JPH0270408A - Signal recording original sheet and its manufacture - Google Patents
Signal recording original sheet and its manufactureInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、高分子材料からなる光ディスク、光カード、
ホログラムを射出成形、圧縮成形、または光重合法によ
り復製する際に使用される原版（スタンパ−）、および
その製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to optical discs, optical cards, and optical discs made of polymeric materials.
The present invention relates to an original plate (stamper) used when reproducing a hologram by injection molding, compression molding, or photopolymerization, and a method for manufacturing the same.
［従来の技術］
従来、光ディスクの製造方法に関しては、種々の方法が
開発されているが、樹脂基板の表面に凹凸形状を形成し
て信号を記録する方法としては、フィリップス、ディス
コビジランの方法が知られている（特開昭４９−９３０
０２号、特開昭５４−６９１６９号）。この方法は製法
的に見た場合、原版からの大量複製が可能である射出成
形による賦形を基本原理としており、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ。[Prior Art] Conventionally, various methods have been developed for manufacturing optical discs, but the method of Philips and Discovigilan is a method for recording signals by forming uneven shapes on the surface of a resin substrate. is known (Japanese Unexamined Patent Publication No. 49-930)
No. 02, JP-A-54-69169). From a manufacturing perspective, this method is based on the basic principle of injection molding, which enables mass duplication from an original, and is used to produce CDs, CD-ROs, etc.
M.
レーザーディスク等のディスク形態で実用化されている
。It has been put into practical use in the form of discs such as laser discs.
しかしながらこの方法の問題点は、射出工程以前のスタ
ンパ−製造工程にある。However, a problem with this method lies in the stamper manufacturing process before the injection process.
このスタンパ−製造工程を説明すると下記のようになる
。The stamper manufacturing process will be explained as follows.
工程−１ 研磨されたガラス基板上にフォトレジストを塗布する。Process-1 Apply photoresist on the polished glass substrate.
フォトレジストの塗布厚は９００〜１１００人である。The coating thickness of the photoresist is 900-1100.
工程−２ 集光されたレーザー光線により露光する。Process-2 Exposure with a focused laser beam.
工程−３ 露光されたレジスト原版を現像する。Process-3 Develop the exposed resist master plate.
工程−４ 信号の記録されたレジスト面に銀を蒸着する。Process-4 Silver is deposited on the resist surface where the signal is recorded.
工程−５
銀蒸着面をニッケル電鋳処理を行い、３００〜４００μ
ｍの厚さにニッケル鍍金を行う。Step-5 Perform nickel electroforming treatment on the silver evaporated surface to a thickness of 300 to 400μ
Nickel plating is performed to a thickness of m.
工程−６
ニッケル電鋳をレジスト面から剥離し、剥離面を研磨し
、原版（スタンパ−）とする。Step-6: The electroformed nickel is peeled off from the resist surface, and the peeled surface is polished to obtain an original plate (stamper).
このようにスタンパ−製造工程は長く、各工程での信号
の修正は不可能であるために歩留りの向上を図らなけれ
ばならず、各工程の処理設備は高価となり、これがスタ
ンパ−を高価なものとしている理由である。また上記の
ように製造されたスタンパ−を金型の中に挿入し、射出
成形を繰り返すと、機材がニッケル材であるために約１
０万シヨツトでスタンパ−が使用できなくなるという問
題も生じる。更に金型の中にスタンパ−を挿入する際に
、金型に接触し、スタンパ−の信号面を損傷したりする
こともある。また金型内でのスタンパ−は中央部に固定
されており、外周部は自由端となっているために射出成
形時での樹脂充填工程において剥離面に空気が残ったり
、樹脂の流入に際してスタンパ−自体が振動したりして
賦形性や転写性が劣ることがある。As described above, the stamper manufacturing process is long, and since it is impossible to modify the signal in each process, it is necessary to improve the yield, and the processing equipment for each process is expensive, which makes the stamper expensive. This is the reason why. In addition, when the stamper manufactured as described above is inserted into the mold and injection molding is repeated, approximately 1
There is also the problem that the stamper becomes unusable after 100,000 shots. Furthermore, when inserting the stamper into the mold, the stamper may come into contact with the mold and damage the signal surface of the stamper. In addition, the stamper in the mold is fixed at the center, and the outer periphery is free, so air may remain on the peeling surface during the resin filling process during injection molding, and the stamper may - The material itself may vibrate, resulting in poor shaping and transferability.
