KR20060029599A

KR20060029599A - 스탬퍼 고정면에 단열층과 다이아몬드상 탄소층을 갖는광디스크 금형과 이를 이용하는 성형 방법

Info

Publication number: KR20060029599A
Application number: KR1020057017698A
Authority: KR
Inventors: 마사토시 나카야마
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2006-04-06
Also published as: EP1640132A1; TW200506927A; CN100448640C; JP2005014278A; CN1771117A; WO2004113045A1

Abstract

본 발명은 금형의 성형 캐비티(cavity) 내의 스탬퍼 고정면, 상기 고정면 위에 형성되는 단열층, 상기 단열층 위에 형성되는 다이아몬드상 탄소층을 사용하여 성형 주기 감소 및 금형 사용 주기 증가를 제공한다. 상기 다이아몬드상 탄소층은 하기의 화학식으로 표현되는 조성을 갖는다.

CH_aO_bN_cF_dB_eP_f

(여기서, 원자비로 a=0.05-0.7, b=0-1, c=0-1, d=0-1, e=0-1 및 f=0-1)

다이아몬드상 탄소층, 광디스크, 광디스크 성형용 금형

Description

스탬퍼 고정면에 단열층과 다이아몬드상 탄소층을 갖는 광디스크 금형과 이를 이용하는 성형 방법 {Optical disc mold having insulating layer and diamond-like carbonaceous layer on stamper-holding surface and a molding method using the same}

본 발명은 스탬퍼(마스터 성형 판)를 이용하여 광디스크를 생산하는 금형과 그 금형을 이용하여 광디스크를 생산하는 방법에 관한 것이다．

광디스크는 일반적으로 사출 성형법을 이용해 생산된다．성형 캐비티는 고정된 반쪽의 금형과 이동 가능한 반쪽의 금형에 대응시킨 사이에 형성되고 정보에 따라 피트와 다른 불규칙성의 형태로 표면에 정보 패턴을 갖는 스탬퍼는 고정되거나 이동 가능한 반쪽 금형 중 어느 하나의 금형 고정면에 장착되며, 용융 수지가 캐비티 내로 주입되고, 금형을 냉각시켜 수지를 고화시켜 스탬퍼로부터 전사된 정보패턴을 갖는 광디스크를 생산한다.

이러한 금형과 스탬퍼로, 한편으로는 예정된 온도 또는 그 이상으로 금형과 스탬퍼를 가열하여 스탬퍼 표면의 정보 패턴의 구성에도 용융된 수지가 채워져 정확하게 수지에 정보 패턴이 전사될 필요가 있으며, 또 다른 한편으로는 금형과 스탬퍼를 바깥부터 냉각시켜 성형 된 광디스크를 재빨리 냉각, 고화시킬 필요가 있 다. 그러나 냉각된 캐비티 표면과 스탬퍼를 예정된 온도 또는 그 이상으로 가열하기 위해서는 주입되는 용융 수지의 온도를 올리거나 용융 수지와의 접촉시간을 늘이는 것이 필요하다. 그 경우 일 회의 사출 성형(주기)이 길어지고 생산성(짧은 주기와 정해진 시간 내의 주입 회수)이 낮아지는 문제가 생긴다.

상기 문제를 해결하기 위해 JP 2002-361689호, JP 2002-513691호, JP 2001-334534호에서 스탬퍼가 고정되고 지지되는 금형 캐비티의 표면에 열절연층을 두어 스탬퍼를 절연시킴으로써 주기를 단축하는 기술이 제안되었다.

