KR100492212B1 - 디스크기판성형용금형장치및금형장치의제조방법과디스크기판 - Google Patents

디스크기판성형용금형장치및금형장치의제조방법과디스크기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 합성 수지 재료를 성형하여 정보 신호 기록 매체인 디스크 기판을 성형하는 디스크 기판 성형용 금형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 금형 장치는 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형의 성형면 측에 금속의 평활화층을 일체적으로 형성하고, 또한 금속층에 디스크 기판에 형성되는 정보 신호 등에 대응하는 요철 패턴을 직접 형성함으로써 표면이 고 정밀도로 평탄화되어 디스크 표면에 발생한 국소적인 주름이나 돌기를 발생시키지 않고, 고 정밀도로 금형측의 요철 패턴이 전사된 디스크 기판을 성형한다.

Description

디스크 기판 성형용 금형 장치 및 금형 장치의 제조 방법과 디스크 기판 {MOLD FOR MAKING DISC SUBSTRATE, PROCESS FOR PRODUCING MOLD AND DISC SUBSTRATE}
본 발명은 자기 디스크 등 디스크형 기록 매체를 구성하는 디스크 기판을 성형하기 위해서 이용되는 금형 장치 및 이 금형 장치의 제조 방법에 관한 것이며, 또한 상기 금형 장치에 의해서 제조되는 디스크 기판에 관한 것이다.
종래, 컴퓨터의 데이터 기억 장치로서 자기 디스크를 기록 매체로 사용하는 디스크 구동 장치가 이용되고 있다.
이 디스크 구동 장치의 기록 매체로서 사용되는 자기 디스크로서, 합성 수지를 성형한 디스크 기판 표면에 정보 신호의 기록층이 되는 자성막을 형성한 것이 이용되고 있다.
이런 종류의 자기 디스크를 기록 매체로 사용하는 디스크 구동 장치는 자기 헤드가 회전되는 자기 디스크의 신호 기록 영역을 내외주에 걸쳐 주사함으로써 정보 신호의 기록 재생이 행해진다. 이 디스크 구동 장치에 사용되는 자기 디스크는 기록 용량의 증대와 함께 고 밀도화가 도모되고 있다. 이와 같이 고밀도화를 꾀할 수 있고, 기록 용량이 증대된 자기 디스크에 대해 효율좋게 정보 신호의 기록 및/또는 재생을 행하기 위해서는 정보 신호의 전송 속도를 향상시킬 필요가 있다. 정보 신호의 전송 속도를 향상시키기 위해서는 자기 디스크의 회전 속도를 높이는 동시에, 자기 헤드가 자기 디스크의 기록 트랙을 탐색하는 시간을 짧게 할 필요가 있다.
자기 헤드의 탐색 속도를 향상시키기 위해 자기 디스크가 회전함으로써 발생하는 동압을 이용하여, 자기 디스크와 자기 헤드 사이에 공기류를 발생시킴으로써 자기 헤드를 자기 디스크로부터 부상시킨 상태에서 정보 신호의 기록 및/또는 재생을 행하도록 디스크 구동 장치가 이용되고 있다.
이와 같이 부상형 자기 헤드를 이용함으로써, 정보 신호의 전송 속도의 향상이 실현되며 자기 디스크의 기록 밀도를 향상시킬 수 있고, 게다가 자기 디스크 및 자기 헤드의 초수명화를 실현할 수 있다.
그런데, 자기 디스크로부터 부상하는 자기 헤드는 정보 신호의 안정된 기록 및/또는 재생을 행하기 위해 기록 및/또는 재생중 안정된 자세를 유지하고, 자기 디스크로부터 일정한 간극을 보유 지지하여 자기 디스크 상을 주사할 필요가 있다. 즉, 자기 헤드와 자기 디스크의 간극이 변동함으로써 자기 헤드와 자기 디스크 사이의 자계 강도가 변동하는 것을 방지할 필요가 있다.
그래서, 부상형 자기 헤드를 이용한 디스크 구동 장치에 있어서는, 자기 헤드는 자기 디스크 표면으로부터 1 ㎛ 이하의 간극을 갖고 부상한다.
이와 같이 자기 헤드를 부상시켜 정보 신호의 기록 및/또는 재생을 행하는 디스크 구동 장치에 이용되는 자기 디스크에 있어서는, 자기 헤드가 주사하는 표면을 고 정밀도로 평활화할 필요가 있다. 자기 헤드는 자기 디스크 표면으로부터 1 ㎛ 이하 정도 밖에 부상하지 않으므로, 자기 디스크 표면에 미소한 요철이나 주름이 발생하면 회전하는 자기 디스크에 충돌해 버린다. 그 결과, 자기 헤드와 자기 디스크를 손상시켜 버릴 우려도 있다.
디스크 구동 장치의 기록 매체로서 사용되는 합성 수지를 성형한 디스크 기판을 이용하는 자기 디스크나 광 디스크에 있어서는 정보 신호가 기록되는 기록 트랙을 표시하는 트랙 패턴이 형성되고, 또한 정보 신호와 제어 신호를 기록한 것이 제안되어 있다.
이와 같은 자기 디스크를 구성하는 디스크 기판(101)은 도1에 도시한 바와 같이 금형 장치(102)를 이용해서 성형된다. 이 금형 장치(102)는 서로 맞대어져서 디스크 기판(101)을 성형하는 성형부를 구성하는 공동(103)을 구성하는 고정측이 되는 제1 금형(104)과 가동측이 되는 제2 금형(105)을 구비한다. 제1 및 제2 금형(104, 105)의 공동(103)을 구성하는 디스크 성형면 측에 이 금형 장치(102)에 의해 성형되는 디스크 기판(101)의 양면에 트랙 패턴이나 정보 신호 또는 제어 신호에 대응하는 요철 패턴을 형성하는 스탬퍼(106, 107)가 부착되어 있다.
제2 금형(105) 외주측에는 디스크 기판(101)의 외주면을 형성하는 링 형상을 이루는 외주측 금형(108)이 조립되어 있다. 그리고, 제1 금형(104)은 그 중앙부에 디스크 기판(101)을 구성하는 용융 상태의 합성 수지 재료를 공동(103)에 충전하는 노즐(109a)이 형성된 탕구 부시(109)와, 이 탕구 부시(109)의 외주측에 끼워 맞춰진 스탬퍼 홀더(110)가 배치되어 있다.
그리고, 제2 금형(105)에는 그 중앙부에 공동(103) 내에서 성형된 디스크 기판(101)에 중심 구멍을 형성하는 펀치(111)와, 이 펀치(111)를 진퇴 가능하게 수납한 환상의 이젝트 부재(112)가 배치되어 있다.
또한, 금형 장치(102)는 일정한 온도 조건에서 디스크 기판(101)을 안정되게 성형하기 위해 제1 및 제2 금형(104 및 105)에 온도 조정 회로 등이 설치되어 있다.
상술한 바와 같은 구성을 구비한 금형 장치(102)에 의해 디스크 기판(101)을 성형하기 위해서는, 제1 및 제2 금형(104, 105)을 맞댄 형 체결한 상태에서 탕구 부시(109)의 노즐(109a)을 거쳐 용융 상태의 합성 수지 재료를 공동(103) 내부에 충전한다. 공동(103)에 충전된 합성 수지가 반경화된 상태에서 펀치(111)를 공동(103) 내부로 돌출시켜 성형되는 디스크 기판(101)에 중심 구멍을 형성한다. 그 후, 금형 장치(102)는 제1 금형(104)에 대해 가동측을 구성하는 제2 금형(105)을 이간 조작해서 형 개방 동작을 행하여 디스크 기판(101)의 성형을 완료한다.
또한, 형 개방이 행해질 때 제2 금형(105) 측에 첨가 부착된 디스크 기판(101)이 이젝트 부재(112)에 의해 가압되어 성형된 디스크 기판(101)의 금형 장치(102)로부터의 취출이 행해진다.
디스크 기판(101)의 각 주요면인 표면에는 이 디스크 기판(101)이 성형될 때 금형 장치(102) 내에 배치된 스탬퍼(106, 107)에 의해 이들 스탬퍼(106, 107)에 형성된 요철 패턴이 전사 형성된다.
그런데, 디스크 기판(101)에 요철 패턴을 형성하는 스탬퍼(106, 107)는 디스크 기판(101)을 고 정밀도로 일정한 두께로 성형하기 위해, 제1 및 제2 금형(104, 105)의 평활화된 성형면 측에 맞닿게 되는 이면측이 연마 가공되어 있다.
그러나, 스탬퍼(106, 107)의 표면에는 요철 패턴이 형성되어 있으므로 이면을 연마 가공한 경우에 고 정밀도로 평활화하는 것이 곤란하며, 도2에 도시한 바와 같이 주름이 발생해 버린다. 도2에 있어서 종축은 주름의 진폭을 표시하고, 횡축은 디스크 기판(101)에 동심원형으로 형성되는 기록 트랙의 접선 방향의 거리를 표시한다.
도2에서 스탬퍼(106, 107)에 발생하는 주름은 디스크 구동 장치에 사용되는 자기 헤드가 부착되는 헤드 슬라이더의 폭을 2 ㎜로 할 때, 이 헤드 슬라이더의 폭당 0.2 ㎛ 정도의 주름이 발생했다.
또한, 디스크 기판(101)의 반경 방향의 임의의 위치에서 헤드 슬라이더를 동심형의 기록 트랙의 접선 방향으로 5000 ㎛ (5 ㎜) 조작하면, 도2에 도시한 바와 같이 5000 ㎛ 범위에서 디스크 기판(101)의 두께 방향으로 폭을 2 ㎜로 하는 헤드 슬라이더에 비해 비교적 큰 200 ㎚ 정도의 요철의 주름이 발생했다.
금형 장치(102)에 부착된 스탬퍼(106, 107)에는 디스크 기판(101)을 성형할 때에 공동(103)에 충전되는 합성 수지 재료에 의해 압력이 가해진다. 이 압력에 의해 스탬퍼(106, 107)는 요철 패턴이 형성된 표면측에, 이면측에 발생한 주름이 나타나 버린다. 그 결과, 스탬퍼(106, 107)는 요철 패턴과 함께 이면의 주름을 성형되는 디스크 기판(101)에 전사해 버린다.
다음에, 스탬퍼(106, 107)의 이면에 발생하는 주름이 디스크 기판(101)에 전사되는 상태를 도3 및 도4를 참조하여 설명한다.
스탬퍼(106, 107)에 압력이 가해지지 않은 상태에서는 도3에 도시한 바와 같이, 각 스탬퍼(106, 107) 이면(106b)의 A, B 및 C로 표시한 위치에 발생한 주름(113)은 각 스탬퍼(106, 107)의 표면(106a)에는 나타나지 않았다.
제1 및 제2 금형(104, 105)이 맞대어져서 형 체결이 행해지고, 도4에 도시한 바와 같이 공동(103) 내부에 디스크 기판(101)을 구성하는 합성 수지 재료가 충전되면, 이 충전되는 합성 수지 재료의 압력이 스탬퍼(106, 107)에 가해진다. 그리고, 이 압력에 의해 스탬퍼(106, 107)가 변형되며, 이면(106b)의 A, B 및 C로 표시한 위치에 발생한 주름(113)이 공동(103) 측에 면하는 표면(106a) 측에 나타나 성형되는 디스크 기판(101)에 전사되어 버린다.
이 스탬퍼(106, 107)의 주름(113)이 전사된 디스크 기판(101)의 표면 상태를 도5를 참조하여 설명한다.
또한, 도5에 있어서 종축은 주름(113)의 진폭을 표시하고, 횡축은 디스크 기판(101)에 동심원형으로 형성된 기록 트랙에 대한 접선 방향의 거리를 표시한다.
도5에서 디스크 기판(101)에는 반경 방향의 임의의 위치로부터 기록 트랙의 접선 방향으로 4000 ㎛의 거리를 자기 헤드가 주사했을 때, 2000 ㎛에서 3000 ㎛ 범위 내에 디스크 기판(101) 전체의 휨에 대해서 50 ㎚ 정도의 돌출부가 생겼다. 이 돌출부가 스탬퍼(106, 107) 이면(106b)의 거칠기인 면 조도에 기인해서 발생하는 디스크 기판(101)의 돌출형 주름이다. 또한, 도5 중에 있어서 디스크 기판(101)의 두께 방향으로 형성된 60 ㎚ 정도의 예각 형상의 오목부는 서보 패턴이나 트랙 패턴 등을 구성하는 오목 패턴이다.
