JP3286157B2 - Resin mold and method for producing the same - Google Patents

Resin mold and method for producing the same

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JP3286157B2
JP3286157B2 JP9572696A JP9572696A JP3286157B2 JP 3286157 B2 JP3286157 B2 JP 3286157B2 JP 9572696 A JP9572696 A JP 9572696A JP 9572696 A JP9572696 A JP 9572696A JP 3286157 B2 JP3286157 B2 JP 3286157B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製の型および
その製造方法に係り、さらに詳しくは、例えば、ガラス
基板上に反応硬化型樹脂から成る樹脂層を成形加工し、
それを樹脂製の電鋳マスターとして用いることにより、
精密な寸法精度が要求される小径非球面レンズ、マイク
ロレンズ、レンズアレー、回折光子等の光学部品や機械
部品などを製造することができる樹脂製の型およびその
製造方法。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin mold and a method of manufacturing the same, and more particularly, for example, to form a resin layer made of a reaction-curable resin on a glass substrate,
By using it as a resin electroforming master,
A resin mold capable of manufacturing optical parts and mechanical parts such as small-diameter aspherical lenses, microlenses, lens arrays, diffracted photons and the like that require precise dimensional accuracy, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、小径非球面レンズ、マイクロレ
ンズ、レンズアレー、回折光子等の光学部品や、精密な
寸法精度が要求される機械部品を製造するための金型
は、高精度に機械加工されるために非常に高価なものと
なっている。
2. Description of the Related Art Generally, molds for manufacturing optical components such as small-diameter aspherical lenses, microlenses, lens arrays, diffracted photons, and other mechanical components requiring precise dimensional accuracy are machined with high precision. It has become very expensive to be.

【0003】また、複数個の同じ金型を製造する方法と
しては、機械加工でマスター金型を製作して、それを基
にして電鋳加工で金型を製作する方法もある。しかし、
その電鋳加工はメッキ速度が遅いために非常に長い時間
を必要とし、そのため、このような製作方法では金型納
期が非常に遅くなってしまう。また、複数のマスター金
型を機械加工で製作することによって、同時に複数個の
マスター金型を基にして金型を電鋳加工すれば、このよ
うな納期の問題は解決されるが、必然的に、このように
して製作した金型は非常に高価になってしまう。
As a method of manufacturing a plurality of the same molds, there is a method in which a master mold is manufactured by machining and a mold is manufactured by electroforming based on the master mold. But,
The electroforming process requires a very long time due to the low plating speed, and therefore, such a manufacturing method results in a very late mold delivery time. In addition, by manufacturing a plurality of master dies by machining, and simultaneously electroforming the dies based on the plurality of master dies, such a problem of delivery time can be solved, but it is inevitable. In addition, the mold manufactured in this way is very expensive.

【0004】また、特開平3−202486号公報に記
載されているように、電子ビームにより原盤を製作し、
この原盤を基に電鋳を行って第1の金型を製作し、この
第1の金型を用いて紫外線硬化樹脂等の感光性樹脂製の
レプリカを製作し、このレプリカをマスターにして電鋳
を行って第2の金型を製作する方法も知られている。
Further, as described in JP-A-3-202486, a master is manufactured by an electron beam,
A first mold is manufactured by electroforming based on the master, and a replica made of a photosensitive resin such as an ultraviolet curable resin is manufactured using the first mold. A method of producing a second mold by performing casting is also known.

【0005】しかし、この方法では、紫外線硬化樹脂等
の反応性硬化型樹脂が硬化収縮するため、電鋳用のマス
ターを高精度に製作することが極めて困難である。特
に、肉厚がmm単位となる金型、または複雑な形状を有
する金型の製作は、ますます困難となってくる。
However, in this method, since a reactive curable resin such as an ultraviolet curable resin is cured and shrunk, it is extremely difficult to manufacture a master for electroforming with high precision. In particular, it is increasingly difficult to manufacture a mold having a wall thickness in the order of mm or a mold having a complicated shape.

【0006】また、このような紫外線硬化樹脂の硬化収
縮に対する寸法補償の方法としては、例えば、図8から
図11のそれぞれに示すような4つの方法が知られてい
る。
[0006] As a method of compensating for the shrinkage due to curing of the ultraviolet curable resin, for example, four methods as shown in FIGS. 8 to 11 are known.

【0007】図8は、特開平4−22609号公報に開
示されているように、成形型101上の紫外線硬化樹脂
102を加圧しながら、その樹脂102に光源103か
らの紫外線を照射する方法である。また、同図中の10
4はレンズブランクである。
FIG. 8 shows a method of irradiating the resin 102 with ultraviolet rays from a light source 103 while pressing the ultraviolet curable resin 102 on the molding die 101, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-22609. is there. Also, 10 in FIG.
4 is a lens blank.