JP 2002-361689호에서는 스탬퍼의 내부 또는 이면에 두께 100~300μｍ의 세라믹스，두께 250~300μｍ의 비스무트(bismuth)，두께 20~150μｍ의 폴리아미드 또는 폴리아미드-이미드 등의 열전도성이 낮은(94Ｗ/ｍＫ 미만) 단열층이 고정되어서 캐비지에 용융 수지 충전시의 일시적 축열에 의하여 전사 효과를 올리고 냉각은 10~20℃ 정도 낮게 냉각되고 있는 금형으로 급냉 고화하는 것에 의하여 광디스크의 생산성을 향상시키는 방법을 기재하고 있다．

JP 2001-513691호는 스탬퍼(삽입)의 이면(금형에 접촉 면)에 열전도도가 낮은 두께 약 10~500μｍ의 폴리이미드，폴리 에테르 이미드， 또는 실록산 변형 폴리 에테르 이미드와 같은 단열성 코팅을 적용하는 것에 의하여 광디스크의 전사성을 향상시키는 기술을 기재하고 있다．

JP 2001-334534호는 스탬퍼의 이면에 20~150μｍ 정도의 폴리이미드제 단열층을 형성하는 것에 의하여 광디스크의 전사성을 향상하고 낮은 금형 온도로 사이클 시간을 단축하는 기술을 기재하고 있다．

그 밖에 두껍고 착탈이 자유로운 단열판을 금형 표면과 스탬퍼의 사이에 삽입하는 것도 제안되었다．

그러나 스탬퍼의 이면에 폴리아미드，폴리아미드-이미드，세라믹스，비스무트 등의 단열층을 형성하면 성형 사이클 시간은 단축되지만 스탬퍼와 금형의 스탬퍼 고정면과의 사이의 마찰이 커지고 스탬퍼 및 금형의 내구성에 감소하여 스탬퍼 교환를 교환하기 전의 쇼트(shots) 수 및 금형을 교환하기 전의 쇼트 수가 현저하게 감소하는 문제점이 있다．

게다가 스탬퍼와 단열층이 일체로 형성되는 경우에는 양자의 열팽창 계수의 차이로 의하여 스탬퍼에 왜곡이 생겨 성형에 지장이 생기는 문제점이 있다．

<특허문헌 1> JP 2002-361689호 공보

<특허문헌 2> JP 2002-513691호 공보

<특허문헌 3> JP 2001-334534호 공보

상기 JP 2002-361689호 공보，JP 2002-513691호 공보，JP 2001-334534호 공보 등에 기재된 스탬퍼의 이면에 폴리아미드，폴리아미드-이미드，세라믹스，비스무트 등의 열전도성이 낮은 단열층은 갖는 스탬퍼는 금형 면과의 사이의 마찰이 크고 내구성에 뒤떨어져 스탬퍼 교환 및 금형 교환에 이른 쇼트 수가 현저하게 적은 문제점이 있다．

즉 스탬퍼의 보온성 또는 냉각에 대한 지연성을 향상하기 위해 스탬퍼와 금형의 스탬퍼 고정면 사이에 20μｍ~250μｍ의 두꺼운 단열층이 존재함에도 불구하고 금형의 스탬퍼 지지면과 스탬퍼 이면의 단열층과의 사이에 생기는 큰 마찰이 상 호적으로 접촉면에 스크래치(scratches)를 생성하고，이로 인하여 스탬퍼의 전사면(정보 저장면)이 변형되고 이러한 변형으로 정보 패턴의 정밀한 전사가 불가능하게 되어 스탬퍼의 내구 수명이 현저하게 짧아진다. 종래에 단열층을 갖는 스탬퍼의 내구성을 향상시키는 시도는 있지 않았다.

게다가 스탬퍼와 단열층이 일체로 형성되는 경우에는 양자의 열팽창 계수의 차이에 의하여 스탬퍼에 왜곡이 생기고 성형에 지장이 생기는 문제점이 있다．

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 하나의 스탬퍼를 교환하기 전의 쇼트 수 및 하나의 금형을 교환하기 전의 쇼트 수를 증가시킴으로써 스탬퍼와 금형의 내구성을 향상시키는 것을 목적으로 한다．

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 금형의 성형 캐비티(cavity) 내의 스탬퍼 고정면, 상기 고정면 위에 형성되는 단열층, 상기 단열층 위에 형성되는 다이아몬드상 탄소층으로 구성된 것을 특징으로 하는 광디스크 성형용 금형을 제공한다.

또한, 본 발명은 금형의 성형 캐비티 내의 스탬퍼 고정면 위에 정보 패턴 표면을 갖는 스탬퍼를 장착하는 단계, 상기 캐비티 내로 용융 원료 수지를 주입하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광디스크 성형 방법을 제공한다.