여기서, 자기 헤드를 부착한 폭을 2 ㎜로 하는 헤드 슬라이더가 상술한 디스크 기판(101)을 이용해서 구성한 자기 디스크의 신호 기록면의 디스크 평균면에 대해 50 ㎚ 정도의 간극의 높이로 부상해서 주사할 때, 도5에 도시한 바와 같이 디스크 기판(101) 전체의 휨에 대해서 50 ㎚ 정도의 돌출부(113a)가 있으면, 이 돌출부(113a)에 헤드 슬라이더(115)가 충돌하여 자기 헤드 또는 자기 디스크를 손상시켜 버린다.
상술한 금형 장치(102)에 장착되는 스탬퍼(106, 107)는 디스크 기판(101) 성형시에 300 ℃ 이상의 고온의 합성 수지 재료와 접촉하여 반경 방향으로 열팽창한다. 이로 인해, 스탬퍼(106, 107)에 형성된 디스크 기판(101)의 기록 트랙을 형성하기 위해 마련된 동심원형의 진원에 형성되는 요철 패턴이 왜곡되어 버린다.
이 스탬퍼(106, 107)의 왜곡 상태를 도6을 참조해서 설명한다. 도6에 있어서, 파선은 스탬퍼(106, 107)의 정상의 진원 기록 트랙(T1)을 나타내고, 또 실선은 스탬퍼(106, 107)가 중심(O)에 대해 변형하여 왜곡된 트랙(T2)을 모식적으로 나타낸다.
그리고, 스탬퍼(106, 107)는 니켈을 재료로 해서 형성되어 있으며, 중량이 금형 장치(102)를 구성하는 제1 및 제2 금형(104, 105)의 대략 1/500인 50 g 정도이고, 장치의 두께가 1 ㎜ 정도이다. 또한, 각 스탬퍼(106, 107)는 내주측만이 지지되어 제1 및 제2 금형(104, 105)에 부착되어 있다. 이들 스탬퍼(106, 107)는 공동(103)에 충전되는 300 ℃ 이상의 고온의 용융한 합성 수지 재료에 접촉하여 급격하게 온도 상승함으로써 반경 방향으로 팽창되고, 디스크 기판(101) 성형 후 제1 및 제2 금형(104, 105)에 의해 서서히 냉각되어 수축한다. 이 때, 스탬퍼(106, 107)는 도6에 도시한 바와 같이 제1 및 제2 금형(104, 105)과의 접촉 상태에 영향을 받아 열팽창 및 열수축이 불균일해져서 진원의 기록 트랙(T1)이 도6 중의 화살표 방향으로 변형되어 왜곡이 발생한다. 이와 같은 스탬퍼(106, 107)에 의해 성형되는 디스크 기판(101)에는 불균일한 열팽창 및 열수축에 의해 왜곡된 기록 트랙(T2)이 전사되므로, 디스크 기판(101)에 형성되는 기록 트랙도 왜곡되어 버린다.
이와 같은 왜곡이 발생한 기록 트랙이 형성된 디스크 기판(101)을 이용해서 형성된 자기 디스크는 서보 패턴이나 트랙 패턴이 편심되므로, 이 자기 디스크를 디스크 구동 장치에 장착해서 정보 신호의 기록 재생을 행할 때 자기 헤드가 기록 트랙을 정확하게 주사하는 것이 곤란해져 양호한 특성으로 정보 신호의 기록 재생을 행할 수 없게 되어 버린다.
그리고, 디스크 기판(101)을 구성하는 합성 수지 재료는 열팽창 계수가 50 내지 90×e-6(1/deg)이고, 디스크 기판(101)의 성형에 이용되는 스탬퍼(106, 107)는 주성분이 니켈이므로 열팽창 계수가 약 10×e-6(1/deg)이다. 이와 같이 디스크 기판(101)과 스탬퍼(106, 107)의 열팽창 계수가 다르므로, 디스크 기판(101)을 성형한 후 디스크 기판(101) 및 스탬퍼(106, 107)가 냉각되는 냉각 정도에 있어서의 수축량에 차이가 발생한다. 그로 인해, 고화된 합성 수지의 성형체인 디스크 기판(101)에는 도7에 도시한 바와 같이 열팽창 계수의 차이에 의해서 스탬퍼(106, 107)와의 사이에 각각 응력(F1, F2)이 발생하므로, 디스크 기판(101)에 형성되는 요철 패턴(121)의 에지부(122)가 파괴되는 현상이 발생한다.
또, 제1 및 제2 금형(104, 105)과 스탬퍼(106, 107)와 디스크 기판(101)이 각각 다른 열팽창 계수를 갖고 있는 것과, 제1 및 제2 금형(104, 105)과 스탬퍼(106, 107)의 접촉 상태에 의해 열전도량이나 수축량이 불균일해지므로, 요철 패턴(121)의 에지부(122)의 파괴가 한층 복잡한 것으로 되어 있다.
여기서, 상술한 금형 장치(102)에 의해 성형되는 디스크 기판(101)에 대해 냉각 고화된 디스크 기판(101)과, 제1 및 제2 금형(104, 105)의 열수축율의 차이에 의해 디스크 기판(101)에 형성되는 요철 패턴(121)의 에지부(122)가 파괴되는 상태를 도8을 참조하여 설명한다.
금형 장치(102)의 공동(103)에 충전되는 디스크 기판(101)을 형성하는 합성 수지 재료는 열팽창 계수가 12×e-6(1/deg)이다. 제1 및 제2 금형(104, 105)은 스테인레스계 재료에 의해 형성된 경우 열팽창 계수가 12×e-6(1/deg)이다. 따라서, 유리 전이 온도 (Tg)℃에서 냉각 고화되는 디스크 기판(101)이 제1 및 제2 금형(104, 105) 온도까지 냉각되었을 때 냉각 고화되는 디스크 기판(101)과 스탬퍼(106, 107)의 열수축 차이는,
(90－12)×e-6, 즉 (Tg－금형 온도)℃에 의해 구해진다.
그리고, 성형되는 디스크 기판(101)은 도8에 도시한 바와 같이 형성되는 요철 패턴(121)의 에지부(122)가 스탬퍼(106, 107)에 형성한 요철 패턴(123)보다 기계적인 강도가 작으므로, 스탬퍼(106, 107)에 의해 디스크 기판(101)의 중심부측에 위치하는 에지부(122)가 파괴되어 미소한 돌기(122a)가 발생해 버린다. 이와 같은 돌기(122a)가 형성되어 버리면, 이 디스크 기판(101)을 이용해서 구성된 자기 디스크를 디스크 구동 장치에 장착해서 정보 신호의 기록 재생을 행할 때, 자기 헤드가 디스크 기판(101)의 돌기(122a)에 충돌하여 자기 헤드를 파손시켜 버릴 우려가 있다.
또, 상술한 금형 장치(102)에 장착되는 스탬퍼(106, 107)는 유리 기판으로 유리 원반을 제작하는 마스터링 공정과, 이 유리 원반을 기본으로 하는 전기 주조 공정을 거쳐 제조된다. 표면이 잘 연마된 유리 기판에는, 예를 들어 스핀 코트법 등에 의해 그 표면에 한결같은 막두께의 감광 레지스트층이 형성된다. 즉, 유리 기판은 회전대에 놓여져 회전 구동된 상태에서 그 표면 중앙부에 액상의 감광 레지스트가 적하된다. 적하된 감광 레지스트는 원심력에 의해 유리 기판 표면에 확산되어 한결같은 막두께의 감광 레지스트층을 형성한다. 또한, 유리 기판의 감광 레지스트층에는 자기 디스크에 기록되는 각종 데이터를 구성하는 요철 패턴에 대응한 노광이 행해져 요철 패턴의 잠상이 형성된다. 이 노광은 레이저의 조사에 의해 행해진다. 유리 기판의 감광 레지스트층에 형성된 잠상은 감광 레지스트층의 현상 처리에 의해 현재화되어, 표면에 요철 패턴이 형성된 유리 원반이 제조된다.
유리 원반에는 그 표면에 스퍼터링법이나 증착법 등에 의해 금속 박막을 형성하는 도전화 처리가 실시된다. 그리고, 이 유리 원반에서는 이것을 전극으로 해서 전기 주조 처리가 실시됨으로써 그 표면에 예를 들어 니켈을 소정의 두께가 되기까지 석출시켜 니켈 마스터 제작이 행해진다. 스탬퍼(106, 107)는 이 니켈 마스터에 또 다시 전기 주조 처리를 실시하여 제작된 마더를 거쳐 제작된다.
이상과 같은 공정을 거쳐 제조되는 스탬퍼(106, 107)에는 그 주요면에 자기 디스크에 기록되는 각 데이터에 대응하는 요철 패턴에 대응해서 극히 정밀하고 또한 미소한 요철부가 동심원형 및/또는 방사형으로 일체로 형성된다.
그런데, 상술한 바와 같은 공정을 거쳐 제조된 스탬퍼(106, 107)를 장착한 금형 장치(102)에는 제1 및 제2 금형(104, 105)의 온도 조절을 행하는 온도 조절 회로가 설치되어 있으나, 이 온도 조절 회로는 제1 및 제2 금형(104, 105)에 장착된 스탬퍼(106, 107)를 직접 제어하는 것은 아니다. 그로 인해, 스탬퍼(106, 107)의 정확한 온도 제어가 행해지지 않으므로, 디스크 기판(101)의 성형시에 열변형이 발생하여 이들 스탬퍼(106, 107)에 의해 성형되는 디스크 기판(100)에 전사 형성되는 요철 패턴의 정밀도 열화를 발생시키고, 또한 디스크 기판(101)에 휨이나 주름 등이 발생되어 버릴 우려가 있다.
도1은 본 발명의 디스크 기판 성형용 금형 장치를 도시한 요부 단면도.
도2는 금형 장치에 장착되는 스탬퍼에 발생하는 주름 상태를 설명하는 도면.
도3은 이면에 주름이 발생한 스탬퍼와 이 스탬퍼가 장착되는 금형의 관계를 도시한 단면도.
도4는 이면에 주름이 발생한 스탬퍼가 장착된 금형 장치를 이용하여 디스크 기판을 성형하는 상태를 설명하는 단면도.
도5는 도4에 도시한 금형 장치에 의해 성형된 디스크 기판의 표면 상태를 설명하는 도면.
도6은 금형 장치에 장착된 스탬퍼에 형성된 기록 트랙이 왜곡되는 상태를 설명하는 도면.
도7은 스탬퍼와 이 스탬퍼에 의해 성형되는 디스크 기판의 열수축 상태를 도시한 단면도.
도8은 스탬퍼에 형성된 요철 패턴에 의해 디스크 기판에 형성되는 요철 패턴에 미소한 돌기가 형성되는 상태를 도시한 단면도.
도9는 본 발명의 디스크 기판 성형용 금형 장치를 도시한 단면도.
도10은 본 발명의 금형 장치를 구성하는 금형을 형성하는 상태를 도시한 단면도.
도11은 금형을 형성하는 금형 중간체의 디스크 성형면을 도시한 요부 단면도.
도12는 금형 중간체의 디스크 성형면에 금속막을 형성하는 상태를 도시한 단면도.
도13은 금형 중간체의 디스크 성형면에 금속막이 형성된 상태를 도시한 요부 단면도.
도14는 온도 조정 기구를 조립한 발명에 관한 금형 장치를 도시한 단면도.
도15는 금형의 디스크 성형면에 요철 패턴을 형성한 발명에 관한 금형 장치를 도시한 단면도.
도16은 요철 패턴이 마련된 금형을 형성하는 공정을 도시한 공정도.
도17은 금형을 형성하는 금형 중간체의 디스크 성형면에 감광 레지스트층을 형성한 상태를 도시한 금형 중간체의 단면도.
도18은 요철 패턴이 마련된 금형을 도시한 단면도.
도19는 디스크 성형면의 상태를 도시한 금형 중간체의 단면도.
도20은 금형 중간체의 디스크 성형면에 발생하는 단차를 도시한 금형 중간체의 요부 단면도.
도21은 금형 중간체의 디스크 성형면에 형성되는 감광 레지스트층의 상태를 설명하는 도면.
도22는 디스크 성형면에 형성된 금속막에 요철 패턴이 마련된 금형을 형성하는 공정을 도시한 공정도.
도23은 요철 패턴이 마련된 금형을 형성하는 금형 중간체의 단면도.
