KR20000011460A - 수지의표면경화방법,표면경화된수지,표면경화된수지의제조방법,및정보캐리어-이용수지디스크기판 - Google Patents
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Abstract
플라스틱 디스크 기판의 표면을 낮은 에너지에서 짧은 시간에 개선할 수 있는 수지의 표면 경화 방법 및 표면 경화된 수지, 및 그러한 수지의 제조 장치가 개시되어 있다. 20KeV 이하에서 cm2당 1017이상의 이온을 플라스틱 디스크 기판(10)의 표면에 주입함으로써 이온 주입된 층(11)을 형성하는 것과, 이온 주입된 층(11)상에 고 경도의 박막(12)을 형성하는 것이 교대로 또는 동시에 수행되고, 바이어스 장치를 이용함으로써 경화 레이트를 더 증가시킨다.
Description
본 발명은 예를 들면 광학 디스크 기판, 자기 디스크 또는 광자기 디스크 기판으로서 이용되는 수지의 표면 경화 방법, 표면 경화된 수지, 표면 경화된 수지의 제조 장치, 및 그를 이용한 정보 캐리어-이용 수지 디스크 기판에 관한 것이다.
통상적으로, 알루미늄, 유리 등은 강도, 평활도 등을 갖도록 용이하게 처리될 수 있으므로 광학 디스크 기판, 자기 디스크 또는 광자기 디스크에 이용되어 왔다. 그러나, 최근, 수지 기판이 저렴하고 사출 성형에 의해 피트와 그루브가 용이하게 형성될 수 있다는 이유로 제안되었다.
그러나, 그러한 수지 디스크 기판은 저렴하게 생산될 수는 있지만, 외력에 의해 쉽게 변형된다. 그래서, 수지 디스크 기판의 표면 경화 처리를 수행하는 것이 필요하다.
그러나, 통상적으로 플라스틱 표면의 성질을 개선하기 위해, 특정 에너지 레벨(수십 Kev 내지 수 MeV 사이)에서 이온을 주입함으로써 이온 주입을 간단하게 수행한다.
표면 주위만을 충분한 표면 경도로 경화하는 방법은 현재 확립되어 있지 않다.
그래서, 본 발명의 목적은 처리될 물체의 표면을 낮은 에너지 하에서 짧은 시간에 개선할 수 있는 수지의 표면 경화 방법 및 표면 경화된 수지, 표면 경화된 수지의 제조 장치, 및 정보 캐리어-이용 수지 디스크 기판을 제공하는데 있다.
본 발명자는 플라스틱 재료에 이온을 주입하는 최근 연구된 기술을 공개했고[예를 들면, Proceedings at the 45th Meeting of the Affiliated Association of Applied Physics Society, Riken, Iwaki, No.2, p.687 29-p-ZB-10, 및 Thin Film Tripology(Tokyo University Publishing), p.128, S.hibi, The 18th symp. on ion implantation and submicron fabrication, Rikagaku Kenkyusho, 1987, 81], 그러한 기술의 디스크형 정보 캐리어에 적용하는 것을 연구했다. 그 결과, 본 발명자는 정보 기록층을 지지하는 적어도 하나의 측면상에서 탄소 이온, 아르곤 이온, 질소 이온, 실리콘 이온 등과 같은 이온을 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 아몰포스 폴리올렌핀, 및 고밀도 폴리에틸렌과 같은 수지로 이루어진 기판의 전체 표면에 주입함으로써, 수지의 표면을 개선하고, 표면에 크랙이나 플라스틱 변형(deformation)이 없는 디스크형 기판을 얻을 수 있다는 것을 알았다.
또한, 본 발명은 수지상에 이온 주입과, 이온 주입과는 다른 조건하에서 물리적 막 피착을 교대로 수행하여, 처리될 수지의 표면을 경화하는 방법, 즉 수지의 표면 경화 방법에 관한 것이다(이후로는 본 발명의 "경화 방법 1"로 언급함).
또한, 본 발명은 수지상에 이온 주입과 물리적 막 피착을 동시에 수행하여, 처리될 수지의 표면을 경화하는 방법, 즉 수지의 표면 경화 방법에 관한 것이다(이후로는 본 발명의 "경화 방법 2"라 언급함).
또한, 본 발명은 바이어스 전계의 영향 하에서 수지상에 이온 주입을 수행하여, 처리될 수지의 표면을 경화하는 방법, 즉 수지의 표면 경화 방법에 관한 것이다(이후로는 본 발명의 "경화 방법 3"이라 언급함).
본 발명의 경화 방법 1, 2 및 3에 따르면, 다른 조건하에서 이온 주입과 물리적 막 피착이 교대로 또는 동시에 수행되거나, 또는 이온 주입이 바이어스 전계의 영향 하에서 수행되므로, 낮은 에너지 하에서 수지의 표면상에 얇은 또는 얕은 이온 주입층 및 물리적 피착막이 교대로 또는 동시에 형성되고, 물리적 피착막이 이온 주입층상에 형성되는 경우와 마찬가지로 경계면(boundary face)을 거의 형성하지 않고 수지 표면을 경화하는 것이 가능하다. 더구나, 바이어스 전계가 인가되면, 주입 이온이 가속되어 주입 효율이 개선됨으로써, 경화 레이트(rate)를 증가시킨다. 결과적으로, 예를 들면, 수지의 표면이 DLC(diamond like carbon) 구조가 많은 재료로 개선되고, 최종 재료가 디스크 기판에 이용되면, 크랙등이 없는 양질의 제품을 짧은 시간에 제조할 수 있게 되어 생산성을 개선시킨다.
또한, 본 발명은 고 경도의 이온 주입된 수지와 고 경도의 막 층을 적층하여 형성되는 표면 경화된 수지(이후로는 "경화된 수지"로 언급함)에 관한 것이다.
본 발명의 경화된 수지는 상기 언급한 표면 경화 방법에 의해 제조된 경화된 수지이므로, 상기 언급한 경화 방법과 동일한 효과를 갖는 만족할 만한 표면 경화된 수지를 제공할 수 있다.
