JP2013091307A - 成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の成形体の製造方法は、成形型を用い、ワークを加熱して、幅が10nm以上500μm以下の微細なパターンを有する成形体を製造する方法であって、前記成形型の構成材料と前記ワークの構成材料との貯蔵弾性率E’の差が100[MPa]以上となる温度T[℃]で成形を行う加熱工程と、前記ワークを加熱・成形することにより得られた成形体を前記成形型から離型する離型工程とを有し、前記温度T[℃]における前記ワークの構成材料の線膨張係数をα1[℃−1]、前記温度T[℃]における前記成形型の構成材料の線膨張係数をα2[℃−1]としたとき、|α1−α2|≦100.0×10−4の関係を満足することを特徴とする。
【選択図】なし
Description
特に、成形型を用いて、ワークの表面に凹凸を転写する方法が広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。
(1) 成形型を用い、ワークを加熱して、幅が10nm以上500μm以下の微細なパターンを有する成形体を製造する方法であって、
前記成形型の構成材料と前記ワークの構成材料との貯蔵弾性率E’の差が100[MPa]以上となる温度T[℃]で成形を行う加熱工程と、
前記ワークを加熱・成形することにより得られた成形体を前記成形型から離型する離型工程とを有し、
前記温度T[℃]における前記ワークの構成材料の線膨張係数をα1[℃−1]、前記温度T[℃]における前記成形型の構成材料の線膨張係数をα2[℃−1]としたとき、|α1−α2|≦100.0×10−4の関係を満足することを特徴とする成形体の製造方法。
<成形体の製造方法>
まず、本発明の成形体の製造方法について説明する。図1は、成形体の製造方法の好適な実施形態を示す縦断面図である。なお、本明細書で参照する図面は、構成の一部を誇張して示したものであり、実際の寸法等を正確に反映したものではない。
[準備工程]
加熱工程に先立ち、成形型2とワーク1とを準備する(1a)。
成形型2およびワーク1については、後に詳述する。
上述したように、本工程では、成形型2とワーク1とを密着させた状態で、成形型2の構成材料とワーク1の構成材料との貯蔵弾性率E’の差が100[MPa]以上となる温度T[℃]で成形を行う。すなわち、成形温度T[℃]におけるワーク1の構成材料の貯蔵弾性率E’をE’1[MPa]、成形温度T[℃]における成形型2の構成材料の貯蔵弾性率E’をE’2[MPa]としたとき、E’2−E’1≧100の関係を満たすものである。このように、成形型2の構成材料の貯蔵弾性率E’2とワーク1の構成材料の貯蔵弾性率E’1との差が十分に大きい状態で本工程を行うことにより、容易かつ確実にワーク1を変形させることができるとともに、成形型2が変形してしまうことを確実に防止することができ、結果として、所望の形状に成型された成形体を得ることが可能となる。
線膨張係数は、JIS K7197に準拠した測定により求めることができる。
加熱工程の後、ワーク1と成形型2とを密着させた状態を維持しつつこれらを冷却する(1c)。これにより、成形型2から転写されたパターンを有する形状が固定化され、成形体10が得られる。
その後、成形体10を成形型2から離型する(1d)。
上記のようにして得られる成形体は、いかなる用途のものであってもよいが、例えば、リソグラフィ、パッケージ、インターポーザ等の半導体関連部材、拡散版、導光板、反射防止膜、機能性光学フィルム、マイクロレンズアレイ、光導波路等の光学部材、Blu−ray、HD−DVD等の光ディスク、光磁気ディスク等の記録メディア、DNAチップ、血液検査用チップ、ウェルプレート等のバイオ医療関係部材、燃料電池用セパレータ、太陽電池用集光膜等の電池用部材、耐指紋ハードコート膜等が挙げられる。
(実施例1)
まず、ポリエーテルエーテルケトン(ガラス転移点:161℃)を用いて、エンドミルによる機械加工により、多数個の円柱状の凹部を表面に有する成形型を製造した。成形型が有する円柱状の凹部は、直径が10μm、深さが5μmであった。また、多数個の円柱状の凹部は、格子状に設けられたもの(成形型を平面視した際に凹部の中心を直線で結んだ場合に、多数個の正方形が規則的に配置されたもの)であり、隣接する凹部間のピッチは20μmであった。また、成形型は、縦1cm×横1cm×厚さ0.2mmの板状をなすものであった。
