JP2000135718A - Composite stamper - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンパクト
ディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶ
Ｄ）、レーザーディスク（ＬＤ）、ミニディスク（Ｍ
Ｄ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）等の光
ディスク又は光・磁気ディスクや、微細レンズを有する
導光板等の成形時に、これらにトラッキング溝や微細レ
ンズ等の微細なパターンを転写するために金型に取り付
けられるスタンパに関する。The present invention relates to a compact disc (CD), a digital video disc (DV), and the like.
D), laser disc (LD), mini disc (M
D) When molding an optical disk such as a magnet optical disk (MO) or an optical or magnetic disk, or a light guide plate having a fine lens, a mold for transferring a fine pattern such as a tracking groove or a fine lens to the mold. Regarding the stamper to be attached.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上記光ディスク、光・磁気ディスクや導
光板等は、表面にトラッキング溝や微細レンズ等の微細
なパターンを有するもので、通常、当該パターンに対応
するパターンを有する金属スタンパを金型内の所定位置
に取り付け、樹脂の射出成形又は射出圧縮成形によって
製造されている。2. Description of the Related Art The above-mentioned optical disk, optical / magnetic disk, light guide plate and the like have a fine pattern such as a tracking groove or a fine lens on the surface, and usually a metal stamper having a pattern corresponding to the pattern is used in a mold. It is manufactured by resin injection molding or injection compression molding.
【０００３】上記金属スタンパは、必要なパターンを形
成したガラス製等のマスター型の表面に、電鋳加工法等
によってニッケル等の金属を堆積させ、この金属堆積層
をマスター型より剥離することで、上記パターンが転写
された金属シートとして製造されている。[0003] The metal stamper is formed by depositing a metal such as nickel on the surface of a master mold made of glass or the like on which a required pattern is formed by an electroforming method or the like, and peeling the metal deposition layer from the master mold. , Is manufactured as a metal sheet to which the above pattern is transferred.
【０００４】ところで、上記金属スタンパを用いた場
合、転写すべきパターンが細かいものとなると、転写性
が低下することから、これを補うために金型温度を上げ
たり射出圧力や保圧圧力を高くすることが必要になり、
成形サイクルの遅延、反りの発生等の問題を生じてい
る。In the case where the metal stamper is used, if the pattern to be transferred becomes fine, the transferability is reduced. To compensate for this, the mold temperature must be increased or the injection pressure or holding pressure must be increased. Need to be
Problems such as delay of molding cycle and occurrence of warpage are caused.
【０００５】従来、上記の問題を解決するために、金属
スタンパの厚みを０．１〜５ｍｍとすると共に、この金
属スタンパを、熱伝導率が１．０×１０-4〜９．０×１
０-4ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ・℃で、厚みが１０〜１３０
μｍの断熱材を背面に介在させて金型に取り付けること
が提案されている（特開平９−１２３２２３号公報）。Conventionally, in order to solve the above-mentioned problem, the thickness of the metal stamper is set to 0.1 to 5 mm, and the metal stamper has a thermal conductivity of 1.0 × 10 -4 to 9.0 × 1.
0 -4 cal / sec · cm · ℃ , thickness 10 to 130
It has been proposed to attach a heat insulating material of μm to a mold with a back surface interposed therebetween (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-123223).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等の知見によると、上記従来の提案のような所要の金
属スタンパを所要の断熱材を介して金型に取り付けて
も、満足できる転写性の向上は望めないものである。However, according to the findings of the present inventors, satisfactory transferability can be obtained even when a required metal stamper as in the above-mentioned conventional proposal is mounted on a mold via a required heat insulating material. Improvement cannot be expected.
【０００７】即ち、転写性の低下は、金型内に射出され
た溶融樹脂が金属スタンパのパターン面と接触した時
に、金属スタンパと接触した溶融樹脂の表面が瞬時に冷
却されて、パターン面に十分密着する前に流動性を失
い、微細なパターンの細かな凹部にまで入り込めなくな
ることによって生じると考えられる。上記従来の提案で
は、全体が熱伝導率の高い金属で構成された金属スタン
パをそのまま使用しており、その背面に断熱材を介在さ
せてはいるが、金属スタンパと金型内の樹脂の熱が均衡
するまで、急速に樹脂の冷却が進行することになる。従
って、断熱材を介在させない場合に比して多少の転写性
の向上は得られても、大きな転写性の向上にはなりにく
いものである。That is, when the molten resin injected into the mold comes into contact with the pattern surface of the metal stamper, the surface of the molten resin contacted with the metal stamper is instantaneously cooled, and the transferability is reduced. This is considered to be caused by the loss of fluidity before sufficient adhesion and the inability to penetrate into fine concave portions of a fine pattern. In the above conventional proposal, a metal stamper entirely made of a metal having a high thermal conductivity is used as it is, and a heat insulating material is interposed on the back of the metal stamper. Cooling of the resin will proceed rapidly until is balanced. Therefore, even if the transferability is somewhat improved as compared with the case where the heat insulating material is not interposed, it is difficult to greatly improve the transferability.