더구나, 본 발명은 이온 주입 수단과, 이온 주입 수단의 조건과는 다른 조건하에서 동작하는 물리적 막 피착 수단을 포함하는, 표면 경화된 수지의 제조 장치(이후로는 본 발명의 "제조 장치 1"로 언급함)에 관한 것이고, 이온 주입 수단과 물리적 막 피착 수단은 처리될 수지를 대향하도록 배치된다(양 수단은 동일 장치에 의해 달성될 수 있다).
게다가, 본 발명은 처리될 수지상에 이온 주입과 물리적 막 피착을 동시에 수행하도록 설계된, 표면 경화된 수지의 제조 장치(이후로는 본 발명의 "제조 장치 2"로 언급함)에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 바이어스 전계의 영향 하에서, 처리될 수지상에 이온 주입을 수행하도록 설계된, 표면 경화된 수지의 제조 장치(이후로는 본 발명의 "제조 장치 3"으로 언급함)에 관한 것이다.
본 발명의 제조 장치 1, 2, 및 3으로, 상기 언급한 제조 방법에 따르면 양호한 재생성의 제조 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 기판을 경화하는 프로세스를 도시한 도로서, 도 1의 (a)는 이온 주입을 도시하고, 도 1의 (b)는 막 증착을 도시하며, 도 1의 (c)는 처리후의 상태를 도시하고, 도 1의 (d)는 막 증착과 이온 주입이 동시에 수행된 처리를 도시한 도.
도 2는 본 발명의 실시예에 이용되는 이온 주입 장치를 도시한 도.
도 3은 본 발명의 실시예에 이용되는 또 하나의 이온 주입 장치를 도시한 도.
도 4는 본 발명의 실시예에 이용되는 막 피착 장치를 도시한 도.
도 5는 본 발명의 실시예에 이용되는 또 하나의 막 피착 장치를 도시한 도.
도 6은 본 발명의 실시예에 이용되는 바이어스 수단을 도시한 도.
도 7은 본 발명의 실시예에 이용되는 이온 주입 장치와 막 피착 장치를 포함하는 장치를 도시한 도.
도 8은 본 발명의 실시예에 이용되는 항복점(yield point) 세기를 측정하는 방법을 도시한 투시도.
도 9는 본 발명의 측정 방법에 의한 측정 결과를 도시한 그래프.
도 10은 본 발명의 실시예의 미처리 플라스틱 기판의 적외선 흡수 스펙트럼을 도시한 그래프.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 이온 주입만이 수행된 플라스틱 기판의 적외선 흡수 스펙트럼을 도시한 그래프.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 처리 후의 플라스틱 기판의 적외선 흡수 스펙트럼을 도시한 그래프.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 처리 후의 플라스틱 기판의 라만 스펙트로스코피 스펙트라(Raman spectroscopy spectra)를 도시하는 그래프.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 아몰포스 폴리올렌핀으로 만든 기판을 이용한 자기 디스크, 및 헤드를 도시한 투시도.
도 15는 본 발명의 실시예에 이용되는 질량-분리형(mass-separting type) 이온 주입 장치를 도시한 도.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 항복점 세기를 측정하는 방법을 도시한 투시도.
도 17은 본 발명의 부하시 왜곡 커브를 도시한 도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 기판
11 : 이온 주입된 층
12 : 막
13 : 경화층
본 발명의 양호한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
상기 언급한 본 발명의 경화 방법, 경화된 수지 및 제조 장치에서, 이온을 가속하거나 감속하여 이온 주입동안 이온 에너지를 변화시켜 상기 언급한 이온 주입과 물리적 막 피착을 반복하여 수행하는 것이 바람직하다. 이온 주입 수단으로서, 예를 들면 도 2에 도시된 프리만형(Freeman type) 이온 총으로 탄소 이온 주입을 수행하거나, 마이크로웨이브형 이온 총 등으로 이산화탄소 가스를 이온화하여 질량 분리 자계에 의해 탄소의 질량만을 분리하여, 가속된 이온 주입을 수행하는 것이 가능하다.
도 2에 도시된 이온 주입 장치에서, 이온 소스(31)에서 이송된 이온은, 질량 분리 코일(32), 가속 및 감속 렌즈(33), 및 스캐닝 코일(34)를 통해 진공 챔버(30)내에 배치된 기판내로 주입된다. 기판은 기판 회전 파렛트(35)에 의해 회전식으로 지지되고, 진공 챔버(30)의 내부는 배기 장치(36)로 진공 상태가 만들어진다. 이 장치를 이용함으로써, 이온 에너지를 변화시켜 이온 주입 및 물리적 막 피착을 동일 장치에 의해 수행할 수 있고, 후술된 바이어스 수단이 더 이용되면, 이온 주입 및 물리적 막 피착이 가속될 수 있다.
또한, 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이, 가스 인렛 튜브(17) 및 내부에 RF 코일(18)만을 제공하고 진공 상태로 설정될 수 있는 실리카 튜브(16)상에 전극(15)을 위치시킴으로써, 분리 자계를 이용하지 않는 단순화된 이온 주입 방법에 의해 또는 다가(polyvalent) 이온을 주입할 수 있는 아크형 이온 주입 장치로 이온 주입을 수행할 수 있다.
막 피착 수단으로서, 전자총, 레이저 또는 음극 아크를 포함하고 도 4에 도시된 동작 가스를 이용하지 않는 증착 수단을 이용하거나, 동작 가스를 이용하는 경우 카프만형(Kauffman type) 이온 소스 또는 마그네트론 스퍼터 소스를 이용하는 것이 가능하다.
도 4에 도시된 장치는 트리거 전원(23)으로부터 드라이브 전압이 인가되는 방전용 전극(20)의 외부에 배치되고 음극(20)에서 생성된 이온을 양극(21)으로 효율적으로 가이드하기 위한 편향 코일(22), 및 양극(21)의 후단(rear stage)에 배치되고 하전 이온을 기판(26)으로 가이드하기 위한 전자기 코일(24)을 포함하는 전자기 유도 시스템으로서 기능한다. 기판 홀더(25)와 전원(27)은 후술된 바이어스 수단으로서 기능하고, 전원(28)은 구동 전압을 전자기 코일(24)에 인가하기 위한 전원이고, 커패시터(37)을 통해 저전압 회로를 형성한다.