さらに金型の温度管理面からも、金型の可動板側に固定
されるスタンパ−は、スタンパ−の中央部のみに固定さ
れるために、スタンパ−と金型表面には微小空間が存在
し、金型温度が直接スタンパ−に伝達されないという問
題があり、また逆に高温の樹脂が金型内に流入してきた
時に、樹脂の温度がスタンパ−を介して金型へ直接伝達
されず、固定板側の冷却速度より可動板側の冷却速度の
方が遅くなり、樹脂基板のソリの原因になることが問題
となっている。Furthermore, in terms of temperature control of the mold, the stamper fixed to the movable plate side of the mold is fixed only to the center of the stamper, so a small space exists between the stamper and the mold surface. , there is a problem that the mold temperature is not directly transmitted to the stamper, and conversely, when high-temperature resin flows into the mold, the resin temperature is not directly transmitted to the mold via the stamper, and it is fixed. The problem is that the cooling rate on the movable plate side is slower than the cooling rate on the plate side, causing warpage of the resin substrate.
［発明が解決しようとする課題］
このように従来は、（１）スタンパ−の製造方法におい
て工程が長く、サブミクロン単位での凹凸信号での記録
を完全に転写していくには°、製造コストが非常に高く
なるという問題があり、また（２）金型内に、異質材で
、かつ金型に完全に密着していないスタンパ−があり、
成形条件を厳密にしなければならないという問題がある
。[Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, (1) the process for manufacturing a stamper is long, and in order to completely transfer the recording with unevenness signals in submicron units, it is difficult to manufacture the stamper. There is a problem that the cost is extremely high, and (2) there is a stamper in the mold that is made of a different material and does not completely adhere to the mold.
There is a problem in that the molding conditions must be made strict.
本発明は、これらの問題の解決を課題とするものであり
、光ディスクの品質を向上させると共に、安価で安定し
た製造方法を提供することを課題とするものである。The present invention aims to solve these problems, and aims to improve the quality of optical discs and provide an inexpensive and stable manufacturing method.
［課題を解決するための手段］
本発明の信号記録原版は、金属母体表面にチタン合金層
が積層され、次いで該チタン合金層表面上に金属層が積
層されており、該金属層が凹凸形状に形成され信号記録
面を形成していることを特徴とするものであり、その製
造方法としては金属母体表面にチタン合金層、次いで金
属層が順次積層した後、該金属層表面にレジストを塗布
し、該レジスト面をマスクを介して全面露光するか、ま
たはレーザー光線焦点をレジスト表面に照射することを
特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] In the signal recording original plate of the present invention, a titanium alloy layer is laminated on the surface of a metal matrix, and then a metal layer is laminated on the surface of the titanium alloy layer, and the metal layer has an uneven shape. It is characterized by being formed on the surface of the metal base to form a signal recording surface, and its manufacturing method involves sequentially laminating a titanium alloy layer and then a metal layer on the surface of the metal base, and then coating the surface of the metal layer with a resist. The method is characterized in that the entire resist surface is exposed to light through a mask, or the resist surface is irradiated with a focused laser beam.
上記金属母体は、記録信号のビットを維持するために熱
膨張係数の等方的なアイソトロピック性金属であること
が好ましいが、ビット形状が大きく、例えば１〜１０μ
ｍの長さの記録面を有する基板に使用する場合には通常
の鉄系金属で充分である。材質について更に説明すると
、鋼種ＣＪＴＳ）としては析出硬化鋼、５ＫＤ６１系、
ＳＣＭ４０系、ＳＣＭ４４５系、５ＵＳ６３０系等が好
ましい。The metal matrix is preferably an isotropic metal with an isotropic coefficient of thermal expansion in order to maintain the bits of the recording signal, but the bit shape is large, for example 1 to 10 μm.
When used for a substrate having a recording surface of length m, ordinary iron-based metals are sufficient. To further explain the materials, the steel types (CJTS) are precipitation hardened steel, 5KD61 series,
SCM40 series, SCM445 series, 5US630 series, etc. are preferred.
チタン合金層としては、具体的にはＴｉＮ 、 Ｔｉｅ
、、ＴｉＣ、ＴｉＣ＋ＴｉＮ 、 Ｔ１ＣＮ、 ＴｉＣ
Ｎ０ 、Ｔｉｃ ＋ＴｉＣＮ０＋ＴｉＮ 、 ＴｉＣ＋
ＴｉＣ０＋ＴｉＮ等があげられる。Specifically, the titanium alloy layer is TiN, Tie
,, TiC, TiC+TiN, T1CN, TiC
N0, Tic+TiCN0+TiN, TiC+
Examples include TiC0+TiN.
チタン合金層上に積層され、信号記録面となる金属層と
しては、クロム、アルミニウム、またはニッケル金属が
好ましく使用されるが、インジウム、テルル、金、銀等
の金属材料を使用してもよい。As the metal layer laminated on the titanium alloy layer and serving as a signal recording surface, chromium, aluminum, or nickel metal is preferably used, but metal materials such as indium, tellurium, gold, silver, etc. may also be used.
次に本発明の記録媒体の製造方法について説明する。Next, a method for manufacturing a recording medium according to the present invention will be explained.