도24는 금형 중간체의 디스크 성형면에 금속막이 형성된 상태를 도시한 요부 단면도.
도25는 금속막에 요철 패턴을 형성한 금형을 도시한 단면도.
도26은 디스크 성형면에 요철 패턴을 형성한 금형에 온도 조정 기구를 조립하여 설치한 금형 장치의 단면도.
도27은 금형이 (gT－24)℃로 제어되어 성형된 디스크 기판의 요철 패턴의 형상을 도시한 도면.
도28은 금형이 (gT－10)℃로 제어되어 성형된 디스크 기판의 요철 패턴의 형상을 도시한 도면.
도29는 금형이 (gT－28)℃로 제어되어 성형된 디스크 기판의 요철 패턴의 형상을 도시한 도면.
도30은 도26에 도시한 금형 장치에 의해 성형된 디스크 기판의 표면 상태를 도시한 도면.
도31은 상기 디스크 기판에 형성된 기록 트랙의 상태를 도시한 도면.
본 발명의 목적은 휨이나 주름을 발생시키지 않고, 극히 고 정밀도로 평활화된 합성 수지로 이루어진 디스크 기판을 성형할 수 있는 디스크 기판 성형용 금형 장치 및 이 금형 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 정보 신호가 기록되는 디스크면 상을 주사하는 자기 헤드의 보호를 실현할 수 있는 디스크를 구성하는 디스크 기판을 성형할 수 있는 디스크 기판 성형용 금형 장치 및 이 금형 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스크 기판에 형성되는 기록 트랙을 고 정밀도의 진원도로서 형성할 수 있는 디스크 기판 성형용 금형 장치 및 이 금형 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스크 기판의 표면에 형성되는 요철 패턴을 고 정밀도로 성형할 수 있는 디스크 기판 성형용 금형 장치 및 이 금형 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 합성 수지 재료를 성형해서 정보 신호 기록 매체인 디스크 기판을 성형하는 디스크 기판 성형용 금형 장치에 관한 것으로, 이 금형 장치는 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형을 구비하고, 제1 및/또는 제2 금형의 성형면 측에 금속의 평활화층이 일체적으로 형성된 것이다.
제1 및/또는 제2 금형의 성형면 측에 형성되는 평활화층은 제1 및/또는 제2 금형의 성형면에 이리듐, 티탄으로부터 선택된 적어도 1종류를 포함하는 금속 재료를 도금, 스퍼터링 또는 증착에 의해 형성한다.
본 발명에 관한 금형 장치는 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형 중 적어도 한 쪽 금형의 성형면 측에 금속의 평활화층을 일체적으로 형성한 후, 평활화층의 표면을 연마함으로써 제조된다.
성형면에 평활화층을 일체로 형성한 제1 및 제2 금형을 이용해서 성형되는 합성 수지제 디스크 기판은 표면에 주름이나 미소한 돌기 등을 발생시키지 않고 고 정밀도로 평활화되어 형성된다.
본 발명에 관한 다른 디스크 기판 성형용 금형 장치는 제1 및/또는 제2 금형의 성형면 측에, 성형되는 디스크 기판에 형성되는 요철 패턴을 성형하기 위한 패턴 영역이 형성된 것이다. 패턴 영역에는 성형되는 디스크 기판에 형성되는 정보 신호에 대응하는 요철 패턴, 제어 신호에 대응하는 요철 패턴 및 기록 트랙을 표시하는 요철 패턴 중 적어도 1종류를 포함하는 요철 패턴이 형성되어 있다.
제1 및/또는 제2 금형의 성형면 측에 형성된 패턴 영역에 형성되는 요철 패턴은 제1 및/또는 제2 금형의 성형면에 형성된 금속층에 형성된다. 이 요철 패턴이 형성되는 금속층은 제1 및/또는 제2 금형의 성형면에 이리듐, 티탄으로부터 선택된 적어도 1종류를 포함하는 금속 재료를 도금, 스퍼터링 또는 증착에 의해 형성한다.
그리고, 본 발명에 관한 디스크 기판 성형용 금형 장치는 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 제1 및/또는 제2 금형의 온도를 제어하는 온도 제어 수단을 구비한다. 이 온도 제어 수단은 합성 수지 재료가 냉각 고화될 때 상기 금형의 온도를 (gT－24)℃ 이상으로 제어한다. 여기서, gT는 합성 수지 재료의 유리 전이 온도이다.
온도 제어 수단은 제1 및/또는 제2 금형에 형성된 냉각액이 유통하는 냉각용 순환로와, 냉각용 순환로에 유통하는 냉각액을 냉각하는 냉각 장치를 구비한다.
서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형을 구비하고, 상기 제1 및/또는 제2 금형의 성형면 측에 성형되는 디스크 기판에 형성되는 요철 패턴을 성형하기 위한 패턴 영역이 형성된 디스크 기판 성형용 금형 장치는 다음 공정을 거쳐 제조된다. 즉, 이 금형 장치의 제조 방법은 패턴 영역이 형성되는 적어도 한 쪽 금형에 대해서 그 중심 구멍에 선단부가 상기 성형면과 대략 동일면을 구성하게 하여 폐색축을 끼워 맞추는 동시에, 그 외주부에 선단면이 형성면과 대략 동일면을 구성하게 하여 외주 폐색 부재를 끼워 맞추는 폐색 부재 끼워 맞춤 공정과, 외주 폐색 부재에 의해 둘러싸인 성형면 상에 감광 레지스트를 도포하여 감광 레지스트층을 형성하는 감광 레지스트 도포 공정과, 디스크형 기록 매체에 형성되는 요철 패턴 등에 대응하여 감광 레지스트층에 광 비임을 조사하고, 이 감광 레지스트층의 일부를 노광하여 잠상 패턴을 형성하는 커팅 공정과, 감광 레지스트층을 현상하여 성형면 상에 상기 잠상 패턴을 현재화한 요철 패턴을 형성하는 현상 공정과, 제1 금형에 엣칭 처리를 실시함으로써 성형면에 디스크형 기록 매체에 형성되는 요철 패턴 등에 대응하여 미소한 오목부를 형성하는 엣칭 공정과, 성형면으로부터 감광 레지스트층을 제거하는 세정 공정과, 제1 금형으로부터 폐색축과 외주 폐색 부재를 제거하는 폐색 부재 제거 공정으로 이루어진다.
이 금형 장치의 제조 방법은, 또한 폐색 부재 끼워 맞춤 공정과 감광 레지스트 도포 공정 사이에 폐색 부재 끼워 맞춤 공정에 의해 중심 구멍에 폐색축이 끼워 맞춰지는 동시에, 외주부에 외주 폐색 부재가 끼워 맞추어진 적어도 한 쪽 금형에 대해 성형면에 금속막 층을 형성하는 금속막 형성 공정과, 금속막 층에 연마 처리를 실시해서 평활한 감광 레지스트 도포면을 형성하는 금속막 연마 공정을 구비한다.
본 발명에 관한 디스크 기판은 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형을 구비하고, 제1 및/또는 제2 금형의 성형면 측에 금속의 평활화층이 일체적으로 형성된 금형 장치의 성형부에 합성 수지 재료를 사출하여 성형되어 이루어진다. 이 디스크 기판은 제1 및/또는 제2 금형의 성형면 측에 금속의 평활화층이 일체적으로 형성된 금형 장치에 의해 성형됨으로써, 자기 헤드가 주사하는 표면의 평활도가 극히 고 정밀도로 된다.
이 디스크 기판 표면에 부상형 자기 헤드가 투영되는 투영 면적 내의 돌출 형 주름의 디스크 기판 평균면으로부터의 높이가 디스크 기판 평균면에 대한 부상형 자기 헤드의 부상 높이 보다 낮은 것을 특징으로 한다. 돌출형 주름의 높이는 부상형 자기 헤드의 부상 높이의 80 % 이하로 되어 있다.
또한, 본 발명은 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형을 구비하고, 제1 및/또는 제2 금형의 성형면 측에 성형되는 디스크 기판에 형성되는 요철 패턴을 성형하기 위한 패턴 영역이 형성된 금형 장치를 이용해서 성형되어 이루어지는 것으로서, 디스크 평균면에 대하여 부상하는 부상형 자기 헤드에 의해 정보 신호의 기록 및/또는 재생이 행해지는 디스크형 기록 매체용 디스크 기판이며, 디스크 기판 표면에 부상형 자기 헤드가 투영되는 투영 면적 내의 돌출형 주름의 디스크 기판 평균면으로부터의 높이가 디스크 기판 평균면에 대한 부상형 자기 헤드의 부상 높이 보다 낮게 된 것이다.
이하, 본 발명에 관한 디스크 기판 성형용 금형 장치 및 금형 장치의 제조 방법과 본 발명에 관한 금형 장치에 의해 제조되는 디스크 기판을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
우선, 표면에 정보 신호와 제어 신호에 대응하는 요철 패턴이 형성되지 않은 평탄한 면을 갖는 디스크 기판을 성형하는 금형 장치를 설명한다.
이 금형 장치(1)는 도9에 도시한 바와 같이, 서로 맞대어져서 디스크 기판(2)을 성형하는 성형부를 구성하는 공동(3)을 구성하는 고정측이 되는 제1 금형(4)과 가동측이 되는 제2 금형(5)을 구비한다. 제2 금형(5)의 외주측에는 성형되는 디스크 기판(2)의 외주면을 형성하는 링 형상을 이루는 외주측 금형(6)이 조립되어 있다.
그리고, 제1 금형(4)의 중앙부에는 디스크 기판(2)을 구성하는 용융 상태의 합성 수지 재료를 공동(3)에 충전하는 노즐(7)이 형성된 탕구 부시(8)가 부착 부재(9)를 거쳐 배치되어 있다.
또, 제2 금형(5)의 중앙부에는 공동(3) 내에서 성형된 디스크 기판(2)에 중심 구멍을 형성하는 펀치(11)와, 이 펀치(11)를 진퇴 가능하게 수납한 환상의 이젝트 부재(12)가 배치되어 있다. 이 이젝트 부재(12)는 이 금형 장치(1)에 의해 성형된 디스크 기판(2)을 공동(3)으로부터 제거하기 위해서 이용되는 것이다.
본 발명에 관한 금형 장치(1)를 구성하는 제1 및 제2 금형(4, 5)의 공동(3)을 구성하는 디스크 성형면 측에는 금속의 평활화층(14, 15)이 일체적으로 형성되어 있다. 이들 평활화층(14, 15)은 제1 및 제2 금형(4, 5)의 디스크 성형면에 금속 재료를 도금, 스퍼터링 또는 증착을 행함으로써 형성된다. 그리고, 평활화층(14, 15)을 구성하는 재료는 이리듐, 티탄으로부터 선택된 적어도 1종류를 포함하는 금속이 이용된다.
여기서, 평활화층(14, 15)이 마련된 제1 및 제2 금형(4, 5)을 제조하는 공정을 설명한다.
이들 금형(4, 5)을 형성하기 위해, 이들 금형(4, 5)의 기초 부재가 되는 스테인레스강 등의 금속으로 이루어진 금형 소재(16)를 준비한다. 이 금형 소재(16)의 디스크 성형면(16a) 측은 고 정밀도로 연마되어 평탄화되어 있다. 또, 금형 소재(16)의 중심부에는 도10에 도시한 바와 같이 탕구 부시(8)를 부착하기 위한 부착 부재(9) 또는 펀치(11)가 배치되는 중심 구멍(17)이 천공되어 있다. 이 중심 구멍(17)에는 도10에 도시한 바와 같이, 금형 소재(16)의 디스크 성형면(16a) 측을 평탄화하기 위해 폐색축(18)이 끼워 맞추어진다. 이 폐색축(18)의 끼워 맞춤은 금형 소재(16)를 가열하여 끼워 맞춤을 행하는 가열 끼워 맞춤에 의해 행해진다. 금형 소재(16)를 가열하여 중심 구멍(17)의 직경을 확대함으로써 중심 구멍(17)과 동일한 직경의 폐색축(18)을 용이하게 끼워 맞출 수 있다.
