JPH068282A - 射出成形用入子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 グレーティングパターンの中心と入子の外径
の中心とを一致させ、表裏の各成形面の中心が精度良く
一致した成形品を得る。 【構成】 基板１にはグレーティング２が４つ形成され
ている。グレーティング２の外周部には位置決め用の基
準マークとなる凸部を形成する凹溝３が形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型加工技術分野に属
し、特に電鋳型の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、１つの基板表面に同一のグレーテ
ィングを複数有した原盤へ電鋳を行い、この電鋳層を原
盤より剥離し、転写された複数のグレーティングを１つ
１つ削り出し、これらを単一の射出成形用の入子として
射出成形に用いていた。射出成形用の入子を射出成形機
に装着する際は、入子を装着するために射出成形機に設
けられている装着孔に入子を挿入し、入子の外径を装着
孔に一致させることによって位置決めを行なっている。

【０００３】上記した射出成形用入子にて射出成形を行
なうにあたり、表裏が同一のパターンであるような成形
品を成形する場合、成形パターンが同一の入子を、射出
成形機の可動側と固定側とにそれぞれ配置して射出成形
を行なう。このとき、片方の入子に形成されたグレーテ
ィングの中心ともう片方の入子に形成されたグレーティ
ングの中心とが一致していないと、所望の精度の成形品
を射出成形によって得ることはできない。片方の入子に
形成されたグレーティングの中心ともう片方の入子に形
成されたグレーティングの中心とを一致させるには、上
記した射出成形機の構造上、それぞれの入子のグレーテ
ィングの中心と入子の外径の中心とを精度よく一致させ
る必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グレー
ティングの中心と入子の外径の中心とを精度良く一致さ
せることは困難であった。

【０００５】因って、本発明は前記従来技術における欠
点に鑑みて開発されたもので、グレーティングの中心と
入子の外径の中心とを精度良く一致させることのできる
射出成形用入子の製造方法の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、微細パターン
を複数有した原盤に電鋳を行ない、微細パターンを電鋳
層に転写し、この電鋳層を原盤より剥離することにより
射出成形用入子を製造する射出成形用入子の製造方法に
おいて、基板表面の微細パターンより外部でかつ微細パ
ターンと干渉しない位置に、この微細パターンを基準と
して深さ０．０５ｍｍ以上で側面が基板表面に対して直
角な凹溝を形成してこれを原盤とし、この原盤の前記微
細パターン側に電鋳を行い、前記微細パターンを電鋳層
に転写した後、該電鋳層を原盤より剥離して電鋳型と
し、剥離後、前記凹溝によって電鋳型へ形成された凸溝
を基準に電鋳型へ転写された複数の微細パターンの各々
に対して外径を行なうことで射出成形用入子を得る製造
方法である。

【０００７】また、微細パターンを複数有した原盤に電
鋳を行い、微細パターンを電鋳層に転写し、この電鋳層
を原盤より剥離することにより射出成形用入子を製造す
る射出成形用入子の製造方法において、基板表面に深さ
０．０５ｍｍ以上で側面が基板表面に対して直角な凹溝
を形成し、この凹溝を基準として基板表面に微細パター
ンを形成してこれを原盤とし、この原盤の前記微細パタ
ーン側に電鋳を行い、前記微細パターンを電鋳層に転写
した後、該電鋳層を原盤より剥離して電鋳型とし、剥離
後、前記凹溝によって電鋳型へ形成された凸溝を基準に
電鋳型へ転写された複数の微細パターンの各々に対して
外径加工を行なうことで射出成形用入子を得る製造方法
である。

【０００８】

【作用】本発明では、微細なパターンの特定位置に対し
てある保障された位置に形成された凹溝を有した原盤に
電鋳を行いその反転型を得ると、反転型では原盤の凹溝
が反転した凸部に形成される。この凸部を位置決め用の
基準マークとして電鋳型の外径加工を行なうことによ
り、微細なパターンの特定位置に対して所望の外径を有
する入子を精度良く加工することができる。上型入子お
よび下型入子の外径をそれぞれ微細パターンの特定位置
に対して精度良く加工できれば、それらを公知の方法で
射出成形用の金型に組み立てることにより、上下型入子
の相対位置を精度良く合わせられる。

【０００９】凸部を位置決め用の基準マークとして用い
る場合、カメラ等により位置の検出が行なわれるが、凸
部の高さが０．０５ｍｍ以上あれば検出が容易である。
従って、原盤上の凹溝の深さは０．０５ｍｍ以上が良
い。凹溝の深さが０．０５ｍｍ以下であると、拡大鏡に
よっても非常に検出しにくくなってしまう。また、位置
を精度良く検出するためには、凹溝の側面は上面に対し
て直角であることが良い。

【００１０】さらに、電鋳型の外径加工の際、加工中に
生じる加工屑の飛散による物理的ダメージや加工液の飛
散による錆等の化学的ダメージ等から微細パターンを保
護するため、加工中に電鋳型表面へ種々の保護膜をコー
ティングすることが行なわれる場合もあるが、凸部の段
差が小さいとコーティングによる段差のダレにより凸部
の検出ができなくなる。しかしながら、凸部の高さが
０．０５ｍｍ以上であれば、コーティングを行なった上
からでも検出が可能である。従って、この点からも原盤
の凹溝の深さは０．０５ｍｍ以上が良い。