まず原材料から金属母体の切り出しを行う、切り出し方
法としては旋盤、フライス盤等の工作機械により任意の
形状に加工する。一般に切削用の工作機械で加工した場
合、信号を記録する面は鏡面とはならずに、カッターの
跡かつ（のが普通であり、このままでは使用しえない。First, a metal base is cut out from the raw material, and the cutting method is to process it into an arbitrary shape using a machine tool such as a lathe or milling machine. Generally, when processed with a cutting machine tool, the surface on which signals are recorded is not a mirror surface, but usually has cutter marks and cannot be used as is.
そのため研削加工、研磨加工が必要であった。研削には
平面研削盤を使用するとよい、平面研削盤の砥石はアル
ミナセラミック、ダイアモンド等がよく、表面粗さＲイ
ａｘ １μｍ以下になるまで研削するとよい。Therefore, grinding and polishing were necessary. It is preferable to use a surface grinder for grinding. The grinding wheel of the surface grinder is preferably made of alumina ceramic, diamond, etc., and it is preferable to grind until the surface roughness Rax is 1 μm or less.
次にダイアモンドペースト等の研磨材を使用して鏡面研
磨を行う。よりよい鏡面を得るために母体を更に焼入れ
処理し、硬度はＨＲＣ３０〜４２、更に好ましくは４８
以上に処理すると効果的である。鏡面化は表面粗さＲＭ
ｉｘ ｏ、０５μｍ、Ｒａ０９０１μｍ程度にする必要
がある。上記のレベルまで鏡面化を行い、次に該表面に
ＰＶＤ、またはＣＶＤ処理を行う。Next, mirror polishing is performed using an abrasive such as diamond paste. In order to obtain a better mirror surface, the base body is further quenched, and the hardness is HRC30-42, more preferably 48.
The above processing is effective. Surface roughness RM for mirror finishing
It is necessary to make it about ix o, 05 μm, and Ra0901 μm. Mirror finishing is performed to the above level, and then PVD or CVD treatment is performed on the surface.
まずＰＶＤ処理について説明する。First, PVD processing will be explained.
ＰＶＤ処理は、高真空中でチタンを溶融し、発生したチ
タン蒸気をイオン化させ、金属母体の被覆表面に窒化チ
タンＴｉＮや炭化チタンＴｉＣ等の超硬質物質をコーテ
ィングする方法である。処理温度は２００〜６００ ”
Ｃが好ましい。さらに詳細に処理条件を説明すると金属
母体を１０−’〜１０−”Ｔｏｒｒの真空中に置き、窒
化チタンをコーティングする場合には窒素ガスを、炭化
チタンをコーティングする場合にはチタン蒸気を有する
処理室内にエチレンを流入し、プラズマ化することによ
り形成することができる。チタンの溶融条件と処理時間
により必要とする膜厚を得ることができるが、好ましく
は１０μｍまでの膜厚とするのがよい。被覆される金属
母体の表面には酸化や腐食がないことが好ましい、この
処理における好ましい金属は冷間ダイス鋼、熱間ダイス
鋼、高速度鋼、粉末高速度鋼等である。更に次に掲げる
プラスチック金型用鋼材にも適用することができる。鋼
種（Ｊ、ＩＳ）としては析出硬化鋼、５ＫＤ６１系、Ｓ
ＣＭ４４５系、ＳＣＭ４４０系、５ＵＳ６３０系等であ
る。The PVD process is a method in which titanium is melted in a high vacuum, the generated titanium vapor is ionized, and the coated surface of a metal base is coated with an ultra-hard substance such as titanium nitride TiN or titanium carbide TiC. Processing temperature is 200-600"
C is preferred. To explain the processing conditions in more detail, the metal base is placed in a vacuum of 10-' to 10-' Torr, and a process using nitrogen gas is applied when coating titanium nitride, and titanium vapor is used when coating titanium carbide. It can be formed by flowing ethylene into a chamber and turning it into plasma.The required film thickness can be obtained depending on the melting conditions of titanium and the processing time, but preferably the film thickness is up to 10 μm. Preferably, the surface of the metal matrix to be coated is free of oxidation or corrosion. Preferred metals for this treatment include cold die steel, hot die steel, high speed steel, powdered high speed steel, etc. It can also be applied to the following steel materials for plastic molds.Steel types (J, IS) include precipitation hardening steel, 5KD61 series, S
These include CM445 series, SCM440 series, 5US630 series, etc.
次にＣＶＤ処理について説明する。ＣＶＤ処理は化学反
応により非酸化物系のセラミックス、ＴｉＮ 、 Ｔｉ
Ｃ５ＴｉＣＮ、 ＴｉＣ０，ＴｉＮＣを単層、または積
層させて金属の表面に拡散析出させる表面被覆処理方法
である。被覆処理プロセスは、８５０〜１０５０°Ｃに
加熱した減圧反応炉（化学蒸着炉）にＴｉｃｌａ 、Ｈ
ｚ、 Ｎｚ、ＣＨａ 、ＣＯ５Ａｒ等の反応性ガスと不
活性ガスとを流入し、上述した超硬質化合物を被覆させ
る。Next, CVD processing will be explained. CVD treatment uses chemical reactions to produce non-oxide ceramics, TiN, Ti
This is a surface coating treatment method in which a single layer or a stack of C5TiCN, TiC0, and TiNC is diffused and precipitated on the surface of a metal. The coating process was carried out using a Ticla, H
A reactive gas such as Z, Nz, CHa, CO5Ar, etc. and an inert gas are introduced to coat the above-mentioned ultra-hard compound.
