TW466163B - Mold for molding resin and method of forming hard film thereon - Google Patents

Description

五、發明說明（j) 【技術領域 π ί發明係關於—種樹脂成形用模具及樹脂成$用y a 更質被覆膜形成方法；也,就是說，本發 2用楔具之 t表面上，使用及安裝有陰模（sta r 邊之模昇 =:發明係關於-種例如用以成形小型磁碟二用 …用以形成前ΐ:樹

涵傲Μ· ^ 模具表面和陰模呈接觸之部分F 硬質被覆膜形成方法。 .< 口丨刀上之 【背景技.術.】 為了製造出該記錄有音樂或影光 光磁性碟和雷射光磾箅之磁进也〜 」i砸呆九碟、 /;门—上. 蜂寻之场碟狀之記錄用媒體，因此，伤 定彳π s fr紅丄勤式模具所組成並且於封閉該兩個固 時::成r孔之樹脂成形心 ^ ^ ^ ^ _ / 係為可動式模具。）之表面上， 女裝有陰模（母模），而B丄广， 之空孔内，以便於成形加壓注入及射出樹脂至前述 之凹凸形狀。咸形出樹脂，同時，描繪出陰模之表面 . '· . 且像：ί π f之樹脂成形用模具之固定式模具和可動式模 具，就像例如日本專刹姓 寻和特開昭第62 -26 7937號公報 (JP，62-267937, A )之斛表， 鋼,ν形成該樹脂的，係藉由樹脂成=模具 具，以便於至少對=固定式模具和可動式模 T、U模用安裝面和空孔用形成面，施加

4 6 6 16 3 五、發明說明（2) 著淬火和回火虚 接著，係將ίί ’ Ϊ到所謂提升其耐摩耗性之效果 工成為鏡面狀J j用安裝面和空孔用形成面，精加 平面，精加工；為合於模具之陰模用安裝面上之 處ίί由樹脂成形用模具而進行著射*成形 還施加著相 樹脂射出處理時，“於前述之高：和母-次之 成有空孔之模im，以致於該陰模滑接著該形 著模具之陰.楔；二”著該模具之表面。當摩耗 有傷痕或者ϊ:，裝面之時，則很可能會在陰模上，產生 是此：於著所ΐ形之磁碟，而交換著陰模，但 貴，所以:、：t炎,用：3亡’並且’模具係相當地昂 有摩耗現象發生之：—種即使經過長時間也並不會 報ϊ此係前述之日本專利特開昭一 高於構ί具中’於陰模用安裝面^· ’形成有硬度 耗性陰模用安裝面之模具之材料並且由财摩 (Tic)、碳化矽加、或氮化:1心匕。

89104186.ptd 第5頁 466 16 3 五、發明說明（3) 此外’在日本專利特 (jp,1 -23421 4, A )中 在支持著該構成有像 之表面之陰模之部分上 於大幅度地提升陰模和 '幅度地延長該陰模和模 像前者之日本專利特 藉由在形成有樹脂成形 安裝面上，形成有硬度 材料並且由耐摩耗性相 而可以相當有效地提高 耐摩耗性，延長模具之 化鈦（Tic)、碳化矽 膜’作為前述之硬質層 果0 開平第1 -23421 4號公報 ’係提議，有： , 前述1這樣之磁碟成形用模具之空孔 ’係藉由被覆著鑽石狀薄膜，以便 模具之耐摩耗性及低摩擦性’而大 具之耐用壽命。 開昭第62-έ 67937號公報一.樣，係.. 用模具之查孔之模具表面之陰模用 高於構成為前述之陰模用安裝面之 當良好之材料之所組成之硬質層， 樹脂成形兩模具之陰.模用安裝面之 耐用壽命，但是，係僅可以形成碳 (SiC )、或氮化钦（TiN )等之薄 ’因此，係並無法達到充分之效 此外’像後者之曰本專利特開平第^2342“號公報一.. 樣’係可以藉由在支持著該構成有像前述這樣之礴碟成形 用模具之空孔之表面之陰模之部分上，被覆著該作為前述 之硬質層之鑽石狀薄膜（擬鑽石•碳臈：簡稱為讥(：膜。 )’以便於大幅度地提升樹脂成形用模具之陰模用安裝面 之耐摩粍性，同時，還相當顯著地減低樹脂成形用模具之 陰模用安裝面和陰模之間之摩擦抵抗，而大幅度地延^姑 陰模和模具之耐用壽命。 、^ 但是，由於在該形成由樹脂成形用模具鋼之所形成之

具鋼之空孔之模具之表面和陰 形成該成為由於相當強之密合 被覆膜之DLC膜，以便於大幅 耐用壽命，並且，還在並不會 而延長該陰模之耐用壽命。 的’因此，係提供一種如以下 模具及s亥樹脂成形用模具之硬

<LE 1 ^ 五、發明說明（4) 具之空孔之表面上，直接地形成有!)；^膜（擬鑽石•碳膜 )’而使得該DLC膜對於模具表面之密合力，變得相當地 微弱，因此，當為了將該所形成iDLc膜之表面，精加工 成為鏡面狀態，而進行著拋光或研磨處理之時，則會有所 谓DLC膜發生剝離、或者是在使用中而由於内部應力等之 所導致DLC膜呈剝離等之問題發生。 本發明係為了解決像前述這樣之問題而完成的；本發明 之目的，係為： 在5玄形成有樹脂成形用模 模之至少呈接觸之部分上， 力两並不容易呈剝離之硬質 度地延長樹脂成形用模具之 造成陰模之損傷之狀態下， 【發明之揭示】 本發明為了達成前述之目 之敘述而構成之樹脂成形用 質被覆膜形成方法。 .，二，本發明之樹藤成形用模具’係 具模具所組成，並1，在封閉該 和可動式模具之時，费形成有空孔之模且之表面上 及安裝有陰模（stamper )之料〆士 Ι^ 少在前述之模具之表面和陴楔呈曰’、具’其中係 摁古兮姑日* $ U模呈接觸之部分上，透過月 k回该模具之表面和陰模間之密合 該成為硬質被覆膜之擬鑽石•碳膜。 a s >成 Μ /

五、發明說明（5) 前述之中間層，係 和碳化鉻中之；—级 以為由石夕、鶴、碳化鈦、碳化石夕、 木—檀而飛# , 此外，前述之中間 成之1層構造。 下層和以；5夕或鍺作氣 係可以為由以鉻或鈦作為主體之 或者，前述之中間^體之上層而組成之2層構造。 及以鎢、碳化鶴、碳 係可以為由以欽作為主體之下層 上層而組成之2層構造夕和奴化鈦中之某一種作為主體之 此外，前述之中間屌， 層、以碳化鈦或碳化：J可以為由以鈦作為主體之下 之上層而組成之3層構造。為主體之中層、和以碳作為主體 s亥在前述之模具之类；i 此中鬥届而# 士* - 面和陰模呈接觸之部分透過前述這 前述之擬鑽石·碳膜，該擬鐵石·碳膜 ”：粗糙她，係最好為。至。。…。碳媒 由li!二：之樹脂成形用模具之硬質被覆膜形成方法’係為 =式模具和可動式模具所組成，並且，在封閉該兩個 固疋式模具和可動式模具之時，於形成有空孔之模具之表 面上，使用及女裝有陰模（s tampe r )之樹脂成形用模具 之硬質被覆膜形成方法，其特徵為，係具備有以下所敘述 之各個作業： 將前述之已經洗淨該安裝有陰模之模具表面之模具，設 置在真空槽内，而對於該真空槽内，進行著排氣處理之作 業，以及， 藉由導入氬氣至該已經排氣處理迤之前述之真空槽内， 並且，使得氬氣’成為離子化狀態，而以矽、鎢、碳化