【００１１】

【実施例１】図１〜図８は本実施例を示し、図１は原盤
の平面図、図２は凹溝の拡大断面図、図３は精密カッタ
ーの概略側面図、図４〜図６は断面図、図７は加工装置
の概略側面図、図８は入子の平面図、図９は射出成形機
の断面図である。

【００１２】シリコンからなる円盤状の基板１の表面１
ａ中央部に、同心円状の微細パターン２（以下、グレー
ティングという）をエッチングにより４つ形成する。基
板表面１ａのグレーティング２の外周部でグレーティン
グ２と干渉しない位置に凹溝３を形成し、この状態でこ
の基板を原盤４とする。凹溝３は、各グレーティング２
の中心位置を結んだ直線と平行に、かつ各グレーティン
グ２の中心からａだけ離れた位置に形成され（図１参
照）、その断面形状は幅１ｍｍ，深さ０．０５ｍｍであ
り、側面３ａは基板表面１ａに対して直角に形成されて
いる（図２参照）。

【００１３】以下、上記原盤４の製作方法を説明する。
まず、石英の基板１に公知のリソグラフィー法により同
心円状のグレーティング２を加工する。グレーティング
２のピッチは５μｍ〜１００μｍ、深さは０．５μｍで
ある。同心円状のグレーティング２が加工された石英の
基板１をビデオカメラ５ａ付きの精密カッター５のテー
ブル５ｂに載せ、グレーティング２の位置をカッター５
ｄと一体に駆動されるビデオカメラ５ａおよびビデオ画
面５ｃにより検出し、カッター装置（図示省略）のＸ，
Ｙ、Ｚの駆動により位置決めを行う。位置決めを行なっ
た後、刃幅１ｍｍの円板状のカッター５ｄにより基板１
上に深さ０．０５ｍｍの凹溝３を加工し、この基板を原
盤４とする（図３参照）。

【００１４】上記原盤４に対して電鋳を行なう。以下、
電鋳の方法を説明する。まず、基板６上に原盤４を接着
剤にて糊着する（図４参照）。この上に真空蒸着により
金を１０００Åコーティングする。この表面を界面活性
剤によって活性処理したのち、スルファミン酸ニッケル
浴中に陰極７と結合して入れるとニッケル電鋳８が行な
われる。９は陽極である（図５参照）。電鋳８が所望の
厚さになった時点で電鋳８を終了し、電鋳８の表面８ａ
を平坦に加工して脱型すれば、電鋳型１０が得られる
（図６参照）。

【００１５】４つのグレーティング２が転写された電鋳
型（電鋳層）１０を分割することにより、１つのグレー
ティング２を１つの射出成形用の入子１１とする。以下
に、その分割の方法を説明する。電鋳型１０を加工装置
１２にチャッキングする。加工装置１２の加工軸１２ａ
にビデオカメラ１３を取り付け、ビデオ画面（図示省
略）により電鋳型１０の凸部１０ａを検出する（図７参
照）。

【００１６】電鋳型１０の凸部１０ａの位置から、電鋳
型１０に転写された４つのグレーティング２の内、１つ
のグレーティング２の中心を認識し、この中心を中心と
した外径加工を行なうことによって、射出成形用の入子
１１を得る（図８参照）。電鋳型１０に残されている他
の３つのグレーティング２に対しても同様の方法で外径
加工を行い、全部で４つの射出成形用の入子１１を得
る。上記の様にして得られた射出成形用の入子１１の内
２つを射出成形機１４に装着し、射出成形用の一対の成
形型として用いる（図９参照）。

【００１７】本実施例によれば、射出成形用入子に形成
されたグレーティングとその外径とを精度よく一致させ
ることが可能となる。そこで、成形品の表面を成形する
グレーティングを有する射出成形用入子と、成形品の裏
面を成形するグレーティングを有する射出成形用入子と
を射出成形機に装着すると、双方の射出成形用入子の中
心と中心は精度良く一致し、この状態で射出成形を行な
うと、成形品の表面の中心と裏面の中心とを精度良く一
致させることが可能となる。

【００１８】

【実施例２】図１０〜図１４は本実施例を示し、図１０
〜図１２は平面図、図１３は断面図、図１４は平面図で
ある。本実施例の原盤２１は、石英基板２２の中央部
に、０．５ｍｍ角内にピッチ１０μｍ，深さ０．３μｍ
に加工された直線のグレーティング２３が６つ施されて
いる。この外側に幅０．５ｍｍ，深さ０．０５ｍｍの互
いに直交する２本の直線の凹溝２４がある。該凹溝２４
はグレーティング２３の配列方向に対して平行かつ直角
に形成されている（図１０参照）。

【００１９】原盤２１は、例えば以下の様な方法で製作
される。まず、加工されていない石英基板２２を精密カ
ッター（図示省略）にチャックし、幅０．５ｍｍの円板
状のカッターで深さ０．１ｍｍの凹溝２４を加工する。
次に、石英基板２２を公知のリソグラフィー法によって
グレーティング２３を加工する。その際に使用するフォ
トマスク２５を図１１に示す。