도 5에 도시된 장치는 진공 챔버(38)내에 제공된 플라즈마 생성 장치(39)상의 타깃으로서 이온 소스(40)를 포함하고, 타깃과, 상기 타깃상에 배치된 기판(26)간에 아르곤 Ar을 유입시켜 플라즈마를 생성하며, 스퍼터링에 의해 막을 형성한다.
그러한 이온 주입 및 물리적 막 피착은, 예를 들면 이온 주입 장치(48)와 물리적 막 피착 장치(49)를 도 7에 도시된 것과 같은 챔버(50)내에서 서셉터(suscepter; 41)에 의해 지지된 기판을 대향하도록 배치함으로써 수행될 수도 있다.
상기 언급한 이온 주입 장치와 막 증착 장치를 응용 방식에 따라 적절히 분리하여 이용하여, 이온 주입 단계와, 이온 주입에 의해 수지에 도전성을 부여한 후 바이어스 전계하에서 이온 도금 또는 아크 증발(arc evaporation)을 수행하는 단계가 반복된다.
기판의 바이어스 수단으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 처리될 기판(26)은 냉각 베이스(29)에 인접한 기판 홀더(25)에 부착되고, 직류와 교류, 또는 직류가 중첩된 교류, 펄스 전압, 및 직류가 중첩된 펄스 전압이 바이어스 전원(27)으로부터 인가된다.
상기 기술한 이온 주입 후 바이어스 전계하에서 이온 도금 또는 아크 증발을 수행하는 것이 바람직하다. 그러나, 이온 주입 후 고 경도를 갖는 박막을 형성하고, 이온 주입 후에 이온 주입시의 에너지보다 더 낮은 에너지 하에서 고 경도를 갖는 박막의 물리적 막 피착을 수행할 수도 있다.
상기 기술한 이온 주입과 동시에 피착을 수행하거나, 수지의 주위를 절연시켜 이온 주입시 전하를 증가시키기 위한 이온 믹싱에 의해 자기-바이어스를 생성하는 것도 가능하다. 그 결과, 펄스 전압이 기판에 인가되는 경우에 발생되는 것과 동일한 효과가 얻어지고, 이온 주입과 막 피착이 스스로 반복된다.
이 경우에, 바이어스 전계로서 직류 바이어스, 교류 바이어스 또는 펄스 바이어스를 인가하여 표면 경화된 층을 형성하는 것이 바람직하다.
더구나, 상기 기술한 바와 같이 이온 주입 장치 또는 막 증착 장치를 응용에 따라 적절히 분리하여 이용함으로써 20KeV 이하에서 cm2당 1017이상의 이온을 수지에 주입하는 것이 바람직하다.
이 경우에, 상기 언급된 이온 주입에 대해 탄소 이온을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 질소 이온, 티타늄 이온, 텅스텐 이온, 탄소 이온, 몰리브덴 이온, 및 실리콘 이온으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 이온을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 언급한 수지로서, 아몰포스 폴리올렌핀(이후에는 "APO"로 언급함)이 적합하다. 그러나, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 한 종류의 수지를 이용하는 것도 가능하다.
표면 경화된 수지의 항복점(yield point) 세기는 예를 들면 도 8에 도시된 장치로 측정된다. 특히, 직경이 0.5㎛인 팁(tip)을 갖는 삼각-피라미드 다이아몬드 인덴터(3)는 디스크(1)의 표면상에서 경화된 층(2)과 접촉되어, 압전 소자에 의해 0.1g의 작은 부하를 주어 밀어줌으로써 부하 왜곡을 측정한다.
그러므로, 본 발명은 광학 디스크 기판 또는 자기 디스크 기판에 이용되는 수지의 표면을 경화하는데 이용될 수 있다.
[실시예]
이하에, 본 발명의 실시예를 더 상세히 설명한다.
본 발명의 상기 언급한 양호한 실시예에 따르면, 이하의 7개의 실시예들은 상기 언급한 이온 주입 장치와 막 피착 장치로 탄소 이온을 1 inch2APO 기판에 주입하고, 플라스틱 기판의 표면을 개선하며, 실시예를 변화시킴으로써 구현된다.
[실시예 1]
도 2에 도시된 이온 주입 장치를 이용하여, 백그라운드 진공을 10-7Torr로 배기한 후, 이산화탄소가 이온 소스에 의해 플라즈마로 변화되고, 탄소 이온이 증속 및 감속되고 질량 분리되어 20KeV의 이온 에너지를 생성하며, cm2당 1016이온이 10㎂의 이온 전류에서 연속적인 이온 공급에 의해 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 기판(10)의 표면에 주입되어 이온 주입된 층(11)을 형성한다. 그 결과, 기판(10)의 영 모듈러스(Young's modulus)는 원래 1.8Gpa였지만, 25Gpa로 변화되었다.
다음으로, 도 4에 도시된 음극 이온 소스를 이용하여, 막(12)이 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 형성되었다. 이온 주입과 같이, 10-7Torr의 백그라운드 진공에서 50V의 플라즈마가 아크 소스내의 탄소 고체 재료내에 생성되었고, 이온 전류는 전자기 시스템에 의해 기판(26)으로 가이드되었다. 이 때, 도 6에 도시된 바와 같이 바이어스 전압이 기판(26)에 인가되었고, 펄스 바이어스 소스(27)가 10㎐의 주파수에서 턴 온되며, 기판(26)이 펄스 바이어스 소스(27)에 의해 1:10의 펄스 간격에서 -50V로 바이어스되었다. 고 경도로 형성된 박막(12)의 막 두께는 20nm이고, 크랙이 전혀 생성되지 않았다.
[실시예 2]
실시예 1과 같이, 도 2에 도시된 이온 주입 장치를 이용하여, 백그라운드 진공을 10-7Torr로 배기한 후, 이산화탄소가 이온 소스에 의해 플라즈마로 만들어지고, 탄소 이온이 증속 및 감속되고 질량 분리되어 이온 에너지를 생성했다.
주입의 초기에, cm2당 1016이온이 10㎂의 이온 전류에서 연속적인 이온 공급에 의해 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 기판(10)의 표면에 주입되었다. 그리고나서, 가속 전압이 연속적으로 감소되어 cm2당 1016이온을 주입하고, 결국 cm2당 1017이온이 주입되어 이온 주입층(11)을 형성하였다. 결국, 동일 장치로 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 막이 100V에서 형성되었다.