상기 다이아몬드상 탄소(DLC)층은 JP-Kokai 62-145646호, JP-Kokai 62-145647호，New Diamond Forum 제４권 제４호 (1998년 10월 25일 발행) 등에 기재되어 있다． 상기 문헌(New Diamond Forum)에 기재된 바와 같이 DLC층은 라만 분광 분석에 있어 1400~1700cm-1에 라만 산란 스펙트럼의 넓은 피크를 갖는 1333cm-1에 날카로운 피크를 갖는 다이아몬드나 1581cm-1에 날카로운 피크를 갖는 그래파이트(graphite)와 분명히 다른 구조를 갖는 물질이다．DLC층의 라만 분광 분석 스펙트럼에서 관찰되는 넓은 피크는 탄소 및 수소 이외의 함유된 원소의 변화 때문이다. 다이아몬드상 탄소층은 탄소와 수소를 주성분으로 한 무정형(amorphous)상태의 박막이고 탄소는 sp² 및 sp³ 결합으로 랜덤하게 결합한다.

본 발명에서 사용하는 상기 단열층은 바람직하게 알루미나(alumina), 산화 규소, SiC, 지르코니아(zirconia), 유리 등의 세라믹，초경 금속（hard metal）등을 포함한 다공질 소결체; 및 폴리아미드，폴리아미드-이미드 등의 내열성 합성 수지로부터 선택된 재료로부터 형성된다．상기 재료는 다이아몬드상 탄소층과 친화성을 갖는 것으로부터 선택된다．상기 단열층의 두께는 바람직하게는 0.1μｍ∼1.0ｃｍ이다．상기 단열층의 표면이 평활이 아닌 경우에는 연마가 다이아몬드상 탄소층 형성에 우선하여 행해지는 것이 바람직하다．

상기 세라믹을 사용한 경우에는 금형의 스탬퍼 고정면에 용사，이온 도금，CVD 법，판 또는 필름의 접착，스패터링(sputtering)을 사용할 수 있다．

상기 유리를 사용한 경우에는 용사，스패터링，및 판 또는 필름의 접착을 사용할 수 있다．

상기 내열성 합성 수지의 경우에는 판 또는 필름의 접착，도료의 도포，용융 수지를 유입하는 방법을 사용할 수 있다．

본 발명에서는 상기 단열층과 상기 다이아몬드상 탄소층의 사이에 두께 약 0.01~3μｍ 정도의 밀착층이 형성될 수 있다. 상기 밀착층으로 예를 들면 JP-Kokai 4-341558호에 기재된 Ｍｏ막，JP-Kokai 5-142875호에 기재된 탄화와 규소의 비정질막，JP-Kokai 2000-177046호에 기재된 탄화 규소 막 또는 Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ 및 Ｚｒ로부터 적어도 하나 선택된 규화물의 금속막，JP-Kokai 2000-178736호에 기재된 Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ 및 Ｚｒ 중에서 적어도 하나 선택된 규화물，JP-Kokai 2000-178737호 기재된 주기율표 제５Ａ족 금속을 주성분으로 한 금속막과 Ｓｉ를 주성분으로 한 Ｓｉ 막의 적층막，JP-Kokai 2000-178738호에 기재된 산소 함유 그래디언트(gradient)를 갖는 무정형 다이아몬드상 탄소층 등을 사용할 수 있다．

본 발명에서 사용되는 상기 다이아몬드상 탄소층은 탄소와 수소를 주성분으로 하여 다른 임의 성분을 포함한다. 바람직하게는 하기 화학식으로 표현되는 조성을 갖는다.