폐색축(18)은 금형 소재(16)와 동등한 내마모성을 지녀 흠집이 나기 어려우며 또한 단단한 금속재로 형성되고, 상온에서 금형 소재(16)의 중심 구멍(17)과 동일한 직경으로 형성되어 있다. 폐색축(18)은 그 선단면(18a)이 금형 소재(16)의 디스크 성형면(16a)과 동일면을 구성하게 하여 중심 구멍(17)에 끼워 맞춰진다. 폐색축(18)은 가열된 금형 소재(16)가 식어 중심 구멍(17)의 직경이 축소함으로써 이 중심 구멍(17)에 긴밀하게 끼워져 탈락이 방지된다. 더욱 구체적으로, 폐색축(18)은 금형 소재(16)에 부착되었을 때 도11에 도시한 바와 같이 그 선단면(18a)과 디스크 성형면(16a) 사이에 발생하는 단차(△c) 및 외주면과 중심 구멍(17)의 내주면의 간극(△a)이 각각 2 ㎛ 이하가 되도록 형성되어 있다.
그리고, 금형 소재(16)의 외주측에는 링형의 외주 폐색 부재(19)가 끼워 맞추어져 있다. 이 외주 폐색 부재(19)는 가열하여 끼워 맞춤을 행하는 가열 끼워 맞춤에 의해 행해진다. 즉, 외주 폐색 부재(19)는 가열됨으로써 내경이 확경되고 용이하게 금형 소재(16)의 외주측에 끼워 맞출 수 있다.
외주 폐색 부재(19)는 금형 소재(16)와 동등한 내마모성을 가진 손상되기 어려운 견고한 금속재로 형성되고, 상온에서 금형 소재(16)의 외경과 같은 직경의 내경을 갖도록 형성되어 있다. 그리고, 외주 폐색 부재(19)는 선단면(19a)이 디스크 성형면(16a)과 동일면을 구성하도록 하여 금형 소재(16)의 외주측에 끼워 맞추어진다. 외주 폐색 부재(19)는 가열된 후 냉각됨으로써 축경하여 금형 소재(16)의 외주측에 밀폐 끼움되어 탈락이 방지된다. 보다 구체적으로, 외주 폐색 부재(19)는 금형 소재(16)에 부착된 때, 도11에 도시한 바와 같이 그 선단면(19a)과 디스크 성형면(16a) 사이에 발생하는 단차(△d) 및 내주면과 금형 소재(16)의 외주면 사이에 발생하는 간극(△b)이 2 ㎛ 이하가 되도록 형성되어 있다.
이와 같이 금형 소재(16)의 중심 구멍(17)에 폐색축(18)을 끼워 맞추고, 외주측에 외주 폐색 부재(19)를 끼워 맞춤으로써 금형 중간체(20)가 구성된다. 이 금형 중간체(20)의 디스크 성형면(16a)이 향하는 면 측에는 도12 및 도13에 도시한 바와 같이, 제1 금형(4) 또는 제2 금형(5)을 구성한 때, 평활화층(14, 15)을 구성하는 금속막(21)이 형성된다. 이 금속막(21)은 도13에 도시한 바와 같이, 금형 중간체(20)의 디스크 성형면(16a)이 향하는 면 측에 발생하는 각 단차(△c, △d) 및 각 간극(△a, △b)을 메우고, 금형 중간체(20)의 디스크 성형면(16a)측을 평탄화하기에 충분한 두께로 형성된다. 구체적으로, 금속막(21)은 5 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께를 갖고 형성된다.
금속막(21)은 이리듐이나 티탄, 혹은 이리듐의 합금이나 티탄의 합금에 의해 형성된다. 이 금속막(21)을 형성하기 위해서는 이리듐이나 티탄, 혹은 이리듐의 합금이나 티탄의 합금을 도금, 스퍼터링 또는 증착함으로써 형성된다. 이 금속막(21)은 금형 중간체(20)의 디스크 성형면(16a)측에 형성된 후에 연마되어 장치의 표면이 고 정밀도로 평탄화된다. 즉, 금속막(56)은 폐색축(18)의 선단면(18a)과 디스크 성형면(16a) 사이에 발생하는 단차(△c) 및 외주 폐색 부재(19) 선단면(19a)과 디스크 성형면(16a) 사이에 발생하는 단차(△d)가 보정되고, 디스크 성형면(16a)이 글라스 기판과 동등한 융기가 없는 극히 고 정밀도로 평탄화된 면이 되도록 연마된다. 구체적으로는 금속막(56)은 전체가 3 ㎛ 내지 5 ㎛의 두께가 되도록 연마된다.
그리고, 금형 중간체(20)는 디스크 성형면(16a)측에 형성된 금속층(21)의 불필요한 부분을 제거함으로써, 디스크 성형면측이 고 정밀도로 평활화된 제1 또는 제2 금형(4, 5)이 형성된다.
금속막(21)의 불필요한 부분의 제거는 엣칭에 의해 행해진다. 이 엣칭을 행하기 위해서는 도12에 도시한 바와 같이, 금속막(21) 표면에 감광 레지스트층(22)을 씌우고, 이 감광 레지스트층(22)에 자외선 등의 광 비임을 조사하고, 금속막(21)의 불필요해지는 부분을 노광한다. 이어서, 노광 부분을 엣칭에 의해 제거함으로써 금속막(21)의 불필요한 부분이 제거된다. 그 후, 금형 소재(16)로부터 폐색축(18) 및 외주 폐색 부재(19)가 각각 제거됨으로써 제1 또는 제2 금형(4, 5)이 형성된다. 이 제1 또는 제2 금형(4, 5)은 적어도 공동(3)을 구성하는 디스크 성형면에 금속막으로 이루어지는 평활층(14, 15)을 구비한다.
이와 같은 공정에 의해 형성된 평활층(14, 15)을 구비하는 제1 및 제2 금형(4, 5)의 디스크 성형면이 극히 고 정밀도로 평탄화되어 있다.
상술한 바와 같은 제1 및 제2 금형(4, 5)을 구비한 금형 장치(1)에는 제1 및 제2 금형(4, 5)의 온도를 제어하는 온도 제어 기구(22)가 구비된다. 이 온도 제어 기구(22)는 도14에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 금형(4, 5) 및 외주측 금형(6)을 천공하여 형성한 냉각수나 냉각 오일 등의 냉각액이 유통하는 냉각용 순환로(23, 24, 25)와 이들 냉각용 순환로(23, 24, 25)를 유통하는 냉각액의 온도를 조절하는 냉각 장치(26, 27, 28)로 구성되어 있다. 냉각 장치(26, 27, 28)는 냉각액의 온도를 조정하는 도시하지 않은 온도 조정 기구를 각각 구비하고 있으며, 이 온도 조정 기구에 의해 제1 및 제2 금형(4, 5) 및 외주측 금형(6)을 유통하는 각 냉각액을 소정의 온도로 독립하여 순환시키고 있다. 그리고, 이들 냉각 장치(26, 27, 28)는 제1 및 제2 금형(4, 5) 및 외주측 금형(6)의 온도를 각 냉각액을 거쳐서 (gT-24)℃ 이상으로 각각 독립하여 제어하고 있다.
여기에서, gT는 금형 장치(1)에 충전되는 합성 수지 재료의 글라스 전이 온도이며, 예를 들면 디스크 기판(2)을 구성하는 재료로서 아몰퍼스폴리올레핀이 이용되는 경우에 이 합성 수지의 글라스 전이 온도(gT)가 138 ℃이므로, 제1 및 제2 금형(4, 5) 및 외주측 금형(6)의 온도는 114 ℃로 제어된다. 즉, 제1 및 제2 금형(4, 5) 및 외주측 금형(6)은 사출 충전된 합성 수지 재료가 냉각 고화할 때 온도가 114 ℃ 이상의 온도로 각각 제어되고 있다.
이와 같이 제1 및 제2 금형(4, 5) 및 외주측 금형(6)이 온도 제어됨으로써 형성되는 디스크 기판(2)에 성형 왜곡 등의 왜곡을 발생시키지 않고 성형할 수 있다.
온도 제어 기구(22)는 공동(3) 주변을 (gT - 24)℃ 이상의 온도로 제어할 수 있으면, 제1 및 제2 금형(4, 5) 혹은 어느 한 쪽의 금형(4, 5)에만 구비해도 좋다.
또, 도14에 도시한 금형 장치(1)에 있어서, 펀치(11)의 중심부에는 펀치(11)에 의해 펀칭된 펀칭 찌꺼기를 제거하는 압출 핀(11a)이 진퇴 가능하게 배치되어 있다.
상술한 바와 같은 구성을 구비한 금형 장치(1)에 의해 디스크 기판(2)을 성형하기 위해서는 제1 및 제2 금형(4, 5)을 맞댄 형으로 체결한 상태에서 탕구 부시(8)의 노즐(7)을 거쳐서 용융 상태의 합성 수지 재료를 공동(3) 내에 충전한다. 공동(3)에 충전된 합성 수지가 반경화한 상태에서 펀치(11)를 공동(3) 내로 돌출하고, 성형되는 디스크 기판(2)에 중심 구멍을 형성한다. 그런 후, 금형 장치(1)는 제1 금형(4)에 대해 가동측을 구성하는 제2 금형(5)을 이격 조작하여 형 개방 동작이 행해져서 디스크 기판(2)의 성형이 행해진다. 여기에서 성형되는 디스크 기판(2)은 평활층(14, 15)이 형성된 제1 및 제2 금형(4, 5)에 의해 구성되는 공동(3) 내에서 성형되므로, 표면이 극히 고 정밀도로 평탄화된 것으로 이루어진다. 그리고, 디스크 기판(2)의 성형시에 온도 제어 기구(22)에 의해 공동(3) 주변의 온도가 (gT-24)℃ 이상으로 제어된 상태에서 성형된 디스크 기판(2)의 냉각 고화가 행해지므로 성형 왜곡 등의 왜곡을 발생시키지 않고 성형할 수 있다.
따라서, 여기에서 성형되는 디스크 기판(2)이 자기 디스크용인 때, 디스크 기판(2)의 표면에 부상형 자기 헤드가 투영되는 투영 면적 내의 돌출형 주름의 디스크 기판 평균면으로부터의 높이가 디스크 기판 평균면에 대한 부상형 자기 헤드의 부상 높이보다 낮게 이루어진다. 또, 돌출형 주름의 높이가 부상형 자기 헤드의 부상 높이 80 % 이하로 억제할 수 있다.
상술한 금형 장치(1)에 있어서는 성형되는 디스크 기판(2)의 양면을 고 정밀도인 평활면이 되도록 성형하고 있지만, 이 디스크 기판(2)을 이용하여 디스크형 기록 매체를 구성할 때, 한 쪽 면에만 신호 기록층을 형성할 경우에는 평활층(14, 15)은 제1 또는 제2 금형(4, 5) 중 어느 한 쪽의 성형면에만 성형한 것이라도 좋다. 이 경우, 평활층(14, 15)이 형성되지 않은 제1 또는 제2 금형(4, 5) 중 다른 쪽 성형면은 연마가 실시된 평탄한 면으로 이루어진다.
상술한 실시예에서는 표면에 정보 신호나 제어 신호에 대응하는 요철 패턴이 형성되지 않는 평탄한 면을 갖는 디스크 기판을 성형하는 금형 장치(1)의 예를 들어 설명하였지만, 다음에 표면에 정보 신호나 제어 신호에 대응하는 요철 패턴이 형성된 디스크 기판을 성형하는 금형 장치(31)의 예를 설명한다.
이 금형 장치(31)는 도15에 도시한 바와 같이, 서로 맞대어져서 디스크 기판(32)을 성형하는 성형부를 구성하는 공동(33)을 고정측이 되는 제1 금형(34)과 가동측이 되는 제2 금형(35)을 구비한다. 제2 금형(35)의 외주측에는 성형되는 디스크 기판(32)의 외주면을 형성하는 링형을 이루는 외주측 금형(36)이 조립되어 있다.
그리고, 제1 금형(34)의 중앙부에는 디스크 기판(32)을 구성하는 용융 상태의 합성 수지 재료를 공동(33)으로 충전하는 노즐(37)이 형성된 탕구 부시(38)가 부착 부재(39)를 거쳐서 배치되어 있다.
또, 제2 금형(35)의 중앙부에는 공동(33) 내에서 성형된 디스크 기판(32)에 중심 구멍을 형성하는 펀치(41)와, 이 펀치(41)를 진퇴 가능하게 수납한 환상의 이젝트 부재(42)가 배치되어 있다. 이 이젝트 부재(42)는 이 금형 장치(31)에 의해 성형된 디스크 기판(32)을 공동(33)으로부터 제거하기 위해 이용되는 것이다.