[실시예 3]
상기 언급한 실시예와 같이, 도 2에 도시된 이온 주입 장치를 이용하여, 백그라운드 진공을 10-7Torr로 배기한 후, 이산화탄소가 이온 소스에 의해 플라즈마로 만들어지고, 탄소 이온이 증속 및 감속되고 질량 분리되어 20KeV의 이온 에너지를 생성했다.
cm2당 1016이온이 10㎂의 이온 전류에서 연속적인 이온 공급에 의해 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 기판(10)의 표면에 주입되었다. 그리고나서, 미처리된 기판(10; 이온 주입 전)의 저항인 1014Ωcm에 비해 기판(10)의 저항을 104Ωcm로 감소시킨 후, 도 4에 도시된 음극 이온 소스에 의해 탄소 고체 재료내에 50V의 아크 플라즈마가 생성되어 두께 1nm의 막을 형성했다.
이 때, 전자기 시스템에 의해 가이드된 이온 전류는 기판에 도달하여 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 막을 형성했다. 이들 동작은 20회 반복되어 기판(10)을 개선하고, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 그 위에 경화된 층(13)을 형성했다.
[실시예 4]
실시예 1과 같이, 도 2에 도시된 이온 주입 장치를 이용하여, 백그라운드 진공을 10-7Torr로 배기한 후, 이산화탄소가 이온 소스에 의해 플라즈마로 만들어지고, 탄소 이온이 증속 및 감속되고 분리되어 이온 에너지를 생성했다.
도 1의 (d)에 도시된 바와 같이 20KV의 가속 전압과 10㎂의 이온 전류에서 연속적인 이온 공급에 의해 이온을 주입하였다. 다음으로, 막 피착은 동작 가스없이 도 4에 도시된 음극 이온 소스에 의해 기판(10)상에 수행되었다. 이 때, 50V의 아크 플라즈마가 탄소 고체 재료내에 생성되고, 전자기 시스템에 의해 가이드되는 이온 전류는 기판에 도달되며, 고 경도를 가진 막(12)이 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이 형성되었다.
[실시예 5]
실시예 1과 같이, 도 2에 도시된 이온 주입 장치를 이용하여, 백그라운드 진공을 10-7Torr로 배기한 후, 이산화탄소가 이온 소스에 의해 플라즈마로 만들어지고, 탄소 이온이 증속 및 감속되고 질량 분리되어 이온 에너지를 생성했다.
20KV의 가속 전압과 10㎂의 이온 전류에서 연속적인 이온 공급에 의해 이온을 주입하여, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 기판(10)의 표면상에 이온 주입층(11)을 형성했다. 도 6에 도시된 바와 같이, 동일 장치를 이용하여, -14KV 내지 +14KV 사이에서 변하는 펄스 전압이 주입되어야 할 기판에 인가되었다. 또한, 주입은 1:10의 펄스비 및 주파수 10㎐에서 펄스 전압을 인가하여 수행되었다.
[실시예 6]
실시예 1과 같이, 도 2에 도시된 이온 주입 장치를 이용하여, 백그라운드 진공을 10-7Torr로 배기한 후, 이산화탄소는 이온 소스에 의해 플라즈마로 만들어지고, 탄소 이온이 증속 및 감속되고 질량 분리되어 10KeV와 20KeV 사이에서 8㎂의 이온 에너지를 생성했다.
동일 장치를 이용하여, 이온 빔은 기판 홀더를 오버 스캔하지 않도록, 즉 이온 빔은 단지 기판 홀더 내만을 스캔하도록 설정되었고, 기판 홀더로부터의 2차 전자(secondary electron)를 감소시키고 방지하기 위해 절연 재료로서 유리, 수정, 알루미늄, 및 BN과 같은 세라믹이 기판 홀더에 부착되었다.
플라스틱 기판이 절연 기판상에 부착된 경우, 플라스틱은 절연 재료이므로 전하가 표면상에 생성된다. 일반적으로, 전하는 2차 전자에 의해 주위로부터 중화된다. 그러나, 2차 전자가 방지되므로, 양전하가 기판상에 생성되고, 주입 전하로서 20KeV가 감속되어, 기판에 펄스 전압을 인가하여 얻는 것과 동일한 효과를 생성할 수 있다. 즉, 막 피착과 주입이 스스로 반복된다.
[실시예 7]
실시예 1과 같이, 도 2에 도시된 이온 주입 장치를 이용하여, 백그라운드 진공을 10-7Torr로 배기한 후, 이산화탄소가 이온 소스에 의해 플라즈마로 만들어지고, 탄소 이온이 증속 및 감속되고 질량 분리되어 20KeV의 이온 에너지를 생성했다.
이 경우에, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 10㎂의 이온 전류에서 연속적인 이온 공급에 의해, 단지 cm2당 1016이온이 기판(10)의 표면에 주입된다. 그 결과, 기판의 영 모듈러스는 10GPa이다.
실시예 1 내지 6의 고 경도를 가진 박막의 이온 주입과 피착을 포함하는 표면 경화 처리와, 실시예 7의 이온 주입만을 포함하는 표면 경화 처리를 실시한 플라스틱과, 그러한 표면 경화 처리를 실시하지 않은 플라스틱의 경도 및 IR(적외선 흡수 스펙트럼)이 비교 및 측정되었다. 그러나, 실시예 1 내지 6의 재료의 측정 결과는 동일하므로, 실시예 1의 데이타가 이용된다.
도 9는 도 8에 도시된 측정 장치에 의해 측정된 항복점 세기를 도시하는 그래프이다. 특히, 실시예 1의 경우에, 실시예 1의 왜곡 커브(42)는 압전 소자에 의한 부하로 인해 제로점으로부터 변이를 나타내고, 해제 후 제로점으로 복귀한다. 그러나, 실시예 7에서는, 단지 이온 주입만이 수행되므로, 그 왜곡 커브(43)는 부하가 인가될 때 큰 변이를 나타내고, 해제 후 제로점에 복귀하지 않으며 약간의 변이을 계속 유지되는 것을 나타낸다. 더구나, 표면 경화 처리가 전혀 수행되지 않은 경우, 그 왜곡 커브(44)는 더 큰 변이를 나타내고, 해제 후에 제로점으로 복귀하지 않으며, 변이된 상태가 더 길게 지속된다. 도 9에서, 상향 화살표 A는 부하가 인가되는 경우의 변이를 나타내고, 하향 화살표 B는 해제 후 변이의 변화를 나타낸다.