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五、發明說明（6) 欽、破化二：=中之某一種作為標輕之濺鑛處理， 以便於之表面和前述之陰模呈接觸之部 分上’形成有中間層之作業；以及、， 排放出前述之真空槽内之盖溝，而道、》 至該真空槽内之作業；以；氬氣而導入該含有碳之氣體 在該真空槽内，產生電漿，而藉由電㈣DC化學氣相 蒸著）處理，以便於在前述之中間層 鑽石·碳膜之作業。 中間層之表面上，形成有擬 係可以藉由2以下所敘述之作業，而形似層 層，以便於取代前述之中間層形成作業： Π 肩由導入氬氣至該已經排氣處理過之前述之真 並且，使得氬氣’成為離子化狀觫，品 内 之输地各 比 卞化狀態’而以鉻或鈦作為標靶 =處理，以便於至少在前述之模具之表 之下層之第丨中間層形成作有筆，^ 標間層形成作業，而藉由以梦或鍺作為 秒鍍處理，以便於在前述之下層之上，形成有該以 ^ $作為主體之中間層之上層之第2中間層形成作業。 之;’係可以藉由實施以下所敘述之作業，而形成2層 轉間層’以便於取，代前述之中間層形成作業： 並且由導入氬氣至該已經排氣處理過之前述之真空槽内， 錢處’使得氬氣，成為離子化狀態，而以鈦作為標靶之濺 接$理^’以便於至少在前述之模具之表面和前述之陰模呈 之部分上’形成有該以鈦作為主體之中間層之下層之

891〇4186 第9頁 466163 五、發明說明（？） 第1中間層形成作業；以及， 之減;於二述之第1中間層形成作業，而藉由以鎢作為標把 =;:，以便於在前述之下層之上，形成有該以鶴作 此外中間層之上層之第2中間層形成作業。 成2層夕’士係也可以藉由實施以下所敘述之作業，以便於形 增t中間層： 孝眘 並且，入氬氣至該已經排氣處理過之前述之真空槽内， 梦卢使得氬氣，成為離子化狀態，而以鈦作為標靶之濺 接：之部=If於Κ在前述之模具之表面和前述之陰模呈 第〗φ Μ刀上，形成有該以鈦作為主體之中間層之下層之 \間層形成作業；以及， 至前述之第1中間層形成作業，導入該含有碳之氣體 鍍〆^之真空槽内，而藉由以鎢或矽作為標靶之反應性濺 ^2 以便於在前述之下層之上，形成有該以碳化鎢或 火/夕作為主體之中間層之上層之第2中間層形成作業。 或者’此外係也可以藉由實施以下所敘述之作業，以便 於形成3層之中間層： 藉由導入義氣至該已經排氣處理過之前述之真空槽内， 並且’使得氬氣’成為離子化狀態，而以鈦作為標靶之濺 鍍處理，以便於至少在前述之模具之表面和前述之陰模呈 接觸之部分上’形成有該以鈦作為主體之中間層之下層之 第1中間層形成作業；以及， 接著前述之第1中間層形成作業，導入該含有碳之氣體 至前述之真空槽内，而藉由以鈦或矽作為標靶之反應性濺

89104186.ptd 第10頁 4 6 6 16 3 五、發明說明（8) 鍍處理’以便於在前述之下層之上，形成有該以碳化鈦或 碳化石夕作為主體之中間層之中層之第2中間層形成作業； 以及， ^ 戈第2中間層形成作業，逐漸地減少前述之欽 或者石夕之濺鍍量，而在前述之中層之上， .為主，之中間層之上層之第3中間層形成作/業成。有該以碳作 在前述這些樹脂成形用模具之硬質被臌、。 係最好實施以下所敘述之作業： ' y成方法中， 在刖述之形成有擬鑽石·碳膜之作業之 ^ 研、磨—方法，而對於在前述之作業中之所 ，藉由拋光和

膜之表面，進行著精加工研磨處理之作業.成之擬鑽石•碳 係可以使用鑽石和氧化鋁之粒徑〇.丨#取 及氧化鋁膏，而進行著前述之精加工研磨之鑽石膏 抛光和研磨處理。· 業中.之前述.之 【元件編號之說明】 A 圓 D 厚度 1 固定式模具 2 可動式模具

2 3 模具表面· 3 固定側模板 4 可動側模板 5 空孔 6 圓盤狀之陰模（母模）

4 66 16 3 五、發明說明（9) 6a 凹凸 7 溶融狀樹_脂 8 射出用喷嘴 10 樹脂成形用模具 11 固定側襯套 12 線轴用襯套（spool-bush) 12a 閘門.’ 13 通氣管孔 15 内側陰模用壓緊件 16 可動側襯套 17 .線軸:用切斷衝頭 18 排放器（ejector) 19 外圍環圈 20 ..中間層 21 下層 22 中層 23 上層 30 擬鑽石•碳膜（DLC膜） 51 真空槽 53 氣體用導入口 54 排氣口 55 標靶 56 標靶座架 57 標靶用電源

89104186.ptd 第12頁 4 6 6 16 3 五、發明說明（ίο) 58 直 流 電 源 61 真 空 槽 63 氣 體 用 導 入 口 65 排 氣 V 67 匹 配 用 電 路 69 南 頻 電 源 73 直 流 電 源 75 陽 極 用 電 源 77 線 絲 用 電 源 79 陽 極 81 練 絲 83 直 流 電 源 91 摩 耗 用 輪 92 試 驗 片 92A 試 驗 片 92B 試 驗 片 93 試 驗 片 用 安 裝 台 94 試 驗 片 用 壓 緊 板 95 試 驗 片 用 壓 緊 螺絲 【實施發明之最佳形態】 以下，則參照圖式，而就本發明之理想之實施形態，進 行著說明。 [樹脂成形用模具之實施形.態] 圖2係為顯示出所謂用以形成該實施.本發明之小型磁碟

89104186.ptd 第13頁 466 16 3 五、發明說明（li) ' 和影像光碟等之各種磁碟之射出成形用裝置之重要部位之 剖面圖，而圖1係為圖2中之陰模用安裝部之部分擴大剖面 圖。 前述之射出成形用裝置，係分別地將固定式模具1，固 定在固定侧模板3上，將可動式模具2，固定在可動侧模板 4上，並且，在藉由該並未圖式出之模具緊固用圓筒而將 可動式模具2密合在固定式模具丨上之狀態下，就正如圖2 之所顯示的，以便於形成該成為成形品（磁碟）之形狀之 空孔5。係藉由鋼材而製造出前述之固定式模具1和可動式 模具2 ’以便於構成該成為本發明之對象之樹脂成形用模 具 10。 、 在固定式模具1之中央部’係固合有固定侧襯套丨丨，並 且，在該固定側襯套1 1 ’係嵌入有該安裝於固定侧模板3 上之線軸用襯套（spool-bush ) 1 2，而且，在該線幸由用概 套（spool-bush ) 12之中心，係設置有該用以將由射出用 喷嘴8之所射出之樹脂導入至空孔5内之閘門丨2a。在前述 之固定式模具1，係形成有通氣管孔13。 . 另一方面’在可動式模具2之中央部，係固定設置有内 側陰模用壓緊件1 5和可動侧襯套1 6，並且，在前述之可動 侧襯套1 6，係嵌入有線軸用切斷衝頭1 7和排放器 (ejector ) 18之前端部，而該所設置之線轴用切斷衝頭 17和排放器（ejector ) 18 ’係貫通可動侧模板4。 接著’在該形成有前述之可動式模具2之空孔5之表面2a 上，係密合及安裝有圓盤狀之陰模（母模）6。也就是

4 6 6 16 3 五、發明說明（12) 說，就正如圖1之所顯示的，係藉由内侧陰模用壓緊件 15，而壓緊著該具有厚度D之陰模6之中央部，並且，還藉 由外圍環圈1 9，而將該陰模6之外圍部，擠壓在可動式模 具2之表面（模具表面）2a上，以便於安裝該陰模6。在空 孔5之周圍壁上，係也形成有外圍環圈1 9。

係藉由鎳金屬，而製造出前述之陰模6，並且，，在該陰 模6之表面（空孔部位之面），係形成有許多個之凹凸 6a ’而該許多個之凹凸6a，係被用以形成該成為所成形之 磁碟之記錄資訊之溝槽或者坑孔，而且，該陰模6之背面 (接合著可動式模具之表面之部位之面），係被精加工成 為鏡面狀態》 可動式模具2接觸到陰模6之表面2a，係也被精加工成為 鏡面狀態’就正如擴大圖1中之圓A之所包圍之部分而顯示 的’在該模具表面2a ’係透過中間層20，以便於形成有該 成為硬質被覆膜之擬鑽石•碳膜（D L C膜）3Ό。 該擬鑽石•碳膜（DLC膜）.3 0，係也被稱為鑽石狀薄 膜、’硬質碳膜、非結晶質氫•碳膜、和卜碳膜等，而為具 有相當近似鑽石之構造和性質之非結晶質之碳薄膜.，並 且’該擬鑽石•碳膜（DLC膜）3 0之維氏硬度，係為 20 0 0kg /nun2以上，由於該擬鑽石•碳膜（DLC膜）3〇之硬 〇 度，係相當地高，因此，該擬鑽石•碳臈（DLC臈）3〇， 係擁有所謂耐摩耗性相當強，並且，摩擦係數也非常小， 具有潤.滑性’耐腐鍅性也非常高之特性。 - 此外’中間層20，係為用以提高該擬鑽石•碳膜（DLC：