본 발명에 관한 금형 장치(31)를 구성하는 제1 및 제2 금형(34, 35)의 공동(33)을 구성하는 디스크 성형면측에는 여기에서 성형되는 디스크 기판(32)을 이용하여 형성되는 자기 디스크에 기록되는 정보 신호나 제어 신호에 대응하는 요철 패턴 혹은 기록 트랙을 구성하는 요철 패턴을 성형하는 요철 패턴(44, 45)이 직접 형성되어 있다. 이들 요철 패턴(44, 45)은 수십 ㎚ 내지 수백 ㎚의 피치, 크키 및 깊이를 갖는 미소한 요철을 동심원형 또는 나선형, 혹은 내주측으로부터 외주측에 걸쳐서 방사형으로 형성되어 구성된다.
디스크 성형면측에 요철 패턴(44, 45)을 직접 형성한 제1 및 제2 금형(34, 35)을 제조하는 공정을 도16의 고정도를 참조하여 설명한다.
이들 금형(34, 35)을 형성하기 위해 이들 금형(34, 35)의 베이스가 되는 스테인레스 스틸 등의 금속으로 이루어지는 금형 소재(46)를 준비한다. 도16에 도시한 바와 같이, 스텝 1(S1)의 금형 제조 공정에서 이 금형 소재(46)에 금형으로서 필요해지는 구성을 가공하여 형성한다. 이 때, 금형 소재(46)의 디스크 성형면(46a)측은 고 정밀도로 연마되고 평탄화되어 있다. 또, 금형 소재(46)의 중심부에는 도17에 도시한 바와 같이, 탕구 부시(38)를 부착하기 위한 부착 부재(39) 또는 펀치(41)가 배치시키는 중심 구멍(47)이 천공되어 있다. 이 중심 구멍(47)에는 도17에 도시한 바와 같이, 금형 소재(46)의 성형면(46a)측을 평탄화하기 위해 폐색축(48)이 끼워 맞추어진다. 이 폐색축(48)의 끼워 맞춤은 금형 소재(46)를 가열하여 끼워 맞춤을 행하는 가열 끼워 맞춤에 의해 행해진다.
이 폐색축(48)의 끼워 맞춤을 행하기 위해서는 도16에 도시한 바와 같이, 스텝 2(S2)의 금형 가열 공정에서 금형 소재(46)를 가열한다. 금형 소재(46)는 가열됨으로써 중심 구멍(17)이 확경된다. 이어서, 스텝 3(S3)의 폐색축 끼워 맞춤 공정에서 도17에 도시한 바와 같이, 중심 구멍(47)에 폐색축(48)을 끼워 맞춘다. 이 때, 금형 소재(46)가 가열되고 중심 구멍(17)이 확경되어 있으므로, 중심 구멍(47)과 같은 직경의 폐색축(48)을 용이하게 끼워 맞출 수 있다.
여기에서, 폐색축(48)은 금형 소재(46)와 동등한 내마모성을 가진 손상되기 어려운 견고한 금속재로 형성되고, 상온에서 금형 소재(46)의 중심 구멍(47)과 같은 직경으로 형성되어 있다. 폐색축(48)은 그 선단면(48a)이 금형 소재(46)의 성형면(46a)과 동일면을 구성하도록 하여 중심 구멍(46)에 끼워 맞추어진다. 폐색축(48)은 가열된 금형 소재(46)가 차가워져서 중심 구멍(47)이 축경함으로써 이 중심 구멍(47)에 밀폐 끼움되어 탈락이 방지된다.
보다 구체적으로, 폐색축(48)은 금형 소재(46)에 부착된 때, 선단면(48a)과 성형면(46a) 사이에 발생하는 단차가 2 ㎛ 이하가 되도록 끼워 맞추어진다.
다음에, 금형 소재(46)의 외주측에는 도17에 도시한 바와 같이, 링형의 외주 폐색 부재(49)가 끼워 맞추어진다. 이 외주 폐색 부재(49)는 외주 폐색 부재(49)를 가열하여 끼워 맞춤을 행하는 가열 끼워 맞춤에 의해 행해진다. 즉, 외주 폐색 부재(49)는 도16에 도시한 스텝 4(S4)의 외주 폐색 부재 가열 고정으로 가열된다. 외주 폐색 부재(49)는 가열됨으로써 내경이 확경되고, 용이하게 금형 소재(46)의 외주측에 끼워 맞출 수 있다.
외주 폐색 부재(49)는 금형 소재(46)와 동등한 내마모성을 갖는 손상되기 어려운 견고한 금속재로 형성되고, 상온에서 금형 소재(46)의 외경과 같은 직경의 내경을 갖도록 형성되어 있다. 그리고, 외주 폐색 부재(49)는 도16에 도시한 스텝 5(S5)의 외주 폐색 부재 끼워 맞춤 공정에서 선단면(49a)이 성형면(46a)과 동일면을 구성하도록 하여 금형 소재(46)의 외주측에 끼워 맞추어진다. 외주 폐색 부재(49)는 가열된 후, 냉각됨으로써 축경하여 금형 소재(46)의 외주측에 밀폐 끼움되어 탈락이 방지된다. 더욱 구체적으로, 외주 폐색 부재(49)는 금형 소재(46)에 부착된 때 그 선단면(49a)과 성형면(46a) 사이에 발생하는 단차가 2 ㎛ 이하가 되도록 끼워 맞추어진다.
이와 같이 금형 소재(46)의 중심 구멍(47)에 폐색축(48)을 끼워 맞추고, 외주측에 외주 폐색 부재(49)를 끼워 맞춤으로써 금형 중간체(50)가 구성된다. 이 금형 중간체(50)는 중심 구멍(47)이 폐색축(48)에 의해 폐색됨으로써 성형면(46a)측이 평탄화되고, 외주측에 외주 폐색 부재(49)가 끼워 맞추어짐으로써 대경화된다. 즉, 성형 금형 중간체(50)는 중심 구멍(47)을 갖는 환상의 금형 소재(46)에 대해 성형면(46a)이 전체 영역에 걸쳐서 평탄해지고 또 성형되는 디스크 기판(32)에 형성되는 데이터 기록 영역이 충분한 영역을 갖도록 구성된다.
다음에, 성형 금형 중간체(50)의 성형면(46a)측에는 도16에 도시한 스텝 6(S6)의 감광 레지스트 도포 공정에서 도17에 도시한 바와 같이 감광 레지스트층(52)이 형성된다. 이 감광 레지스트층(52)은 성형 금형 중간체(50)를 도시하지 않은 회전 다이에 적재하여 회전한 상태에서 그 표면의 중앙부에 액상의 감광 레지스트를 적하함으로써 형성된다. 즉, 회전되는 성형 금형 중간체(50)의 표면에 적하된 감광 레지스트는 원심력에 의해 성형 금형 중간체(50)의 성형면(46a)을 따라서 외주측으로 확산한다. 감광 레지스트는 상술한 바와 같이 성형 금형 중간체(50)의 성형면(46a)이 폐색축(48)에 의해 평탄화되고, 외주 폐색 부재(49)에 의해 대경화됨으로써, 이 성형면(46a)의 전면에 걸쳐서 똑같은 상태에서 확산하여 감광 레지스트층(52)을 구성한다. 감광 레지스트층(52)은 중심 구멍(47)의 주위나 데이터 기록 영역의 외주측을 형성하는 외주측에 있어서 융기부를 형성하지 않고도 거의 균일한 두께를 갖고 형성된다.
성형 금형 중간체(50)의 성형면(46a)에 형성된 감광 레지스트층(52)은 도16에 도시한 스텝 7(S7)의 레이저 커팅 공정으로 노광되고 요철 패턴의 잠상이 형성된다. 이 레이저 커팅 공정은 여기에서 성형되는 디스크 기판(32)을 이용하여 구성되는 자기 디스크에 형성되는 각종 정보 신호가 기록되는 신호 기록부를 구성하는 요철 패턴에 대응하여 레이저 비임의 조사를 행하여 감광 레지스트층을 노광하고, 요철 패턴의 잠상을 형성하는 공정이다. 이 요철 패턴의 잠상은 다음 스템 8(S8)의 현상 공정에 있어서 감광 레지스트층(52)이 현상 처리됨으로써 현재화되고, 성형 금형 중간체(50)의 디스크 성형면(46a)에 형성된 감광 레지스트층(52)에 요철 패턴(44, 45)을 형성한다.
감광 레지스트층(52)은 금형 소재(46)의 디스크 성형면(46a)에 그 중심으로부터 외주측에 걸친 전면에 균일한 두께를 갖고 형성됨으로써, 조사되는 레이저 비임에 의해 정밀하고 또 확실한 노광이 행해진다. 따라서, 금형 소재(46)에는 노광 부족 등에 의한 미리 기록되는 정보 신호에 대응하는 요철의 누락인 패턴 빠짐이나 불완전 형상 패턴 발생이 방지된다.
감광 레지스트층(52)에 레이저 비임의 조사에 의해 요철 패턴의 잠상이 실시된 성형 금형 중간체(50)에는 도16에 도시한 스텝 9(S9)의 엣칭 공정에 있어서 엣칭이 실시된다. 즉, 요철 패턴의 잠상이 실시된 감광 레지스트층(52)이 형성된 성형 금형 중간체(50)의 디스크 성형면(46a)에 엣칭 처리가 실시된다. 이 엣칭 처리에 의해 감광 레지스트층(52)이 제거된 디스크 성형면(46a)에는 정밀한 요철 패턴(44, 45)이 직접 새겨 넣어진다. 다음에, 도16에 도시한 스텝 10(S10)의 세정 공정에 있어서, 성형 금형 중간체(50)의 디스크 성형면(46a)에 남은 감광 레지스트층(52)이 제거된다.
성형 금형 중간체(50)에는 상술한 공정에 있어서 디스크 성형면(46a)에 정밀한 요철 패턴(44, 45)이 형성되고, 도16에 도시한 스텝 11(S11)의 폐색축·외주 폐색 부재 제거 공정에 의해 금형 소재(46)로부터 폐색축(48) 및 외주 폐색 부재(49)가 제거됨으로써 도18에 도시한 바와 같은 제1 또는 제2 금형(34, 35)을 얻을 수 있다. 여기에서 얻을 수 있는 제1 또는 제2 금형(34, 35)이 각각 완성된다. 즉, 제1 및 제2 금형(34, 35)은 도18에 도시한 바와 같이, 그 중심 구멍(47)의 외주로부터 외주측 근방에 걸쳐서 직접 새겨 넣어진 정밀한 요철 패턴(44, 45)이 형성된다. 이들 제1 및 제2 금형(34, 35)은 상술한 바와 같이 제2 금형(35)의 외주측에 외주측 금형(36)이 조합되고, 각각 도시하지 않은 금형 부착판에 조립되어 금형 장치(31)를 구성하여 디스크 기판 성형기에 부착된다.
그런데, 상술한 실시예의 제1 및 제2의 금형(34, 35)은, 상술한 바와 같이 금형 소재(46)의 중심 구멍(47)에 폐색축(48)을 끼워 맞추고, 외주측에 외주 폐색 부재(49)를 끼워 맞춤으로써 구성되는 금형 중간체(50)를 이용하여 형성된다. 이렇게 구성된 금형 중간체(50)의 디스크 성형면(46a)이 향하는 면측에는, 도19 및 도20에 도시한 바와 같이 폐색축(48)의 선단면(48a)과 금형 소재(46)의 중심 구멍(47)과의 사이에 간극(△e)이나 단차가 발생하고, 외주 폐색 부재(49)의 선단면(49a)과 금형 소재(46) 외주측의 디스크 성형면(46a)과의 사이에도 간극(△f)이나 단차가 발생해 버린다. 이 때문에 성형 금형 중간체(50)의 디스크 성형면(46a)상에 형성되는 감광 레지스트층(52)에는 폐색축(48)의 주위 및 금형 소재(46)의 외주측에서 두께가 일정하지 않게 되어 버린다. 또, 도20 중 R은 금형 중간체(50)의 반경을 표시한다.
감광 레지스트층(52)은 상술한 바와 같이 스핀 코트법에 의하여 성형 금형 중간체(50)의 디스크 성형면(46a)에 형성된다. 감광 레지스트층(52)은, 감광 레지스트가 원심력에 의하여 디스크 성형면(46a)의 중앙부로부터 외주측으로 확산하는 점으로부터, 도21 중 B로 표시하는 바와 같이 내주측의 두께에 대해서 외주측의 두께가 점점 커진다. 구체적으로 감광 레지스트층(52)은 디스크 성형면(46a)의 내주측과 외주측에서 100 nm 정도의 두께 차이가 생긴다.