【０００８】本発明は、このような従来の問題点を解消
するもので、スタンパを用いた微細なパターンの転写を
伴う樹脂の射出成形又は射出圧縮において、一般的な金
型温度と射出圧力や保圧圧力であっても、パターンの高
い転写性が容易に得られるようにすることを目的とす
る。The present invention solves such a conventional problem. In the injection molding or injection compression of a resin accompanied by the transfer of a fine pattern using a stamper, a general mold temperature, injection pressure, and the like are used. It is an object of the present invention to easily obtain high transferability of a pattern even at a holding pressure.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】このために本発明は、樹
脂の射出成形もしくは射出圧縮成形に用いられるスタン
パにおいて、熱伝導率及び厚みがそれぞれ０．００２ｃ
ａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下及び１００〜１０００μｍ
の樹脂断熱層の表面に転写すべきパターンが形成されて
おり、この樹脂断熱層の裏打ち層として厚さ０．１ｍｍ
以上の金属が一体に設けられていることを特徴とする複
合スタンパを提供するものである。According to the present invention, there is provided a stamper used for injection molding or injection compression molding of a resin, which has a thermal conductivity and a thickness of 0.002c, respectively.
al / cm · sec · ° C or less and 100 to 1000 µm
A pattern to be transferred is formed on the surface of the resin heat insulating layer, and a thickness of 0.1 mm is used as a backing layer of the resin heat insulating layer.
The present invention provides a composite stamper characterized in that the above metals are provided integrally.
【００１０】また、本発明は、上記樹脂断熱層が、鉛筆
硬度Ｈ以上の耐傷付き性を有する樹脂表面層と、鉛筆硬
度Ｈ未満の耐傷付き性の樹脂内層とから構成されている
ことを特徴とする複合スタンパ、及び、上記樹脂断熱層
の表面に、厚み０．１〜１００μｍで、鉛筆硬度Ｈ以上
の耐傷付き性を有し、成形品に転写すべきパターンが形
成された金属表面層が設けられていることを特徴とする
複合スタンパを提供するものでもある。The present invention is also characterized in that the resin heat-insulating layer comprises a scratch-resistant resin surface layer having a pencil hardness of H or more and a scratch-resistant resin inner layer having a pencil hardness of less than H. And a metal surface layer having a thickness of 0.1 to 100 μm, a scratch resistance of pencil hardness H or more, and a pattern to be transferred to a molded product formed on the surface of the resin heat insulating layer. The present invention also provides a composite stamper characterized by being provided.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る複合スタン
パの第１の例を示す断面図である。本複合スタンパにお
いては、表面側が樹脂断熱層１で、この樹脂断熱層１の
表面に転写すべきパターンが形成されている。また、樹
脂断熱層１の背面側には、裏打ち層２が一体に設けられ
ている。FIG. 1 is a sectional view showing a first example of a composite stamper according to the present invention. In the present composite stamper, the resin heat insulating layer 1 is on the surface side, and a pattern to be transferred to the surface of the resin heat insulating layer 1 is formed. On the back side of the resin heat insulating layer 1, a backing layer 2 is provided integrally.
【００１２】樹脂断熱層１は、転写すべきパターン面を
構成すると同時に、このパターン面に接した溶融樹脂の
表面が急冷されるのを防止し、金型内の溶融樹脂の表面
が流動性を維持したまま、パターン面に対して十分密着
されるようにするためのものである。The resin heat-insulating layer 1 constitutes a pattern surface to be transferred, and at the same time, prevents the surface of the molten resin in contact with the pattern surface from being rapidly cooled, so that the surface of the molten resin in the mold has fluidity. This is for ensuring sufficient contact with the pattern surface while maintaining it.
【００１３】樹脂断熱層１としては、接触した溶融樹脂
の急冷を防止するために、熱伝導率が０．００２ｃａｌ
／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下であることが必要である。熱伝
導率が０．００２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃を超える場
合、この樹脂断熱層１に接触した溶融樹脂の冷却が早ま
り、転写性の向上が得にくくなる。また、樹脂断熱層１
の厚み（パターンの凹部部分で測定した厚み）は、１０
０〜１０００μｍであることが必要で、１５０〜５００
μｍであることが好ましい。厚みが１００μｍ未満で
は、金型内の溶融樹脂の熱が、樹脂断熱層１を介して、
裏打ち層２から金型へと逃げやすく、接触した溶融樹脂
の急冷を押えにくくなる。また、厚みが１０００μｍを
超えると、金型の冷却時間が長くなって成形サイクルが
遅延しやすくなる。The thermal insulation layer 1 has a thermal conductivity of 0.002 cal in order to prevent rapid contact cooling of the molten resin.