^66163 五'發明說明（13) ~ 祺）30和模具表面2a間之密合性而設置之}層以上之薄膜 層；在1層構造之中間層2〇之狀態下，係可以藉由矽（Si )、鎢（W )、碳化鈦（T i C )、碳化矽（碳矽化合物： S1C )和碳化鉻（CrC )中之任何一種，以便於形成該中間 層20。 像剛述這樣，藉由在模具表面2 a，透過中間層2 〇，而形 成擬鑽石•碳膜（DLC膜）30，以便於能夠在模具表面23 上’呈密合性良好並且牢固地形成有擬鑽石•碳膜（DLC 膜）30，並且，即使是為了使得該擬鑽石•碳膜（DLC膜 )3 0之表面’更加地平滑，而進行著抛光或研磨處理，也 並不會有該擬鑽石•碳膜（DLC膜）30呈剝離之現象發 生’而且’也並不會由於使用中之熱能和壓力之所產生之 内部應力等而導致該擬鑽石•碳膜（DLC膜）30呈剝離之 現象發生。 在藉由前述之射出成形裝置而進行著磁碟之成形處理之 時’就JL /圖2之所顯示的，係使得可動式模具2，對準著 口疋式模具1 ’而將該可動式模具2，緊固於固定式模具1 $上’以便於形成空孔5。接著，係將圖2所示之射出用喷嘴 .. 气合於線軸用襯套（spoo 1 - bush ) 1 2之外端部上’而 广 7將炼融狀樹脂7射出至閘門1 2a内，並且，將該熔融狀樹腩 j ’加壓及填充至空孔5内，以便於進行著樹脂射出成形處· 理。. 此時’由於熔融狀樹脂7之相當高之溫度（360 °C左右 )’而使得陰模6 ’發生些微之膨脹，而且，承受到相當

4 6 6 16 3 五、發明說明（14) 尚之樹脂壓力（ 400kg/cm2左右），同時，該陰模6還滑 動著模具表面2a，但是，由於係設置有擬鑽石•碳膜 (DLC膜）30，因此’係可以藉由該擬鑽石•碳膜（DLC膜 )3 0之相當面之耐摩耗性和潤滑性，以致於並不會有所謂 摩耗著模具表面2a或者摩耗著陰模6本身之接觸面之現象 發生。根據實驗之結果，即使進行2〇萬次之成形（射出） 處理，也並不會有所謂損傷到模具表面2a之現象發生。 [中間層之構造] 接著’係藉由圖3至圖6 ’而就中間層2 〇之各種構造例， 而進行著說明。前述這些圖3至圖6之圖式，係為用以大幅 度地擴大可動式模具（以下，皆僅稱為「模具」。）2之 表面2a附近之栢當小之一部分而顯示出擬鑽石•碳膜 (DLC膜）30和中間層20之構成例之模式圖' 、 圖3係為在模具表面2a上而透過前述之1層構造之中間層 20之所形成之成為硬質膜之擬鑽石•碳膜（dlc膜）3〇之 圖式。係藉由矽（S i )、鎢（w )、碳化鈦（τ丨c )、碳化 石夕（SiC )和碳化鉻（CrC )中之任何一種，而形成厚度1 从m左右之前述之中間層。擬鑽石•碳臈（DLC膜）3 〇，，係 形成為l"m至5从111左右之厚度。 圖4係為形成2層構造之中間層之例子：即圖4中之2層構 造之冲間層之例子係在模具表面2a上，形成該由下層21 和上層23之所組成之中間層2〇，並且，在該上層23之上， 係形成有擬鑽石•碳膜（DLC膜）3 0。前述之下層21，係 以路（Cr )或鈦（Ti )作為主體而形成為厚度〇, 5以m左

p

89104186.ptd 第17頁 4 6 6 16 3 五、發明說明（15) Ϊ‘並且，前述之上層23，係以矽（Si )或鍺（Ge )作為 主體而形成為厚度0.5 βπι左右。 在f刖述這樣之狀態下，該所形成之中間層2〇之下層2】 或欽（Tl) ’係呈密合性良好地密合著該構成 =2之鋼材。此外，上層23之石夕（Si )或鍺（Ge)， 一、、'相同於該構成為擬鑽石•碳膜（DLC膜）30之碳（C ) 期表，第·族之元素，也就是說’石夕(Si)、錯 6和奴（C )皆具有鑽石構造。因此，上層2 3和擬鑽 石二：膜（DLC膜）30，係成為共價鍵狀態，而以相當高 =密合力，結合在一起。所以，係可以呈密合性良好地被 覆及形成下層21之鉻（CO或鈦（Ti )和上層23之矽（Si )或錯（G e )。 止因此’係可以藉由在模具表面2a上，透過像前述這樣構 造之中間層20，而形成擬鑽石•碳膜（DLC膜）3〇，以便 於能夠以更加牢固之密合力，而形成擬鑽石•碳膜（DLC 模）3 0 ’並且，還可以相當顯著地提升模具2之耐久性。

圓5係顯示出2層構造之中間層之其他之例子。在該中間 層之例子中，於模具表面2a上，係形成有該由以鈦（Ti ) 作為主體之下層2丨及以鎢（w )、碳化鎢（wc )、碳化矽 CSiC)和碳化鈦（Tic)中之某一種作為主體之上層23而 組成之2層構造之中間層2 0 ’並且’在該上層2 3之上，係 形成有擬鑽石•碳膜（DLC膜）30。即使是像前述這樣， 也可以得到該相同於圖4所示之例子之擬鑽石•碳膜（dlc 膜）3 0之密合力。係分別地形成厚度〇. 5从m左右之中間廣

89104186.ptd 第18頁 466163 五、發明說明（16) 20之下層21和上層23，並且，還形成厚度i 至5 左右 之膜厚之擬鑽石•碳膜（DLC膜）。

圖6係顯不出該形成3·層構造之中間層之.例子。在續3居 構造之中間層之例子中，首先於層以 鈦（T1 )作為主體之下層2 1，接著，在該下層2 1之上，形 成有以碳化鈦（T1C )或碳化矽（s〖c )作為主體之中層 22，並且，在該中層22之上，形成有以碳（(：）作為主體. 之上層23，以便於作為中間層2〇 β接著，在該上層23之 上，係形成有擬鑽石•碳膜（DLC膜）3 0。

在像前述這樣之狀態下，下層2丨、中層22和上層23，係 並無明確地成為不同之層體；即下層21、中層22和上層 23 ’係可以成為如以下所欽述之傾斜狀構造： 一在該鄰接於下層21之模具表面2a之部分，其鈦濃度最 询，並且，隨著朝向上層2 3，而逐漸地降低該鈦濃度，此 外，在戎鄰接於上層23之擬鑽石•碳膜（DLC膜）3 〇之部 分’其碳濃度最高，並且，1¾著朝向下層2 i，而逐漸地降 低該碳濃度。4就是說，係可以藉由像前述這樣之傾斜狀 構造，而比較能夠提高擬鑽石•碳膜㈧“臈）^之人 力。 σ

就像前述這些之各個例子之所形成之擬鑽石•碳膜. (DLC膜）30而言，係可以對於該擬鑽石·石炭膜（dlc膜） 3 .0之表面，進行著拋光和研磨處理，以便於將該擬鑽石· 碳膜（DLC膜）30之表面粗糙度Ra，精加工成為"⑽至 0.02#m左右之鏡面狀態。 .