또 표면의 평탄도가 고 정밀도의 디스크 기판을 성형하는 것이 가능한 금형 장치를 구성하는 것이 바람직하다.
이하, 한층 더 고 정밀도의 평탄도가 얻어지고, 디스크 기판의 표면에 형성되는 요철 패턴을 변형시키는 일 없이 고 정밀도로 성형할 수 있고, 고 정밀도의 진원도를 갖고 기록 트랙의 형성을 가능하게 하는 금형을 구비한 금형 장치를 설명한다.
이 금형 장치의 디스크 성형부를 구성하는 공동을 구성하는 제1 및 제2 금형은, 상술의 금형 장치의 금형과 마찬가지로, 디스크 성형면 측에 요철 패턴을 직접 형성한 것이다.
이 금형(61)을 제조하는 공정을 도22의 공정도를 참조하여 설명한다.
이 금형(61)을 형성하기 위하여, 금형(61)의 기본 재료로 되는 스테인레스 스틸 등의 금속으로부터 이루어지는 금형 소재(62)를 용이한다. 도22에 도시한 바와 같이, 스텝 1(S1)의 금형 제조 공정에서 이 금형 소재(62)에 금형으로서 필요로 하는 구성을 가공하고 형성한다. 이 때, 금형 소재(62)의 디스크 성형면(62a)측은 고 정밀도로 연마되고, 평탄화되어 있다. 또, 금형 소재(62)의 중심부에는, 도23에 도시한 바와 같이 탕구 부시(38)를 부착하기 위한 부착 부재(39) 또는 펀치(41)가 배치되는 중심 구멍(63)이 뚫려 설치되어 있다. 이 중심 구멍(63)에는, 도23에 도시한 바와 같이 금형 소재(62)의 성형면(62a)측을 평탄화하기 위하여 폐색축(64)이 끼워 맞춰진다. 이 폐색축(64)의 끼워 맞춤은 금형 소재(62)를 가열하여 끼워 맞춤을 행하는 가열 끼워 맞춤에 의하여 행하여진다.
이 폐색축(64)의 끼워 맞춤을 행하려면, 도22에 도시한 바와 같이 스텝2(S2)의 금형 가열 고정에서 금형 소재(62)를 가열한다. 금형 소재(62)는 가열됨으로써 중심 구멍(63)이 확경된다. 이어서 스텝 3(S3)의 폐색축 끼워 맞춤 공정에서, 도23에 도시한 바와 같이 중심 구멍(63)에 폐색축(64)을 끼워 맞춘다. 이 때, 금형 소재(62)가 가열되어 중심 구멍(63)이 확경되어 있으므로, 중심 구멍(63)과 같은 직경의 폐색축(64)을 용이하게 끼워 맞출 수가 있다.
다음에 금형 소재(62)의 외주측에는, 도23에 도시한 바와 같이 링형의 외주 폐색 부재(65)가 끼워 맞춰진다. 이 외주 폐색 부재(65)는 외주 폐색 부재(65)를 가열하여 끼워 맞춤을 행하는 가열 끼워 맞춤에 의하여 행하여진다. 즉, 외주 폐색 부재(65)는, 도22에 도시하는 스텝 4(S4)의 외주 폐색 부재 가열 공정에서 가열된다. 외주 폐색 부재(65)는 가열됨으로써 내경이 확장되고, 용이하게 금형 소재(62)의 외주측에 용이하게 끼워 맞출 수가 있다.
그리고, 외주 폐색 부재(65)는, 도22에 도시하는 스텝 5(S5)의 외주 폐색 부재 끼워 맞춤 공정에서 선단면(65a)이 디스크 성형면(62a)과 동일면을 구성하게 하여 금형 소재(62)의 외주측에 끼워 맞춰진다. 외주 폐색 부재(65)는 가열된 후 냉각됨으로써 직경이 축소하여 금형 소재(62)의 외주측에 밀접하게 끼워 맞춰져 탈락이 방지된다.
이렇게 금형 소재(62)의 중심 구멍(63)에 폐색축(64)을 끼워 맞추고, 외주측에 외주 폐색 부재(65)를 끼워 맞춤으로써 금형 중간체(66)가 구성된다. 이 금형 중간체(66)는 중심 구멍(63)이 폐색축(64)에 의하여 폐색됨으로써 디스크 성형면(62a)측이 평탄화되고, 외주측에 외주 폐색 부재(65)가 끼워 맞춰짐으로써 대경화된다.
그런데, 금형 소재(62)에 폐색축(64)을 끼워 맞춤시켰을 때, 도24에 도시한 바와 같이 폐색 부재(64)의 선단면(64a)과 디스크 성형면(62a)과의 사이에 단차(△g)가 발생하고 있다. 또, 폐색 부재(64)의 외주면과 중심 구멍(63)의 내주면과의 사이에 간극(△h)이 발생하고 있다. 또, 금형 소재(62)에 외주 폐색 부재(65)를 끼워 맞췄을 때, 도24에 도시한 바와 같이 외주 폐색 부재(65)의 선단면(65a)과 디스크 성형면(62a)과의 사이에 단차(△i)가 발생하고 있다. 또, 금형 소재(62)의 외주면과 외주 폐색 부재(65)의 내주면과의 사이에 간극(△j)이 발생하고 있다.
이러한 단차(△g, △i)나 간극(△h, △j)이 디스크 성형면(62a)에 발생하면, 성형 금형 중간체(62)의 디스크 성형면(62a)상에 형성되는 감광 레지스트층을 균일한 두께로 형성할 수가 없게 되고, 고 정밀도로 요철 패턴을 형성할 수가 없게 된다.
그래서, 도22에 도시하는 스텝 6(S6)의 금속막 형성 공정에서, 도23 및 도24에 도시한 바와 같이, 상술한 바와 같은 단차(△g, △i)나 간극(△h, △j)을 보정하고, 성형 금형 중간체(62)의 디스크 성형면(62a) 내외주의 전면을 평탄화하도록 금속막(67)을 형성한다. 이 금속막(67)은 5 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께(D1)를 가지고 형성된다. 금속막(67)은 이리듐이나 티탄, 혹은 이리듐의 합금이나 티탄의 합금에 의하여 형성된다. 이 금속막(67)을 형성하려면, 이리듐이나 티탄, 혹은 이리듐의 합금이나 티탄의 합금을 도금, 스퍼터링 또는 증착함으로써 형성된다.
디스크 성형면(62a)상에 형성된 금속막(67)은 도22에 도시하는 스텝(S7)의 금속막 연마 공정에서 연마되고, 표면이 고 정밀도로 평탄화된다. 즉, 금속막(67)은 도24에 도시하는 각 간극(△h, △j)을 메우고, 각 단차(△g, △i)를 보정하고, 디스크 성형면(62a)을 유리 기판과 동등한 융기가 없는 극히 고 정밀도로 평탄화된 면으로 이루어진다. 금속막(67)은 전체가 3㎛ 내지 5㎛의 두께가 되도록 연마된다.
그리고, 금형 중간체(66)는 디스크 성형면(62a)측에 형성된 금속층(67)에 엣칭을 실시하고, 도25에 도시한 바와 같은 디스크 성형면(62a)측에 성형되는 디스크 기판에 형성되는 정보 신호나 제어 신호에 대응하는 요철 패턴에 대응하는 요철 패턴(69)이 형성된 금형(61)이 구성된다.
다음에 이 요철 패턴(69)을 형성하는 구성을 설명한다.
요철 패턴(69)을 형성하기 위해서는, 도22에 도시하는 스텝 8(S8)의 감광 레지스트 도포 공정에서 도23에 도시한 바와 같이 감광 레지스트층(68)이 형성된다. 이 감광 레지스트층(68)은 성형 금형 중간체(66)를 도시하지 않은 회전대에 적재하여 회전한 상태에서 그 표면의 중앙부에 액상의 감광 레지스트를 적하함으로써 형성된다. 즉, 회전되는 성형 금형 중간체(66)의 표면에 적하된 감광 레지스트는 원심력에 의하여 성형 금형 중간체(66)의 성형면(62a)을 따라 외주측으로 확산한다. 감광 레지스트는 상술한 바와 같이 성형 금형 중간체(66)의 디스크 성형면(62a)이 폐색축(64)에 의하여 평탄화되고, 외주 폐색 부재(65)에 의하여 대경화되어 이루어지므로, 이 성형면(62a)의 전면에 걸쳐서 똑같은 상태에서 확산하여 감광 레지스트층(68)을 구성한다. 감광 레지스트층(68)은 중심 구멍(63)의 주위나 데이터 기록 영역의 외주측을 형성하는 외주측에 있어서 융기부를 형성하는 일 없고, 거의 균일한 두께를 가지고 형성된다.
여기에서 형성되는 감광 레지스트층(68)은, 도21 중 A에 도시한 바와 같이 15 ㎜ 내지 32 ㎜의 영역에서 5 ㎚ 이내의 두께를 가지고 형성된다.
성형 금형 중간체(66)의 디스크 성형면(62a)에 형성된 감광 레지스트층(68)은, 도22에 도시하는 스텝 9(S9)의 레이저 커팅 공정에서 노광되어 요철 패턴의 잠상이 형성된다. 이 레이저 커팅 공정은 여기에서 성형되는 디스크 기판을 이용하여 구성되는 자기 디스크에 형성되는 각종의 정보 신호가 기록되는 신호 기록부를 구성하는 요철 패턴에 대응하여 레이저 빔의 조사를 행하여 감광 레지스트층을 노광하고, 요철 패턴의 잠상을 형성하는 공정이다. 이 요철 패턴의 잠상은 다음의 스텝 10(S10) 현상 공정에 있어서 감광 레지스트층(68)이 현상 처리됨으로써 현재화되고, 성형 금형 중간체(66)의 디스크 성형면(62a)에 형성된 감광 레지스트층(68)에 요철 패턴을 형성한다.
감광 레지스트층(68)에 레이저 빔이 조사되어 요철 패턴의 잠상이 실시된 성형 금형 중간체(66)에는 도22에 도시하는 스텝 11(S11)의 엣칭 공정에 있어서 엣칭이 행하여진다. 즉, 요철 패턴의 잠상이 행하여진 감광 레지스트층(68)이 형성된 성형 금형 중간체(66)의 디스크 성형면(62a)에 형성된 금속막(67)에 엣칭 처리가 행하여진다. 이 엣칭 처리에 의하여 감광 레지스트층(68)이 제거된 금속막(67)에는 정밀한 요철 패턴(69)이 직접 새겨 넣어진다. 다음으로, 도22에 도시하는 스텝 12(S12)의 세정 공정에 있어서, 성형 금형 중간체(66)의 금속막(67)상에 남은 감광 레지스트층(68)이 제거된다.
성형 금형 중간체(66)에는, 상술한 공정에 의하여 디스크 성형면(62a)상에 형성된 금속막(67)에 정밀한 요철 패턴(69)이 형성되고, 도22에 도시하는 스텝 13(S13)의 폐색축·외주 폐색 부재 분리 공정에 의하여 금형 소재(62)로부터 폐색축(64) 및 외주 폐색 부재(65)가 분리됨으로써 도25에 도시하는 바와 같은 금형(61)이 얻어진다. 여기에서 얻어진 금형(61)은, 도25에 도시한 바와 같이 그 중심 구멍(63)의 외주로부터 외주측 근방에 걸쳐서 직접 새겨 넣어진 정밀한 요철 패턴(69)이 형성된다. 이 금형(61)은 금형 부착판에 조립되어 금형 장치를 구성하여 디스크 기판 성형기에 부착된다.
상술한 바와 같이 구성된 금형(61)은, 디스크 성형면(62a)에 일체로 형성된 금속막(67)이 디스크 성형면(62a)에 발생하는 미소한 구멍이나 요철을 메우고, 디스크 성형면을 고 정밀도로 평탄화하고 있다. 또, 금속막(67)도 미소한 구멍이나 요철을 발생시키는 일 없이 고 정밀도로 평탄화하여 형성할 수 있으므로, 이 금속막(67)에 형성되는 요철 패턴(69)은 휨이나 미소 돌기 등을 발생시키는 일 없이 고 정밀도로 형성된다. 따라서, 이 금형(61)을 이용함으로써 한층 더 고 정밀도로 디스크 기판의 성형을 행할 수가 있다.