/ Cm · sec · ° C. or less. When the thermal conductivity exceeds 0.002 cal / cm · sec · ° C., the cooling of the molten resin in contact with the resin heat-insulating layer 1 is accelerated, and it becomes difficult to improve transferability. In addition, the resin heat insulating layer 1
(The thickness measured at the concave portion of the pattern) is 10
0-1000 μm, and 150-500
μm is preferred. When the thickness is less than 100 μm, the heat of the molten resin in the mold is
It is easy to escape from the backing layer 2 to the mold, and it is difficult to suppress rapid cooling of the contacted molten resin. On the other hand, when the thickness exceeds 1000 μm, the cooling time of the mold becomes long, and the molding cycle is easily delayed.
【００１４】樹脂断熱層１の構成樹脂としては、上記熱
伝導率と、成形環境に耐える耐熱性及び機械的強度が得
られるものであれば特に制限はないが、ポリイミドが適
している。ポリイミドとしては、例えばピロメリット酸
系ポリイミド、ビフェニルテトラカルボン酸系ポリイミ
ド、トリメリット酸を用いたポリアミドイミド、ビスマ
レイミド系樹脂（ビスマレイミド／トリアジン系等）、
ベンゾフェノンテトラカルボン酸系ポリイミド、アセチ
レン末端ポリイミド、熱可塑性ポリイミド等を挙げるこ
とができる。また、これらのポリイミドの変性物、各種
ブレンド物を用いることもできる。例えば、エポキシ基
等で変性したポリイミドや、エポキシ基含有物とのブレ
ンド物を用いることができる。The constituent resin of the resin heat-insulating layer 1 is not particularly limited as long as the above-mentioned thermal conductivity, heat resistance and mechanical strength that can withstand the molding environment can be obtained, but polyimide is suitable. As the polyimide, for example, pyromellitic acid-based polyimide, biphenyltetracarboxylic acid-based polyimide, polyamideimide using trimellitic acid, bismaleimide-based resin (bismaleimide / triazine-based),
Benzophenone tetracarboxylic acid-based polyimide, acetylene-terminated polyimide, thermoplastic polyimide, and the like can be given. Modified products of these polyimides and various blends can also be used. For example, a polyimide modified with an epoxy group or the like, or a blend with an epoxy group-containing substance can be used.
【００１５】樹脂断熱層１は、熱伸縮によるパターンの
変形を防止するために、熱膨張係数が５×１０-5以下で
あることが好ましく、更に好ましくは熱膨張係数が４×
１０-4以下のものである。また、同様の理由から、ガラ
ス転移温度が１５０℃以上であることが好ましい。更
に、裏打ち層２との剥離を防止するためには、樹脂断熱
層１の熱望長係数が裏打ち層２の熱膨張係数の３倍以下
かつ０．５倍以上であることが好ましく、更に好ましく
は２倍以下０．６倍以上である。The resin heat-insulating layer 1 preferably has a coefficient of thermal expansion of 5 × 10 −5 or less, and more preferably has a coefficient of thermal expansion of 4 × 10 −5 , in order to prevent pattern deformation due to thermal expansion and contraction.
It is 10 -4 or less. For the same reason, the glass transition temperature is preferably 150 ° C. or higher. Further, in order to prevent peeling from the backing layer 2, the heat-desired length coefficient of the resin heat-insulating layer 1 is preferably 3 times or less and 0.5 times or more, more preferably, the thermal expansion coefficient of the backing layer 2. It is 2 times or less and 0.6 times or more.
【００１６】裏打ち層２は、上記樹脂断熱層１を背面か
ら補強して、パターンの変形を防止すると共に、取り扱
い性を向上させるためのもので、金属で構成されてい
る。裏打ち層２の厚みは、確実な補強作用を得る上で、
０．１ｍｍ以上であることが必要である。裏打ち層２を
構成する金属としては、鉄、鉄を５０重量％以上含む鋼
材、アルミニウム、アルミニウムを５０重量％以上含む
合金、ニッケル、クロム、銅、銅合金、亜鉛合金等を用
いることができる。The backing layer 2 reinforces the resin heat-insulating layer 1 from the back to prevent deformation of the pattern and improve handleability, and is made of metal. The thickness of the backing layer 2 is to obtain a reliable reinforcing action.
It needs to be 0.1 mm or more. As the metal constituting the backing layer 2, iron, a steel material containing 50% by weight or more of iron, aluminum, an alloy containing 50% by weight or more of aluminum, nickel, chromium, copper, a copper alloy, a zinc alloy, or the like can be used.
【００１７】次に、第１の例に係る複合スタンパの製造
方法を説明する。Next, a method of manufacturing the composite stamper according to the first example will be described.
【００１８】まず、成形品に付すべきパターンを形成し
たマスター型を用意する。このマスター型は、通常ガラ
ス製であるが、鋼等の金属製であってもよい。First, a master mold having a pattern to be formed on a molded product is prepared. This master mold is usually made of glass, but may be made of metal such as steel.