CH_aO_bN_cF_dB_eP_f

(여기서, 원자비로 a=0.05-0.7, b=0-1, c=0-1, d=0-1, e=0-1 및 f=0-1)

상기 다이아몬드상 탄소층의 두께는 바람직하게는 0.01~10μｍ 더욱 바람직하게는 0.03~3.0μｍ이다．

도 1은 광디스크의 제조에 이용되는 사출 성형 장치를 나타낸다. 용융 수지를 스탬퍼(마스터 성형 판)를 고정하는 가동 반쪽 금형과 고정 반쪽 금형의 이음면 사이에 형성된 금형 캐비티 내로 주입하고，가압하고 냉각하는 것에 의하여 스탬퍼의 표면 형상이 성형품에 전사된 성형품을 얻는다. 상기 금형은 가동 금형(2)와 고정 금형(5)으로 구성된다. 상기 가동 금형이 폐쇄될 때 성형 캐비티(7)를 형성한다. 상기 가동 금형(2)의 캐비티(7) 측면의 거울-연마 표면에는 시트 상으로 금속 스탬퍼(1)를 지지한다. 스탬퍼의 외부는 외부 링(4)에 고정되고/또는 스탬퍼의 내부는 내부 링(8)에 고정된다. 또한 상기 외부 링(4)은 상기 캐비티(7)의 주벽도 구성한다．도 １은 상기 금형이 닫힌 상태를 나타내고 상기 캐비티(7)가 형성된다. 상기 상태에서 수지는 공급부(3)로부터 게이트 부재(12)의 게이트(6)를 거쳐 소정의 성형 압력하에 상기 캐비티(7)에 주입되고 스탬퍼(4) 표면의 정보 패턴（불규칙)이 상기 수지에 전사된다．또한 중심 구멍을 형성하기 위하여 성형 중에 또는 성형 후에 게이트 절단 부재(9)의 선단부가 수지에 침입하고 게이트 절단부(10)와함께 광디스크의 중심부가 절단된다．또한 가동 금형 및 고정 금형은 냉각 유로 시스템 (도시되지 않음)을 포함하고 냉각수가 캐비티의 주위의 금형 부분을 냉각하기 위하여 회전한다.

본 발명에 의하면 상기 단열층(14) 및 상기 다이아몬드상 탄소층(15)은 일체로 직접 또는 캐비지 측면 상의 스탬퍼를 지지하는 가동 금형(2)의 미러 표면상에 금속 필름을 경유하여 형성된다. 상기 구조로 비록 스탬퍼(1)가 성형시에 열 신축 및 냉각을 반복하지만 다이아몬드상 탄소층의 마찰은 저마찰이고 스탬퍼 이면 및 금형의 표면에 스크래치가 생성되지 않는다. 따라서 스탬퍼 및 금형의 품질이 장기에 유지된다. 동시에 단열층의 보온 작용으로 성형의 사이클 시간을 단축할 수 있으며 결과적으로 금형의 내구 수명도 현저하게 연장할 수 있다．

<다이아몬드상 탄소층의 형성>

다이아몬드상 탄소층(이하 'DLC 막')은 플라즈마 CVD 법，이온화 증착법，ECR플라즈마 CVD법 등 외에 스퍼터(sputtering) 법으로 형성할 수 있다．

상기 DLC막을 플라즈마 CVD법에 의하여 형성한 경우 예를 들면 JP-Kokai 4-41672호에 기재되어 있는 방법 등에 의하여 형성할 수 있다．플라즈마 CVD법에서 사용되는 플라즈마는 직류 또는 교류 어느 쪽이라도 좋다．교류로서는 헤르츠부터 마이크로파까지 사용 가능하다．게다가 '다이아몬드 박막 기술' 등(종합 기술 센터 발행)에 기재되어 있는 ECR 플라즈마도 사용 가능하다．게다가 바이어스(bias) 전압을 인가하는 것도 가능하다．

상기 DLC막을 플라즈마 CVD법에 의하여 형성한 경우 원료 가스로 하기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다．

C 및 H를 함유한 화합물로 메탄，에탄，프로판，부탄，펜탄，헥산，에틸렌，프로필렌 등의 탄화 수소를 들 수 있다．

C＋H＋O를 포함한 화합물로 CH₃OH，C₂H₅OH，HCHO，CH₃COCH₃ 등이 있다．

C＋H＋N을 포함한 화합물로 시안화 암모늄，시안화 수소，모노 메틸 아민，디메틸 아민，알릴 아민，아닐린，디에틸 아민，아세토니트릴，아조 이소 부탄, 디알릴 아민，에틸 아민，MMH，DMH，트리 알릴 아민，트리 메틸 아민，트리 에틸 아민，트리 페닐 아민 등이 있다．

이 밖에 상기의 화합물은 O근원 또는 ON근원，N근원，H근원，F근원，B근원，P근원 또는 이와 같은 것 또는 이들은 결합한 것이 사용될 수 있다.

