A JP2012030414A (en) 2010-07-29 2010-07-29 Method and apparatus for manufacturing mold

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010170158A JP2012030414A (en) 2010-07-29 2010-07-29 Method and apparatus for manufacturing mold

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012030414A true JP2012030414A (en) 2012-02-16

Family

ID=45844451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010170158A Pending JP2012030414A (en) 2010-07-29 2010-07-29 Method and apparatus for manufacturing mold

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012030414A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104972680A (en) * 2014-04-11 2015-10-14 阿尔卑斯电气株式会社 Registration mark and molded product

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104972680A (en) * 2014-04-11 2015-10-14 阿尔卑斯电气株式会社 Registration mark and molded product

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011055627A1 (en) Cutting tool, method for manufacturing molding die, and molding die for array lens
TWI385040B (en) Cutting tool assembly including diamond cutting tips at half-pitch spacing for land feature creation
JP2006312233A5 (en)
CN108747609B (en) Precision grinding method for aspheric array structure
WO2011145494A1 (en) Cutting tool
TWI504494B (en) Mold manufacturing method
JP2016203342A (en) Method for manufacturing truer and method for manufacturing semiconductor wafer, and chamfering device for semiconductor wafer
JP3652182B2 (en) Diffraction grating processing method and processing apparatus
JP2013504775A (en) Method of manufacturing an optical component having at least two optical functional surfaces, and optical apparatus and device for performing the method
Kwok et al. Analysis of surface generation in ultra-precision machining with a fast tool servo
JP6913295B2 (en) Glass plate and manufacturing method of glass plate
WO2011142372A1 (en) Mold cutting method
JP2012030414A (en) Method and apparatus for manufacturing mold
JP3880474B2 (en) Mold processing method
US7178433B2 (en) Processing apparatus, processing method and diamond tool
JP4843539B2 (en) Processing apparatus and processing method
JP2000246614A (en) Device and method for machining offset evolution curved surface
JP2017140662A (en) Positioning device, positioning system and working method of work-piece
JP2009125850A (en) Spectacle lens and its manufacturing method
JP2010188525A (en) Machining method
WO2006132126A1 (en) Method of producing optical element, and optical element
WO2022030475A1 (en) Manufacturing method for retroreflective optical element mold, and manufacturing method for retroreflective optical element
JP4670249B2 (en) Processing apparatus, processing method, and diamond tool
JP2000052217A (en) Tool and processing method
JP6602056B2 (en) Optical element manufacturing method, mold, lens array, image forming apparatus, and image reading apparatus