그러므로, 도 9에 도시된 측정 결과로부터 실시예 1 내지 6에서의 표면 경도가 실시예 7보다 높고, 플라스틱 변형이 나타나기 어려운 표면으로 개선된다.
도 10 내지 12는 3개의 플라스틱 기판의 IR를 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 미처리된 플라스틱은 3000보다 약간 적은 파동수 주위에서 피크를 갖는 단일 결합 요소와, 1000 내지 1500보다 약간 적은 파동수의 범위에서 피크를 갖는 이중 결합 요소도 포함한다.
그러나, 도 11에 도시된 바와 같이, 미처리된 기판과 비교할 때, 단지 이온 주입만이 수행된 실시예 7의 기판은 전체적으로, 특히 이중 결합 부분에서 보다 선명하게 피크를 표시한다.
그러나, 도 12에 도시된 바와 같이, 이온 주입과 막 피착이 모두 수행된 실시예 1의 경우에, 피크는 전체적으로 더 명확하게 나타나고, 단일 결합 및 이중 결합 모두 예리한 피크를 나타낸다. 그러므로, 플라스틱 기판의 주변이 DLC 구조로 개선되고, 도 9를 참조로 설명된 경도 측정 결과를 봤을 때 이중 결합 탄소의 증가량을 갖는 DLC 성분이 증가된다.
도 13은 실시예 1의 기판에 대해 수행된 라만 스펙트로스코피의 결과를 도시한 그래프이다. 이 그래프에서, 커브(45, 46)는 DLC 구조를 갖는 물질상에서 나타나는 현상을 나타내는 분석된 값이고, 파형 라인(47)은 측정값이다. 즉, 그래프는 1350cm-1과 1570cm-1에서 피크를 갖는 스펙트라를 도시하고, 표면이 DLC 구조를 가진다는 것을 증명한다.
상기 언급한 실시예와 예들은 본 발명의 기술 개념에 따라 다양한 방식으로 변화될 수 있다.
예를 들면, 이온 주입의 조건과 막 피착의 조건이 상기 언급한 실시예에서 언급한 조건과 다르게 설정될 수 있다. 또한, 이온 주입 장치 및 막 피착 장치는 다양한 방식으로 변화될 수 있다, 예를 들면, 이들 장치는 도 7에 도시된 바와 같은 단일 챔버내에 배치될 수 있다.
또한, 실시예는 정보 기록을 위한 디스크 기판에 이용되는 수지의 표면 경화를 증명한다. 그러나, 본 발명은 예를 들면 디스크 기판 이외의 절연 재료와 기계적 머신에 이용되는 수지 부분의 표면 경화에도 적용할 수 있다.
실시예에 따르면, 플라스틱 디스크 기판에 대해 이온 주입 및 막 피착이 다른 에너지 조건하에서 교대로 또는 동시에, 또는 이온을 바이어스에 의해 가속함으로써 수행되므로, 20KeV 보다 크지 않은 에너지에서 cm2당 1017이상의 이온을 주입하는 것이 가능하다. 그러므로, 이온 주입된 층상에 증착된 막을 갖는 기판으로서 동일한 효과를 갖고, 경계면이 없는 경화된 층이, 막을 추가적으로 피착하지 않고서 형성될 수 있다.
또한, 이온 에너지가 20KeV 정도로 낮거나 더 낮으므로, 온도 상승이 작고, 개선된 부분의 깊이가 작다. 그러므로, 본 발명은 표면층을 개선하는 효과를 발휘하고, 종래 보호막으로서 이용하는 DLC 막과 동일한 경도를 제공한다. 게다가, 기판 자체가 개선되므로, 크랙이나 벗겨짐이 없는 표면 상태를 생성할 수 있고, 헤드가 디스크의 표면에 접촉될 때도 디스크가 훼손되거나 비정상적으로 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제조 측면에서 봤을 때, cm2당 1017이온이 주입되는 경우, 주입에 필요한 시간이 한 시간 단위이므로, 기술을 실제 적용하기가 어려웠다. 그러나, 본 발명으로는, 막 피착과 주입이 동시에 진행되므로, 제조 공정에 요구되는 시간이 감소되어, 생산성을 향상시킨다.
상기 기술한 바와 같이, 본 발명은 이온 주입과, 이온 주입과는 다른 조건하에서의 물리적 막 피착을 교대로 수행하거나, 이온 주입과 물리적 막 피착을 동시에 수행하거나, 바이어스 전계의 영향하에서 이온을 더 주입함으로써, 처리되어야 할 수지에 표면 경화 처리를 적용한다. 그러므로, 낮은 에너지하에서 수지의 표면상에 얇거나 얕은 이온 주입된 층과 물리적으로 피착된 막 층을 교대로 또는 동시에 형성하고, 물리적으로 피착된 막이 이온 주입된 층에 형성되는 경우와 거의 동일한 방식으로 경계면이 없이 수지의 표면을 경화시키는 것이 가능하다. 또한, 바이어스 전계가 인가되면, 주입 이온은 가속되어 주입 효율이 향상되고, 경화 레이트가 증가된다. 그 결과, 예를 들면, 수지 표면이 DLC 구조가 풍부한 재료로 개선되고, 이 재료가 디스크 기판에 적용되면, 크랙등이 없는 양질의 제조품을 단시간에 제조할 수 있어, 생산성이 개선된다.
다음으로, 본 발명을 예를 들면 광학 디스크 기판, 자기 디스크 기판 등과 같은 정보 캐리어-이용 수지 디스크 기판에 적용한 것을 양호한 실시예를 참고로 설명한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 아몰포스 폴리올렌핀(이후로는 APO로 언급함) 자기 디스크(디스크를 4등분 했을 때의 한 부분을 도시함)와 헤드를 도시하는 투시도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 고순도의 아몰포스 폴리올렌핀 기판(이후로는 기판으로 언급함)상에 실시예의 이온 주입을 수행함으로써 다수의 SP3 성분을 포함하는 DLC가 기판(52)의 표면상에 형성되고, 마그네틱층(53)과 보호층(54)이 기판(52)상에 형성된다. 그러나, 광학 디스크의 경우에, 마그네틱층(53) 대신에 유전체층이 형성된다.
