JPS62122714A - 精密成形用複製金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種の情報信号が記録された情報記録盤用の基
板を成形するためのスタンパ−と呼ばれる精密成形複製
金型に関する。より詳しくは、音声信号がスパイラル状
に刻まれたレコード盤や、レコード盤に較べ情報記録密
度が数百倍にも達する光ディスク等の基板をモールド成
形するために利用する精密成形用複製金型に関し、特に
、光デイスク用の基板を成形するために有効利用できる
ものである。

〔従来の技術〕

音盤用もしくは記録盤用の基板を形成するための精密成
形複製金型は、一般に次のようにして製造される。まず
、情報信号がカッティングされた原盤の表面を、銀鏡、
無電解メッキ、蒸着等により導電化した後、その上に電
鋳によりニッケル等の金属を所定厚さに電着する。その
後、電着板を原盤から剥離して一般にマスターと呼ばれ
る第１の複製金型をつくる。更にマスターを重クロム酸
カリウム溶液等に浸漬してマスター表面に剥離容易な被
膜を形成した後、再度、電鋳によりマスターと同程度の
厚さに金属を電着する。その後電着板をマスターからｙ
ｉ離して一般にマザーと呼ばれる第２の複製金型をつく
る。更に、マスターからマザーをつくるのと同手段を繰
り返して新たな電着板を形成し、一般にスタンバ−と呼
ばれる精缶成形用複製金型をつくる。

このスタンパ−をプレス用の金型もしくは射出成形用の
金型に取り付は該金型に成形用組成物、例えば塩化ビニ
ル、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂を注入あるい
は押圧して音盤用もしくは記録盤用の基板を製作する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の成形用組成物中には微細な金属粉、カーボン、塵
埃等が混入していることがあり、この混入物によりスタ
ンパ−表面に傷が生じ、この傷が成形基板の表面に転写
されて、欠陥となり、音盤もしくは記録盤の再生時、ノ
イズや誤信号となる欠点があった。また、空気中の塵埃
等によって同様な欠点が生じることもあった。

この欠点を解決するために従来からスタンパ−表面にク
ロムメッキを施して（特開昭５８−３４４３０）その表
面を保護し、スタンパ−の耐久性を向上させる方法が知
られているが、被メッキ物の凸部に多く、凹部に少く電
着するメッキ特有の性質から、特に精密に形成された記
録盤用複製金型のパターン形状が第２図に示すように変
わるという新たな欠点か生じる。

最近前述の欠点を補うためにスタンパ−表面にイオンブ
レーティング（特公昭５５−４８２９８、特開昭５７−
６４３０８．特開昭５８−８９３１Ｅｉ）や真空蒸着（
特公昭５９−２０４８６）を施し、その耐久性の向上を
図っている例もあるが、いずれの方法もスタンパ−表面
に異種材料を数百〜数千人の厚さに被覆するため前述の
クロムメッキによる保護法はどではないけれども、第３
図のように精密成形用複製金型の精密パターンの形状が
変わり、これに起因するノイズや誤信号が生み出される
危険性があった。

本発明は上述従来例の欠点を除去するために為されたも
のであり、その目的は、優れた耐久性をもち且つその表
面のパターン形状に損傷のない精密成形用複製金型を提
供することにある。即ち、音盤用あるいは記録盤用の基
板を、ノイズ・誤信号の原因となる傷や損傷した形状を
もつ信号用パターンを生ぜしめることなく、成形できる
高性能な精密成形用複製金型を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的達成可能な本発明は、情報信号が記録された情
報記録盤用の基板を成形するための精密成形用複製金型
において、該金型の精密パターンを有する表面にイオン
が注入されて、その表面が改質されたことを特徴とする
。上記精密パターンは、情報記録盤用の基板に転写され
て、基板に信号用のパターンを形成するものである。

この精密成形用複製金型の主成分としては、Ｎｉまたは
ＮｉとＣＯとの混合物、注入されるイオンとしてはＰ”
、　Ｂ”、Ｃ＋、Ｎ１．０“から成る群より選ばれた一
種以上のイオンまたは該イオンとＴｉ１との組合せが好
ましいものとして使用できる。

上記の手段を採用することによりスタンパ−（精′ＩＦ
、成形用複製金型）の表面硬度が増加し、耐久性が向上
する。スタンパ−の主成分がＮｉのとき得られるスタン
パ−表面のビッカース硬度（以下、Ｈマと略）は約６０
０以上、最大限１１００程度であり、イオン注入を行な
わないスタンパ−表面のＨマの約２〜３倍、最大限４〜
５倍である。このＨｖ値は、例えばＴｉＮ、　ＴｉＣか
ら成るイオンブレーティング膜の表面におけるＨマ約２
０００に比較して低いけれども、前記した欠点を防止す
るには十分な硬度である。

このようにイオン注入によってスタンパ−表面が硬度を
増したのは１表面自身か部分的により硬質な合金層また
はセラミック層に改質されたためである。

また、注入イオン１は第１図に示すようにスタンパ−２
内部に入り込むのでスタンパ−２１表面のパターン形状
は損なわれず、イオンブレーティング膜等による保護法
にない長所を有する。

次に、本発明を、その製造法を言及することにより更に
詳細に説明する。

まず、前述した公知のスタンパ−形成法により、スタン
パ−を形成する。スタンパ−材料としてＮｉを用いるこ
とはメッキ液の管理の容易さからは好ましい。

次に、このスタンパ−の表面に前記した陽イオンを、詐
導体への不純物ドーピングに用いられるイオン注入装置
を用いて注入することにより本発明の精密成形用複製金
型ができ上がる。イオン注入装置の原理は次のとおりで
ある。