【0008】図9(a),(b),(c)は、特開平6
−59104号公報に開示されているように、金型20
1上の紫外線硬化樹脂202に対する紫外線の照射領域
をマスク203によって制御する方法である。同図中の
204は、ガラスレンズまたは素子基材もしくは基材レ
ンズである。
FIGS. 9 (a), 9 (b), and 9 (c) show Japanese Unexamined Patent Publication No.
As disclosed in JP-A-59104,
This is a method of controlling the irradiation area of the ultraviolet ray curable resin 202 on the first ultraviolet ray with the mask 203. Reference numeral 204 in the figure denotes a glass lens, an element substrate, or a substrate lens.

【0009】図10(a)〜(h)は、特開平1−17
1932号公報に開示されているように、1回目の成形
で加工された不良レプリカを母材として、再度同じ金型
で成形する方法である。すなわち、型301のキャビテ
ィー301Aに供給した紫外線硬化樹脂302に対し
て、ガラス基板303上から紫外線を照射して(図10
(a),(b),(c))、1回目の成形樹脂層302
−1として不良レプリカが生じた時に(図10
(d))、再び、キャビティー301Aに樹脂302を
供給してから(図10(e))、ガラス基板303上か
ら紫外線を照射する(図10(g))。そして、2回目
の成形樹脂層302−2によって良品のレプリカを作成
する。
FIGS. 10 (a) to 10 (h) show Japanese Unexamined Patent Publication No.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1932, this is a method in which a defective replica processed in the first molding is used as a base material and molded again with the same mold. That is, the ultraviolet curable resin 302 supplied to the cavity 301A of the mold 301 is irradiated with ultraviolet light from above the glass substrate 303 (FIG. 10).
(A), (b), (c)) First molding resin layer 302
-1 when a bad replica occurs (FIG. 10
(D)) After supplying the resin 302 to the cavity 301A again (FIG. 10 (e)), the glass substrate 303 is irradiated with ultraviolet rays (FIG. 10 (g)). Then, a non-defective replica is created by the second molding resin layer 302-2.

【0010】図11(a)〜(f)は、特開平6−25
4868号公報に開示されているように、型401のキ
ャビティー401Aに反応硬化型液状樹脂402を充填
し(図11(a),(b))、それを紫外線によって固
化させて第1の樹脂層402−1を形成させ(図11
(c))、そして第1の樹脂層402−1上に第2の樹
脂層402−2を形成させるべく、キャビティー401
内に反応硬化型液状樹脂402を少量滴下して第2の樹
脂層402−2を形成させ、第1,第2の樹脂層を一体
化させて離型させる(図11(e),(f))。
FIGS. 11 (a) to 11 (f) show Japanese Unexamined Patent Publication No.
As disclosed in Japanese Patent No. 4868, a cavity 401A of a mold 401 is filled with a reaction-curable liquid resin 402 (FIGS. 11A and 11B) and solidified by ultraviolet rays to form a first resin. A layer 402-1 is formed (FIG.
(C)) Then, the cavity 401 is formed so that the second resin layer 402-2 is formed on the first resin layer 402-1.
A small amount of the reaction-curable liquid resin 402 is dropped into the inside to form a second resin layer 402-2, and the first and second resin layers are integrated and released (FIGS. 11E and 11F). )).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8の
ように紫外線硬化樹脂を加圧しながら、それに紫外線を
照射する方法は、それを加圧するための特別な装置が必
要になるという問題がある。さらに、成形しようとする
電鋳品の形状の肉厚が均一ではない場合は、紫外線照射
によって、まず肉の薄い部分が硬化してしまうため、そ
れ以後の加圧によっては、肉の薄い部分が硬化してしま
っているために肉の厚い部分に圧力が伝わらず、硬化収
縮を補償することができない。したがって、精密な寸法
精度が要求されるレプリカのマスターは製作することは
できないという問題があった。
However, the method of irradiating the ultraviolet curable resin with ultraviolet light while pressing the ultraviolet curable resin as shown in FIG. 8 has a problem that a special device for pressurizing the resin is required. Furthermore, when the thickness of the shape of the electroformed product to be molded is not uniform, the thin portion is first hardened by the irradiation of ultraviolet rays. Due to the hardening, pressure is not transmitted to the thick part of the meat, and the shrinkage upon hardening cannot be compensated. Therefore, there is a problem that a replica master requiring precise dimensional accuracy cannot be manufactured.

【0012】また、図9のように紫外線の照射領域を制
御する方法は、その照射領域を制御する特別な装置が必
要であり、しかも照射領域の制御条件を試行錯誤で設定
しなければならないという問題もあった。
The method of controlling the irradiation area of ultraviolet rays as shown in FIG. 9 requires a special device for controlling the irradiation area, and furthermore, the control conditions of the irradiation area must be set by trial and error. There were also problems.