이러한 이온 주입에 의해, 도 14에 도시된 바와 같이, 기판(52)의 표면상에 경화된 층(52a)이 형성되고, 마그네틱층(53)이 형성되어, 표면 경도를 향상시킨다. 주입 이온으로서, 탄소 이온, 아르곤 이온, 질소 이온 및 실리콘 이온이 이용된다. 그러나, 이 실시예에서 탄소 이온이 주입되는 실시예를 설명한다.
표면 경도(Hv)가 Hv500 내지 3000의 범위에 해당되도록 표면 경도를 개선하는 것이 바람직하다. 표면 경도가 너무 작으면, 예를 들면 광학 픽업과 같은 기록 또는 재생 메카니즘과의 접촉에 의해 쉽게 훼손된다.
또한, 탄소 이온의 도스 량(dose amount)은 바람직하게는 1017내지 5×1017/cm2의 범위이고, 더 바람직하게는 1017내지 1022/cm2의 범위이다. 농도가 너무 낮으면, 표면 경도를 향상시키는 상기 언급한 효과를 얻지 못할 수도 있다.
또한, 이온 주입된 층(52a)의 두께가 너무 얇으면, 표면 경도를 향상시키는 상기 언급한 효과를 얻지 못할 가능성이 있다. 반면에, 기판이 너무 두꺼우면, 표면이 응력에 의해 쉽게 변형된다. 표면 개선된 층으로서, 0.05㎛ 이상의 두께가 요구되고, 헤드와의 충돌에 대해 0.2㎛ 까지의 두께가 요구된다. 종래 박막으로 이러한 요구 조건을 충족시킨다는 것이 어렵다. 그러나, 본 발명의 이온 주입 방법에 의해서는 쉽게 이러한 요구 조건들을 충족시킬 수 있다.
고 순도와 고 진공을 달성하기 위해, 이러한 경화 처리는 도 15에 도시된 질량 분리형 이온 소스(60)를 이용했다. 백그라운드 진공의 정도로서, 10-8Torr의 진공 대기에서, 탄소 이온이 마이크로웨이브형 이온 소스에 의해 CO2가스로부터 생성된다. 이 경우에, 단지 탄소만이 기판에 도달하고, 자석과 이온 전송 시스템에 의해 이온이 가속 및 감속되어 10KeV와 80KeV 사이의 탄소가 기판에 도달한다.
그리고나서, 20KeV의 탄소 양이온이 질량 분리형 이온 소스(60)에 의해 기판(52)의 표면에 주입된다. 3가지의 샘플이 1016이온, 1017이온, 및 5×1017이온을 각각 주입함으로써 준비되었고, 테스트되었다. 주입의 깊이에 대해서는, SIMS에 대한 컴퓨터 소프트웨어로서 이용되는 트림 소프트웨어에 의한 계산에 따르면, 20KeV에 대해 표면으로부터 약0.1㎛의 깊이 주위까지 이온을 주입하는 것이 가능했다.
바이어스 전계가 전혀 작용하지 않는 경우를 설명한다.
이온 주입이 수행되는 경우, 이온 주입이 수행되지 않은 경우에 비해 현저한 효과를 얻을 수 있다. 더 바람직한 효과를 얻기 위해, 상기 언급한 바이어스의 작용하에서 이온 주입이 수행되는 경우, 더 현저한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 상기 언급한 결과는 기판의 표면이 이온 주입에 의한 DLC 구조를 갖고 그 항복점 세기가 향상된 것을 나타내 준다. 항복점 세기의 향상을 이하의 사실로부터 증명될 수 있다.
도 16은 항복점 세기를 측정하는 방법을 도시하는 투시도이다. 이 방법에서, 직경이 0.5㎛인 팁을 갖는 삼각-피라미드 다이아몬드 인덴터(56)가 디스크(51)의 표면과 접촉되고, 압전 소자에 의해 0.1g의 작은 부하로 밀어주어, 부하 왜곡이 측정된다.
도 17은 측정 결과를 도시하는 그래프이다. 이 그래프에서, A1은 cm2당 1017이온이 주입된 경우의 왜곡 커브이고, B1은 cm2당 1016이온이 주입된 경우의 왜곡 커브이며, C1은 이온이 주입되지 않은 경우의 왜곡 커브이고, D1은 이온 주입과 비교할 목적으로 도시한 유리의 왜곡 커브이다.
그래프에 따르면, 커브 C1과 B1이 원래 점으로 복귀하지 않고 플라스틱 변형이 생성되는 것을 알았다. 반면에, 커브 A1을 갖는 샘플은 커브 A1이 원래 점으로 복귀하고 탄성 변형내에 코핑성(coping property)을 갖는 특성을 가진다는 것과, 기판 표면이 유리의 커브 D1에 근접한 경도로 경화된다는 것을 알았다. 그러므로, cm2당 1017이온 이상을 주입하는 것이 바람직하다.
본 실시예는 광학 디스크나 자기 디스크에 대해 기록 및 재생 헤드의 충돌로 인한 변형을 막는 수단으로서 적용하고, 박막 대신에 이온 주입에 의해 경계면없이 경화된 영역을 형성하며, 크랙이나 플라스틱 변형을 가지지 않는 디스크 기판을 제조한다.
증착에 의해 형성된 층과는 달리, 본 실시예의 DLC 층은 공명 구조를 가지고 있다. 그러므로, 시간의 경과에 따라 크랙이나 변형된 부분으로부터 가스가 제거되어 기판이 변하는 현상이 나타나지 않는다. 예를 들면, 종래 CD 디스크와 같이, 알루미늄 막을 근접하게 형성하기 위해, 예를 들면 아크릴 재료 등을 플라즈마 처리를 시킴으로써 준비되는 재료상에 알루미늄을 증착시키는 경우, 분해되지 않은 가스가 내부에서 발생하여 표면상의 알루미늄에 영향을 준다는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 높은 에너지에서의 이온 주입에서는 그러한 문제가 발생되지 않는다. 경도에 관하여, 유리와 유사한 경도를 갖는 표면이 얻어졌다. 그러한 표면이 기록층상의 표면 보호막과 조합되면, 디스크에 매우 유효하다.