【００１９】マスター型のパターン側の表面に必要に応
じて薄く離型剤を塗布する。マスター型と樹脂断熱層１
の構成樹脂が非接着性であれば離型剤の塗布は不要であ
るが、両者間に接着性がある場合、樹脂断熱層１を剥離
しやすくするために離型剤を塗布することが好ましい。
離型剤を塗布する場合、マスター型のパターン形状の正
確な転写を阻害しないよう、１μｍ以下の塗布厚みとす
ることが好ましく、更に好ましくは０．１μｍ以下の塗
布厚みとする。A release agent is applied thinly on the pattern side surface of the master mold, if necessary. Master mold and resin insulation layer 1
If the constituent resin is non-adhesive, it is unnecessary to apply a release agent, but if there is adhesiveness between the two, it is preferable to apply a release agent to facilitate peeling of the resin heat insulating layer 1. .
When applying a release agent, the coating thickness is preferably 1 μm or less, more preferably 0.1 μm or less, so as not to hinder accurate transfer of the pattern shape of the master mold.
【００２０】次いで、マスター型のパターン側の表面
に、樹脂断熱層１の構成樹脂の前駆体（例えば前記ポリ
イミドの前駆体溶液）を塗布し、加熱して硬化させる。Next, a precursor of the constituent resin of the resin heat insulating layer 1 (for example, a precursor solution of the polyimide) is applied to the surface on the pattern side of the master mold, and is cured by heating.
【００２１】上記加熱硬化後、マスター型に付着したま
まの樹脂断熱層１の背面を切削や研磨により平滑化及び
平面化する。この平滑化と平面化は、裏打ち層２の良好
な接着状態を得やすくすると共に、樹脂断熱層１の背面
に残る凹凸が樹脂断熱層１の表面に影響してパターン形
状が乱れるのを防止するためのものである。After the above-mentioned heat curing, the back surface of the resin heat-insulating layer 1 which is still attached to the master mold is smoothed and flattened by cutting or polishing. This smoothing and flattening makes it easy to obtain a good adhesion state of the backing layer 2 and also prevents irregularities remaining on the back surface of the resin heat-insulating layer 1 from affecting the surface of the resin heat-insulating layer 1 and disturbing the pattern shape. It is for.
【００２２】上記平滑化及び平面化した樹脂断熱層１の
背面に、金属シートを接着剤を用いて接着し、裏打ち材
２を一体に付設する。接着剤としては、例えばエポキシ
系接着剤を用いることができる。そして、この裏打ち材
２の付設後、マスター型から樹脂断熱層１を剥離するこ
とで本複合スタンパを得ることができる。A metal sheet is adhered to the back surface of the smoothed and flattened resin heat insulating layer 1 using an adhesive, and a backing material 2 is integrally provided. As the adhesive, for example, an epoxy-based adhesive can be used. After the backing material 2 is attached, the composite stamper can be obtained by removing the resin heat insulating layer 1 from the master mold.
【００２３】上記説明においては、樹脂断熱層１の構成
樹脂を加熱硬化させて背面の平滑化及び平面化処理を行
ってから接着剤で金属シートを接着しているが、金属シ
ートの接着は、樹脂断熱層１の構成樹脂の塗布後、加熱
硬化させる前に金属シートを平らに押し付け、金属シー
トを圧接させた状態で加熱硬化させることで行うことも
できる。また、平滑化及び平面化処理した樹脂断熱層１
の背面に、スパッタリング処理等で金属の導電膜を形成
し、電解メッキによってニッケル、銅、クロム等を堆積
させることで裏打ち層２の付設を行うこともできる。In the above description, the constituent resin of the resin heat insulating layer 1 is heated and cured to perform the smoothing and flattening of the back surface, and then the metal sheet is bonded with an adhesive. After applying the constituent resin of the resin heat-insulating layer 1 and before heat-curing, the metal sheet may be pressed flat and heat-cured while the metal sheet is pressed against the metal sheet. In addition, the resin heat insulating layer 1 which has been smoothed and planarized
A backing layer 2 can be provided by forming a metal conductive film on the back surface of the substrate by sputtering or the like and depositing nickel, copper, chromium, or the like by electrolytic plating.
【００２４】次に、図２に基づいて、本発明に係る複合
スタンパの第２の例を説明する。Next, a second example of the composite stamper according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００２５】本例の複合スタンパは、樹脂断熱層１が、
樹脂内層１ａと、樹脂内層１ａの表面に一体に設けられ
た樹脂表面層１ｂとから構成されている。この樹脂内層
１ａと樹脂表面層１ｂは、両者共に熱伝導率が０．００
２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下の樹脂で構成されてい
るものである。樹脂内層１ａは、図１で説明した樹脂断
熱層１と同様の材料で同様にして形成されるものであ
り、また樹脂内層１ａと樹脂表面層１ｂとからなる樹脂
断熱層１の背面に裏打ち層２が一体に設けられている点
は図１で説明したものと同じである。In the composite stamper of this embodiment, the resin heat insulating layer 1
It is composed of a resin inner layer 1a and a resin surface layer 1b integrally provided on the surface of the resin inner layer 1a. Both the resin inner layer 1a and the resin surface layer 1b have a thermal conductivity of 0.00.