【0013】また、図10のように1回目の成形で加工
された不良レプリカを母材として、再度同じ金型で成形
する方法は、成形回数を増やせば増やすほど、レプリカ
の寸法精度は向上するが、そのように成形回数が増える
分だけ成形に時間がかかり、製品が高価になってしまう
という問題があった。
Further, as shown in FIG. 10, in a method of molding again with the same die using a defective replica processed in the first molding as a base material, the dimensional accuracy of the replica is improved as the number of moldings is increased. However, there is a problem in that the molding takes much time as much as the number of times of molding increases and the product becomes expensive.

【0014】また、図11のように第1層・第2層の2
回に分けて成形する方法は、特に電鋳品の肉厚がmm単
位になると、その硬化収縮の量が大きくなるため、精密
な寸法精度が要求されるレプリカマスターを製作するこ
とができないという問題があった。しかも、この方法で
は、金型が複雑な形状のキャビティーを有する場合に、
成形回数が増せば増すほど、複雑な形状のキャビティー
の細部まで樹脂を供給することが困難であり、そのため
高精度なレプリカを成形することが困難であるという問
題もあった。
Further, as shown in FIG. 11, the first and second layers 2
The method of forming in a batch process is problematic in that, when the thickness of the electroformed product is on the order of millimeters, the amount of hardening shrinkage increases, so that it is not possible to manufacture a replica master that requires precise dimensional accuracy. was there. Moreover, in this method, when the mold has a cavity having a complicated shape,
As the number of times of molding increases, it becomes more difficult to supply the resin to the details of the cavity having a complicated shape, and therefore, there is a problem that it is more difficult to form a highly accurate replica.

【0015】本発明の目的は、肉厚がmm単位、または
複雑な形状のキャビティーを形成する金型などからも、
高精度に製造することができて、例えば、電鋳マスター
として用いることにより、極めて高精度の電鋳金型を安
価に製造することができる樹脂製の型およびその製造方
法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a mold having a thickness of mm or a cavity having a complicated shape.
An object of the present invention is to provide a resin mold that can be manufactured with high precision and can manufacture an extremely high-precision electroforming mold at low cost by using it as an electroforming master, and a method for manufacturing the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂製の型は、
金型のキャビティー内に供給した反応硬化型樹脂を硬化
させてから離型することによって製造される樹脂製の型
において、前記樹脂の硬化によって該樹脂に結合され、
かつ前記キャビティーの投影形状とほぼ同一形状の穴が
形成された基板を有することを特徴とする。
Means for Solving the Problems The resin mold of the present invention comprises:
In a resin mold manufactured by curing and then releasing the reaction-curable resin supplied into the cavity of the mold, the resin is bonded to the resin by curing the resin,
In addition, the semiconductor device has a substrate in which a hole having substantially the same shape as the projected shape of the cavity is formed.

【0017】本発明の樹脂製の型の製造方法は、金型の
キャビティー内に供給した反応硬化型樹脂を硬化させて
から離型することによって樹脂製の型を製造する製造方
法において、前記金型のキャビティー内に供給された樹
脂上に、該樹脂の硬化時の収縮を許容するための穴を有
する基板を載置し、そして、前記樹脂を硬化させること
によって該樹脂と前記基板とを結合させてから、前記樹
脂を前記基板と共に前記金型から離型させることを特徴
とする。
The method for producing a resin mold according to the present invention is a method for producing a resin mold by curing a reaction-curable resin supplied into a cavity of a mold and then releasing the cured resin. On the resin supplied into the cavity of the mold, a substrate having a hole for allowing the resin to shrink during curing is placed, and the resin and the substrate are cured by curing the resin. And then releasing the resin from the mold together with the substrate.

【0018】本発明によれば、ガラス等の基板に設けた
穴によって、反応硬化型樹脂の表面の硬化収縮を許容す
ることにより、その固化収縮の悪影響、つまり金型のキ
ャビティー形成面から樹脂層が剥離することを防止し
て、その樹脂層を金型のキャビティー形成面の形状寸法
どおりに精度良く成形する。また、金型のキャビティー
形成面の外周部に、それを拡大する拡大キャビティー形
成面を設けることにより、ガラス等の基板に穴を設けた
ことによる基板と樹脂層との接着力の低下を補い、それ
らを一体化して金型から確実に離型可能とする。
According to the present invention, the curing shrinkage of the surface of the reaction curable resin is allowed by the holes provided in the substrate such as glass, so that the solidification shrinkage is adversely affected, that is, the resin is shrunk from the cavity forming surface of the mold. The layer is prevented from peeling off, and the resin layer is formed with high precision according to the shape and dimensions of the cavity forming surface of the mold. In addition, by providing an enlarged cavity forming surface for enlarging the outer peripheral portion of the cavity forming surface of the mold, a decrease in the adhesive force between the substrate and the resin layer due to the provision of the hole in the substrate such as glass is provided. In addition, they are integrated so that they can be reliably released from the mold.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0020】まず、図1に示すような機械部品の金型1
1を製作する。その金型11のキャビティー形成面12
は、放電加工等の機械加工によって加工する。次に、図
2に示すように金型11を枠体A,B,Cに組み込んだ
レプリカ成形型21を製作する。このレプリカ成形型2
1は、金型11のキャビティー形成面12の外周に枠体
A,Bのキャビティー形成面22が位置している。その
キャビティー形成面22は、金型11のキャビティー形
成面12から水平方向(図2中の前後左右方向)におい
て外方に延在する拡大キャビティー形成面を成す。図4
(a)はレプリカ成形型21の平面図、また図4(b)
は、後述するレプリカ成形に用いる角穴26Aを有する
ガラス基板26の平面図である。
First, a mold 1 for machine parts as shown in FIG.
Make one. The cavity forming surface 12 of the mold 11
Is machined by machining such as electric discharge machining. Next, as shown in FIG. 2, a replica mold 21 in which the mold 11 is incorporated in the frames A, B, and C is manufactured. This replica mold 2
In 1, the cavity forming surfaces 22 of the frames A and B are located on the outer periphery of the cavity forming surface 12 of the mold 11. The cavity forming surface 22 forms an enlarged cavity forming surface extending outward from the cavity forming surface 12 of the mold 11 in the horizontal direction (front-rear and left-right directions in FIG. 2). FIG.
FIG. 4A is a plan view of the replica mold 21 and FIG.
Is a plan view of a glass substrate 26 having a square hole 26A used for replica molding described later.

