JPH0259044B2

JPH0259044B2 -

Info

Publication number: JPH0259044B2
Application number: JP57118853A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kashihara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-07-07
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1990-12-11
Also published as: JPS599012A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は輻射線の作用により硬化可能な液状成
型樹脂を用いて高品質、高歩留りのビデオ、オー
デイオデイスク等の複製を行なう為の平板状情報
記録担体複製金型の製造方法に関するものであ
る。

ビデオデイスク、PCMデジタルオーデイオデ
イスク、オーデイオデイスク等の複製には一般的
には電鋳工程により得られるNiの発型、即ちス
タンパーが用いられる。この金型を用いて複製デ
イスクを得る従来の方法としては、コンプレツシ
ヨン法、インジエクシヨン法、両者の折衷的なイ
ンジエクシヨンコンプレツシヨン法等がある。こ
れらの方法は熱可塑性の樹脂をガラス転移点以上
に加熱したものをスタンパーにより成型するよう
になつている。従つて、スタンパーには高温高圧
の熱及び圧力サイクルが加わる。そのため樹脂中
の異物やスタンパーに付着する塵埃、異物等によ
りスタンパー寿命は著しく短くなる。又、熱及び
圧力サイクルによる金属自体の劣化も生じる。従
つて、ビデオ、PCMデジタルオ−デイオデイス
ク等の高密度デイスクの複製においては品質、歩
留りの点で多くの問題を含んでいる。斯かる問題
を解決する新しいデイスクの複製方法として、転
写のための樹脂として、紫外線硬化型樹脂を用い
た方法が提唱された。この方法はスタンパー上に
液状の紫外線硬化型樹脂を滴下し、その上から紫
外線を通す裏当て板、例えばPMMA、ポリカー
ボネート、ポリスチレン、ガラス等の板材を押し
当て、紫外線硬化型樹脂を均一に伸し広げ、裏当
て板を通して紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂
を硬化せしめ、裏当て板と一体化したものをスタ
ンパーより剥離し、複製デイスクを得るというも
のである。第１図にその模式図を示す。

先ず第１図ａでスタンパー１上に紫外線硬化型
樹脂２を滴下し、ｂで裏当て材３を押し当て、ｃ
で紫外線照射手段４により硬化させ、ｄで剥離
し、複製デイスクができ上がる。ところで、従来
方法では転写成型工程でスタンパー１に対し約
100トンの強い圧力が加わり、スタンパー１その
ものに凹凸のうねりや歪があつても高温高圧が加
わることにより平坦化され、スタンパー１を支え
る図外の基台（スタンパーケース）に沿つてしま
うという状態になる。従つて、スタンパーの初期
の歪は消えるが、その結果として真円度の狂い、
トラツク歪等を発生する。一方紫外線硬化型樹脂
を用いる方法では第１図に示す工程で温度は殆ん
ど加わらず、圧力は約100Kg（従来方法の約1/100
０の圧力）程度が加わるだけである。従つて、ス
タンパーの高温高圧サイクルによる劣化は生じな
い反面、スタンパーに歪があると全面にわたるゆ
るやかな歪は矯正されるが、局所的な歪は矯正さ
れず、そのまま複製デイスクの方に転写されてし
まい、デイスクの厚みムラ、面振れ等の原因にな
る。

本発明は斯かる問題を解決し、紫外線硬化型樹
脂を用いて複製デイスクを製作する場合に必要に
して十分な平坦性を有するスタンパー（金型）を
提供するものである。

ビデオ及びPCMオーデイオデイスク等に用い
られる原盤は通常な平坦なガラス盤上にフオトレ
ジストを塗布し、信号記録、現像によりピツトを
形成したものである。又、研磨されたCu盤にメ
カニカルに信号を記録したものもある。これには
現像工程は不要である。信号記録後は直接電解メ
ツキ工程に移すことができる。フオトレジスト原
盤では表面導電化工程を経て電解メツキが施され
る。電解メツキ工程で形成されたNi金型（スタ
ンパー）表面はガラス盤上に塗布されたフオトレ
ジスト、又は研磨されたCu盤の表面の平坦性を
そのまま転写保存しているが、Ni金型をガラス
原盤又はCu盤から剥離する際、剥離の為に加え
られた外部応力及びメツキ時点での残存内部応力
の為、剥離後のNi金型は大小に拘らず歪んでい
る。コンプレツシヨン等の従来成型法ではこの歪
は伸ばされて平坦になるが、紫外線硬化型樹脂を
用いる方法では平坦にならず、デイスクの厚みム
ラの原因になり、高いN.Aのレンズを用いて記録
再生する場合、フオーカス誤差及びレンズの球面
収差増加の原因になり、収束スポツトが十分小さ
くならないという状態になる。電解メツキ後、
Ni金型を一旦ガラス原盤又はCu原盤より剥離し
てしまうと、前述のように歪が発生してしまい、
ひとたび発生した歪は簡単に取り除くことはでき
ない。