It is made of a resin of 2 cal / cm · sec · ° C. or less. The resin inner layer 1a is formed of the same material as the resin heat insulating layer 1 described with reference to FIG. 1, and a backing layer is provided on the back surface of the resin heat insulating layer 1 composed of the resin inner layer 1a and the resin surface layer 1b. 2 is provided integrally, which is the same as that described with reference to FIG.
【００２６】樹脂表面層１ｂは、パターン面に接した溶
融樹脂の表面が急冷されるのを防止する樹脂断熱層１の
一部であると同時に、パターン面の傷付きを保護するも
ので、鉛筆硬度Ｈ以上の耐傷付き性を有する樹脂層であ
る。また、樹脂表面層１ｂは、成形時に使用する樹脂や
マスター型との離型性をも兼ね備えていることが好まし
い。The resin surface layer 1b is a part of the resin heat-insulating layer 1 for preventing the surface of the molten resin in contact with the pattern surface from being quenched, and at the same time protects the pattern surface from being scratched. It is a resin layer having a scratch resistance of hardness H or more. Further, it is preferable that the resin surface layer 1b also has releasability from a resin used in molding and a master mold.
【００２７】樹脂表面層１ｂを構成する樹脂としては、
シリコーン系ハードコート剤、特にシリコーン系ハード
コート剤にエポキシ系物質を配合したものが好ましい。
具体的にはポリシロキサンとエポキシ樹脂を主成分とす
るハードコート剤を挙げることができる。The resin constituting the resin surface layer 1b includes
A silicone-based hard coat agent, particularly one obtained by blending an epoxy-based substance with a silicone-based hard coat agent is preferable.
Specifically, a hard coating agent containing polysiloxane and an epoxy resin as main components can be mentioned.
【００２８】本例における樹脂断熱層１の全体厚みは、
第１の例で説明したように、１００〜１０００μｍであ
ることが必要で、１５０〜５００μｍであることが好ま
しいが、樹脂表面層１ｂの厚みが０．１〜１００μｍ
で、残部が樹脂内層１ａであることが好ましい。樹脂表
面層１ｂの厚みが０．１μｍ未満では、十分な表面保護
を図りにくく、また厚みが１００μｍを超えると、熱伸
縮によって亀裂が生じやすくなる。The overall thickness of the resin heat-insulating layer 1 in this example is:
As described in the first example, the thickness is required to be 100 to 1000 μm, preferably 150 to 500 μm, but the thickness of the resin surface layer 1 b is 0.1 to 100 μm.
Preferably, the remainder is the resin inner layer 1a. When the thickness of the resin surface layer 1b is less than 0.1 μm, it is difficult to sufficiently protect the surface, and when the thickness exceeds 100 μm, cracks are easily generated due to thermal expansion and contraction.
【００２９】樹脂表面層１ｂの構成樹脂には、粒径が
０．００１〜１μｍの酸化珪素、炭酸カルシウム、タル
ク等の微粉末を、固形分比で０．１〜５０重量％添加す
ることができる。このような微粉末の添加によって、パ
ターンの表面に更に微細な凹凸を形成することができ、
これによってこのパターンが転写された成形品における
光透過率等の光学的特性を調整することができる。To the constituent resin of the resin surface layer 1b, a fine powder of silicon oxide, calcium carbonate, talc or the like having a particle diameter of 0.001 to 1 μm may be added in a solid content ratio of 0.1 to 50% by weight. it can. By the addition of such fine powder, it is possible to form finer irregularities on the surface of the pattern,
This makes it possible to adjust optical characteristics such as light transmittance of the molded product on which the pattern is transferred.
【００３０】尚、樹脂断熱層１における樹脂内層１ａは
図１で説明した樹脂断熱層１と同様の樹脂で同様に形成
されるものであり、裏打ち材２は、図１で説明した裏打
ち材２と同様である。The resin inner layer 1a of the resin heat-insulating layer 1 is formed of the same resin as the resin heat-insulating layer 1 described in FIG. 1, and the backing material 2 is the same as the backing material 2 described in FIG. Is the same as
【００３１】上記第２の例に係る複合スタンパの製造
は、マスター型の表面に、樹脂表面層１ｂの構成樹脂の
前駆体溶液を塗布し、これを加熱硬化させた後、前記第
１の例と同様にして、樹脂内層１ａと裏打ち層２を順次
形成することで行うことができる。この樹脂表面層１ｂ
の構成樹脂の前駆体溶液を塗布する前に、必要に応じて
離型剤を塗布しておくのは第１の例と同様である。In the production of the composite stamper according to the second example, a precursor solution of the constituent resin of the resin surface layer 1b is applied to the surface of the master mold, and the precursor solution is cured by heating. In the same manner as described above, it can be performed by sequentially forming the resin inner layer 1a and the backing layer 2. This resin surface layer 1b
It is the same as the first example that a release agent is applied as necessary before applying the precursor solution of the constituent resin.