【0021】以下、このようなレプリカ成形型21を用
いた電鋳型の製作方法について説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing an electroforming mold using such a replica mold 21 will be described.

【0022】まず、図3(a)に示すように、キャビテ
ィー形成面12,22によって形成されるキャビティー
内に、液状の紫外線硬化型樹脂24をその液面が表面張
力で盛り上がる程度にまで供給する。その状態で真空脱
泡し、液状の紫外線硬化型樹脂24とキャビティー形成
面12とを密着させる。キャビティー形状が微細・複雑
な場合は、顕微鏡で拡大することによって、それらの密
着状態を確認する。そして、それらが密着するまで真空
脱泡を繰り返す。
First, as shown in FIG. 3A, a liquid ultraviolet curable resin 24 is filled in a cavity formed by the cavity forming surfaces 12 and 22 to such an extent that the liquid surface rises due to surface tension. Supply. Vacuum degassing is performed in this state, and the liquid ultraviolet curable resin 24 and the cavity forming surface 12 are brought into close contact with each other. When the cavity shape is fine and complicated, the state of their close contact is confirmed by enlarging with a microscope. Then, vacuum degassing is repeated until they adhere.

【0023】次に、図3(b)に示すように、表面張力
で盛り上がる程度供給された液状の紫外線硬化型樹脂2
4の上に、角穴26Aのあいたガラス基板26(図4
(b)参照)を載置して、その角穴26Aをキャビティ
ー形成面12の上方に位置させる。その角穴26Aは、
キャビティー形成面12によって形成されるキャビティ
ーの投影形状とほぼ同一形状とされている。
Next, as shown in FIG. 3 (b), the liquid ultraviolet curable resin 2 supplied to the extent that it swells due to surface tension.
4, a glass substrate 26 having a square hole 26A (FIG.
(See (b)) and place the square hole 26A above the cavity forming surface 12. The square hole 26A is
The projected shape of the cavity formed by the cavity forming surface 12 is substantially the same as the projected shape.

【0024】次に、図3(c)に示すように、上方から
紫外線を照射して樹脂24を硬化させる。ガラス基板2
6には、密着性を向上させるためのシラン系カップリン
グ剤になるシラン処理等が施されているため、硬化した
樹脂24は、このガラス基板26に一体化される。樹脂
24は、紫外線の照射によって硬化収縮するものの、キ
ャビティー形成面12の上方に位置する樹脂24の部分
がガラス基板26の角穴26Aによって上方に開放され
ているため、キャビティー形成面12との密着状態を保
ったまま硬化収縮して、そのキャビティー形成面12の
形状寸法を極めて高精度に転写することになり、そのキ
ャビティー形成面12から剥離してしまうこともない。
また、枠体A,Bのキャビティー形成面22は、図3
(c)中左右(実際は前後も)の幅分だけ、金型11の
キャビティー形成面12を実質的に拡大しているため、
その拡大分だけ樹脂24とガラス基板26との密着面が
広く確保されて、それらの結合強度が充分に得られるこ
とになる。
Next, as shown in FIG. 3C, the resin 24 is cured by irradiating ultraviolet rays from above. Glass substrate 2
6 is subjected to a silane treatment or the like, which serves as a silane coupling agent for improving adhesion, so that the cured resin 24 is integrated with the glass substrate 26. Although the resin 24 hardens and shrinks due to the irradiation of ultraviolet rays, since the portion of the resin 24 located above the cavity forming surface 12 is opened upward by the square hole 26A of the glass substrate 26, the resin 24 is Is hardened and shrunk while maintaining the close contact state, and the shape and dimensions of the cavity forming surface 12 are transferred with extremely high precision, and the cavity forming surface 12 does not peel off from the cavity forming surface 12.
The cavity forming surfaces 22 of the frames A and B are the same as those shown in FIG.
(C) Since the cavity forming surface 12 of the mold 11 is substantially enlarged by the width of the center left and right (actually also front and rear),
A wide contact surface between the resin 24 and the glass substrate 26 is secured by the amount of the enlargement, and a sufficient bonding strength between them is obtained.