この処理での問題点は処理温度が高いために、被処理材
（部品）のすべてに寸法変化、変形が発生することを考
慮しなければならないことである。The problem with this process is that because the process temperature is high, it must be taken into consideration that dimensional changes and deformations occur in all of the treated materials (components).
寸法変化、変形は被覆材の種類、形状、熱処理の方法等
によって異なった値を示すので、充分な事前での検討が
必要である。Dimensional changes and deformations will vary depending on the type, shape, heat treatment method, etc. of the covering material, so sufficient advance consideration is required.
金型材を金属母体とする場合には処理後、被覆母材を真
空熱処理を行い、母材の硬度を上げる必要がある。When the mold material is a metal base material, after the treatment, the coated base material must be subjected to vacuum heat treatment to increase the hardness of the base material.
ＣＶＤ処理に適した鋼材は、５ＫＤＩＩ、５ＵＳ４４０
Ｃ，５ＵＳ４２０Ｊ２等が好ましい。Steel materials suitable for CVD treatment are 5KDII and 5US440.
C.5US420J2 and the like are preferred.
ＰＶＤ、またはＣＶＤ処理が終了した後、処理条件によ
っては表面が柚子肌のようになる場合があるので、その
場合にはダイアモンド・ペーストでチタン合金の被覆を
研磨する必要がある。After PVD or CVD processing is completed, depending on the processing conditions, the surface may become like a yuzu skin, in which case it is necessary to polish the titanium alloy coating with diamond paste.
上記の工程を経て得られた合金被覆上に、スパッタ法、
または蒸着法によってＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｉ ｎ、Ｔｅ
、Ａｕ、Ａｇ等の金属層を形成させる。On the alloy coating obtained through the above steps, sputtering method,
Or Al, Cr, Ni, In, Te by vapor deposition method.
, Au, Ag, etc. metal layer is formed.
チタン合金層と極めて良好の密着性を示すのはＡＩ、Ｃ
ｒ、Ｎｉである。金属層の厚さは１０００〜３０００人
位が好ましい。この金属層の上にフォトレジストを塗布
する。フォトレジストの種類は、ネガ、ポジ型いずれで
もよい、フォトレジストのコーティング厚は、０．１〜
１０μｍ程度が好ましい。コーティング方法はフローコ
ート、スピンナーコート、デイツプコートのいずれでも
可能であるが、好ましくはスピンナーコートが好ましい
。例えばポジ型レジスト（固形分２７％）を３０００ｒ
ｐ＋ａで１．５μｍに塗布し、９０°Ｃ，２５分でベー
キングレ、形成すればよい。AI and C exhibit extremely good adhesion to the titanium alloy layer.
r, Ni. The thickness of the metal layer is preferably about 1,000 to 3,000 layers. A photoresist is applied over this metal layer. The type of photoresist may be either negative or positive type, and the coating thickness of the photoresist is 0.1~
The thickness is preferably about 10 μm. The coating method may be flow coating, spinner coating, or dip coating, but spinner coating is preferred. For example, apply a positive resist (solid content 27%) to 3000r
It is sufficient to apply it to a thickness of 1.5 μm using p+a and bake it at 90°C for 25 minutes.
該フォトレジスト層への信号記録方法は、レーザービー
ムによる露光か、またはフォトマスクを介してのＵＶ露
光、Ｘ線露光によるとよい。A method for recording signals on the photoresist layer may be exposure to a laser beam, UV exposure through a photomask, or X-ray exposure.
レーザー露光の場合には、−Ｓ的にはＡｒ、Ｈｅ−Ｃｄ
ガスレーザーから発振するレーザー光を必要とする寸法
に集光して、ビット形状をフォトレジスト上に形成する
。In the case of laser exposure, -S is Ar, He-Cd
A bit shape is formed on a photoresist by focusing laser light emitted from a gas laser into the required dimensions.
フォトマスクを使用する場合は、必要とする信号パター
ンが描かれているマスクを該フォトレジスト面に密着さ
せることにより潜像を形成する。When using a photomask, a latent image is formed by bringing the mask on which the required signal pattern is drawn into close contact with the photoresist surface.