【００３２】更に、図３に基づいて本発明に係る複合ス
タンパの第３の例を説明する。Further, a third example of the composite stamper according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００３３】本例の複合スタンパは、樹脂断熱層１の表
面に一体に設けられた金属表面層３を有するものとなっ
ている。樹脂断熱層１と裏打ち層２はそれぞれ図１で説
明したものと同じである。The composite stamper of this embodiment has a metal surface layer 3 provided integrally on the surface of the resin heat insulating layer 1. The resin heat insulating layer 1 and the backing layer 2 are the same as those described in FIG.
【００３４】金属表面層３は、パターン面の傷付きを保
護するためのもので、鉛筆硬度Ｈ以上の耐傷付き性を有
する金属で構成されているものである。この金属の具体
例としては、ニッケル、クロム、シリコン、シリコン化
合物等を挙げることができる。The metal surface layer 3 is for protecting the pattern surface from being scratched, and is made of a metal having a scratch resistance of pencil hardness H or higher. Specific examples of the metal include nickel, chromium, silicon, and a silicon compound.
【００３５】金属表面層３は、厚みが０．１〜１００μ
ｍであることが必要である。厚みが０．１μｍ未満で
は、十分な表面保護を図りにくく、また厚みが１００μ
ｍを超えると、熱伝導率の高い金属製であることから、
成形時の樹脂の急冷を防止しにくくなる。The metal surface layer 3 has a thickness of 0.1 to 100 μm.
m. If the thickness is less than 0.1 μm, it is difficult to achieve sufficient surface protection, and the thickness is less than 100 μm.
m, it is made of metal with high thermal conductivity,
It becomes difficult to prevent rapid cooling of the resin during molding.
【００３６】上記第３の例に係る複合スタンパの製造
は、マスター型（通常ガラス製）の表面に、スパッタリ
ングやプラズマＣＶＤ処理等で金属表面層３を形成した
後に、前記第１の例と同様にして樹脂断熱層１と裏打ち
層２を形成することで行うことができる。プラズマＣＶ
Ｄ処理で金属表面層３を形成する場合の原料ガスとして
は、例えばＳｉ、Ｃ及びＨを含む化合物、例えばメチル
シラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン等を用いる
ことができる。また、シラン形化合物と炭化水素を用い
ることもできる。The composite stamper according to the third example is manufactured by forming a metal surface layer 3 on the surface of a master mold (usually made of glass) by sputtering or plasma CVD, and then performing the same process as in the first example. To form a resin heat insulating layer 1 and a backing layer 2. Plasma CV
As a source gas for forming the metal surface layer 3 by the D treatment, for example, a compound containing Si, C, and H, for example, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, or the like can be used. Further, a silane compound and a hydrocarbon can be used.
【００３７】本発明に係る複合スタンパにおいて、金型
との接触面となる裏打ち層２の背面は、耐摩耗性等を向
上させるために、表面硬度を向上させる加工を施してお
くことが好ましい。In the composite stamper according to the present invention, the back surface of the backing layer 2, which is the contact surface with the mold, is preferably subjected to a process for improving the surface hardness in order to improve the wear resistance and the like.
【００３８】本発明に係る複合スタンパは、一般の射出
成形又は射出圧縮成形に用いられる。成形材料には特に
制限はなく、例えばＰＭＭＡ、ＧＰＰＳ、ＡＳ、ＡＢ
Ｓ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＣ等、結晶性であるか非結晶性であ
るかによらず適用することができる。成形に際しては、
射出充填途中での溶融樹脂の冷却固化を防止するために
高速で射出することが好ましく、また本発明の複合スタ
ンパによる転写性の向上が得やすいことから、射出圧縮
成形に用いることが好ましい。本発明に係る複合スタン
パは、通常、固定型側に取り付けられるが、可動型側に
取り付けることもできる。The composite stamper according to the present invention is used for general injection molding or injection compression molding. The molding material is not particularly limited. For example, PMMA, GPPS, AS, AB
S, PP, PE, PC, etc. can be applied regardless of whether they are crystalline or non-crystalline. When molding,
It is preferable to inject at a high speed in order to prevent the cooling and solidification of the molten resin during injection filling, and it is preferable to use it for injection compression molding because the transferability of the composite stamper of the present invention can be easily improved. The composite stamper according to the present invention is usually mounted on the fixed mold side, but can also be mounted on the movable mold side.