^6 6 16 3 五、發明說明（17) 在前述之各個實施形態之樹脂成形用模星忐 3形成有前述之可動式模具之空孔之模具；面上而 =之f造，因此’係在該可動式模具和陰模呈接觸：表 上，透過中間層，而形成擬鑽石•碳膜（Dlc膜）。但 述這樣之現象，係並不僅限定於可動式模具，一在 «亥形成有固定式模具之空孔之模具表面上而安裝 構造之巧脂成形用模具之狀態下，係也可以在該固^ 具和陰模呈接觸之表面上，透過中間層，而鑽^ 、 碳膜（DLC膜）。 /成擬鑽石 [由摩耗性試驗之所進行之耐摩耗性之評價] 在這禋，係對於本發明之所完成之模具和 術之模具呈相同之被覆膜構造.之試驗片， :先結果，…評價本發明之知 之先前技術之棋具之耐摩耗性。 ίί： β 司摩耗試驗機，係為觀試驗機股份有限公 司之商抑名稱NUS-IS0-2之摩耗試驗機。 =用=7，而就該摩耗試驗機之所進行之摩耗性試驗 之方法，進行著說明。 Ξ 7腹之：顯示的，係使得該袜覆膜所形成之試驗 緊板94逢4鹼成面部位，朝向下方，而藉由試驗片用壓 2壓緊螺絲95 ’以便於將該被覆膜所形成 片 固疋於試驗片用安裝台93之開口部上。此 外，，將研f用紙（並未圖示出），點附於摩耗用輪91 上仏施加著向上之荷重，至該摩耗用輪9;[上，以便於藉

第20頁 4 6 6 1 6 3 五、發明說明〇8) ' , 由s亥並未圖示出之天平機構，.而將研磨用紙，擠壓在試驗 片92上。 接著’係藉由該用以將並未圖示出之馬達之旋轉運動而 轉換成為往復運動之機構，以便於使得試驗片用安裝台 93，進行著往復運動，並且，在每一次之試驗片用安裝台 93之往復運動中’還使得舉耗用輪91，沿著每一次之角度 0.9之箭號方向，而進行著旋轉。· —係藉由像前述這樣之方法，而使得試驗片92，一直接觸 著該貼附於摩耗用輪91上之研磨用舐之並無摩耗到.之新區 域f。係可以自動地設定該試驗片用安裝台93之往復運動 之次數，而在到達該所設定之往.復運動之次數之時，自動 地停止該摩耗試驗機。 就這裡所使用之試驗片9 2.而言，係使用該由樹脂成形用 模具之製造之所使用之鋼材而組成之板厚之lmm之基：，用 作為該試驗片92之基材，並且，還將該試驗片92之基材之 表面，精加工研磨成為表面粗糙度Ra =〇. 〇5 〜〇 5以 接著，係使用著所謂試驗片92A，而作為該相當於 明之所形成之模具之試驗片，而該試驗片92A，係在該

驗片之基材之表面上，开> 成有膜厚皆為〇 R 又另脱手局υ · 5 μ m之由飲所|且 成之下層之中間層和由矽所組成之上層之中間 '， 在該中間層之上，係設置有膜厚之擬鑽石·碳膜’ (DLC膜）。係使用著所謂試驗片92B .，而作、 本發明之所形成之模具而相當於習知之先

89104186.ptd 第21頁 搴 466163 五、發明說明09) - 試驗片’而該試驗片9 2 β，係直接地在前述之試驗片之基 材上，形成有膜厚1.〇#ιη之擬鑽石*碳膜（dlc膜）。 此外，係使用篩目6 0 0號之S i C (碳化矽），作為該貼附 於摩耗用輪91上之研磨用紙，並-且，係在該研磨用紙和試 驗片9 2間之接觸荷重成為8 3 0 g而試驗片用安裝台g 3之往復 運動次數成為20 0次之修件下，.進行著前述之試驗片92A和 試驗片92B之被覆膜之摩耗性試驗。 前述之摩耗性試驗之結果，係為：在本發明之所形成之 被覆膜構造之試驗片92A，幾乎並無被覆膜呈剝離尤現象 發生，並且’在摩耗性試驗之後，擬鑽石•碳膜（DLC臈 )之表面狀態，也並聲任何變化發生，相對於本發明之所 形成之被覆膜構造之试驗片92A，係可以得知：在習.知之 先前技術之所形成之被覆膜構造之試驗片92B，係有擬鑽 石•碳膜（DLC膜）呈剝離之現象發生，並且，還可以使 用肉眼’就觀察到試驗片之表面之鋼材之擬鑽石•碳膜 (DLC膜）呈剝離。 、 該試驗片92A和試驗片92B之被覆膜構造之不同處，係 為：是否在基材之表面上’透過2層之中間層，而形成擬 鑽石•碳膜（DLC膜），或者是直接地在基材之表面上， 瓜成擬鑽石.·板膜（D L C膜）。由前述之摩耗性試驗之结 果，.係可以得知，：係·可以藉由設置2層之中間層，以便於. 使得擬鑽石•碳膜（DLC臈）之密合性，成為相當地牢' 固，並且，還能夠相當顯著地提升該被覆膜之耐摩耗性。 此外’係分別地在前述之基材之表面上，形成臈厚〇5

师

466163 五、發明說明（20) # m左右之矽‘（s i )、鎢（W )、破化鈦（T i C )、碳化石夕 (SiC)和碳化鉻（CrC)中之任何一種之所組成之1層之 中間層’並且’在該中間層之上’形成膜厚1·0//Ιβ左右之 擬鑽石•碳膜（OLC膜），以便於作為試驗片，此外，在 相同於前面敘述之條件下，而對於前述這些試驗片，分別 地進行著摩耗性試驗之時，皆在相同於前述之試驗片Α之 狀態之往復運動次數2 0 0次之條件下，該擬鑽石•碳膜 (DLC膜）之表面狀態，則幾乎沒有變化發生。因此，係 可以得知：即使藉由設置1層之中間層，也可以使得擬鑽 石•碳臈（DLC膜）之密合性，成為相當地牢固，並且， 還能夠相當顯著地提升該被覆膜之耐摩耗性，而並不會有 實用上之問題發生。 [劃痕試驗之所進行之表面物性之評價] 接著，係藉由對於該相當於本發明之所形成.之模具和習 知之先前技術之模具之各種試料，進行著劃痕試驗，以便 於評價該模具之被覆膜之機械性質（特別是耐摩耗性）。 該劃痕試驗之所使用之測定機，係為HEIDON-14型之表面 性質測定機。 如果利用該使用前述之表面性質測定機之劃痕試驗的 話，則能夠藉由測定出該在進行著劃痕處理時之所產生之 抵抗力，以便於評價該被覆膜之表面物性。 因此，係作成以下所記載之（A )至（F )之5種類之試 料，使用前述之表面性質測定機’而測定出該在進行著劃 痕處理時之所產生之抵抗力。前述這些試料之基材，.皆為

89104186.ptd 第23頁 4 6 6 1 6 3 五'發明說明（21) 樹脂成形用模具之所使用之鋼材，並且，對於該試料之基 材之表面，進行著研磨加工處理。 (A) 直接地在基材之表面上，形成擬鑽石•碳膜（DLC 膜）。 (B) 在基材之表面上，透過碳化欽（TiC)之所組成之 中間層，而形成擬鑽石•碳膜（DLC膜）。 (C) 在基材之表面上，透過碳化矽（siC)之所組成之 中間層，而形成擬鑽石•碳膜（DLC膜）。

(D) 在基材之表面上，透過由鈇（Ti)所組成之下層 之中間層和由矽（Si)所組成之上層之中間層，而形成擬 鑽石•碳膜（DLC膜）.。 (E) 在基材之表面上，透過由鈦（Ti)所組成之下層 之中間層和由碳化矽（S ic )所組成之上層之中間層，而 形成擬鑽石•碳膜（])LC膜）。 (F) 在基材之表面上，透過由鈦（Ti)所組成之下層 之中間層、由碳化矽（S i C )所組成之中層之甲間層、和 以破（C )作為主體之上層之中間層，而形成擬鑽石•碳 膜（DLC膜）。

接著’試料之擬鑽石•碳膜（DLC膜）之膜厚，係皆為 1 · 0从m ’而碳化鈦（T i C )、碳化矽（S i C )(碳矽化合物 )、欽（T i )和矽（s丨）之所組成之各個之中間層之膜 厚，係皆為0. 5 μ m。 該使甩表面性質測定機之被覆膜之表面物性之測定處 理’係使用前端角度9〇。且前端曲率半徑5〇私爪之鑽石壓