本発明は斯かる問題に対処すべく為されたもの
で、連続または不連続の凹凸ピツトもしくは同心
円又は渦巻状の溝構造を有する原盤に電鋳工程を
経て100〜500μｍの厚さを有する複製金型を形成
し、この複製金型を前記原盤より剥離する前に前
記複製金型の裏面に剛性を有する裏打ち補強用部
材を接着層を介して接着するものである。そこで
本発明ではメツキ工程終了後原盤より金型を剥離
する前に裏打ち補強し、十分な剛性を持たせてし
かる後に原盤より剥離する。電解メツキで形成た
れたNi金型は通常100〜500μｍの厚さを有してい
る。メツキ時間を十分長くとれば更に厚くするこ
ともできるが、長い時間を要する。又、メツキ時
点での内部応力も厚くすることにより、より現わ
れ易くなる。Ni金型に裏打ち補強材を貼り付け
るのに接着層を形成するが、適当な粘度と接着力
と硬化時間と硬さ等を有している必要がある。こ
のNi金型裏打ち補強に用いる接着材料には、エ
ポキシタイプの熱硬化性接着剤、紫外線硬化型接
着剤等がある。これらの接着剤を用いて接着する
場合Ni金型と裏打ち補強材とを気泡を混入しな
いように接着する必要がある。気泡が混入した場
合、少ない圧力ではあるが複製時にNi金型に圧
力が加わるので、気泡の上の部分が圧力により陥
没して凹状に変形してしまう。気泡が入つている
かどうかを確認する為には、裏打ち補強材は透明
でなければならない。又、透明な裏打ち補強材を
用いて気泡の混入が確認された場合、裏打ち補強
材自体十分な剛性を持つている為、気泡だけを取
り除くのは困難である。紫外線硬化型接着剤を用
いれば気泡の混入もわかり易いし、万一気泡が混
入した場合でも粘度が低い場合は取り除き易い
し、接着層を全部取り去つて再度接着層を形成す
るということも紫外線硬化型である為、容易であ
る。

以下本発明を実施例を示す図面に基づいて説明
する。第２図にメツキ後の原盤及びNi金型を示
す。１１はNi金型、１２はガラス原盤、１３は
フオトレジスト層である。第３図にNi金型に裏
打ち補強材を貼り付けた状態を示す。１４は接着
層、１５は裏打ち補強材、１６は接着層１４中に
混入した気泡である。前記裏打ち補強材１５とし
てはPMMA、ポリカーボネート、ポリスチレン、
ガラス等の透明材を使用する。接着層１４の材料
としては複数のチオール基（−SH）及びエン
（Ｃ＝Ｃ）を含むウレタンアクリレート、エ
ポキシアクリレート、複数の官応基を有する反応
性モノマー、例えば２−ヒドロキシエチルアクリ
レート、２−ヒドロキシメチルアクリレート、
１，６ヘキサンジオールシアクリレート、ネオペ
ンチルジオールジアクリレート、トリメチロール
プロパントリアクリレート、Ａ−BPE−４等と
光開剤、光開始助剤等を混合したものが良い。ベ
ースとなる樹脂に複数のチオール基（−SH）及
びエン（Ｃ＝Ｃ）を含むアクリレート化合物
を用いると空気硬化性が良く、ガラス、樹脂、
Ni面に比較的良好に接着する接着層を得ること
ができる。第４図はガラス原盤１２からその平坦
性を保つて剥離した裏打ち補強済みのNi金型を
示す。フオトレジスト層１３は浴剤で洗浄して取
り去つている。接着層１４に気泡１６が残留して
いる場合、Ni金型１１に圧力が加わるとその部
分が局所的に凹み、複製デイスクに悪影響が出
る。透明な裏打ち補強材１５と紫外線硬化型接着
剤の接着層１４を用いることにより、気泡を全く
混入させない状態を確認でき、均一旦つ迅速に接
着することができる。こうしてガラス原盤１２の
有する平坦性はNi金型１１に保存されるのであ
るが、実際には電解メツキ工程で原盤１２の平坦
性はいくばくか損なわれる。つまり、メツキ浴温
は付着するNiメツキ層の内部応力が最小になる
ように条件設定されている。その設定温度の一例
は約50℃である。Niメツキ層が形成された原盤
を50℃の液中から取り出して室温（約25℃）に戻
すと、その温度変化は25℃となり、原盤が厚さ６
mmのソーダガラス、Niメツキ層が300μｍの厚さ
とすると、その線膨張率の違いによりバイメタル
状になり、無視できない程大きい反りを生ずる。
反りの大きさを第５図で検討する。１１′はNi金
型１１の中心線、１２′はガラス原盤１２の中心
線である。中心線間距離をΔrとする。メツキ浴
中でのガラス原盤１２及びNi金型１１の中心線
長さは等しいが、室温に戻すとNi金型１１側が
より大きく収縮し、金型１１側に凹状になる。室
温でのガラス原盤１２及びNi金型１１側の中心
線長さを夫々ｌ＋Δl、ｌとすると、凹みの量Δh
は近似的に次のようになる。