【００３９】[0039]
【実施例】実施例１ 図４に示されるようなピッチ１μｍ、深さ１μｍの断面
三角形状の凹凸パターンを有するガラス製のマスター型
の表面に、直鎖型ポリイミドの前駆体であるポリイミド
ワニス（東レ社製「トレニース＃３０００」）を塗布
し、加熱硬化させて樹脂断熱層を形成した後、この樹脂
断熱層の背面を研削平滑化すると共に、樹脂断熱層の厚
みが３００μｍになるように調整した。次に、平滑化し
た樹脂断熱層の背面に、裏打ち層として厚み１ｍｍの金
属板をエポキシ系接着剤で接着一体化した後、マスター
型から剥離して複合スタンパを得た。得られた複合スタ
ンパのパターンを表面粗さ計（東京精密社製）で測定し
たところ、ピッチ１μｍ、深さ１μｍで凹凸パターンが
形成されていることが確認された。EXAMPLE 1 A polyimide varnish (a precursor of a linear polyimide) was coated on the surface of a glass master mold having a concave-convex pattern having a triangular cross section with a pitch of 1 μm and a depth of 1 μm as shown in FIG. After coating and heat-curing to form a resin heat-insulating layer, the back surface of the resin heat-insulating layer is ground and smoothed, and the thickness of the resin heat-insulating layer is adjusted to 300 μm. did. Next, a metal plate having a thickness of 1 mm was adhered and integrated with an epoxy-based adhesive as a backing layer on the back surface of the smoothed resin heat insulating layer, and then separated from the master mold to obtain a composite stamper. When the pattern of the obtained composite stamper was measured with a surface roughness meter (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), it was confirmed that an uneven pattern was formed at a pitch of 1 μm and a depth of 1 μm.
【００４０】得られた複合スタンパを、厚さ２ｍｍの板
状成形品を成形する金型の片面に装着し、射出成形機
（日精樹脂工業社製「ＦＳ８０」）で成形を行った。成
形はＰＭＭＡ（旭化成工業社製「デルペット８０Ｎ」）
を用い、樹脂温度２４０℃、金型温度６０℃で行った。The obtained composite stamper was mounted on one side of a mold for molding a plate-like molded product having a thickness of 2 mm, and was molded by an injection molding machine (“FS80” manufactured by Nissei Plastics Industries, Ltd.). Molding is PMMA ("Delpet 80N" manufactured by Asahi Kasei Corporation)
And at a resin temperature of 240 ° C. and a mold temperature of 60 ° C.
【００４１】得られた成形品のパターン転写面を表面粗
さ計で測定し、成形品のパターン深さｄと複合スタンパ
のパターン深さＤとから、（ｄ／Ｄ）×１００によって
転写率を算出したところ、８２％であった。The pattern transfer surface of the obtained molded article was measured with a surface roughness meter, and the transfer rate was determined by (d / D) × 100 from the pattern depth d of the molded article and the pattern depth D of the composite stamper. The calculated value was 82%.
【００４２】実施例２ 実施例１と同じマスター型の表面に、ポリシロキサンと
エポキシ樹脂を主体とする重合体（東芝シリコン社製
「ＹＰ−９３２７」）を５μｍ塗布硬化させて樹脂表面
層を形成した後、実施例１の樹脂断熱層と同様にして樹
脂内層を形成し、更に実施例１と同様にして裏打ち層を
接着一体化してからマスター型から剥離することで複合
スタンパを得た。得られた複合スタンパのパターンを表
面粗さ計で測定したところ、ピッチ１μｍ、深さ１μｍ
で凹凸パターンが形成されていることが確認された。Example 2 A resin surface layer was formed by coating and curing 5 μm of a polymer mainly composed of polysiloxane and epoxy resin (“YP-9327” manufactured by Toshiba Silicon Corporation) on the same master mold surface as in Example 1. After that, a resin inner layer was formed in the same manner as in the resin heat insulating layer of Example 1, and the backing layer was bonded and integrated in the same manner as in Example 1, and then separated from the master mold to obtain a composite stamper. When the pattern of the obtained composite stamper was measured with a surface roughness meter, the pitch was 1 μm, and the depth was 1 μm.
It was confirmed that a concave-convex pattern was formed.
【００４３】この複合スタンパを用い、実施例１と同様
にして成形を行い、実施例１と同様に転写率を算出した
ところ、８２％であった。Using this composite stamper, molding was performed in the same manner as in Example 1, and the transfer rate was calculated in the same manner as in Example 1. As a result, it was 82%.
【００４４】実施例３ 実施例１と同じマスター型の表面に、金をスパッタリン
グした後、厚み３μｍのクロムメッキを施して金属表面
層を形成した後、実施例１と同様にして樹脂断熱層と裏
打ち層を形成してからマスター型から剥離することで複
合スタンパを得た。得られた複合スタンパのパターンを
表面粗さ計で測定したところ、ピッチ１μｍ、深さ１μ
ｍで凹凸パターンが形成されていることが確認された。Example 3 After gold was sputtered on the surface of the same master mold as in Example 1, a 3 μm-thick chromium plating was applied to form a metal surface layer, and a resin heat insulating layer was formed in the same manner as in Example 1. After forming the backing layer, the composite stamper was obtained by peeling off the master mold. When the pattern of the obtained composite stamper was measured with a surface roughness meter, the pitch was 1 μm and the depth was 1 μm.
It was confirmed that an uneven pattern was formed at m.
【００４５】この複合スタンパを用い、実施例１と同様
にして成形を行い、実施例１と同様に転写率を算出した
ところ、８２％であった。Using this composite stamper, molding was performed in the same manner as in Example 1, and the transfer rate was calculated in the same manner as in Example 1. As a result, it was 82%.