【0025】次に、図3(d)に示すように離型を行
い、硬化した樹脂24とガラス基板26とが一体化した
電鋳加工用のレプリカマスター28を得る。このレプリ
カマスター28は、金型11のキャビティー形成面12
の形状寸法を極めて高精度に転写することができる。ま
た、この離型作業に際しては、上述したような枠体A,
Bのキャビティー形成面22によって、結果的に樹脂2
4とガラス基板26との結合強度が充分に確保されてい
るため、樹脂24はガラス基板26と一体化したまま確
実に離型されることになる。
Next, as shown in FIG. 3D, release is performed to obtain a replica master 28 for electroforming in which the cured resin 24 and the glass substrate 26 are integrated. The replica master 28 is provided on the cavity forming surface 12 of the mold 11.
Can be transferred with extremely high precision. Also, during this release operation, the frame A,
As a result, the resin 2
Since the bonding strength between the substrate 4 and the glass substrate 26 is sufficiently ensured, the resin 24 is surely released while being integrated with the glass substrate 26.

【0026】次に、図3(e)に示すように、レプリカ
マスター28をマスターとした電鋳加工を行って、電鋳
層31−1を形成する。
Next, as shown in FIG. 3E, electroforming is performed using the replica master 28 as a master to form an electroformed layer 31-1.

【0027】次に、図3(f)に示すように、電鋳層3
1−1を機械加工し、電鋳型31−2を完成する。電鋳
型31−2は、金型11のキャビティー形成面12の形
状寸法を極めて精度よく転写したキャビティー形成面3
2が形成される。
Next, as shown in FIG.
1-1 is machined to complete the electroforming mold 31-2. The electroforming mold 31-2 has a cavity forming surface 3 on which the shape and dimensions of the cavity forming surface 12 of the mold 11 are transferred with extremely high precision.
2 are formed.

【0028】なお、上記の説明では、樹脂24を紫外線
硬化型樹脂とし、基板として透明なガラス基板26を使
用する場合について説明したが、樹脂材料としては、こ
の紫外線硬化型樹脂以外に、熱硬化型または常温硬化型
のエポキシ、シリコーン、ポリエステル、ウレタン等
や、紫外線以外の活性エネルギー線、例えば赤外線、可
視光線、電子線、X線等により硬化する樹脂を用いても
良い。樹脂材料としては、ウレタンアクリレート、エポ
キシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエ
ーテルアクリレート等のアクリルや、エポキシ、シリコ
ーン、ポリエステル、ウレタンなどに光開始剤を混合し
た単一組成物あるいは数種のモノマーをブレンドした混
合組成等が利用できる。また、基板としては、金属版、
プラスチック板等でも良い。
In the above description, the case where the resin 24 is an ultraviolet-curable resin and the transparent glass substrate 26 is used as the substrate has been described. It is also possible to use epoxy resin, silicone, polyester, urethane, etc. of a mold or room temperature curing type, or a resin which is cured by an active energy ray other than ultraviolet rays, for example, infrared rays, visible rays, electron rays, X-rays, or the like. Resin materials include acrylics such as urethane acrylate, epoxy acrylate, polyester acrylate, and polyether acrylate, as well as a single composition in which a photoinitiator is mixed with epoxy, silicone, polyester, urethane, or a mixture of several types of monomers. The composition and the like can be used. As the substrate, a metal plate,
A plastic plate or the like may be used.

【0029】[0029]

【実施例】次に、上述した一実施形態の製造方法に基づ
いて、実際に機械部品の金型を製造した場合の具体的な
実施例について説明する。
Next, a specific example in which a mold for a mechanical part is actually manufactured based on the manufacturing method of the above-described embodiment will be described.

【0030】まず、図5に示すような機械部品の金型4
1を製作した。その金型41のキャビティー形成面42
は放電加工等の機械加工によって加工する。次に、図6
に示すように、金型41を枠体A,B,Cを組み込んだ
レプリカ成形型51を製作した。この成形型51は標準
化されていて、2〜3の部品を作り替えるだけで、種々
の金型に適応することができる。このレプリカ成形型5
1は、金型41のキャビティー形成面42の外周に、枠
体A,Bのキャビティー形成面52が位置している。そ
のキャビティー形成面52は、金型41のキャビティー
形成面42から水平方向(図6中の前後左右方向)にお
いて外方に延在する拡大キャビティー形成面を成す。
First, a mold 4 for machine parts as shown in FIG.
1 was made. The cavity forming surface 42 of the mold 41
Is machined by machining such as electric discharge machining. Next, FIG.
As shown in the figure, a replica mold 51 in which the molds 41 are assembled with the frames A, B, and C was manufactured. The molding die 51 is standardized, and can be adapted to various types of dies simply by changing a few parts. This replica mold 5
In 1, the cavity forming surfaces 52 of the frames A and B are located on the outer periphery of the cavity forming surface 42 of the mold 41. The cavity forming surface 52 forms an enlarged cavity forming surface extending outward from the cavity forming surface 42 of the mold 41 in the horizontal direction (front-back, left-right direction in FIG. 6).