その後フォトレジストを現像処理してパターンを形成し
、このパターンを介して金属層をエツチングする。金属
層の金属材料を腐蝕する腐蝕液は、例えば金属層材料が
クロムの場合、硝酸セリウムアンモニウム５〜２０％水
溶液、アルミニウムの場合燐酸、または酢酸水溶液、ニ
ッケルの場合は塩化第二鉄溶液等によるエンチングが好
ましい。The photoresist is then developed to form a pattern, and the metal layer is etched through this pattern. The corrosive solution that corrodes the metal material of the metal layer is, for example, when the metal layer material is chromium, a 5 to 20% aqueous solution of cerium ammonium nitrate, for aluminum, a phosphoric acid or acetic acid aqueous solution, and for nickel, a ferric chloride solution, etc. Enching is preferred.
次にフォトレジストを溶解するが、この場合のン容斉す
としてはメトキシアルコール
トン
現像処理して金属層上のフォトレジスト残を除去しても
よい。Next, the photoresist is dissolved, but in this case, the remaining photoresist on the metal layer may be removed by developing with methoxyalcohol.
以上のように処理することにより、金属層にパターンを
形成することができ、信号記録面とすることができる。By processing as described above, a pattern can be formed on the metal layer, which can be used as a signal recording surface.
金属母体表面に直接、チタン合金層を積層し、該チタン
合金層表面上に金属層を積層し、該金属層を、情報光に
よるフォトリソグラフィーにより凹凸形状に形成するこ
とにより、信号記録面となしうろことを見出したもので
あり、成形時において、異質素材をキャビティー内に設
ける必要がないので、従来法におけるソリの原因をなく
すことができ、また成形サイクルを長くしている原因を
解決することができるものである。A titanium alloy layer is laminated directly on the surface of the metal base, a metal layer is laminated on the surface of the titanium alloy layer, and the metal layer is formed into an uneven shape by photolithography using information light, thereby forming a signal recording surface. The scales were discovered, and there is no need to place a foreign material inside the cavity during molding, which eliminates the cause of warpage in conventional methods and also solves the cause of long molding cycles. It is something that can be done.
また金属母体として金型を使用してプラスチック表面上
に微細な信号パターンを賦形する場合には、光カード等
を直接成形することができるものであり、成形サイクル
の向上、信号面の耐久性の向上環が図れるものである．
即ちこれにより従来法におけるスタンバ−を作製する必
要がな（、工程を短縮することができるものである。In addition, when forming fine signal patterns on plastic surfaces using molds as metal bases, optical cards, etc. can be directly molded, improving molding cycles and increasing the durability of signal surfaces. It is possible to improve the environment.
That is, this eliminates the need to produce a stand bar in the conventional method (and the process can be shortened).
以下、図面により実施例を説明する。Examples will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明の記録原版の製造工程を説明するための
図、第２図は実施に利用した金属母体の一例を示す断面
図、第３図は本発明の金型のビットパターンの一例を示
す図であり、図中１は金属母体、２はチタン合金層、３
は金属層、４はフォトレジス）１１、５は信号記録金属
層、６は信号記録面、７は冷却水路、８は固定ネジ穴を
示す。Fig. 1 is a diagram for explaining the manufacturing process of the recording original plate of the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view showing an example of the metal matrix used in the implementation, and Fig. 3 is an example of the bit pattern of the mold of the present invention. 1 is a diagram showing a metal matrix, 2 is a titanium alloy layer, and 3 is a diagram showing a metal matrix.
11 and 5 are metal layers; 4 is a photoresist; 5 is a signal recording metal layer; 6 is a signal recording surface; 7 is a cooling channel; and 8 is a fixing screw hole.
まず、第２図に示すような射出成形金型のキャビティ一
部の入子に相当する金属母体１を、キャビティー側、コ
ア側各々２個ずつ製作し、２ケ取りのカートサイズの金
型とした。金属材料はＨＰＭ−１ （日立金属■製）を
使用し、切削加工は精密ＮＣ旋盤、フライス盤を使用し
て行い、必要とする信号記録面の鏡面加工はミラーマシ
ン（常磐製作所製）を使用した。鏡面化処理条件は、ダ
イアモンドペーストとサファイアプレートを使用し、ダ
イアモンドペーストは初）ＩＪＩＩＯμｍ粒径のものか
ら最終は０．１μｍ粒径のものを使用し仕上げた。この
ようにして仕上げ加工した金属母体をトリクレンを１時
間超音波洗浄を行い、表面の不純物除去と脱脂を行った
。First, two metal base bodies 1 corresponding to the inserts of a part of the cavity of an injection mold as shown in Fig. 2 are manufactured, two each on the cavity side and the core side, and a two-cavity cart-sized mold is made. And so. The metal material used was HPM-1 (manufactured by Hitachi Metals), cutting was performed using a precision NC lathe and a milling machine, and the required mirror finishing of the signal recording surface was performed using a mirror machine (manufactured by Tokiwa Seisakusho). . The mirror polishing treatment conditions were as follows: a diamond paste and a sapphire plate were used, and the diamond paste had a grain size of IJIIO μm at the beginning, and a grain size of 0.1 μm was used for the final finish. The metal matrix finished in this manner was subjected to ultrasonic cleaning using Triclean for 1 hour to remove impurities and degrease the surface.