Δh＝（ｌ／８）（Δl／Δr）……(1) ｒはガラス原盤１２及びNi金型１１が歪んで
曲面状になつたときの曲率半径、θはガラス原盤
１２を見込む中心角である。Fe、Ni及びソータ
ガラスの線膨張率の大きさαを次に示す。

Fe：α＝11.7×10^-6／deg. Ni：α＝12.7×10^-6／deg. ソーダガラス：α＝9.0×10^-6／deg. この値を用いて反り量Δhを計算する。ガラス
原盤１２の厚さ６mm、Ni金型１１の厚さ300μｍ
とした場合、Δr＝3.15mm、又温度変化を50℃−25
℃＝25℃とする。

原盤直径ｌ＝300mmの場合 Δl＝27μｍとなり、 (1)式よりΔh＝165μｍとなる。

ｌ＝200mmの場合 Δl＝18.5μｍ Δh＝75μｍｌ＝160mmの場合 Δl＝15μｍ Δh＝49μｍ従つて、常温でNi金型１１に裏打ち補強する
と、前記のような反りを持つたままになる。この
反りを取除くには機械的な手法が使える。第６図
に示すように、ガラス原盤１２及びNi金型１１
を定盤１７の上に載せ、孔１８のあいた押え板１
９でネジ等を用いて反つたガラス原盤１２を平坦
にする。反りの量は前述のようにφ300mm、最外
周でも200μｍ以下であるので、簡単に平坦に矯
正することができる。平坦にしておき、押え板１
９の孔１８の部分から裏打ち補強材１５を接着す
る。その後押え板１９を外し、Ni金型１１をガ
ラス原盤１２から外すと、略完全に平坦なNi金
型１１が得られる。このままの状態では室温が変
われば裏打ち補強材がソーダガラス、PMMA等
であれば、当初はフラツトであつても反りが発生
する。第７図に示すように実施すれば、裏打ち補
強後の温度変化による反りの発生は略完全に押え
ることができる。裏打ち補強材１５で補強された
Ni金型１１に更にNiの補強材２０を接着する。
この接着は接着層２１に気泡が入つていても全く
問題ない。Ni金型１１とNi補強材２０の線膨張
率は等しく、温度変化に対して極めて安定なもの
になる。Ni補強材２０の代りにFe補強材を用い
ても殆んど問題はない。Ni又はFeを用いるとマ
グネツトに吸着でき、金型をデイスク複製装置に
装着するのが大変容易になる。この補強材の厚さ
は0.3〜２mm程度で良い。又、他の実施例として
はNi金型への裏打ち補強材として、厚さ数mm〜
十数mmのNi板を直接接着する方法がある。この
場合にはエポキシ等の熱硬化性接着剤を多めに流
し、気泡の混入がないようにする。又、真空中で
接着しても良い。接着後大気中で硬化させれば気
泡が入つていたとしても、無視し得る程の大きさ
になり影響は出なくなる。裏打ち補強材は一層だ
けで温度変化に対して反りの発生の少ないNi金
型を得ることができる。機械的に反りを補正して
裏打ち補強材１５を貼り付けた場合、Ni金型１
１中には応力は残存しているが、接着層１４の滑
りによりNi金型１１中の応力は殆んど問題ない
程度迄減少する。原盤１２に電気メツキを施す
と、どうしてもメツキ時点で外周縁部に電界集中
がおこり、メツキ厚が厚くなり易い。応力もこの
外周縁部に集積され易い。従つて、外周縁部を５
〜10mmの幅のゾーンで予じめ原盤１２とNi金型
１１を剥離しておくと、残存応力は更に減少す
る。従つて、裏打ち補強後のNi金型１１の平坦
性は更に良くなる。Ni金型１１に裏打ち補強を
施す場合、接着層の厚み、補強材の傾き等もコン
トロールする必要がある。第８図にそれらを補正
する方法を示す。先ず裏打ち補強材１５を接着し
ておき、更にNi又はFeよりなる裏打ち補強材２
０を接着する。この場合、十分に平坦で適当な圧
力を加えることのできる押え板２２で押え、且つ
スペーサー２３で補強層全体の厚さが均一になる
ように接着層２１の厚さをコントロールする。こ
の接着層２１には熱硬化型のエポキシ系の接着剤
が好適である。接着層２１が硬化後に押え板２２
を外してガラス原盤１２よりNi金型１１を剥離
すると、平坦で均一な厚みを有する裏打ち補強付
きNi金型１１ができる。