상기 원료 가스의 유량은 원료 가스의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 동작 압력은 일반적으로 1~200Pａ，투입 전력은 일반적으로 10Ｗ∼5ｋＷ 정도가 바람직하다．

본 발명에서 DLC막은 형성하기 위하여 이온화 증착법을 이용할 수 있다.이온화 증착법은 예를 들면 JP-Kokai５９－１７４５０８호，JP-Kokai２－２２０１２호，JP-Kokai１０－２０２６６８호 등에 기재되어 있다．다만 상기에 개시된 방법, 장치에 한정되는 것이 아니고 원료용 이온화 가스의 가속이 가능하면 다른 방식의 이온 증착 기술을 이용해도 좋다．

이온화 증착법에서는 진공 용기가 대략 10^-4Ｐa 정도의 고진공이 유지된다. 상기 진공 용기는 교류 전원에 의하여 가열되고 열전자를 발생하는 필라멘트가 설치되었다. 상기 필라멘트는 전극으로 둘러싸이고 전압 Ｖｄ가 상기 필라멘트에 인가된다. 게다가 포획된 이온화 가스를 위한 자기장을 발생시키는 전자 코일이 필라멘트 및 전극을 둘러싸는 것과 같은 방법으로 배치된다. 원료 가스는 상기 필라멘트로부터 열전자와 충돌하고 열분해 양이온 및 전자가 생성된다. 상기 양이온은 그리드에 인가된 부 전위 Ｖａ에 의하여 가속된다．상기 Ｖｄ，Ｖａ 및 코일의 자장을 조정하는 것에 의하여 층의 조성이나 성질을 바꿀 수 있다．게다가 바이어스 전압을 인가하는 것도 가능하다.

상기 ＤＬＣ 막을 이온화 증착법에 의하여 형성하는 경우 원료 가스로 플라즈마 ＣＶＤ 법과 마찬가지의 것을 이용하면 좋다．상기 원료 가스의 유량은 그 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 동작 압력은 일반적으로 1~70Ｐａ 정도가 바람직하다．

상기 DLC 막은 스퍼터 법에 의하여 형성할 수 있다．이러한 경우 Ａｒ，Ｋｒ 등의 스퍼터 가스와 함께 Ｏ₂ ，Ｎ₂，ＮＨ₃，ＣＨ₄，Ｈ₂ 등의 반응성 가스가 도입된다. 게다가 Ｃ를 타겟으로 이용하거나 Ｃ，Ｎ，Ｏ 등을 포함한 혼성 타겟 또는 ２ 이상의 타겟을 이용해도 좋다．폴리머를 타겟으로 이용할 수 있다．상기와 같은 타겟의 이용과 함께 고주파 전력，교류 전력 또는 직류 전력이 인가될 수 있고 그로 인하여 타겟을 스퍼터한다. 상기 스퍼터는 기판상에 퇴적되고 그로 인하여 ＤＬＣ 막을 형성한다．고주파 스퍼터 전력은 일반적으로 대략 １０Ｗ∼５ｋＷ 이다．동작 압력은 일반적으로 １０^-3∼0.1Ｐａ가 바람직하다．

상기와 같은 타겟의 이용으로 고주파 전력을 인가되고 그로 인하여 타겟을 스퍼터하고 상기 스퍼터가 금형 상에 고정된 단열층의 표면에 퇴적되고 그로 인하여 다이아몬드상 탄소층이 형성된다. 또한 이 경우도 금형에 바이어스를 적용하기 위하여 부 바이어스 전압이 이용된다．바람직하게 바이어스 전압은 직류이다. 대체적으로 바이어스 전압 대신에 셀프 바이어스를 이용하는 것도 가능하다. 상기 바이어스 전압은 바람직하게 －１０∼－２０００Ｖ이고 더욱 바람직하게 －５０∼－１０００Ｖ이다．일반적으로 고주파 스퍼터 전력은 １０Ｗ∼５ＫＷ이다．일반적으로 동작 압력은 0.0013∼0.13Ｐａ가 바람직하다．