【0031】このようなレプリカ成形型51を用いて電
鋳型を製作する場合には、まず、キャビティー形成面4
2,52をイソプロピルアルコールに浸して、超音波で
洗浄する。
When manufacturing an electroforming mold using such a replica mold 51, first, the cavity forming surface 4
2,52 is immersed in isopropyl alcohol and washed by ultrasonic waves.

【0032】次に、図7(a)に示すように、キャビテ
ィー形成面42,52によって形成されるキャビティー
内に、ウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂54
をその液面が表面張力で盛り上がる程度にまで供給して
から、真空脱泡する。そして、樹脂54がキャビティー
形成面42に密着していることを、顕微鏡等により拡大
して確認する。そして、それらが密着するまで真空脱泡
を繰り返す。
Next, as shown in FIG. 7A, a urethane acrylate-based ultraviolet curable resin 54 is provided in the cavity formed by the cavity forming surfaces 42 and 52.
Is supplied to such an extent that the liquid surface rises due to surface tension, and then degassed in vacuum. Then, it is confirmed by a microscope or the like that the resin 54 is in close contact with the cavity forming surface 42 by magnification. Then, vacuum degassing is repeated until they adhere.

【0033】次に、図7(b)に示すように、樹脂54
の上に、角穴56Aのあいたガラス基板56を載置し
て、その角穴56Aをキャビティー形成面42の上方に
位置させる。ガラス基板56は、シラン系カップリング
剤によるシラン処理が前処理として施された厚み5mm
の透明体であり、その角穴54Aは、キャビティー形成
面42とほぼ同寸法に形成されている。
Next, as shown in FIG.
A glass substrate 56 having a square hole 56A is placed on the substrate, and the square hole 56A is positioned above the cavity forming surface 42. The glass substrate 56 has a thickness of 5 mm in which silane treatment with a silane coupling agent has been performed as a pretreatment.
The rectangular hole 54A is formed to have substantially the same size as the cavity forming surface 42.

【0034】次に、図7(c)に示すように、照度が
0.4mW/cm2 の紫外線を角穴54Aの上方から8
分間照射させた後、照度が18.0mW/cm2 の紫外
線を7分間照射させて、キャビティー内の樹脂54を硬
化させた。その際、キャビティー形成面42上に位置す
る樹脂54の部分が角穴54Aによって上方に開放され
ているため、樹脂54は、キャビティー形成面42との
密着状態を保ったまま硬化収縮して、そのキャビティー
形成面42の形状寸法を極めて高精度に転写することに
なる。
Next, as shown in FIG. 7 (c), an ultraviolet ray having an illuminance of 0.4 mW / cm 2 is applied from above the square hole 54A to the top of the square hole 54A.
After irradiating the resin 54 for 7 minutes, the resin 54 in the cavity was cured by irradiating it with ultraviolet light having an illuminance of 18.0 mW / cm 2 for 7 minutes. At this time, since the portion of the resin 54 located on the cavity forming surface 42 is opened upward by the square hole 54A, the resin 54 cures and contracts while maintaining the close contact state with the cavity forming surface 42. Thus, the shape and dimensions of the cavity forming surface 42 are transferred with extremely high precision.

【0035】次に、図7(d)に示すように離型を行
い、電鋳加工用のレプリカマスター58を得た。このレ
プリカマスター58と、金型41のキャビティー形成面
42の寸法を精密に測定したところ、極めて高精度に寸
法が転写されていることが確認できた。また、レプリカ
マスター58の図7(d)中下側のキャビティー形成面
を電子顕微鏡で拡大して観察した結果、キャビティー形
成面42の形状のエッヂまでもが極めてシャープに転写
されていることも確認できた。
Next, as shown in FIG. 7D, release was performed to obtain a replica master 58 for electroforming. When the dimensions of the replica master 58 and the cavity forming surface 42 of the mold 41 were precisely measured, it was confirmed that the dimensions were transferred with extremely high precision. As a result of enlarging and observing the cavity forming surface of the replica master 58 in the lower part of FIG. 7D with an electron microscope, it was found that even the edge of the shape of the cavity forming surface 42 was very sharply transferred. Was also confirmed.