상술한 바와 같이, 표면에 정보 신호나 제어 신호에 대응하는 요철 패턴이 형성된 디스크 기판을 성형하는 금형을 구비한 금형 장치에도 상술한 평활화층만을 구비하는 금형을 구비한 금형 장치와 마찬가지로 온도 제어 기구가 설치되어 있고, 금형의 온도 제어가 행하여진 상태에서 디스크 기판의 성형이 행하여진다.
그래서, 금형의 디스크 성형면에 요철 패턴을 직접 형성한 상술한 제1 및 제2 금형(34, 35)을 이용한 금형 장치(31)에 온도 제어 기구(71)를 설치한 예를 설명한다.
이 금형 장치(31)에 설치되는 온도 제어 기구(71)는, 도26에 도시한 바와 같이 제1 및 제2 금형(34, 35) 및 외주측 금형(36)을 뚫어 설치하여 형성한 냉각수나 냉각 오일 등의 냉각액이 유통하는 냉각용 순환로(73, 74, 75)와, 이들 냉각용 순환로(73, 74, 75)를 유통하는 냉각액의 온도를 조절하는 냉각 장치(76, 77, 78)로부터 구성되어 있다. 냉각 장치(76, 77, 78)는 냉각액의 온도를 조정하는 도시하지 않은 온도 조정 기구를 각각 구비하고 있고, 이 온도 조정 기구에 의하여 제1 및 제2 금형(34, 35) 및 외주측 금형(36)을 유통하는 각 냉각액을 소정의 온도로 독립하여 순환시키고 있다. 또, 이들 냉각 장치(76, 77, 78)는 제1 및 제2 금형(34, 35) 및 외주측 금형(36)의 온도를 각 냉각액을 통하여 (gT-24)℃ 이상으로 각각 독립하여 제어하고 있다.
여기에서 gT는 금형 장치(31)에 충전되는 합성 수지 재로의 유리 전이 온도이고, 예를 들어 디스크 기판(32)을 구성하는 재료로서 아몰퍼스폴리올레핀이 이용되는 경우에 이 합성 수지의 유리 전이 온도(gT)가 138℃이므로, 제1 및 제2 금형(34, 35) 및 외주측 금형(36)의 온도는 114 ℃로 제어된다. 즉, 제1 및 제2 금형(34, 35) 및 외주측 금형(36)은 사출 충전된 합성 수지 재료가 냉각 고화할 때, 온도가 114℃ 이상의 온도로 각각 제어되어 있다.
온도 제어 기구(71)는 공동(33)의 주변을 (gT-24)℃ 이상의 온도로 제어할 수 있다면, 제1 및 제2 금형(34, 35) 또는 어느 한 쪽의 금형(34, 35)에 설치하는 것만이라도 좋다.
또, 도26에 도시하는 금형 장치(31)에 있어서, 펀치(41)의 중심부에는 펀치(41)에 의하여 펀칭된 펀칭버어를 제거하는 압출핀(41a)이 진퇴 가능하게 설치되어 있다.
상술한 바와 같은 구성을 구비한 금형 장치(31)에 의하여 디스크 기판(32)을 성형하는 데에는, 제1 및 제2 금형(34, 35)을 맞댄 형 체결 상태에서, 탕구 부시(38)의 노즐(37)을 끼워 용융 상태의 합성 수지 재료를 공동(33)내에 충전한다. 공동(33)에 충전된 합성 수지가 반경화한 상태에서 펀치(41)를 공동(33)내로 돌출하여, 성형되는 디스크 기판(32)에 중심 구멍을 형성한다. 그 후, 금형 장치(31)는 제1 금형(34)에 대하여 가동측을 구성하는 제2 금형(35)을 이간 조작하여 형 개방 동작이 행하여져 디스크 기판(32)의 성형이 행하여진다. 이 디스크 기판(32)에는 그 표면에 자성막이나 보호막이 성막됨으로써 정보 신호 기록 매체로서의 자기 디스크가 구성된다.
이 온도 제어 기구(71)를 구비하고, 디스크 기판(32)의 성형 온도가 제어되는 금형 장치(31)를 이용하여 성형되는 디스크 기판을 도27, 도28 및 도29를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.
또, 도27, 도28 및 도29에 있어서, 우방이 성형되는 디스크 기판의 외주측을 가리키고, 좌방이 디스크 기판의 내주측을 가리킨다.
또, 도27, 도28 및 도29에 있어서, 종축은 이 금형 장치(31)에 의하여 성형된 디스크 기판의 두께(Z) 방향의 위치를 가리키고 있고, 횡축은 디스크 기판의 반경(Y) 방향 위치를 가리키고 있다. 또, 도27, 도28 및 도29에 있어서, 사선이 행하여진 영역은, 성형된 디스크 기판에 형성되는 각 요철 패턴의 종단면을 가리키고 있다.
도27은 공동(33)에 충전된 합성 수지 재료가 냉각 고화될 때, 제1 및 제2 금형(34, 35) 및 외주측 금형(36)의 온도가 (gT-24)℃인 114℃로 제어되어 성형된 디스크 기판(32)을 도시한다. 이 디스크 기판(32)은 디스크 기판(32)이 제1 및 제2 금형(34, 35)으로부터 박리될 때, 그 표면에 형성되는데 있어 형성된 요철 패턴(P1)의 에지부(E1)에 발생하는 파괴가 극히 작다. 즉, 디스크 기판(32)은 제1 및 제2 금형(34, 35)에 형성된 요철 패턴(44, 45)에 의하여 양호한 에지 형상을 갖는 요철 패턴이 형성된다.
도28은 공동(33)에 충전된 합성 수지 재료가 냉각 고화될 때, 제1 및 제2 금형(34, 35) 및 외주측 금형(36)의 온도가 (gT-10)℃인 124 ℃로 제어되어 성형된 디스크 기판(32)을 도시한다. 이 디스크 기판(32)은 디스크 기판(32)이 제1 및 제2 금형(34, 35)으로부터 박리될 때, 그 표면에 형성되는데 있어 형성된 요철 패턴(P2)의 에지부(E2)에 발생하는 파괴가 극히 작다. 즉, 디스크 기판(32)은 제1 및 제2 금형(34, 35)에 형성된 요철 패턴(44, 45)에 의하여 양호한 에지 형상을 갖는 요철 패턴이 형성된다.
도29는 공동(33)에 충전된 합성 수지 재료가 냉각 고화될 때, 제1 및 제2 금형(34, 35) 및 외주측 금형(36)의 온도가 (gT-28)℃인 110 ℃로 제어되어 성형된 디스크 기판(32)을 도시한다. 이 디스크 기판(32)은 디스크 기판(32)이 제1 및 제2 금형(34, 35)으로부터 박리될 때, 그 표면에 형성되는데 있어 형성된 요철 패턴(P3)이 손상 파괴되어 그 에지부(E3)에 날카로운 모서리형의 돌기(Q)가 생겨 버린다.
그래서, 여기에서 이용되는 제1 및 제2 금형(34, 35)은 요철 패턴(44, 45)이 직접 형성되어 있으므로, 상술한 스탬퍼의 열수축에 의한 영향을 고려할 필요가 없고, 냉각 고화하는 합성 수지 재료와 제1 및 제2 금형(34, 35) 및 외주측 금형(36)의 열수축만을 고려하면 된다.
상술한 금형 장치(31)를 이용하여 성형되는 디스크 기판(32)은 제1 및 제2 금형(34, 35) 및 외주측 금형(36)의 온도가 (gT-24)℃ 이상의 소정 온도로 제어됨으로써, 디스크 기판(32)에 형성되는 요철 패턴의 에지 형상이 손상 파괴되는 것이 억제된다. 따라서, 이 금형 장치(31)를 이용함으로써 제1 및 제2 금형(34, 35)에 형성된 요철 패턴(44, 45)을 고 정밀도로 전사시킨 디스크 기판(32)의 성형을 행할 수가 있다.
그런데, 상술한 금형 장치(31)에 의해 성형되는 디스크 기판(32)을 이용하여 구성되는 자기 디스크는 정보 신호의 기록 재생을 행하는 자기 헤드가 부착된 헤드 슬라이더가 기록 재생시에 디스크 표면으로부터 부상하는 높이를 예를 들어 50 ㎚로 하는 경우, 이하에 도시한 바와 같은 각 항목에 대한 부상 높이 변동량의 허용치가 설정된다.
즉, 디스크 표면의 돌기에 대해서는 20 ㎚, 디스크 표면의 주름에 대해서는 10 ㎚, 요철 패턴에 의한 헤드 슬라이더의 부상량 변동에 대해서는 5 ㎚, 디스크 기판(32)의 휨에 대해서는 8 ㎚, 외란에 의한 영향에 대해서는 7 ㎚이다.
상술한 금형 장치(31)에 의해 성형된 디스크 기판(32)은 디스크 표면에 생긴 국소적인 주름이나 돌기에 의한 돌출형 주름의 디스크 평균면으로부터의 높이인 그라이드 하이트를 디스크 평균면에 대한 헤드 슬라이더의 부상 높이인 플라이트 하이트의 80% 이하로 억제할 수 있었다.
또, 디스크 구동 장치에 내장되는 자기 디스크를 구성하는 디스크 기판으로서는 정보 신호의 고기록밀도화 등을 고려하면 그라이드 하이트가 플라이트 하이트의 60% 이하로 되는 것이 바람직하다.
그래서, 상술한 도26에 도시한 금형 장치(31)를 이용하여 성형된 디스크 기판(32)의 표면 상태에 대해서 도30을 참조하여 설명한다. 또, 도30 중, 종축은 디스크 기판(32)의 표면에 발생하는 돌출형 주름의 진폭을 표시하고, 또 횡축은 디스크 기판(32)의 반경 방향의 거리를 표시한다. 또, 도30에 도시한 파선은 디스크 기판(32)의 전체에 생긴 휨을 표시하고 있다.
이 디스크 기판(32)의 표면에는 도30에 도시한 바와 같이 반경 방향의 임의의 위치에서 동심원형으로 형성되는 기록 트랙의 접선 방향에 걸친 4000 ㎛의 범위에서 국소적인 주름이나 돌기에 의한 돌출형 주름이 발생되지 않았다. 따라서, 이 디스크 기판(32)상을, 폭을 2 ㎜로 하는 헤드 슬라이더가 50 ㎚의 부상량을 갖고 주사한 때, 디스크 기판(32)의 표면에 접촉하는 것이 방지된다.
또, 디스크 기판(32)에 전사된 요철 패턴에 의해 구성된 기록 트랙을 도31을 참조하여 설명한다. 또, 도31에 있어서, 종축은 기록 트랙의 진원 어긋남량을 표시하고, 또 횡축은 진원으로부터의 어긋남의 고조파 성분의 차수를 표시한다. 또, 도31에 도시한 실선 T1은 상술한 본 발명에 관한 금형 장치(31)를 이용하여 성형된 디스크 기판(32)을 표시하고, 도31 중에 도시한 파선 T2는 전술한 본 발명에 관한 도1에 도시한 금형 장치(102)에 의해 성형된 디스크 기판(101)을 표시한다.
본 발명에 관한 금형 장치(31)를 이용하여 성형된 디스크 기판(32)은 도31에 도시한 바와 같이 타원 성분인 고조파 2차 성분이 대폭 저감되어 있다. 즉, 본 발명에 관한 금형 장치(31)를 이용하여 성형된 디스크 기판(32)은 도1에 도시한 금형 장치(102)에 의해 성형된 디스크 기판(101)에 비교하여 고조파 2차 성분이 약 1/5로 저감된다.
본 발명에 관한 금형 장치(31)는 디스크 기판(32)에 생기는 돌출형 주름의 높이를 10 ㎚ 미만으로 억제할 수 있고, 기록 트랙의 타원 어긋남의 고조파 2차 성분을 1.0 ㎛ 미만으로 억제할 수 있다. 이 금형 장치(32)에 의해 성형되는 디스크 기판(32)은 디스크 표면에 헤드 슬라이더가 투영되는 투영 면적 내에 생기는 돌출형 주름의 그라이드 하이트가 헤드 슬라이더의 플라이트 하이트 보다 낮아짐으로써, 디스크 표면에 헤드 슬라이더가 접촉하는 것이 확실하게 방지되고, 정보 신호의 기록및/또는 재생 동작 신뢰성을 충분히 확보할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 디스크 기판 성형용 금형 장치는 자기 디스크를 구성하는 디스크 기판 뿐 아니라 광 디스크나 광 자기 디스크 등의 정보 신호 기록 매체로서 이용되는 디스크의 디스크 기판을 성형하기 위해 이용할 수 있다.