成形型の構成材料、ワークの構成材料を表1に示すものとするとともに、加熱工程での昇温速度、成形温度(温度T)、成形圧力、降温速度、冷却温度を表1に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にして成形体を製造した。
成形型の構成材料、ワークの構成材料を表1に示すものとするとともに、加熱工程での昇温速度、成形温度(温度T)、成形圧力、降温速度、冷却温度を表1に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にして成形体を製造した。
[2.1]離型性
前記各実施例および比較例での成形体の製造時の離型工程における成形型から成形体の離型性を、以下の基準に従い評価した。
B:容易に成形体を取り外すことができ、離型性が優れている。
C:成形体の取り外しにやや難があり、離型性がやや劣っている。
D:成形体の取り外しに難があり、離型性が劣っている。
前記各実施例および各比較例で得られた成形体について、寸法精度を、以下の基準に従い評価した。
B:成形体の高さが、成形型の凹部の深さの75%以上90%未満である。
C:成形体の高さが、成形型の凹部の深さの50%以上75%未満である。
D:成形体の高さが、成形型の凹部の深さの50%未満である。
前記各実施例および各比較例で得られた成形体について、顕微鏡を用いた観察を行い、以下の基準に従い評価した。
B:割れ、欠け等の欠陥の発生がわずかに認められる。
C:割れ、欠け等の欠陥の発生が多数認められる。
D:割れ、欠け等の欠陥の発生が顕著に認められる。
上記の評価の結果を表2に示した。
2 成形型
10 成形体
Claims (9)
- 成形型を用い、ワークを加熱して、幅が10nm以上500μm以下の微細なパターンを有する成形体を製造する方法であって、
前記成形型の構成材料と前記ワークの構成材料との貯蔵弾性率E’の差が100[MPa]以上となる温度T[℃]で成形を行う加熱工程と、
前記ワークを加熱・成形することにより得られた成形体を前記成形型から離型する離型工程とを有し、
前記温度T[℃]における前記ワークの構成材料の線膨張係数をα1[℃−1]、前記温度T[℃]における前記成形型の構成材料の線膨張係数をα2[℃−1]としたとき、|α1−α2|≦100.0×10−4の関係を満足することを特徴とする成形体の製造方法。 - 前記温度Tは、前記ワークの構成材料のガラス転移点以上の温度である請求項1に記載の成形体の製造方法。
- 前記温度T[℃]における前記成形型の構成材料の貯蔵弾性率E’は、100[MPa]以上である請求項1または2に記載の成形体の製造方法。
- 前記加熱工程と前記離型工程との間に、前記ワークの構成材料の貯蔵弾性率E’が1000[MPa]以上となる温度まで冷却する冷却工程をさらに有する請求項1ないし3のいずれかに記載の成形体の製造方法。
- 前記成形体は、規則的な前記パターンを有するものである請求項1ないし4のいずれかに記載の成形体の製造方法。
- 前記成形体は、前記パターンとして、複数の柱状の凸部を有するものである請求項1ないし5のいずれかに記載の成形体の製造方法。
- 前記成形型がポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリエステルおよびポリエーテルイミドよりなる群から選択される1種または2種以上で構成されたものである請求項1ないし6のいずれかに記載の成形体の製造方法。
- 前記ワークが非晶性の樹脂で構成されたものである請求項1ないし7のいずれかに記載の成形体の製造方法。
- 前記成形型として、離型剤が付与されていないものを用いる請求項1ないし8のいずれかに記載の成形体の製造方法。
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JP2006327007A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Scivax Kk | 微細加工用型 |
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JP2009001002A (ja) * | 2007-05-24 | 2009-01-08 | Univ Waseda | モールド、その製造方法および転写微細パターンを有する基材の製造方法 |
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