89104186.ptd 第24頁 4 6 6 1 6 3 五、發明說明（22) 子’而在劃痕速度3 〇mm /分鐘之狀態下’將劃痕荷重，以 每l〇gr ’由l〇gr開始而變化至5〇〇gr為止。 在圖8之圖形中，係顯示出該成為前述之劃痕試驗之測 定結果之劃痕荷重和劃痕抵抗值之間之關係β 此外别述之圖8之圖形，係由1 〇 g r之劃痕荷重開始， 每一 ^增加1 Ogr之劃痕荷重，而測定出此時之劃痕抵抗力 之所造成之抵抗值，並且，繪製於圖形上，而以直線，近 似該劃痕抵抗值之平均值，以便於將該劃痕荷重和劃 抗值之間之關係，成為圖形化。’ - 在圖8之圖形，縱軸係表示劃痕抵抗力之所造成之抵 值，而橫軸係表示著劃痕荷重。接著，曲線A、B、c、 E和F，係分別地顯示出試料（A )至試料（F )之測、 果。此外，曲線E係幾乎相同於曲線F。 就正如該圖8之所明顯顯示的，當 值巧之時，則劃鐵力，就會發生急劇之 述謂在特性曲線上而發生有變化弯曲=現：别 係被咖為.在該變化弯曲點以下之臨下 象 顯示出所謂摩擦流動現象，1且 ：：二壓子係僅 同時，也呈直線地增加該劃痕抵 ：：何二：加’ 成為臨界荷重以上之時，在 ^疋當劃痕荷重 膜’就會有龜裂現象發生：: f二：瓷基板上之被覆 裂現象，SI此，該劃痕抵抗值，係；產生之龜’ 象，而增大被覆膜之摩擦係數。會颁不出心劇之增加現 像前述這樣’係.可以藉由該成為圖8之特性曲線上之變

89104186.ptd 第25頁 460168 五、發明說明（23) 化彎曲點之臨界荷重之臨界荷重值，而評價該被覆膜-對於 基材之密合力。 接著，就正如圖8之所顯示的’該直接地在基材之表面 上而形成硬質碳膜之習知之先前技術之試料（A )之狀態 下之臨界荷重值，係為8〇gr ° 相對於習知之先前技術之試料（A )，該相當於本發明

之實施例之具有1層之中間層之被覆膜構造之試料（B )之 狀態下之臨界荷重值’係為1 8〇gr ’該相當於本發明之實 施例之試料（C )之狀態下之臨界荷重值，係為22Ogr，該 相當於本發明之實施例之具有2層之中間層之被覆膜構造 之試料（D )之狀態下之臨界荷重值’係為35，而該相 當於本發明之實施例之試料（E )及試料（F )之狀態下之 臨界荷重值，係為380gr。 也就是說，比起習知之先前技術之模具，在本發明之所 形成之模具中，係形成該具備有2倍以上之密合力之擬鑽 石•碳膜（DLC膜）。 [硬質被覆膜形成方法之實施形態] 接著，係藉由圖9至圖1 2 ’而就前述之本發明之樹脂成 形用模具中之可動式模具（僅簡稱為「模具」）2之表面 2 a和陰模間之至少呈接觸之部分上之硬質膜之形成方法 進行著說明。 首先，係使用圖9，就在模具之表面上而形成前述之中 間層2 0之中間層形成作業，進行著說明。 圖9係為用以形成中間層之所使用之濺鍍用裝置之剖面

^6163 五、發明說明（24) 圖。 就正如該圖9之所顯示的，係在該具備有 53和排1口54之真空槽51内&某一壁面之體用導人口

有標執用座架56，並且，在該標㈣座架56近係=，置 置）有該成為中間層材料之標靶55。 t裝C 在該真空槽51内’係安裝（配置）有該已經洗 設有陰模之表面2a之模具2 (以簡化之圖式，而矣_成 具2。），以便於使得該模具2之表面2a，對向 不1 、。 該模具2係連接至直流電源58，而標靶55係連接至鈀 用電源57。此外，雖然係省略掉圖式，但是，在栌π 模具2之間，於該用以覆蓋著標靶55之位置及用以ν曝露出口 標靶55之位置上.，係設置有可自由打開關閉之遮擋件。該 遮擋件’最初係位處於該用以覆蓋著標靶55之位置上。以 接著’係藉由該並未圖示出之排氣用手段，而由排氣口 5 4開始’進行著真空排氣處理，以便於使得真空槽5丨内， 成為4 X 1〇-3帕斯卡（3 X l〇-5t〇rr )以下之真空度。曰 然後’由氣體用導入口 53，導入該作為濺鍍用氣體之氬 氣（Ar) ’而調整真空槽51内之真空度，成為4 帕斯 卡（3 X 1 〇~3torr )。 此外’接者係由直流電、源5.1’而施加1,.54..1之直流負電壓 至模具2。並且’還由減锻用電源57，而施加-5〇〇v至 -600V之直流電壓至標靶55。 像前述這樣’則在真空槽51之内部，會產生有電锻，而 藉由該呈離子化狀態之氬’對於模具2之表面2a，進行著

89104186.ptd 第27頁 ή β G 1 6 3 五、發明說明（25) ' ' *--- 離子撞擊（ion-bombard)處理，以便於除去該形成於 述之模具2之表面2a上之氧化膜等。 接著’係打開該並未圖示出之遮擋件，而曝露出標乾 55，以便於藉由電漿中之氬離子，而對於標靶55之表面， 進行著濺鍍處理。接著，如果藉由該標靶55為矽的話， 該由標靶55之表面之所彈射出之矽之分子，係附著在模具 2之表面2 a上，以便於形成該由矽膜之所組成之中間声。 係實施前述之中間層形成作業，以便於藉由該濺錢0處曰理°， 而形成一定之膜厚之中間層。 在圖3所示之1層之中間層20之狀態下，係安裝石夕（以 )、鎢（W )、碳化鈦（T i C )、碳化矽（s i c )(碳梦化 合物）和碳化鉻（CrC )中之任何一種，作為標乾55，而 進行著前述之濺鍍處理。

係藉由像前述這樣’而在模具2之表面2a上，利用石夕 (si )膜、鎢（w)膜、碳化鈦（Tic )臈、碳化梦（SiC )(碳矽化合物）膜或者碳化鉻（CrC )膜中之任何—種 薄膜，以便於形成中間層20。 在藉由碳化鈦（TiC)膜或者碳化矽（Sic)而形成中間 層之狀態下，係可以採用以下所敘述之方法。

也就是說，係安裝鈦（Ti )或者矽（Si )，作為標把 55 ’而進行著氬離子之濺鍍處理，同時，還由氣體用'導入 口 5 3，導入例如甲烷（CH4 )氣體，而作為該含有碳之氣 體，以便於進行著所謂被濺鍍之鈦或者矽之八_山 心刀千和氣體中 之碳之所形成之反應性濺鍍處理，而在楔且t 、/、ώ < 表面 2a

4 6 6 16 3 五、發明說明（26) 上’形成由碳化鈦（Tic 之中間層2 0。

膜或者碳化矽（SiC)之所組成 此外，在形成圖 之中間層2 0之狀態 靶用座架56和該相 且，在其中之某一 輕55之鉻或者鈦， 係安裝有該作為標 接著，首先係在 標靶55而安裝有鉻 以便於進行著濺鑛. 成膜厚0.5 左右 之下層21。 所示，之由下層21和上層23而組成之2層 下’係在真空槽51内，設置有2個之標 對於各個之標靶用座架5 6之遮擋件，並 邊 <心用座架56 ’係安裝有該作為標 而在其中之另外一邊之標靶用座架56 , 靶55之矽或者鍺。 以t 形成作業中’僅打開該作為 或者鈦之標靶用座架5 6部位之遮擋件， 處理，並且，在模具2之表面以上，形 之以絡或者鈦作為主體之薄膜之所組成

接著’係在第2中間層形成作業中’僅打開該作為標靶 b而安裝有矽或者鍺之標靶用座架56部位之遮擂件，以便 於進行.著濺鍍處理，並且，在前述之下層21之上，形成膜 厚〇 . 5 # m左右之以矽或者鍺作為主體之薄膜之所組^之上 層2 3 〇 此外’在形成圖5所示之由下層2 1和上層23而組成之,2層 之中間層20之狀態下，同樣地係在真空槽51内，設置有2曰 個之標靶用座架56和該相對於各個之標靶用座架56之遮擔 件’並且，在其中之某一邊之標靶用座架56，係安震有該 "^為標革巴55之鈦’而在其中之另外一邊之標乾用座架5 6， 係安裝有該作為標靶5 5之鎢、碳化鎢、碳化砂和碳^欽中