또한, 단열층 및 다이아몬드상 탄소층의 형성에 우선하여 금형의 스탬퍼 고정면은 미러(mirror)-연마할 필요가 있다．상기 단열층이 ＣＶＤ법 또는 스퍼터 법으로 제작되는 경우 Ａｒ，Ｋｒ 와 같은 가스를 이용하여 증기 상 에칭(etching)에 의하여 표면층을 정화할 수 있다.

<밀착층의 형성>

본 발명에 의하면 단열층 및 다이아몬드상 탄소층 사이에 형성되는 밀착층을 적정한 원료를 사용하여 상기의 ＤＬＣ층의 형성과 동일한 방법으로 형성할 수 있다．

도 1은 본 발명의 사출 성형을 실시하기 위한 사출 성형 층의 실시예를 나타냄.

<부호의 설명>

1-스탬퍼 2-가동 금형

3-수지 공급구 4-외부 링

5-고정 금형 6-게이트

7-성형 캐비티 8-내부 링

9-게이트 절단 부재 10-게이트 절단부

12-게이트 부재 14-단열층

15-다이아몬드상 탄소층

실시예 1

스탬퍼를 지지하는 금형의 캐비티의 표면을 미러(mirror) 연마하고 화염 용사(flame spraying)에 의하여 0.5ｍｍ의 두께의 ＳｉＣ층을 형성하고 상기 표면을 연마하고 그 위에 다이아몬드상 탄소층을 1.5μｍ 두께로 형성한다．상기 다이아몬드상 탄소층은 하기의 조건하에 셀프-바이어스 ＲＦ 플라즈마 ＣＶＤ 법에 의하여 형성된다; 원료 가스：Ｃ₂Ｈ₄(0.017Ｐａ·ｍ3·ｓ-1/ 전원：ＲＦ/ 동작 압력：66.5Ｐａ/ 투입 전력：５００Ｗ/ 층 형성 속도: 100ｎｍ／ｍｉｎ. 상기 층의 조성은 ＣＨ_0.21이고，탄소층은 다이아몬드상 탄소층이다．

실시예 ２

실시예 1과 같은 과정에 ＳｉＣ 대용으로 Ａｌ₂Ｏ₃ 를 이용하여 층을 형성한다. 밀착층을 위한 두께 0.1μｍ의 SiO 층이 스퍼터 법으로 형성된다.

실시예 ３

실시예 1과 같은 과정에 ＳｉＣ 대용으로 파이렉스(유리 상품명)를 이용하여 층을 형성한다. 밀착층을 위한 두께 0.1μｍ의 Si층이 스퍼터 법으로 형성된다.

실시예 4

실시예 1과 같은 과정에 ＳｉＣ 화염 용사 대신에 스탬퍼를 지지하기 위한 금형 캐비티의 미러 표면상에 두께 ５０μｍ의 폴리이미드 필름을 배치하고 주위를 테플론(상품명) 볼트로 고정한다. 밀착층을 위한 두께 0.1μｍ Si층이 스퍼터 법으 로 형성된다．

실시예 5

실시예 1과 같은 과정에 ＳｉＣ 화염 용사 대신에 스탬퍼에 대향하는 금형 캐비티의 미러 표면상에 스퍼터 법으로 두께 0.1ｍｍ의 ＳｉＣ를 형성한다.

비교예 １ 내지 ４

실시예 １ 내지 ４에서 다이아몬드상 탄소층을 사용하지 않았다．

비교예 ５

실시예 1과 같은 과정에 스탬퍼를 지지하는 금형의 캐비티 표면을 미러 연마하고 그 위에 직접 두께 1.5μｍ의 다이아몬드상 탄소층을 형성한다.