게다가, 상기 언급한 라만 스펙트로스코피에서, 폴리머에 대해, 형광 효과는 1500cm-1에서 리솔루션에 악영향을 미친다. 그러므로, 효과를 제거하기 위해, 514nm의 아르곤 레이저외에 633nm, 266nm 및 214nm의 레이저 파장으로 측정을 수행하는 것이 가능하다. 그러므로, 본 실시예의 신뢰성이 확인되었다.
이온을 기판에 주입하는 방법으로서, 상기 언급한 방법과 유사한 고순도와 고진공의 방법이 알려져 있다. 이 방법에서, 음극 아크 장치에 의해 생성된 이온은 가속되어 후속 단계에서 주입된다.
본 실시예에 따르면, 이온의 도스 량은 1017/cm2이상으로, 주입 에너지는 20KeV로 설정하여 이온을 주입함으로써, SP3이 풍부한 이온을 주입하고, 처리될 기판을 플라스틱 변형이 나타나지 않는 경도로 개선할 수 있다. 그러므로, 이러한 기술이 광학 디스크 또는 자기 디스크의 제조에 응용된다면, 기록 및 재생에 이용되는 부동 헤드(flying head)가 디스크의 표면에 접촉하는 경우에도, 디스크가 훼손되는 것을 방지하고 이용시 비정상적으로 되는 것을 방지할 수 있다.
상기 기술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 표면이 충분하게 개선되고, 종래 보호막으로 이용되는 DLC 막과 동일한 경도가 얻어지며, 기판 자체가 개선되므로 크랙과 벗겨짐이 없는 표면 상태를 얻을 수 있다.
상기 언급한 실시예에서, 주입 이온으로서 아르곤, 탄소 이온, 질소 또는 실리콘 이온을 이용하고, 주입 에너지를 변화시키며, 또는 시간을 변화시킴으로써 농도와 깊이를 제어할 수 있다. 부가적으로, 기판 재료로서 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트 고밀도 폴리에틸렌 또는 아몰포스 폴리올렌핀을 이용하는 것이 가능하다.
첨부된 도면을 참조로 본 발명의 양호한 실시예를 설명했지만, 본 발명이 이들 실시예에만 한정되는 것이 아니고, 기술계의 숙련자라면 이하에 첨부된 특허 청구 범위에 기재된 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고 다양한 변화와 변형이 실시 가능하다는 것은 자명하다.
상기 기술한 바와 같이, 본 발명은 정보 기록층을 지지하기 위한 수지로 만든 디스크 기판이고, 이온 주입에 의한 경화 처리는 정보 기록층을 지지하는 측면상의 적어도 하나의 표면에 행해진다. 그러므로, 수지의 표면이 개선되고, 크랙이나 플라스틱 변형이 발생되지 않으며, 충분한 표면 경도를 갖는 디스크 기판이 얻어진다. 그러므로, 그러한 디스크 기판이 디스크형 정보 캐리어로서 이용된다면, 헤드가 기록 및 재생시 디그크에 접속할 때의 충격에 의해 디스크가 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
Claims (59)
- 수지의 표면 경화 방법에 있어서,이온 주입과, 상기 이온 주입과는 다른 조건하에서 물리적 막 피착을 교대로 수행하여 처리될 수지의 표면을 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 이온 주입 및 상기 물리적 막 피착은 이온 에너지를 변화시키면서 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 이온 주입 단계, 및 상기 이온 주입에 의해 상기 수지에 도전성을 부여한 후 바이어스 전계하에서 이온 도금 또는 아크 증발을 수행하는 단계가 반복되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 이온 주입 후에 바이어스 전계하에서 이온 도금 또는 아크 증발이 수행되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 이온 주입 후 고 경도의 박막이 형성되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제5항에 있어서, 고 경도의 상기 박막의 물리적 피착은, 상기 이온 주입 후 상기 이온 주입보다 낮은 에너지 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제1항에 있어서, cm2당 1017이상의 이온이 20KeV 이하에서 상기 수지로 주입되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제1항에 있어서, 탄소 이온,질소 이온, 티타늄 이온, 텅스텐 이온, 몰리브덴 이온, 아르곤 이온, 및 실리콘 이온으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 이온이 상기 이온 주입에 이용되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제1항에 있어서, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 아몰포스 폴리올렌핀, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 수지가 상기 수지로서 이용되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제1항에 있어서, 광학 디스크 기판 또는 자기 디스크 기판 또는 광자기 디스크 기판에 적용되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제1항에 있어서, 기판 홀더를 오버 스캔하지 않도록 이온 빔이 설정된 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 수지의 표면 경화 방법에 있어서,이온 주입과 물리적 막 피착을 상기 수지상에 동시에 수행함으로써 처리될 상기 수지의 표면을 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 이온 주입과 동시에 증착이 수행되는 이온 믹싱 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 수지의 주위를 절연시킴으로써 자기 바이어스를 생성하여 상기 이온 주입시 전하를 증가시키는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제12항에 있어서, cm2당 1017이상의 이온이 20KeV 이하에서 상기 수지로 주입되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제12항에 있어서, 탄소 이온,질소 이온, 티타늄 이온, 텅스텐 이온, 몰리브덴 이온, 아르곤 이온, 및 실리콘 이온으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 이온이 상기 이온 주입에 이용되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제12항에 있어서, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 아몰포스 폴리올렌핀, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 수지가 상기 수지로서 이용되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제12항에 있어서, 광학 디스크 기판 또는 자기 디스크 기판에 적용되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제12항에 있어서, 기판 홀더를 오버 스캔하지 않도록 이온 빔이 설정된 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 수지의 표면 경화 방법에 있어서,바이어스 전계의 영향 하에서 상기 수지상에 이온 주입을 수행함으로써 처리될 수지의 표면을 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 바이어스 전계는 직류 바이어스, 교류 바이어스 또는 펄스 바이어스에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제20항에 있어서, cm2당 1017이상의 이온이 20KeV 이하에서 상기 수지로 주입되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제20항에 있어서, 탄소 이온,질소 이온, 티타늄 이온, 텅스텐 이온, 몰리브덴 이온, 아르곤 이온, 및 실리콘 이온으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 이온이 상기 이온 주입에 이용되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제20항에 있어서, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 아몰포스 폴리올렌핀, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 수지가 상기 수지로서 이용되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제20항에 있어서, 광학 디스크 기판 또는 자기 디스크 기판 또는 광자기 디스크 기판에 적용되는 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 제20항에 있어서, 이온 빔은 기판 홀더를 오버 스캔하지 않도록 설정된 것을 특징으로 하는 수지의 표면 경화 방법.