【0036】次に、図7(e)に示すように、このレプ
リカマスター58をマスターにした電鋳加工を行った。
その加工期間を短くするために、電鋳層61−1の厚さ
は、金型41の半分の8mmを少し越えた厚さまでとし
た。その後、マスター58から電鋳層61−1を離型し
た。
Next, as shown in FIG. 7E, electroforming was performed using the replica master 58 as a master.
In order to shorten the processing period, the thickness of the electroformed layer 61-1 was set to a thickness slightly exceeding 8 mm which is half of the mold 41. Thereafter, the electroformed layer 61-1 was released from the master 58.

【0037】次に、図7(f)に示すように、電鋳層6
1−1を機械加工して電鋳型61−2を得た。この電鋳
型61−2のキャビティー形成面62の寸法を精密に測
定したところ、金型41のキャビティー形成面42の寸
法が極めて高精度に転写されていることが確認できた。
また、キャビティー形成面62を電子顕微鏡で拡大して
観察した結果、金型41のキャビティー形成面42の形
状のエッヂまでもが極めてシャープに転写されているが
確認できた。
Next, as shown in FIG.
1-1 was machined to obtain an electroforming mold 61-2. When the dimensions of the cavity forming surface 62 of the electroforming mold 61-2 were precisely measured, it was confirmed that the dimensions of the cavity forming surface 42 of the mold 41 were transferred with extremely high precision.
Further, as a result of enlarging and observing the cavity forming surface 62 with an electron microscope, it was confirmed that even the edge of the shape of the cavity forming surface 42 of the mold 41 was very sharply transferred.

【0038】次に、図7(g)に示すように、機械加工
で製作したスペーサー63を電鋳型61−2に取り付け
て、金型41の複製金型64を完成した。
Next, as shown in FIG. 7 (g), a spacer 63 manufactured by machining was attached to the electroforming mold 61-2 to complete a duplicate mold 64 of the mold 41.

【0039】以上の工程により製造した電鋳型の製造コ
ストは、機械加工によって製造された金型の半分以下で
あった。
The manufacturing cost of the electroforming mold manufactured by the above steps was less than half that of the mold manufactured by machining.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば、機械加工によって製造された肉厚がmm単位、
または複雑な形状のキャビティーを形成する金型などか
らでも、樹脂の硬化時の収縮の影響を受けることなく、
高精度の樹脂製の複製型を極めて安価に製造することが
できる。また、反応硬化型樹脂の成形工程は、機械工程
によって製造された金型を傷つけることがないため、極
めて高精度かつ安価な樹脂製の複製型を数多く製造する
こともできる。
As described above, according to the present invention,
For example, the wall thickness manufactured by machining is in mm,
Or even from a mold that forms a cavity with a complicated shape, without being affected by shrinkage during curing of the resin,
It is possible to manufacture a high-precision resin duplicate mold at extremely low cost. In addition, since the molding process of the reaction-curable resin does not damage the mold manufactured by the mechanical process, it is possible to manufacture a large number of extremely accurate and inexpensive resin molds.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の製造方法の実施形態に用いられる金型
の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a mold used in an embodiment of a manufacturing method of the present invention.

【図2】図1に示す金型によって構成されたレプリカ成
形金型の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a replica molding die constituted by the die shown in FIG.

【図3】図2に示す金型による電鋳加工用レプリカマス
ター製造過程、さらに、そのレプリカマスターによる電
鋳型の製造過程の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a process of manufacturing a replica master for electroforming by the mold shown in FIG. 2 and a process of manufacturing an electroforming mold by the replica master.

【図4】(a)は図2に示す金型の平面図、(b)は図
3に示すガラス基板の平面図である。
4A is a plan view of the mold shown in FIG. 2, and FIG. 4B is a plan view of the glass substrate shown in FIG.

【図5】本発明の製造方法の実施例に用いられる金型の
断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a mold used in an embodiment of the manufacturing method of the present invention.

【図6】図1に示す金型によって構成されたレプリカ成
形金型の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a replica molding die constituted by the die shown in FIG. 1;

【図7】図6に示す金型による電鋳加工用レプリカマス
ターの製造過程、さらに、そのレプリカマスターによる
電鋳型の製造過程の説明図である。
7 is an explanatory diagram of a process of manufacturing a replica master for electroforming by the mold shown in FIG. 6 and a process of manufacturing an electroforming mold by the replica master.

【図8】従来のレプリカ成形品を製造する方法に用いる
装置の一部切欠きの側面図である。
FIG. 8 is a partially cutaway side view of an apparatus used for a conventional method of manufacturing a replica molded product.

【図9】従来のレプリカ成形品を製造する手順の説明図
である。
FIG. 9 is an explanatory view of a procedure for manufacturing a conventional replica molded product.

【図10】従来のレプリカ成形品を製造する手順の説明
図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a procedure for manufacturing a conventional replica molded product.