以上述べたように、本発明によれば、原盤に
100〜500μｍの厚みの複製金型を形成した後、複
製金型の裏面に剛性を有する裏打ち補強用部材を
接着して原盤より複製金型を剥離する際の反り、
歪などの変形を押え、剥離後も原盤の表面の平坦
性を金型上でも維持できる。その結果複製金型を
用いてビデオデイスク、溝付記録用デイスク、
PCMデジタルオーデイオデイスク等の複製デイ
スクを製作するために使用する金型として、十分
な平坦度と均一な厚みを有し且つ十分剛性の高い
金型を得ることができる。従つて、複製デイスク
の厚みも均一、一定のものを製作することがで
き、歩留りを上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は紫外線硬化型樹脂を用いたデイスク複
製の一般的な工程図、第２図〜第８図は本発明の
実施例を示し、第２図は電解メツキ後のガラス原
盤及びNi金型の断面図、第３図は剥離前のNi金
型に裏打ち補強した状態を示す断面図、第４図は
Ni金型をガラス原盤から剥離した状態を示す断
面図、第５図はガラス原盤及びNi金型の温度変
化による反りの状態を示す説明図、第６図はガラ
ス原盤及びNi金型の反りを機械的に矯正する状
態を示す断面図、第７図はNi金型に２層の裏打
ち補強材を有する状態を示す断面図、第８図は裏
打ち補強材を接着する際の厚み制限の方法を示す
断面図である。１１……Ni金型、１２……ガラス原盤、１３
……フオトレジスト層、１４……接着層、１５，
２０……裏打ち補強材、２１……接着層。

Claims

【特許請求の範囲】１連続または不連続の凹凸ピツトもしくは同心
円又は渦巻状の溝構造を有する原盤に電鋳工程を
経て100〜500μｍの厚さを有する複製金型を形成
し、この複製金型を前記原盤より剥離する前に前
記複製金型の裏面に剛性を有する裏打ち補強用部
材を接着層を介して接着する平板状情報記録担体
複製金型の製造方法。２裏打ち補強用部材として、輻射線透過可能な
部材を用い、この裏打ち補強用部材と複製金型と
を輻射線の作用により硬化可能な接着層で連結さ
せる特許請求の範囲第１項記載の平板状情報記録
担体複製金型の製造方法。３裏打ち補強用部材を透明部材及び金属部材の
２層構造にした特許請求の範囲第１項記載の平板
状情報記録担体複製金型の製造方法。４裏打ち補強用部材を透明部材及び磁性部材の
２層構造とした特許請求の範囲第１項記載の平板
状情報記録担体複製金型の製造方法。５複製金型と裏打ち補強用部材とを、複数のチ
オール基（−SH）及びエン（Ｃ＝Ｃ）を含
有し、輻射線の作用により硬化可能な接着層で連
結させた特許請求の範囲第１項記載の平板状情報
記録担体複製金型の製造方法。６原盤及び原盤上の複製金型が有する線膨張率
の違いにより生じた形状的な歪みを予じめ矯正し
ておき、前記複製金型と裏打ち補強用部材とを連
結させる特許請求の範囲第１項記載の平板状情報
記録担体複製金型の製造方法。