- 표면 경화된 수지에 있어서,서로 적층된 고 경도의 이온 주입된 층과 고 경도의 막 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지.
- 제27항에 있어서, 상기 이온 주입된 층은 cm2당 1017이온 이상의 도스 량을 가지는 표면 경화된 수지.
- 제27항에 있어서, 상기 이온 주입된 층의 상기 주입된 이온은 탄소 이온,질소 이온, 티타늄 이온, 텅스텐 이온, 몰리브덴 이온, 아르곤 이온, 및 실리콘 이온으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 이온인 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지.
- 제27항에 있어서, 상기 수지는 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 아몰포스 폴리올렌핀, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지.
- 제27항에 있어서, 광학 디스크 기판 또는 자기 디스크 기판 또는 광자기 디스크 기판에 적용되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지.
- 표면 경화된 수지의 제조 장치에 있어서,이온 주입 수단과, 상기 이온 주입 수단의 조건과 다른 조건하에서 동작되는 물리적 막 피착 수단을 포함하고,상기 이온 주입 수단과 상기 물리적 막 피착 수단은 처리될 수지를 대향하도록 배치되는것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제32항에 있어서, 상기 이온 주입 수단과 상기 물리적 막 피착 수단은, 이온 에너지를 변화시킴으로써 반복적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제32항에 있어서, 상기 물리적 막 피착 수단은 바이어스 전계 하에서 이온 도금 또는 아크 증발을 수행하도록 설계된 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제32항에 있어서, 상기 물리적 막 피착 수단은 고 경도의 박막을 형성하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제35항에 있어서, 상기 물리적 막 피착 수단은 상기 이온 주입 수단보다 낮은 에너지 하에서 고 경도의 박막을 형성하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제32항에 있어서, cm2당 1017이상의 이온이 20KeV 이하에서 상기 수지로 주입되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제32항에 있어서, 탄소 이온,질소 이온, 티타늄 이온, 텅스텐 이온, 몰리브덴 이온, 아르곤 이온, 및 실리콘 이온으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 이온이 상기 이온 주입에 이용되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제32항에 있어서, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 아몰포스 폴리올렌핀, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 수지가 상기 수지로서 이용되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제32항에 있어서, 광학 디스크 기판 또는 자기 디스크 기판 또는 광자기 디스크 기판을 제조하는데 적용되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제32항에 있어서, 기판 홀더를 오버 스캔하지 않도록 이온 빔이 설정된 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 표면 경화된 수지의 제조 장치에 있어서,처리될 수지상에 이온 주입과 물리적 막 피착을 동시에 수행하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제42항에 있어서, 상기 이온 주입과 동시에 증착을 수행하는 이온 믹싱 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제42항에 있어서, 상기 수지 주위를 절연시킴으로써 자기 바이어스를 발생시켜 상기 이온 주입시 전하를 증가시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제42항에 있어서, cm2당 1017이상의 이온이 20KeV 이하에서 상기 수지로 주입되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제42항에 있어서, 탄소 이온,질소 이온, 티타늄 이온, 텅스텐 이온, 몰리브덴 이온, 아르곤 이온, 및 실리콘 이온으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 이온이 상기 이온 주입에 이용되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제42항에 있어서, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 아몰포스 폴리올렌핀, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 수지가 상기 수지로서 이용되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제42항에 있어서, 광학 디스크 기판 또는 자기 디스크 기판 또는 광자기 디스크 기판을 제조하는데 적용되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제42항에 있어서, 기판 홀더를 오버 스캔하지 않도록 이온 빔이 설정된 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 표면 경화된 수지의 제조 장치에 있어서,바이어스 전계의 영향하에서, 처리될 수지상에 이온 주입을 수행하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제50항에 있어서, 상기 바이어스 전계는 직류 바이어스, 교류 바이어스, 또는 펄스 바이어스에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제50항에 있어서, cm2당 1017이상의 이온이 20KeV 이하에서 상기 수지로 주입되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제50항에 있어서, 탄소 이온,질소 이온, 티타늄 이온, 텅스텐 이온, 몰리브덴 이온, 아르곤 이온, 및 실리콘 이온으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 이온이 상기 이온 주입에 이용되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제50항에 있어서, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 아몰포스 폴리올렌핀, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 수지가 상기 수지로서 이용되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제50항에 있어서, 광학 디스크 기판 또는 자기 디스크 기판 또는 광자기 디스크 기판을 제조하는데 적용되는 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 제50항에 있어서, 기판 홀더를 오버 스캔하지 않도록 이온 빔이 설정된 것을 특징으로 하는 표면 경화된 수지의 제조 장치.
- 정보 기록층을 지지하기 위한 정보 캐리어-이용 수지 디스크 기판에 있어서,기판을 포함하고,상기 정보 기록층을 지지하기 위한 상기 기판의 적어도 한 표면은 이온 주입에 의해 경화 처리를 받는것을 특징으로 하는 정보 캐리어-이용 수지 디스크 기판.
- 제57항에 있어서, 탄소 이온,질소 이온, 티타늄 이온, 텅스텐 이온, 몰리브덴 이온, 아르곤 이온, 및 실리콘 이온으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 이온이 상기 이온 주입에 이용되는 것을 특징으로 하는 정보 캐리어-이용 수지 디스크 기판.
- 제57항에 있어서, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 아몰포스 폴리올렌핀, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 한 종류의 수지가 상기 수지로서 이용되는 것을 특징으로 하는 정보 캐리어-이용 수지 디스크 기판.
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