次に鏡面化された面にＰＶＤ処理を行った。成膜材料と
しては窒化チタンを使用した。ＰＶＤ処理条件は下記の
如くである。Next, the mirror-finished surface was subjected to PVD treatment. Titanium nitride was used as the film forming material. The PVD processing conditions are as follows.
処理温度 ： ４００°Ｃ
真空度 ： ５ Ｘ １ ０”５Ｔｏｒｒ使用ガス
： 窒素ガス
処理時間 ： ４．Ｏｈｒ。Processing temperature: 400°C Vacuum degree: 5 x 10” 5 Torr Gas used: Nitrogen Processing time: 4.Ohr.
第１図（ａ）に示すように形成された窒化チタン膜２の
厚みは３μｍであり、窒化チタン膜の面精度は、金属母
体ｌの鏡面がＲ，、，０，０５μｍの場合、０．ＩＩＩ
ｍであった。ＰＶＤ処理の場合、不安定な要因があり、
鏡面に仕上がる場合と柚子肌となる場合とがあった。表
面精度がＲＭ−０゜１μｍ以上となった場合には窒化チ
タン膜をダイアモンドペーストで鏡面化し、表面粗さＲ
，、，０゜１μｍ以下とした。The thickness of the titanium nitride film 2 formed as shown in FIG. III
It was m. In the case of PVD processing, there are unstable factors,
In some cases, the finish was mirror-like, and in other cases, it had a yuzu skin. If the surface accuracy is RM-0°1 μm or more, the titanium nitride film is mirror-finished with diamond paste to improve the surface roughness R.
,,,0°1 μm or less.
次に第１図（ｂ）に示すように、このように成膜化した
窒化チタン膜２上にクロム層３をスパッタリングにより
０．１μｍの膜厚で着膜させた。Next, as shown in FIG. 1(b), a chromium layer 3 with a thickness of 0.1 μm was deposited on the titanium nitride film 2 thus formed by sputtering.
スパッタリング条件は下記の如くである。The sputtering conditions are as follows.
処理温度 ： １００°Ｃ（基板）
真空度 ： ｌ Ｏ−３Ｔｏｒｒ
使用ガス ： アルゴンガス
周波数 ： １３．５ＭＨｚ
このようにして、金属母体１上に窒化チタン層２、クロ
ム層３を順次積層した記録媒体を作製した。Processing temperature: 100°C (substrate) Vacuum degree: 1 O-3 Torr Gas used: Argon gas Frequency: 13.5 MHz In this way, a recording medium was obtained in which titanium nitride layer 2 and chromium layer 3 were sequentially laminated on metal base 1. was created.
次にこの記録媒体を使用した信号記録方法について説明
する。Next, a signal recording method using this recording medium will be explained.
まず上記記録媒体におけるクロム層上にフォトレジスト
をコーティングした。使用したフォトレジストは、マイ
クロポジット１４２７ （シブレイ社製）のポジ型レジ
ストである。レジストの粘度は調整することなく現液の
まま使用した。コーティングにはスピンナーを利用し、
回転数１４０゜ｒｐｍで塗布した。塗布したレジストは
１００°Ｃ１３０分間プリベークした。First, a photoresist was coated on the chromium layer of the recording medium. The photoresist used was Microposit 1427 (manufactured by Sibley), a positive type resist. The viscosity of the resist was used as it was without adjusting its viscosity. Use a spinner for coating,
Coating was carried out at a rotational speed of 140° rpm. The applied resist was prebaked at 100°C for 130 minutes.
その後Ｘ−Ｙステージを有し、光源をＨｅ−Ｃｄレーザ
ーとする書き込み装置によりレジストにビットパターン
を露光した。レーザー出力は５Ｗであった。Thereafter, a bit pattern was exposed on the resist using a writing device having an XY stage and using a He-Cd laser as a light source. Laser power was 5W.
レーザー露光後現像処理を行い、１００℃、３０分間ボ
ストベークを行った。After laser exposure, a development process was performed, and a post bake was performed at 100° C. for 30 minutes.
その後硝酸セリウムアンモニウム溶液に浸漬シ、クロム
層をエツチングし、水洗した。尚この際窒化チタン層は
硝酸セリウムアンモニウム溶液に不溶である。第１図（
ｃ）に示すような膜厚０．１μｍの信号記録層５を有し
、第３図に示すようなピントパターンを形成することが
できた。尚、第３図（ａ）はビットパターンの４０倍の
拡大図、第３図（ｂ）は４００倍の拡大図を示す。Thereafter, the chromium layer was etched by dipping in a cerium ammonium nitrate solution, and then washed with water. At this time, the titanium nitride layer is insoluble in the cerium ammonium nitrate solution. Figure 1 (
It had a signal recording layer 5 having a film thickness of 0.1 μm as shown in c), and was able to form a focus pattern as shown in FIG. Note that FIG. 3(a) shows a 40 times enlarged view of the bit pattern, and FIG. 3(b) shows a 400 times enlarged view.