■イオン発生エネルギーにより、注入用イオンを生み出
すことのできる化合物をイオン化する。

■質量分析器によって注入用イオンのみを選択する。

■静電界を用いてイオンを加速する。

■注入イオンのみをターゲットに打ち込む。

上記注入用イオンを生み出すことのできる各化合物とし
ては例えばＰＨ３、Ｎ２、ＣＯ２，ＢＦ３　、０２゜Ｔ
　ｉ　［Ｊ　ａが好ましく利用できる。

イオン注入時、下記三つのイオン注入条件＝（１）化合
物から生成したイオンを加速する事により、イオン１個
当たりの持つ注入エネルギー値１ （２）イオン注入装置内のスタンパ−保持用ホルダーの
温度にて示される注入温度、 （３）スタンパ−に打ち込まれるイオンの個数にて示さ
れる注入量（イオンが打ち込まれたときスタンパ−に流
れる全電流値を、そのイオンの１つが打ち込まれたとき
浣れる単位電流値１で割ることにより換算される。）、
を次のように選定することにより、スタンパ−の硬度が
特に増し、好ましい結果が得られる。

注入エネルギー３０　ｋｅＶ−１００ｋｅＶ　、注入量
５×１０１６個／ｃｍ’〜５　Ｘ　１０１７個／ｃｍ’
、注入温度２５〜５００°Ｃであり、なかでも効果が大
きい条件は注入エネルギー３０　ｋｅＶ−１００ｋｅＶ
　、注入量Ｉ　Ｘ　１０１７個／ｃｍ’、注入温度約４
００℃としたときか、もしくは低温注入後、熱炉に入れ
て４００℃、１〜２時間熱処理を行ったときである。

次に各イオン別に、イオン注入条件と、イオンが注入さ
れた後のスタンパ−硬度との関係の具体例を示す、なお
、スタンパ−の主成分は旧、厚さは０．３ｍｍであり、
イオン注入前のＨマは約２００〜２５０である。

１）Ｐｌを注入する場合 注入エネルギー：　７０　ｋｅＶ 注　　　入　　　量：５Ｘ１０１７個／ｃｍ’注入温度
４００℃でＨマ１１００と非常に高い値を示したのは、
その温度近辺でＮｉ３Ｐの結晶化が進むためと考えられ
る。

注入温度２５°Ｃでイオン注入を行い、その後４００°
Ｃで１〜２時間のアニール処理をしたときはＨマ１００
０であった。

２）　Ｂ＋を注入した場合 注入エネルギー：　７０　ｋｅＶ 注　　　入　　　量：５Ｘ１０”個／ａｍ’注　　入　
　温　度：２５〜５００　℃Ｈマ８００とほぼ一定で、
高い値を示した。

３）Ｎ＋、０１、Ｃ“を注入した場合 注入エネルギー：　４０　ｋｅＶ 注　　　入　　　量：５Ｘ１０”個／ｃｍ’注　　入　
　温　　度＝　１００　℃ Ｈマ値は、イオン注入前のＨマ僅の３〜６割程度の上昇
を示した。

４）Ｎ＋、０＋、Ｃ＋の各々とＴｉ＋とを混合して注入
した場合 注　　　入　　　量： 注　入　温　度：約１００℃ Ｈｖ値は、イオン注入前のＨマ僅の２〜４倍の値を示し
た。

スタンパ−材料としてＮ　１−Ｃｏを用いた場合には、
旧を用いた場合よりも良い効果が得られる。

注入されたイオンがＮ１、Ｇｏとそれぞれ化合し、結晶
化が進んでいくためと考えられる。

スタンパ−上にイオンブレーティングを行った後、本発
明によるイオン注入を行うと、表面硬度が更に向上する
と共にイオンブレーティングの欠点の１つである１耐食
性が改善される。更に、イオンプレーティング薄膜上に
イオンを注入し、そのイオンが母材であるスタンパ−ま
で届く条件下において実施するとイオンブレーティング
の欠点の１つであるスタンパ−とイオンブレーティング
薄１々との密着性が著しく改善されるのが確認ができた
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の精密成形用複製金型はス
タンパ−の表面にメッキ膜、イオンブレーティング′Ｉ
Ｉ々等を被覆せずに、その内部にイオンを埋込み、スタ
ンパ−表面自身を部分的に硬質な合金層もしくはセラミ
ック層に改質したものなので精密パターンの形状変化も
なく耐久性も著しく向上したものとなった。その結果、
ノイズ・誤信号の原因となる傷や形状の損なわれた信号
パターンのない音盤用あるいは記録盤用の成形基板が、
一枚の複製金型から従来の数倍〜数十倍も得ることがで
きるようになった。

また、メッキ膜等は徐々に剥離することがあるが、本発
明の複製金型は表面剥離の危険が全くない、更に、本発
明の複製金型は、記録盤等の基板成形用原料樹脂との離
型性が優れていると共に。

イオン注入に際してのイオン照射により表面がクリーニ
ング′された状ｙ座となることが確められた。

【図面の簡単な説明】

第１図はスタンパ−表面にイオン注入を施された本発明
の一実施例の断面図、第２図はスタンパ−表面にクロム
メッキを施した状態を示す断面図、第３図はスタンパ−
表面にイオンブレーティングもしくは真空蒸着を施した
状態を示す断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）情報信号が記録された情報記録盤用の基板を成形す
   るための精密成形用複製金型において、該金型の精密パ
   ターンを有する表面にイオンが注入されて、その表面が
   改質されたことを特徴とする精密成形用複製金型。 ２）前記イオンが、Ｐ＾＋、Ｂ＾＋、Ｎ＾＋、Ｏ＾＋か
   ら成る群より選ばれた１種以上のイオンまたは該イオン
   とＴｉ＾＋との組合せである特許請求の範囲第１項記載
   の精密成形用複製金型。