【００４６】比較例１ 実施例１と同じマスター型を用い、電鋳法によって厚み
０．５ｍｍの金属スタンパを得た。得られた金属スタン
パのパターンを表面粗さ計で測定したところ、ピッチ１
μｍ、深さ１μｍで凹凸パターンが形成されていること
が確認された。Comparative Example 1 Using the same master die as in Example 1, a metal stamper having a thickness of 0.5 mm was obtained by electroforming. When the pattern of the obtained metal stamper was measured with a surface roughness meter, the pitch 1
It was confirmed that an uneven pattern was formed at a depth of 1 μm and a depth of 1 μm.
【００４７】この金属スタンパを用い、実施例１と同様
にして成形を行い、実施例１と同様に転写率を算出した
ところ、５５％であった。Using this metal stamper, molding was performed in the same manner as in Example 1, and the transfer rate was calculated in the same manner as in Example 1. As a result, the transfer rate was 55%.
【００４８】比較例２ 比較例１で用いた金属スタンパの裏面に厚み１００μｍ
のポリエステルフィルムを介在させて金型に取り付けた
他は実施例１と同様にして成形を行い、実施例１と同様
に転写率を算出したところ、５５％であった。Comparative Example 2 The metal stamper used in Comparative Example 1 had a thickness of 100 μm
The molding was carried out in the same manner as in Example 1 except that the film was attached to the mold with the polyester film interposed therebetween. The transfer rate was calculated in the same manner as in Example 1, and the result was 55%.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る複合ス
タンパによれば、スタンパを用いた微細なパターンの転
写を伴う樹脂の射出成形又は射出圧縮において、一般的
な金型温度と射出圧力や保圧圧力であっても、パターン
の高い転写性が容易に得られるものである。As described above, according to the composite stamper according to the present invention, in the injection molding or injection compression of a resin accompanied by transfer of a fine pattern using a stamper, a general mold temperature and injection pressure and Even at the holding pressure, high transferability of the pattern can be easily obtained.
【図１】本発明に係る複合スタンパの第１の例を示す断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first example of a composite stamper according to the present invention.
【図２】本発明に係る複合スタンパの第２の例を示す断
面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second example of the composite stamper according to the present invention.
【図３】本発明に係る複合スタンパの第３の例を示す断
面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a third example of the composite stamper according to the present invention.
【図４】実施例及び比較例におけるパターン形状の説明
図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a pattern shape in an example and a comparative example.
１ 樹脂断熱層 １ａ 樹脂内層 １ｂ 樹脂表面層 ２ 裏打ち層 ３ 金属表面層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resin heat insulation layer 1a Resin inner layer 1b Resin surface layer 2 Backing layer 3 Metal surface layer
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AA21 AG19 AH38 AH74 AH79 AJ02 AJ03 AJ09 AJ13 CA11 CB01 CK11 5D121 CA01 DD05 DD07 DD17 Continuation of the front page F term (reference) 4F202 AA21 AG19 AH38 AH74 AH79 AJ02 AJ03 AJ09 AJ13 CA11 CB01 CK11 5D121 CA01 DD05 DD07 DD17
Claims (3)
用いられるスタンパにおいて、熱伝導率及び厚みがそれ
ぞれ０．００２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下及び１０
０〜１０００μｍの樹脂断熱層の表面に、成形品に転写
すべきパターンが形成されており、この樹脂断熱層の裏
打ち層として厚さ０．１ｍｍ以上の金属が一体に設けら
れていることを特徴とする複合スタンパ。1. A stamper used for injection molding or injection compression molding of a resin, having a thermal conductivity and a thickness of 0.002 cal / cm.sec..degree.
A pattern to be transferred to a molded product is formed on the surface of the resin heat insulating layer of 0 to 1000 μm, and a metal having a thickness of 0.1 mm or more is integrally provided as a backing layer of the resin heat insulating layer. And composite stamper.
き性を有する樹脂表面層と、鉛筆硬度Ｈ未満の耐傷付き
性の樹脂内層とから構成されていることを特徴とする請
求項１に記載の複合スタンパ。2. The resin heat-insulating layer is composed of a scratch-resistant resin surface layer having a pencil hardness of H or more and a scratch-resistant resin inner layer having a pencil hardness of less than H. A composite stamper according to item 1.
０μｍで、鉛筆硬度Ｈ以上の耐傷付き性を有し、成形品
に転写すべきパターンが形成された金属表面層が設けら
れていることを特徴とする請求項１に記載の複合スタン
パ。3. The resin heat insulating layer has a thickness of 0.1 to 10 on its surface.
2. The composite stamper according to claim 1, wherein a metal surface layer having a scratch resistance of 0 μm or more and a pencil hardness of H or more and having a pattern to be transferred to a molded product is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31168398A JP2000135718A (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Composite stamper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP31168398A JP2000135718A (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Composite stamper |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000135718A true JP2000135718A (en) | 2000-05-16 |
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ID=18020221
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP31168398A Pending JP2000135718A (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Composite stamper |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000135718A (en) |
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-
1998
- 1998-11-02 JP JP31168398A patent/JP2000135718A/en active Pending
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