次にプラスチック面への転写について説明する。Next, transfer to a plastic surface will be explained.
上記のように凹凸信号記録面を有する金型入子部材を金
型の中に２個取りで組み込んだ。金型はキャビティー内
を減圧できる構造にし、真空装置を金型に接続させた。As described above, a mold insert member having a concave and convex signal recording surface was assembled into a mold in two pieces. The mold was designed to be able to reduce the pressure inside the cavity, and a vacuum device was connected to the mold.
また使用した金型は５０μｍ圧縮できる機構を採用した
。The mold used had a mechanism capable of compressing it by 50 μm.
本金型を型締力１５０ ｔｏｎのＳＩＭ−１５０射出成
形機（テクノプラス社製）に載せ、射出成形を行りた。This mold was placed on a SIM-150 injection molding machine (manufactured by Techno Plus Co., Ltd.) with a mold clamping force of 150 tons, and injection molding was performed.
樹脂としてはポリカーボネートＬ〜１２２５（奇人化成
社製）を使用した。樹脂温度２８０゛Ｃ１最大樹脂圧力
１２ Ｑ ＯＫｇ／ｃｍ”で射出成形を行った。その結
果成形品厚さ１．０ｍｍのポリカーボネート成形品の表
面に、第３図に示す金型のビットパターンを忠実に賦形
することができた。Polycarbonate L-1225 (manufactured by Kijin Kasei Co., Ltd.) was used as the resin. Injection molding was performed at a resin temperature of 280°C and a maximum resin pressure of 12 Q OKg/cm.As a result, the bit pattern of the mold shown in Figure 3 was faithfully formed on the surface of a polycarbonate molded product with a thickness of 1.0 mm. was able to be shaped into
本発明による信号記録原版は、光ディスクの成形のみな
らず光カード、光テープ、さらには押し出し成形による
連続光ディスク成形の原版として使用することができ、
応用の適用範囲は広い。The signal recording master plate according to the present invention can be used not only for molding optical discs, but also as a master plate for molding optical cards, optical tapes, and continuous optical discs by extrusion molding.
The range of applications is wide.
また本発明の信号記録面の形成方法は、単にビット信号
の凹凸を形成するだけではなく、光の干渉縞の記録も可
能であり、上記同様にしてホログラムの記録も行うこと
ができ、転写方式によるホログラムの量産方法にも適し
ている。In addition, the method for forming a signal recording surface of the present invention not only enables the formation of concavities and convexities for bit signals, but also enables the recording of optical interference fringes, as well as the recording of holograms in the same manner as described above. It is also suitable for mass production of holograms.
更に本発明は、微細パターンの記録のみならず、通常の
エンボス成形にも使用することができ、文字や画像情報
も直接記録することができる。Furthermore, the present invention can be used not only for recording fine patterns but also for ordinary embossing, and can also directly record text and image information.
すなわち本発明は同一の成形品の表面に、光ディスク等
に使用されるビット信号や、単なる光の干渉縞、さらに
は立体情報を有するホログラムの干渉縞や、写真調の顔
等の人物画像等を同時に形成することができるので、Ｉ
Ｄカード等の作製に使用することができる。In other words, the present invention enables bit signals used in optical discs, interference fringes of simple light, interference fringes of holograms containing three-dimensional information, human images such as photographic faces, etc. to be printed on the surface of the same molded product. Since it can be formed at the same time, I
It can be used for making D cards, etc.
本発明は、光ディスク等の製造に際して使用される記録
原版として、金属母体表面に直接微細パターンを形成す
るものであり下記のごとき効果を奏するものである。The present invention forms a fine pattern directly on the surface of a metal matrix as a recording master plate used in the manufacture of optical discs and the like, and has the following effects.
■ 金属母体として金型を直接使用することができるの
で、従来法のようなガラス板等のスタンバ−は必要でな
く、従来法におけるディスク製造工程中のスタンパ−工
程が省略でき、ディスク製造工程のコストダウンを図る
ことができる。■ Since the mold can be used directly as the metal matrix, there is no need for a stamper such as a glass plate as in the conventional method, and the stamper step in the disc manufacturing process in the conventional method can be omitted, making the disc manufacturing process easier. Cost reduction can be achieved.
■ 信号記録面である金属層は、全面除去することがで
き、金属母体は何回でも使用でき、小ロットの成形にも
存効に対処することができる。(2) The metal layer, which is the signal recording surface, can be completely removed, and the metal base can be used any number of times, making it possible to effectively handle small-lot molding.