【図11】従来のレプリカ成形品を製造する手順の説明
図である。
FIG. 11 is an explanatory view of a procedure for manufacturing a conventional replica molded product.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,41 金型 12,22,32,42,52,62 キャビティー形
成面 21,51 レプリカ成形型 24,54 紫外線硬化型樹脂 26,56 ガラス基板 28,58 電鋳加工用レプリカマスター 31,61 電鋳型 63 スペーサー
11, 41 Mold 12, 22, 32, 42, 52, 62 Cavity forming surface 21, 51 Replica molding die 24, 54 Ultraviolet curing resin 26, 56 Glass substrate 28, 58 Replica master 31, 61 for electroforming Electric mold 63 Spacer

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 33/00 - 33/76 C25D 1/00 - 1/22 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B29C 33/00-33/76 C25D 1/00-1/22

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 金型のキャビティー内に供給した反応硬
化型樹脂を硬化させてから離型することによって製造さ
れる樹脂製の型において、 前記樹脂の硬化によって該樹脂に結合され、かつ前記キ
ャビティーの投影形状とほぼ同一形状の穴が形成された
基板を有することを特徴とする樹脂製の型。
1. A resin mold manufactured by curing a reaction-curable resin supplied into a cavity of a mold and releasing the resin, wherein the resin is bonded to the resin by curing the resin, and A resin mold having a substrate on which a hole having substantially the same shape as the projected shape of the cavity is formed.
【請求項2】 前記樹脂は、紫外線が照射されることに
よって硬化する紫外線硬化型樹脂であり、 前記基板はガラス基板であることを特徴とする請求項1
に記載の樹脂製の型。
2. The resin according to claim 1, wherein the resin is an ultraviolet curable resin that is cured by being irradiated with ultraviolet light, and the substrate is a glass substrate.
The resin mold described in 1.
【請求項3】 前記基板は、シラン系カップリング剤に
よるシラン処理が施されていることを特徴とする請求項
1または2に記載の樹脂製の型。
3. The resin mold according to claim 1, wherein the substrate is subjected to a silane treatment using a silane coupling agent.
【請求項4】 前記金型のキャビティー形成面から離型
される部分は、電鋳加工によって電鋳層が形成可能なマ
スターを構成することを特徴とする請求項1から3のい
ずれかに記載の樹脂製の型。
4. The master according to claim 1, wherein a portion of the mold separated from the cavity forming surface constitutes a master on which an electroformed layer can be formed by electroforming. The resin mold as described.
【請求項5】 金型のキャビティー内に供給した反応硬
化型樹脂を硬化させてから離型することによって樹脂製
の型を製造する製造方法において、 前記金型のキャビティー内に供給された樹脂上に、該樹
脂の硬化時の収縮を許容するための穴を有する基板を載
置し、 そして、前記樹脂を硬化させることによって該樹脂と前
記基板とを結合させてから、 前記樹脂を前記基板と共に前記金型から離型させること
を特徴とする樹脂製の型の製造方法。
5. A method for producing a resin mold by curing a reaction-curable resin supplied into a cavity of a mold and releasing the cured resin, wherein the resin is supplied into the cavity of the mold. On the resin, a substrate having a hole for allowing shrinkage of the resin during curing is placed, and after the resin is cured, the resin is bonded to the substrate. A method of manufacturing a resin mold, comprising releasing the mold together with the substrate.
【請求項6】 前記基板の穴は、前記キャビティーの投
影形状とはほぼ同一形状であることを特徴とする請求項
5に記載の樹脂製の型の製造方法。
6. The method according to claim 5, wherein the holes in the substrate have substantially the same shape as the projected shape of the cavity.
【請求項7】 前記金型のキャビティーを形成するキャ
ビティー形成面の外側に、前記樹脂上に載置される前記
基板と対向する拡大キャビティー形成面を設けたことを
特徴とする請求項5または6に記載の樹脂製の型の製造
方法。
7. An enlarged cavity forming surface facing the substrate placed on the resin is provided outside the cavity forming surface forming the cavity of the mold. 7. The method for producing a resin mold according to 5 or 6.
【請求項8】 前記樹脂は、紫外線が照射されることに
よって硬化する紫外線硬化型樹脂であり、 前記基板はガラス基板であることを特徴とする請求項5
から7のいずれかに記載の樹脂製の型の製造方法。
8. The resin according to claim 5, wherein the resin is an ultraviolet-curing resin that is cured by being irradiated with ultraviolet light, and the substrate is a glass substrate.
8. The method for producing a resin mold according to any one of items 1 to 7.
【請求項9】 前記基板は、シラン系カップリング剤に
よるシラン処理が施されていることを特徴とする請求項
5から8のいずれかに記載の樹脂製の型の製造方法。
9. The method according to claim 5, wherein the substrate is subjected to a silane treatment with a silane coupling agent.
【請求項10】 前記金型のキャビティー形成面から離
型される部分によって、電鋳加工によって電鋳層が形成
可能なマスターを構成することを特徴とする請求項5か
ら9のいずれかに記載の樹脂製の型の製造方法。
10. The master according to claim 5, wherein a portion of the mold separated from the cavity forming surface forms a master on which an electroformed layer can be formed by electroforming. The method for producing the resin mold described in the above.
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