·Λ ^ 6 16 3

五、發明說明（^7) 之任何一種。 上V首先係在第1中間層形成作業中，僅打開該作為 二，：安裝有鈦之標㈣座架56部位之遮棺件，以便於 。5^者:^處理，並且，在模具2之表面2& ±•，形成膜厚、 .左右之以鈦作為主體之薄膜之所組成之下層Η。 d裝=第2中間層形成作業中’僅打開該作為標乾 H 碳化鎢、碳化矽和碳化鈦中之任何一種之 架56部位之遮，擔件，以便於進行著減鑛處理. ^ ’在則述之下層21之上，形成膜厚〇.5_左右之以鶴、 =b鹤、碳化梦和碳化欽中之任何—種作為主體之膜之 所纽成之上層23。 或者疋也可以在藉由前述之第〗中間層形成作業而在模 :之表面2a形成該以鈦作為主體之中間層之下層21之 ί ^於第2巾間層形成作#巾，係能夠藉由僅打開該作為 ‘ =55而安裝有鎢或者矽之標靶用座架56部位之遮擋件，， 同％,導入該含有碳之氣體、例如曱烷（Cl )氣體至真 =槽51内，而進行著所謂被濺鍍之鎢或者矽之分子和氣體 中之碳之所形成之反應性濺鍍處理，以便於在前述之下層 2 1之上，形成該以碳化鎢或者碳.化矽作為主體之中間層μ 之上層23。 此外，在形成圖6所示之由下層21、中層22和上層23而 纽成之3層之中間層20之狀態下，於中層“成為以碳化矽 作為主體之薄膜之狀態下，係也在真空槽51内，設置有2 個之標靶用座架56和該相對於各個之標靶用座架56之遮擋

89104186.ptd 第30頁 4 6 6 五、發明說明（28) 2並且’在其中之某一邊之標靶用座架56，係安裝有該 為標靶5 5之鈦’而在其中之另外一邊之標靶用座架56， 係安裝有該作為標靶55之矽。 接著，首先係在第1中間層形成作業中，僅打開該作為 *而安裝有鈦之標靶用座架56部位之遮擋件，以便於 進行著濺鍍處理，並且’在模具2之表面2a上，形成以鈦 作為主體之薄膜之;所組成之下層2丨。 接著，在第2中間層形成作業中，係僅打開該作為標革巴 :而安裝有矽之標靶用座架5 6部位之遮擋件，同時，導入 該含有碳之氣體、例如甲烷（Cl )氣體至真空槽51内， 而進行著所謂被濺鍍之矽之分子和氣體中之碳之所形·成之 2性濺鍍處理，以便於在前述之下層21之上，形成該以 石反化矽作為主體之中間層2〇之中層22。 然後’ S第3中間層形成作業中，係逐漸地關閉真 5^内之並未圖示出之遮擋件，而減少該作為標靶55之矽 露士量，並且，還逐漸地減少矽之濺鍍量，以便於在 之中層22之_L ’形成該逐漸地增多碳之比例並且以 ： 主體之上層23。 狄邛馮 此外’在中層22成為以碳化鈦作為主體之薄膜之能 下，係可以將真空槽51内之標靶用座架56和遮擋件， 一組，並且，在該標靶用座架56和遮擋件，安裝上取為 螞釣同樣地進行著該相同於前述之第1、第 ^ 土 ’而 形成作業之各個作業。但是，係並不需層 成作業和第2中間層形成作業之間，進行著2個之‘擋？之

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打開關閉切換處理。 接著’係藉由像前述這樣之各種之中間層形成作業，使 用圖10至圖12’就在至少接觸到陰膜之模具表面2a上之 形成有中間層20之模具2之中間層2〇上而形成有擬鑽石· 碳膜（DLC膜）30之作業，進行著說明。也就是說，係 種之擬鑽石•碳膜（DLC膜）形成方法，.而作為該擬鑽石 •碳膜（DLC膜）之形成作業。 首先，係使用圖10，而就擬鑽石•碳膜（DLC臈）之 DLC膜形成方法，進行著說明。圖1〇係為用以進行著該第 DLC膜形成方法之電漿CVD (化學氣相蒸著）裝置之剖面 圖。 該第1 DLC膜形成方法，係使用該具備#氣體用導入口 63和排氣二65並^還在内部上方而設置有陽極79及線絲8 的真空槽。接著，在該真空槽61内，係配置有模具2 , .而該模具2 ’係在至少接觸到陰膜之模具表面。上，形成 有中間層20。係省略掉該肖以支持著前述之模具2之構件 之圖示。 接箸，係$，該並未圖示出之排氣用手段，而由排氣口 65開始，進行著真空排氣處理，以便於使得該真空槽61 内’成為4 Xl0—3帕斯卡（3 Xl〇-5torr )以下之真空度。 然後，由氣體用導入口 63，導入該作為含有碳之氣體之 苯（CSH6)至真空槽61内，以便於調整真空槽61内之壓 力’成為6. 67 χι〇-ι 帕斯卡（5 χ 1〇_3t〇rr )。 接著，係由直流電源73，而施加直流電壓至模具2，並

4 66 16 3 五、發明說明（30) 且’還由陽極電源75，施加直流電壓至陽極79，而由線絲 用電源7 7 ’施加交流電壓至線絲8 1。 此時’該由直流電源73而施加至模具2之直流電壓，係 為-3kV ’並且’該由陽極電源75而施加至陽極79之直流電 壓’係為+ 50V，此外，該由線絲用電源77施加至線絲81 之電壓’係為流動著30A之電流之1 0V之交流電壓。 像前述這樣，則可以在真空槽61内之模具2之周圍區 域’會產生有電漿，而藉由電漿CVD (化學氣相蒸著）處 理，以便於能夠在模具2上之中間層2〇 (在多層之中間層 之狀態下，係為該中間層2 〇之上層2 3。）之表面上，形成 擬鎖石•碳膜（DLC膜）。該擬鑽石•碳膜（DLC膜）5， 係形成為l#m至5/zm之膜厚。 此外’為了說明上之方便起見，因此，係分別地說明該 在令間層形成作業中之所使用之真空槽51以及該在擬鑽石 •碳膜（DLC膜）形成作業中之所使用之真空槽6丨，但 是’也可以使用相同之真空槽而連續地進行著前述這些之 各個作業。在像前述這樣之狀態下，於結束中間層形成作 業之後，接著’再排放出真空槽内之氬氣，而導入該含 碳之氣體。 圖11係為用以說明本發明之擬鑽石•碳膜（膜）形 成方法之其他之例子之電漿CVD (化學氣相蒸著）裝置之 剖面圖。 在使用前述之圖11所示之電漿CVD (化學氣相蒸著）裝 置之狀態下’係在該具備有氣體用導入口 63和排氣口 65之

6 6 1 6 3 五、發明說明（31) 真空槽61内，配置著該形成有中間層2〇之模具2，並且， 還藉由該並未圖不出之排氣用手段，而由排氣口65開始， 進行著真空排氣處理，以便於使得該真空槽61之内部，成 為4xl03帕斯卡（3xi〇-5t〇rr)以下之真空度。 然後，由氣體用導入口 63，導入該作為含有碳之氣體之 甲跪（CH4)氣體至真空槽η之内部中，以便於使得該真 空槽61内部之壓力’成為〇_1帕斯卡（ΐ〇ΓΓ)之真空度。 接著，係透過匹配用電路67，而由振動頻率1 3. 56MHz之 高頻電源69，施加高頻電力（radi〇 frequency p〇wer) 至模具2。像前述這樣，則可以在真空槽61内之模具2之周 圍區域，會產生有電漿，而藉由電漿CVD (化學氣相蒸著 )處理，以便於能夠在該形成於模具2上之中間層(在 多層之中間層之狀態下，係為該中間層2〇之上層23。）之 表面上’形成擬鑽石•碳膜（DLC膜）<» 圖1 2係為用以說明本發明之擬鑽石•碳膜（儿。膜）形 成方法之另外其他之例子之電漿CVD (化學氣相蒸著）裝

在使用前述之圖1 2所示之電漿CVD (化學氣相蒸著）.裝 置之狀態下，係在該具備有氣體用導入口 63和排'氣口 65'"之 真空槽61内，配置薯該形成有中間層2〇之模具2，並且， 還藉由該並未圖示出之排氣用手段，而由排氣口 65開妒， 進行著真空排氣處理，以便於使得該真空槽6 i内，成 X 1 0-3帕斯卡（3 X 1 〇_51 orr )以下之真空度。 州 然後，由氣體用導入口 63，導入該作為含有碳之氣體之