■ 信号記録面は、レーザーカッティング装置に直接搭
載することができ、従来のようにガラスマスターを使用
することなく、直接信号を記録することができるので、
信号記録精度の向上を図ることができる。■ The signal recording surface can be mounted directly on the laser cutting device, and signals can be recorded directly without using a glass master as in the past.
Signal recording accuracy can be improved.
■ 信号記録面は、従来のニッケル電鋳のスタンバ−に
比較して耐久性が向上し、大ロットの成形に対しても長
期間使用することができる。- The signal recording surface has improved durability compared to conventional nickel electroformed stump bars, and can be used for long periods of time even in large-lot molding.
■ 金型キャビティー表面を直接信号面とすることがで
きるために、熱伝導率が向上し、充填された樹脂を効率
よく冷却することができる。このため成形サイクルをあ
げることができ、コストダウンを図ることができる。■ Since the mold cavity surface can be directly used as a signal surface, thermal conductivity is improved and the filled resin can be efficiently cooled. Therefore, the molding cycle can be increased and costs can be reduced.
■ 信号記録面が１０ｍ５以上の厚さを有する金属板と
なるために、取り扱いがスタンバ−より容易であり、変
形させる事故等が発生しない。(2) Since the signal recording surface is a metal plate with a thickness of 10 m5 or more, it is easier to handle than a stand bar, and accidents such as deformation do not occur.
■ 信号記録面がニッケル電鋳スタンパ−よりも硬いた
めに成形中での洗浄も容易で、洗浄中に信号面を傷つけ
る事故の発生を少なくすることができ、予備を＊備する
必要がない。■ Since the signal recording surface is harder than a nickel electroformed stamper, it is easier to clean during molding, reducing the occurrence of accidents that damage the signal surface during cleaning, and there is no need to have a spare *.
等の効果を奏するものである。It has the following effects.
第１図は本発明の記録原版の製造工程を説明するための
図、第２図は実施に利用した金属母体の一例を示す断面
図、第３図は実施例において形成したピントパターンを
示す平面図である。
図中１は金属母体、２はチタン合金層、３は金属層、４
はフォトレジスト層、５は信号記録金属層、６は信号記
録面、７は冷却水路、８は固定ネジ穴を示す。
出 願 人 大日本印刷株式会社
代理人 弁理士 内１）亘彦 （外４名）第１図
第２図Fig. 1 is a diagram for explaining the manufacturing process of the recording original plate of the present invention, Fig. 2 is a sectional view showing an example of the metal matrix used in the implementation, and Fig. 3 is a plane showing the focus pattern formed in the example. It is a diagram. In the figure, 1 is a metal base, 2 is a titanium alloy layer, 3 is a metal layer, and 4
5 is a photoresist layer, 5 is a signal recording metal layer, 6 is a signal recording surface, 7 is a cooling channel, and 8 is a fixing screw hole. Applicant Dainippon Printing Co., Ltd. Agent Patent Attorney (1) Nobuhiko (4 others) Figure 1 Figure 2
Claims (4)
該チタン合金層表面上に金属層が積層されており、該金
属層が凹凸形状に形成され信号記録面を形成しているこ
とを特徴とする信号記録原版。(1) A titanium alloy layer is laminated on the surface of the metal matrix, and then a metal layer is laminated on the surface of the titanium alloy layer, and the metal layer is formed into an uneven shape to form a signal recording surface. Original version of the signal recording.
クロム、アルミニウム、ニッケル、インジウム、テルル
、金、または銀からなる請求項１記載の信号記録原版。(2) The metal layer laminated on the surface of the titanium alloy layer,
The signal recording original plate according to claim 1, comprising chromium, aluminum, nickel, indium, tellurium, gold, or silver.
次積層した後、該金属層表面にレジストを塗布し、該レ
ジスト面をマスクを介して全面露光するか、またはレー
ザー光線焦点をレジスト表面に照射することを特徴とす
る信号記録原版の製造方法。(3) After the titanium alloy layer and then the metal layer are sequentially laminated on the surface of the metal base, a resist is applied to the surface of the metal layer, and the entire resist surface is exposed to light through a mask, or the laser beam is focused on the resist surface. A method for producing a signal recording original plate, which comprises irradiating the original plate.
クロム、アルミニウム、ニッケル、インジウム、テルル
、金、または銀からなる請求項３記載の信号記録原版の
製造方法。(4) The metal layer laminated on the surface of the titanium alloy layer,
4. The method for producing a signal recording original plate according to claim 3, which comprises chromium, aluminum, nickel, indium, tellurium, gold, or silver.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22306588A JP2642439B2 (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Signal recording master and manufacturing method thereof |
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| JP22306588A JP2642439B2 (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Signal recording master and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0270408A true JPH0270408A (en) | 1990-03-09 |
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ID=16792280
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Country Status (1)
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-
1988
- 1988-09-06 JP JP22306588A patent/JP2642439B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2642439B2 (en) | 1997-08-20 |
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