상기 실시예 및 비교예로 소정의 층을 갖는 금형을 사용하여 광디스크의 성형을 위한 사출 성형을 하였다．

상기 경과는 표 １에 나타난다．표 １에서 사이클 시간은 비교예 ５의 사이클 시간을 １이라고 한 경우의 상대 값이고, 스탬퍼 수명은 하나의 스탬퍼에 의하여 성형 불량이 생기지 않고 성형할 수 있었던 쇼트 수이고, 금형 수명은 하나의 금형의 하나의 스탬퍼 고정면을 교환하기 전의 쇼트 수이다．

	사이클 시간		스탬퍼 수명 (단위:만 쇼트)	금형 수명 (단위:만 쇼트)
	CD-R	DVD-R	스탬퍼 수명 (단위:만 쇼트)	CD-R	DVD-R
실시예 1	0.533	0.612	39	285	188
실시예 2	0.545	0.621	42	290	183
실시예 3	0.513	0.593	41	288	185
실시예 4	0.525	0.606	43	292	188
실시예 5	0.481	0.557	45	298	193
비교예 1	0.535	0.615	2.9	0.4	0.2
비교예 2	0.547	0.623	2.5	0.5	0.4
비교예 3	0.515	0.596	2.6	0.5	0.3
비교예 4	0.527	0.610	2.7	0.6	0.4
비교예 5	1.00	1.00	40	280	180

표 １의 결과에 의하면 본 발명은 종래의 단열층을 갖는 성형 금형과 동등의 사이클 시간을 유지하면서 스탬퍼의 수명을 １０배 이상, 금형의 수명을 100배 이상 연장시킬 수 있다（비교예 １ 내지 ４와 대비）．게다가 본 발명은 종래의 다이아몬드상 탄소층을 갖는 금형과 비교하면 성형의 사이클 시간을 대폭적으로 단축할 수 있다．

종래의 단열층을 갖는 스탬퍼는 사출 성형을 위한 금형 캐비티의 스탬퍼 고정면과 스탬퍼 이면의 단열층과의 사이에 큰 마찰이 생기고 상기 접촉면에 스크래치가 생성된다. 상기 스크래치는 스탬퍼의 전사면을 변형시키고 이로 인하여 정보 패턴의 정밀한 전사는 조기에 불가능하게 되고 스탬퍼의 수명이 짧은 문제점이 있다. 또한 스탬퍼와 단열층이 일체로 형성되는 경우 양자의 열팽창 계수의 차이로 스탬퍼에 왜곡이 생기고 성형에 지장이 생기는 문제점이 있다.

반면에 본 발명은 성형 캐비티의 스탬퍼 고정면에 단열층을 형성하고 그 위에 다이아몬드상 탄소층을 일체로 형성하는 것에 의하여 스탬퍼의 수명(성형 가능한 쇼트 수)을 대폭적으로 향상시키고 금형의 수명(성형 가능한 쇼트 수)을 대폭적 으로 연장시켰다.

Claims

금형의 성형 캐비티(cavity) 내의 스탬퍼 고정면;

상기 고정면 위에 형성되는 단열층;

상기 단열층 위에 형성되는 다이아몬드상 탄소층으로 구성된 것을 특징으로 하는 광디스크 성형용 금형．
제1항에 있어서,

상기 단열층은 세라믹，유리，소결체(sintered materials) 및 내열성 합성 수지로부터 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 광디스크 성형용 금형．
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 다이아몬드상 탄소층은 하기 화학식으로 표현되는 조성을 가짐을 특징으로 하는 광디스크 성형용 금형.

CH_aO_bN_cF_dB_eP_f

(여기서, 원자비로 a=0.05-0.7, b=0-1, c=0-1, d=0-1, e=0-1 및 f=0-1)
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 단열층의 두께는 0.1μｍ 내지 1.0ｃｍ인 것을 특징으로 하는 광디스크 성형용 금형.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다이아몬드상 탄소층의 두께는 0.01μｍ 내지 10.0μｍ인 것을 특징으로 하는 광디스크 성형용 금형.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 소정의 금형의 성형 캐비티 내의 스탬퍼 고정면 위에 정보 패턴 표면을 갖는 스탬퍼를 장착하는 단계;

상기 캐비티 내로 용융 원료 수지를 주입하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광디스크 성형 방법．