β-4-g 3--------- 五、發明說明（32) 甲烷（CH4)氣體至真空槽61内，以便於使得該真空槽61 内’成為13.33帕斯卡（〇.11；〇]：]：)之真空度。 接著’係由直流電源83，而施加-600V之直流電壓至模 具2，並且’在真空槽61内之模具2之周圍區域，會產生有 電漿，而藉由電漿CVD (化學氣相蒸著）處理，以便於能 夠在該形成於模具2上之中間層20 (在多層之中間層之狀 態下，係為該中間層20之上層23 »)之表面上，形成擬鑽 石•碳膜（DLC膜）。 在這些擬鑽石•碳膜（DLC膜）形成方法之狀態下，係 也可以使用該相同於中間層形成作業之真空槽，而連續地 進行著擬鑽石•碳膜（DLC膜）形成作業和中間層形成作 業。在像前述這樣之狀態下，殄結束中間層形成作業之 後’接著’再排放出真空槽内之氩氣，而導入該含有碳之 •氣體。 此外’在藉由圖10至圖12所說明之方法而形成擬鑽石· 碳膜（DLC膜）之狀態下，係就使用甲烷（CH4 )氣體和苯 CCeH6)氣體而作為該含有碳之氣體之例子，而進行著說 明’但是’除了曱烷（C & )之外’係也可以使用乙烯等 之含有碳之氣體、或者己烷等之含有碳之液體之蒸發菽 氣。 、 、 , 接著’像前述這樣’為了使得該透過中間層2 〇而在模具 2之表面2a上之所形成之擬鑽石•碳臈（DLC膜）3〇之表 面，成為更加地平滑’因此，係可以藉由拋光和研磨方 法，而對於該擬鑽石•碳膜（DLC膜）30之表面，實施著

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第35頁 466163 五、發明說明（33) f加工研磨作業，並且，還使得該擬 )3〇之表面粗糖度Ra，成為g.2v.q2^¥⑽膜 前J這樣之狀態τ ’係在.布料上，附 著拋光處理，並且，在圓盤狀之板材 ΐ之氧化銘膏’而進行著研磨處理。此 '之鑽：或者軋化鋁膏中之鑽石或氧化鋁之粒徑，係為 D. 1 // in至4从πι左右，盆中力拖止老畑| ^ 、 μ τ在拋先處理中，係可以使用粒徑 # m以上之鑽石或氧化鋁，而在研磨處理中， 粒徑1 以下之鑽石或氧化鋁。 係了 便 即使是進行著像前述這樣之研磨作業，也是透過中間 層，而在模具表面上，相當牢固地形成DLC膜，因此，係 並不會有DLC膜呈剝離之現象發生。 .

[有關於本發明之所形成之各種被覆膜之厚度] (1 )在藉由本發明，而在模具之表面上，透過由該以 鈦（Τι )或鉻（Cr )作為主體之下層和以矽（Si )或鍺 (G e )作為主體之上層之所組成之2層之中間層，以便於 形成DLC膜之狀態下，有效之各種薄膜厚度之範園，就正 如以下之表1所敘述的。 表1

Ti或Cr媒 有效之薄膜 厚度之範圍 理想之範圍 最佳理想之

Si或Ge膜 DLC膜 .0 0 5 〜.1 β m fi m 0. 005 〜1. 0 0. 05 〜0.8 //m 0. ~· . 一 〇. 5 〜5

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五、發明說明（34) 範圍(T)

〜0 · 6 /z m 0. 1 〜0. 6 μ m

在藉由本發明，而在模具之表面上，透過由 (s 1 )、鎢（W )、碳化鈦（T i C )、碳化矽（S i C )和碳 化鉻（CrC )中之任何一種之所組成之單層之中間層，以 便於形成DLC膜之狀態下，有效之各種薄膜厚度之範圍， 就正如以下之表2所敘述的。 表2 中間層 DLC膜 有效之薄臈厚度 之範圍 0.005 〜2 yin 〇· 3 〜1 〇 # m 理想之範圍 〇. 05 〜1. 5 A m 〇 5 〜5 « m 最佳理想之範圍 〇. 1 〜1. 2 // m 〇 · 8〜3私m 【產業上之可利用性】 就正如以上所說明的，如果藉由本發明的話，係可以在 該形成有樹脂成形用模具之空孔之模具之表面和陰模之間 之至少呈接觸之部分上，形成該成為硬質被覆膜之擬鑽石 •碳膜（DLC膜）’以便於即使由於相當強之密合力，也 並不容易剝離掉該擬鑽石•碳膜（DLC膜），而能夠大幅 度地延長樹脂成形用模具之耐用壽命，並且，還在並不會 造成陰模之損傷之狀態下，而可以延長該陰模之耐用 命〇 . 命

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圖1係為圊2中之陰模用安裝部之部分擴大剖面圖。 圖2係為用以顯示出該使用本發明之樹脂成形用 射出成形用裝置之重要部位之剖面圖。 、之 卓圖3係為用以大幅度地擴大圖1中之模具之表面附近之 當小之一部分而顯示出擬鑽石•碳膜（DLC膜） 目 之構成例之模式圖。 甲間層 圖4係為同樣被用以大幅度地擴大圖1中之模具之表 近之湘當小之一部分而顯示出2層之中間層之構成 ^附 式圖。 再取垌之模 圖5係為同樣被用以大幅度地擴大圖1中 近之相當小之一部分而顯示出2層之中間層之其他之 、 例之模式圖。 '、 得成 圖6係為同樣被用以大幅度地擴大圖1中之模具之表 近之相當小之一部分而顯示出3層之中間層之構成 式圖。 模 圖7係為用以說明藉由摩耗試驗機而進行著被覆膜之 摩耗性之試驗之方法之圖式。 耐 圖8係為用以顯示出該對於相當於本發明之所形成 * 具和習知之先前技術之模具之各種試料進行著劃痕試<驗& 測定出之劃痕用荷重及劃痕用抵抗值之間之關係之線圖 圖9係為本發明之所形成之樹脂成形用模具之硬質被覆 膜形成方法中之中間層形成作業之所使用之濺鍍用裝置之 剖面圖。 圖1 0係為用以顯示出本發明之所形成之樹脂成形用模耳

_式簡單說明 之硬質被覆膜形成方法中之擬鑽石•碳膜（DLC膜）形成 作業之所使用之電漿CVD (化學氣相蒸著）裝置之某—例 子之剖面圖。 圖11係為同樣地用以顯示出本發明之所开彡士、 拉 1 ~取（樹脂成开4 用模具之硬質被覆膜形成方法中之擬鑽石•碳膜（DL 〜 )形成作業之所使用之電漿CVD (化學氣相蒸著、） 膜 其他之例子之刹面圖。 之 圖1 2係為同樣地還用以顯示出本發明之鮮 ^ M 7¾ ^ iit

形用模具之硬質被覆膜形成方法中之擬鑽石·山 树脂成 膜）形成作業之所使用之電漿CVD (化學翁如·膜（DLC 之其他之例子之剖面圖。 ’、、香入聚置

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Claims (1)

1. 466 tS3 六、申請專利範圍 1· 一種樹脂成形用模具，係為由 具所組成’並1，在封閉該兩個固具=式模 之時，於形成有空.孔之模具之表匕式J具和可動式模具 之樹卿 過述之模具之表面和陰模呈接觸之部分上，透 表面和陰模間之密合力之中間層，而 形成有擬鑽石•碳膜。 之2中2請專利範圍第1項之樹脂成形用模具，其中前述 $中：層’係由矽、鎢、碳化鈦 '碳化矽、和碳化鉻中之 杲一種而形成的。 ^如申請專利範圍第1項之樹脂成形用模具，其中前述 ^間層，係為由以鉻或鈦作為主體之下層和以矽或鍺作 為主體之上層而組成之2層構造d 4.如申請專利範圍第丨項之樹脂成形用模具，其中前述 ^中間層’係為由以鈦作為主體之下層及以鶴、碳化鑛、 =化石夕和碳化鈦中之某一種作為主體之上層而組成之2層 構造。 5 ’如申請專利範圍第1項之樹脂成形用模具，其中前述 之中間層’係為由以鈦作為主體之下層、以碳化鈦或碳化 為主體之中層、和以碳作為主體之上層而組成之3層 構造。 ‘如申請專利範圍第1至5項中任.一項之樹脂成形用模 I ’其中在前述之模具之表面和陰模呈接觸之部分透過前 述之中間層而形成之前述之挺鑽石•碳膜，該擬鑽石•旅