【００２０】フォトマスク２５は公知のクロムマスクで
あり、グレーティング２３のパターンに対して所定の位
置に幅５ｍｍのＬ字形の窓２６があいている。このフォ
トマスク２５を用いて密着露光する際、マスクアライナ
ーによってポジ形レジストを塗布した石英基板２２の凹
溝２４とフォトマスク２５のＬ字形の窓２６とを合わせ
る（図１２参照）。あとは公知のプロセスにより露光，
現像およびエッチングを行なう。この時、厳密にはＬ字
形の窓２６に対応する部分が露光されているので、グレ
ーティング２３の深さと同じ０．３μｍだけ他の部分よ
りもエッチングで低くなっている。

【００２１】以上の様に製作された原盤２１を用いて電
鋳を行う。電鋳は前記実施例１と同様であり、この電鋳
により電鋳型２７が得られると保護膜２８のコーティン
グを行う。保護膜２８としてはシリコンワニスを３０μ
ｍディップコートする（図１３参照）。以下は前記実施
例１と同様である。シリコンワニスを３０μｍコーティ
ングすると、グレーティング２３部分は見えなくなって
しまうが、凸部２９はコーティングの上から充分検出で
きる。加工後は、有機溶剤によりシリコンワニスを除去
して入子３０を得る（図１４参照）。

【００２２】本実施例によれば、前記実施例１の効果に
加え、グレーティングへ保護膜を形成することにより、
外径加工中の加工屑等の飛散からグレーティングを保護
することができる。また、加工液の飛散による錆等の化
学的な影響からもグレーティングを保護することができ
る。

【００２３】

【実施例３】本実施例では前記実施例２と異なる点のみ
説明する。本実施例の保護膜は、前記実施例２のシリコ
ンワニスに代えて亜鉛をメッキにより６０μｍコーティ
ングする。加工後は、亜鉛を塩酸にて除去する。

【００２４】本実施例によれば、前記実施例２の効果に
加え、保護膜が金属であり、より強い保護膜を施したこ
とで強い衝撃からもグレーティングを保護することがで
きる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る射出成
形用入子の製造方法によれば、グレーティングパターン
の中心と入子の外径の中心とを精度良く一致させること
ができ、表側の成形面の中心と裏側の成形面の中心とが
精度良く一致した成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示す平面図である。

【図２】実施例１を示す拡大断面図である。

【図３】実施例１を示す概略側面図である。

【図４】実施例１を示す断面図である。

【図５】実施例１を示す断面図である。

【図６】実施例１を示す断面図である。

【図７】実施例１を示す概略側面図である。

【図８】実施例１を示す平面図である。

【図９】実施例１を示す断面図である。

【図１０】実施例２を示す平面図である。

【図１１】実施例２を示す平面図である。

【図１２】実施例２を示す平面図である。

【図１３】実施例２を示す断面図である。

【図１４】実施例２を示す平面図である。

【符号の説明】

１，６ 基板 ２ グレーティング ３ 凹溝 ４ 原盤 ５ 精密カッター ７ 陰極 ８ 電鋳 ９ 陽極 １０ 電鋳型 １１ 入子 １２ 加工装置 １３ ビデオカメラ １４ 射出成形機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微細パターンを複数有した原盤に電鋳を
   行ない、微細パターンを電鋳層に転写し、この電鋳層を
   原盤より剥離することにより射出成形用入子を製造する
   射出成形用入子の製造方法において、基板表面の微細パ
   ターンより外部でかつ微細パターンと干渉しない位置
   に、この微細パターンを基準として深さ０．０５ｍｍ以
   上で側面が基板表面に対して直角な凹溝を形成してこれ
   を原盤とし、この原盤の前記微細パターン側に電鋳を行
   い、前記微細パターンを電鋳層に転写した後、該電鋳層
   を原盤より剥離して電鋳型とし、剥離後、前記凹溝によ
   って電鋳型へ形成された凸溝を基準に電鋳型へ転写され
   た複数の微細パターンの各々に対して外径を行なうこと
   で射出成形用入子を得ることを特徴とする射出成形用入
   子の製造方法。
2. 【請求項２】 微細パターンを複数有した原盤に電鋳を
   行い、微細パターンを電鋳層に転写し、この電鋳層を原
   盤より剥離することにより射出成形用入子を製造する射
   出成形用入子の製造方法において、基板表面に深さ０．
   ０５ｍｍ以上で側面が基板表面に対して直角な凹溝を形
   成し、この凹溝を基準として基板表面に微細パターンを
   形成してこれを原盤とし、この原盤の前記微細パターン
   側に電鋳を行い、前記微細パターンを電鋳層に転写した
   後、該電鋳層を原盤より剥離して電鋳型とし、剥離後、
   前記凹溝によって電鋳型へ形成された凸溝を基準に電鋳
   型へ転写された複数の微細パターンの各々に対して外径
   加工を行なうことで射出成形用入子を得ることを特徴と
   する射出成形用入子の製造方法。