본 발명에 관한 금형 장치는, 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형의 성형면 측에 금속의 평활화층을 일체적으로 형성하여 이루어지므로, 표면을 고 정밀도로 평탄화한 디스크 기판을 성형할 수 있다.
또, 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형의 성형면 측에 성형되는 디스크 기판에 형성되는 정보 신호에 대응하는 요철 패턴, 제어 신호에 대응하는 요철 패턴 및 기록 트랙을 표시하는 요철 패턴의 적어도 1종류를 포함하는 요철 패턴이 직접 형성됨으로써, 디스크 표면에 생긴 국소적인 주름이나 돌기를 발생시키지 않고, 고 정밀도로 금형측의 요철 패턴이 전사된 디스크 기판을 성형할 수 있다.

Claims (36)

  1. 합성 수지 재료를 성형하여 정보 신호 기록 매체의 디스크 기판을 성형하는 디스크 기판 성형용 금형 장치이며,
    상기 금형 장치는 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형을 구비하고,
    상기 제1 또는 제2 금형의 성형면 측에 금속의 평활화층이 일체적으로 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평활화층은 상기 제1 또는 제2 금형의 성형면에 금속 재료를, 도금, 스퍼터링 또는 증착에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 평활화층은 이리듐, 티탄으로부터 선택된 적어도 1종류를 포함하는 금속에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 평활화층은 1 ㎛ 내지 15 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치
  5. 제1항에 있어서, 상기 평활화층은, 표면이 연마 처리된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  6. 합성 수지 재료를 성형하여 정보 신호 기록 매체의 디스크 기판을 성형하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법에 있어서,
    서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형의 적어도 한 쪽 금형의 성형면 측에 금속 평활화층을 일체적으로 형성하고,
    이어서 상기 평활화층의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 평활화층은 상기 제1 또는 제2 금형의 성형면에 금속 재료를, 도금, 스퍼터링 또는 증착에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 평활화층은 이리듐, 티탄으로부터 선택한 적어도 1종류를 포함하는 금속에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 평활화층은 5 ㎛ 이상의 두께로 형성되고, 그 후 연마 공정에 의해 1 ㎛ 이상의 막두께로 연마되는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  10. 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형을 구비하고,
    상기 제1 또는 제2 금형의 성형면 측에 금속 평활층이 일체로 형성된 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 적어도 한 쪽 금형에 대해서 그 중심 구멍에 선단부가 상기 성형면과 동일면을 구성하게 하여 폐색축을 끼워 맞추는 동시에, 그 외주부에 선단면이 상기 형성면과 동일면을 구성하게 하여 외주 폐색 부재를 끼워 맞추는 폐색 부재 끼워 맞춤 공정과,
    상기 외주 폐색 부재에 의해 둘러싸인 상기 성형면 상에 금속 재료를 도금, 스퍼터링 또는 증착에 의해 금속막을 형성하는 공정과,
    상기 금속막 상에 감광 레지스트를 도포하여 감광 레지스트층을 형성하는 감광 레지스트 도포 공정과,
    상기 감광 레지스트층에 광 비임을 조사하고, 이 감광 레지스트층의 일부를 노광하여 잠상 패턴을 형성하는 커팅 공정과,
    상기 감광 레지스트층을 현상하여 상기 성형면 상에 상기 잠상 패턴을 현재화한 패턴을 형성하는 현상 공정과,
    상기 금형에 엣칭 처리를 실시함으로써 상기 금속막의 불필요 부분을 제거하는 엣칭 공정과,
    상기 성형면으로부터 상기 감광 레지스트층을 제거하는 세정 공정과,
    상기 금속막의 표면을 연마하고 평활화하는 금속막 연마 공정과,
    상기 금형으로부터 상기 폐색축과 상기 외주 폐색 부재를 제거하는 폐색 부재 제거 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 폐색축의 끼워 맞춤 공정은 상기 금형을 가열한 상태에서 그 중심 구멍에 상기 폐색축을 끼워 맞춤으로써 행해지는 동시에, 클리어런스가 2 ㎛ 이하로 된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법
  12. 제10항에 있어서, 상기 외주 폐색 부재의 끼워 맞춤 공정은, 상기 외주 폐색 부재를 가열한 상태에서 상기 제1 금형의 외주부에 끼워 맞춤으로써 행해지는 동시에, 클리어런스가 2 ㎛ 이하로 된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 금속막 형성 공정에 의해 상기 성형면에 형성되는 상기 금속막은 그 막두께가 5 ㎛ 이상으로 되고, 상기 금속막 연마 공정에 의해 1 ㎛ 이상의 막두께가 되도록 연마 처리되는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  14. 합성 수지 재료를 성형하여 정보 신호 기록 매체의 디스크 기판을 성형하는 디스크 기판 성형용 금형 장치이며,
    상기 금형 장치는 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형을 구비하고,
    상기 제1 또는 제2 금형의 성형면 측에, 성형되는 디스크 기판에 형성되는 요철 패턴을 성형하기 위한 패턴 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 패턴 영역에는 상기 디스크 기판에 형성되는 정보 신호에 대응하는 요철 패턴, 제어 신호에 대응하는 요철 패턴 및 기록 트랙을 표시하는 요철 패턴의 적어도 1종류를 포함하는 요철 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 패턴 영역에 형성되는 요철 패턴은 엣칭에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 패턴 영역에 형성되는 요철 패턴은 상기 제1 또는 제2 금형의 성형면에 형성된 금속층에 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 요철 패턴이 형성되는 상기 금속층은 상기 제1 또는 제2 금형의 성형면에 금속 재료를 도금, 스퍼터링 또는 증착에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 금속층은 이리듐, 티탄으로부터 선택된 적어도 1종류를 포함하는 금속에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 금속층은 1 ㎛ 내지 15 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  21. 제17항에 있어서, 상기 금속층은 표면이 연마 처리된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  22. 합성 수지 재료를 성형하여 정보 신호 기록 매체의 디스크 기판을 성형하는 디스크 기판 성형용 금형 장치이며,
    상기 금형 장치는 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형과,
    상기 제1 또는 제2 금형의 온도를 제어하는 온도 제어 수단을 구비하고,
    상기 온도 제어 수단은 합성 수지 재료가 냉각 고화될 때 상기 금형의 온도를 (gT-24)℃ 이상으로 제어하는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
    단, gT는 수지 재료의 유리 전이 온도이다.
  23. 제22항에 있어서, 상기 온도 제어 수단은, 상기 제1 또는 제2 금형에 형성된 냉각액이 유통하는 냉각용 순환로와, 상기 냉각용 순환로에 유통하는 냉각액을 냉각하는 냉각 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제1 또는 제2 금형의 성형면 측에 성형되는 디스크 기판에 형성되는 요철 패턴을 성형하기 위한 패턴 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치.
  25. 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형을 구비하고,
    상기 제1 또는 제2 금형의 성형면 측에, 성형되는 디스크 기판에 형성되는 요철 패턴을 성형하기 위한 패턴 영역이 형성된 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 패턴 영역이 형성되는 적어도 한 쪽 금형에 대해 그 중심 구멍에 선단부가 상기 성형면과 동일면을 구성하게 하여 폐색축을 끼워 맞추는 동시에, 그 외주부에 선단면이 상기 형성면과 동일면을 구성하게 하여 외주 폐색 부재를 끼워 맞추는 폐색 부재 끼워 맞춤 공정과,
    상기 외주 폐색 부재에 의해 둘러싸인 상기 성형면 상에 감광 레지스트를 도포하여 감광 레지스트층을 형성하는 감광 레지스트 도포 공정과,
    디스크형 기록 매체에 형성되는 요철 패턴 등에 대응하여 상기 감광 레지스트층에 광 비임을 조사하고, 이 감광 레지스트층의 일부를 노광하여 잠상 패턴을 형성하는 커팅 공정과,
    상기 감광 레지스트층을 현상하여 상기 성형면 상에 상기 잠상 패턴을 현재화한 요철 패턴을 형성하는 현상 공정과,
    상기 제1 금형에 엣칭 처리를 실시함으로써 상기 성형면에 상기 디스크형 기록 매체에 형성되는 요철 패턴 등에 대응하여 미소한 요부를 형성하는 엣칭 공정과,
    상기 성형면으로부터 상기 감광 레지스트층을 제거하는 세정 공정과,
    상기 제1 금형으로부터 상기 폐색축과 상기 외주 폐색 부재를 제거하는 폐색 부재 제거 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 폐색축의 끼워 맞춤 공정은, 상기 패턴 영역이 형성되는 적어도 한 쪽 금형을 가열한 상태에서 그 중심 구멍에 상기 폐색축을 끼워 맞춤으로써 행해지는 동시에, 클리어런스가 2 ㎛ 이하로 된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 외주 폐색 부재의 끼워 맞춤 공정은, 상기 외주 폐색 부재를 가열한 상태에서 상기 제1 금형의 외주부에 끼워 맞춤으로써 행해지는 동시에, 클리어런스가 2 ㎛ 이하로 된 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  28. 제25항에 있어서, 또, 상기 폐색 부재 끼워 맞춤 공정과 상기 감광 레지스트 도포 공정 사이에 상기 폐색 부재 끼워 맞춤 공정에 의해 중심 구멍에 폐색축이 끼워 맞춰지는 동시에 외주부에 외주 폐색 부재가 끼워 맞추어진 상기 제1 금형에 대해 상기 성형면에 금속막 층을 형성하는 금속막 형성 공정과,
    상기 금속막 층에 연마 처리를 실시하여 평활한 감광 레지스트 도포면을 형성하는 금속막 연마 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 금속막 형성 공정에 의해 상기 성형면에 형성되는 상기 금속막 층은 그 막두께가 5 ㎛ 이상으로 되고, 상기 금속막 연마 공정에 의해 1 ㎛ 이상의 막두께가 되도록 연마 처리되는 것을 특징으로 하는 디스크 기판 성형용 금형 장치의 제조 방법.
  30. 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형을 구비하고,
    상기 제1 또는 제2 금형의 성형면 측에, 금속 평활화층이 일체적으로 형성된 금형 장치의 상기 성형부에 합성 수지 재료를 사출하여 성형되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스크 기판.
  31. 제30항에 있어서, 상기 디스크 기판 표면에 부상형 자기 헤드가 투영되는 투영 면적 내의 돌출형 주름의 디스크 기판 평균면으로부터의 높이가 디스크 기판 평균면에 대한 부상형 자기 헤드의 부상 높이 보다 낮은 것을 특징으로 하는 디스크 기판.
  32. 제31항에 있어서, 상기 돌출형 주름의 높이는 부상형 자기 헤드의 부상 높이의 80 % 이하인 것을 특징으로 하는 디스크 기판.
  33. 제30항에 있어서, 상기 합성 수지 재료가 상기 금형의 온도를 (gT-24)℃ 이상으로 제어한 상태에서 냉각 고화된 것을 특징으로 하는 디스크 기판.
    단, gT는 수지 재료의 유리 전이 온도이다.
  34. 서로 맞대어져서 디스크 기판을 성형하는 성형부를 구성하는 고정측이 되는 제1 금형과 가동측이 되는 제2 금형을 구비하고,
    상기 제1 또는 제2 금형의 성형면 측에, 성형되는 디스크 기판에 형성되는 요철 패턴을 성형하기 위한 패턴 영역이 형성된 금형 장치를 이용하여 성형하고, 디스크 평균면에 대해 부상하는 부상형 자기 헤드에 의해 정보 신호의 기록 또는 재생이 행해지는 디스크형 기록 매체용 디스크 기판에 있어서,
    상기 디스크 기판 표면에 상기 부상형 자기 헤드가 투영되는 투영 면적 내의 돌출형 주름의 디스크 기판 평균면으로부터의 높이가 디스크 기판 평균면에 대한 부상형 자기 헤드의 부상 높이 보다 낮은 것을 특징으로 하는 디스크 기판.
  35. 제34항에 있어서, 상기 돌출형 주름의 높이는 부상형 자기 헤드의 부상 높이의 80 % 이하인 것을 특징으로 하는 디스크 기판.
  36. 제34항에 있어서, 상기 합성 수지 재료가, 상기 금형의 온도를 (gT-24)℃ 이상으로 제어한 상태에서 냉각 고화된 것을 특징으로 하는 디스크 기판.
    단, gT는 수지 재료의 유리 전이 온도이다.
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