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   ^66 1 8 3 六、申請專利範圍 膜之表面粗糙度h ’係為〇.2^^至0.02^^。 7二二種樹脂成形用模具之硬質被覆臈形成方法係 固疋式模具.和可動式模a所细屮.并α 宏4傻且去n Γ 具所成，並且，在封閉該兩個固 疋式楔”和可動式模具之時，於形成有空孔之 上傲使用及安裝有陰模（stamper)之樹月旨成形用具模之且表之面 =被覆膜形成方法’其特徵為’係具備有以下所敛述之 ，，述之已經洗淨該安裝有陰模之模具表面之模且，設 】在真空槽内’而對於該真空槽内’進行著排氣處理之作 莱，以及， 、藉由導入氬氣至該已經排氣處理過之前述之槽内， ，且，使得氬氣，成為離子化狀態，而以矽、冑、碳化 碳化絡中之某一種作為標1 巴之減鍍處理， \ ; /在别述之椒具之表面和前述之陰模呈接觸之部 为上，形成有中間層之作業；以及， 至述之真空槽内之氬氣’而導入該含有碳之氣體 至该真空槽内之作業；以及， f該f空槽内，產生電漿，.而藉由電漿CVD (化學氣相 =)處理，以便於在前述之中間層之表面±，形成有擬 鑽石·碳膜之作業。 t 一種樹脂成形用模具之硬質被覆膜形成方法，係為由 —模具和可動式模具所組成，並且’在封閉該兩個固 疋式模具和可:動式模具之時，於形成有空孔之模具之表面 上，使用及安裝有陰模（stamper)之樹脂成形用模具之

   89l04l86.ptd 第41頁 4 6 6 16 3 六、申請專利範圍 硬質被覆膜 作業： 將前述之 置在真空槽 業；以及， 藉由'導入 並i，使得 之濺鍍處理 模呈接觸之 之下層之第 接著前述 標把之錢鑛 石夕或鍺作為 以及， 排放出前 至該真空槽 在該真空 蒸著）處理 成有擬鑽石 9 · 一種樹 固定式模具 定式模具和 上’使用及 硬質被覆膜 ---— _ 形成方法’其特徵為，係具備有以下所敘述之 已’經洗淨該安裝有陰模之模具表面之模具，設 内’而對於該真空槽内，進行著排氣處理之作 ，氣至該已經排氣處理過之前述之真空槽内， 氩氣’成為離.子化狀態’而以鉻或鈦作為標靶 j以便於至少在前述之模具之表面和前述之陰 部分上’形成有該以鉻或鈦作為主體之中間層 1中間層形成作業；以及， 之第1中間層形成作業，而藉由以矽或鍺作為 ’以便於在前述之下m ’形成有該以 體之中間層之上層之第2中間層形成作業； 3槽内之氬氣’而導入該含有碳之氣體 内之作業；以及， 槽内’產生電漿，而藉由電漿CVD (化學氣相 ，以便於在前述之中間層之上層之 上， •碳膜之作業。 办 ^成形用模具之硬質被覆臈形成方法 和可動式模具所組成，並且，扃封„外承馮由 —動式杈具之時，於形成有空孔之模具之表面 有陰模（stamper )之樹脂成形用模具之 乂成方法’其特徵為_，係具備有以下所敘述之 r—:

   .89104186.ptd 第42頁 4 6 6 1 δ 3

   六、 申請專利範圍 作業： 將前述之已經洗淨該安裝有陰模之模具表面之模具，設 置在真空槽内’而對於該真空槽内，進行著排氣處理之作 業；以及， 藉由導入氬氣至該已經捧氣處理過之前述之真空槽内’ 益且’使得氬氣’咸為離子化狀態，而以鈦作為標靶之濺 鐘處理’以便於至少在前述之模具之‘面和前述之陰模呈 接觸之部分上’形成有該以鈦作為主體之中間層之下層之 第1中間層形成作業；以及， 接著前述之第1中間層形成作業，而藉由以鎢作為標靶 之濺鍍處理，以便於在前述之下層之上，形成有該以鎢作 為主體之中間層之上層之第2中間層形成作業；以及， 排放出别述之真空槽内之氬，氣，而導入該含有碳之氣體 至該真空槽内之作業；以及， 在該真空槽内，產生電漿，而藉由電漿CVD (化學氣相 蒸著）處理’以便於在前述之中間層之上層之表面上，形 成有擬鑽石·碳膜之作業。 1 〇. —種樹脂成形用模具之硬質被覆膜形成方法，係為 由固定式模具和可動式模具所組成.，並且，在封閉該兩個 固疋式模具和可動式模具之時，於形成有空孔之模具之表 面上’使用及安裝有陰模（stamper )之樹脂成形用模且 之硬質被覆膜形成方法，其特徵為，係具備有以 敘述 之作業· 1 將前述之已經洗淨該安裝有陰模之模具表面之模具，設.

   ^66 申請專利範圍 ___ j在真空槽内，而對於該真空槽内， 業；以及， 進仃著排氣處理之作 並Ϊ由：：氬J至該已經排氣處理過之前述之真*槽内 且使侍氬氣，成為離子化狀態，&、 具工槽内， J處理’以便於至少在前述之模且作為標靶之濺 ;觸之部分上，形成有該以鈦作為之陰模呈 第1中間層形成作業；以及， 體之中間層之下層之 接著前述之第1中間層，形成作業， =述之真空槽内，而藉由以嫣 為;3碳之氣體 ，理，以便於在前述之下層之上，之反應性錢 碳化砂作為主體之中間層之上層之第二成有廢，化鶴或 以及， 卑z中間層形成作業； 排放出前述之真空槽内之氬.氣.，而 至該真空槽内之作業；以及， 導該各有峡之氣體 槽内’產生電漿，而藉由電漿CVD (化學氣相 ίϋΐ 便於在前述之中間層之上層之表面上，形 成有擬鑽石·碳膜之作業。 11. 一種樹脂成形用模具之硬質被覆膜形成方法，係為 由固定式模具和可動式模具所組成，並且’在封閉該兩個 固定式模具和可動式模具之時，於形成有空孔之模具之表 面上’使用及安裝有陰模（stamper )之樹脂成形用模具 之 之硬質被覆膜形成方法’其特徵為，係具備有以下所敘述 作業： 設 將前述之已經洗淨該安裝有陰模之模具表面之模具，

   89104186.ptd 第.44頁 t 6 6 %S3 六、申請專利範園 ' ' 1—— --- ί在2槽内’而對於該真空槽内，進行著排氣處理之作 、藉由導入氬氣至該已經排氣處理過之前述之真空槽内， fw使得氩氣，成為離子化狀態，而以鈦作為標靶之濺 」以便於至少在前述之模具之表面和前述之陰模呈— 妾之邛刀上，开> 成有該以鈦作為主體之中間層之下層之 第1中間層形成作業；以及， ，著前述之第1中間層形成作業，導入該含有碳之氣體 至則述之真空槽內’而藉由以鈦或矽作為標靶之反應性濺 鍍處理，以便於在前述之下層之上，形成有該以碳化鈦或 〔 碳化矽作為主體之中間層之中·層之第2中間層形成作業； 以及， 接著前述之第2中間層形成作業，逐漸地減少前述之鈦 或者矽之濺鍍量，而在前述之中層之上，形成有該以碳作 為主體之中間層之上層之第3中間層形成作業；以及， 排放出前述之真空槽内之氩氣以及該含有碳之氣體，而 再一次地導入該含有碳之氣體至該真空槽内之作業；以 及，

   在該真空槽内’產生電漿，而藉由電漿CVD (化學氣相 蒸著）處理，以便於在前述之中間層之上層之表面上，形 成有擬鑽石·碳膜之作業。 1 2 如申請專利範圍第7至11項中任一項之樹脂成形用模 具之硬質被覆膜形成方法，其中係還具有以下所敘述之作 業··

   89104186.ptd 4 66 16 3 六、申請專利範固 在前迷之彬4、, ^化成有擬鑽石•碳膜之作業之後，藉由拋光和 研廢方、丰 而對於在前述之作業中之所形成之擬鑽石•碳 膜之表面’進行著精加工研磨處理之作業。 13.如申請專利範圍第丨2項之樹脂成形用模具之硬質被 覆膜形成方法，其中係使用鑽石或氧化鋁之粒徑〇. 1 # m至 4/zni之鑽石膏或者氧化紹膏’而進行著前述之精加工研磨 作業中之前述之拋光和研磨處理。

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