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JP2009020966A - Optical disk substrate molding stamper and optical disk substrate molding stamper manufacturing method - Google Patents

Optical disk substrate molding stamper and optical disk substrate molding stamper manufacturing method Download PDF

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JP2009020966A
JP2009020966A JP2007183435A JP2007183435A JP2009020966A JP 2009020966 A JP2009020966 A JP 2009020966A JP 2007183435 A JP2007183435 A JP 2007183435A JP 2007183435 A JP2007183435 A JP 2007183435A JP 2009020966 A JP2009020966 A JP 2009020966A
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Japan
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heat insulating
stamper
layer
insulating layer
optical disk
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Application number
JP2007183435A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsuyoshi Miyazaki
剛史 宮▲崎▼
Kazuhiro Kotaka
一広 小鷹
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】基板層と断熱層との密着力を維持した状態で、スタンパの反りを抑制した光ディスク基板成形用スタンパ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】断熱層3は、ポリアミドイミド樹脂をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶媒で溶解したワニス状材料を、基板層2を回転させながら基板層2の裏面2b上に塗布するスピンコート法によって塗布、加熱乾燥する工程を3回繰り返して厚みが35μmのほぼ等厚の3層のポリアミドイミド樹脂からなる樹脂層3a、3b、3cで構成されている。このように、3層の樹脂層を有する断熱スタンパは、断熱層3を従来の35μmの厚みよりさらに厚く105μmとすることで良好な断熱特性を有すると共に、基板層と断熱層との密着性が良好でしかも反りの抑制されたスタンパを容易且つ確実に製造することが可能となる。
【選択図】図1
An optical disk substrate molding stamper that suppresses warping of a stamper while maintaining the adhesion between a substrate layer and a heat insulating layer, and a method for manufacturing the same.
The heat insulating layer 3 is a spin that applies a varnish material obtained by dissolving a polyamideimide resin in an N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solvent onto the back surface 2b of the substrate layer 2 while rotating the substrate layer 2. The steps of coating and heating / drying by a coating method are repeated three times to form resin layers 3a, 3b, and 3c made of three layers of polyamideimide resin having a substantially equal thickness of 35 μm. Thus, the heat insulating stamper having the three resin layers has good heat insulating properties by making the heat insulating layer 3 105 μm thicker than the conventional 35 μm thickness, and has good adhesion between the substrate layer and the heat insulating layer. It is possible to easily and reliably manufacture a stamper that is good and has reduced warpage.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、光ディスク基板成形用スタンパ及びその製造方法に係り、特に、微細な凹凸パターンを有する金属からなる基板層上に耐熱性合成樹脂からなる断熱層が形成された光ディスク基板成形用スタンパ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical disk substrate molding stamper and a manufacturing method thereof, and in particular, an optical disk substrate molding stamper in which a heat insulating layer made of a heat-resistant synthetic resin is formed on a substrate layer made of a metal having a fine concavo-convex pattern. It relates to a manufacturing method.

従来、光ディスク基板を射出成形するための光ディスク基板成形金型に用いられる光ディスク基板成形用スタンパは、射出成形時に、光ディスク基板表面に微細な凹凸パターンを適切に転写するために、表面に、光ディスク基板表面の凹凸パターンと凹凸が反転している微細な凹凸パターンを有するニッケル(Ni)等の金属からなる基板層上に耐熱性樹脂からなる断熱層が形成された断熱スタンパが使用されている。しかしながら、この断熱層の形成によって、スタンパの製造時にスタンパの反り変形を生じる問題があった。   2. Description of the Related Art Conventionally, an optical disk substrate molding stamper used in an optical disk substrate molding die for injection molding of an optical disk substrate has an optical disk substrate on the surface in order to appropriately transfer a fine uneven pattern onto the surface of the optical disk substrate during injection molding. A heat insulating stamper is used in which a heat insulating layer made of a heat resistant resin is formed on a substrate layer made of a metal such as nickel (Ni) having a fine concavo-convex pattern in which the concavo-convex pattern on the surface is reversed. However, the formation of the heat insulating layer has a problem in that the stamper is warped during manufacturing.

光ディスク基板成形用スタンパの製造方法について、図4に基づいて説明する。図4は、光ディスク基板成形用スタンパの製造工程(A)から(H)までを簡易的に示した模式図である。断熱スタンパ10は、まず、図示しない光ディスク基板表面に形成される微細な凹凸パターンと同一の微細な凹凸パターンが形成された母型1(図4(A)参照)上にNiを電鋳し、スタンパの転写面に相当する表面に微細な凹凸パターンを有するNi基板層2を形成する(図4(B)参照)。次に、Ni基板層2上に、ポリアミドイミド等の耐熱性合成樹脂を溶媒に溶解したワニス状材料をスピンコートにより塗布し(図4(C)参照)、加熱乾燥させて溶媒を蒸発させることで耐熱性合成樹脂からなる断熱層3を形成する(図4(D)参照)。すると、断熱層3の体積収縮により母型1側が凸状の反りを生じ、断熱層3内におけるNi基板層2との界面付近は拘束されているために引張応力が発生する。   A method for manufacturing a stamper for forming an optical disk substrate will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram simply showing the manufacturing steps (A) to (H) of a stamper for forming an optical disk substrate. The heat insulation stamper 10 first electroformed Ni on a master die 1 (see FIG. 4A) on which a fine uneven pattern identical to the fine uneven pattern formed on the optical disk substrate surface (not shown) is formed, The Ni substrate layer 2 having a fine uneven pattern is formed on the surface corresponding to the transfer surface of the stamper (see FIG. 4B). Next, a varnish material in which a heat-resistant synthetic resin such as polyamideimide is dissolved in a solvent is applied onto the Ni substrate layer 2 by spin coating (see FIG. 4C), and the solvent is evaporated by heating and drying. Then, the heat insulating layer 3 made of a heat resistant synthetic resin is formed (see FIG. 4D). Then, a convex warp occurs on the matrix 1 side due to the volume shrinkage of the heat insulating layer 3, and tensile stress is generated because the vicinity of the interface with the Ni substrate layer 2 in the heat insulating layer 3 is constrained.

次に、断熱層3上に導電膜6を形成し、母型とNi基板層22と断熱層3からなる積層体に電鋳冶具4を備え付ける(図4(E)参照)。すると、冶具4の構造により、上述の反りが水平に矯正され、断熱層3にはより引張応力が発生する。そこで、導電膜6を陰極としてニッケル電鋳を行うことにより、導電膜6上にNi支持体層5を形成すると(図4(F)参照)、Ni支持体層5には引張の電鋳応力が発生する。なお、この電鋳応力は、光ディスク成形基板用断熱スタンパ10のNi支持体層5に必要な特性(例えば、硬さ)を得るための電鋳条件に伴い発生する内部応力である。次に、母型1とNi基板層2と断熱層3と導電膜6とNi支持体層5からなる積層体を電鋳冶具4から外すと、Ni支持体層5と断熱層3における引張応力が解放され、積層体全体として母型1側が凸に反る(図4(G)参照)。このとき、Ni支持体層5における断熱層3との界面付近と断熱層3におけるNi基板層2との界面付近には依然引張の応力が残留している。そこで母型1から、Ni基板層2と断熱層3と導電膜6とNi支持体層5との4層からなる積層体、すなわち断熱スタンパ10を剥離させると、上述の残留応力により上述の反りが低減される(図4(H)参照)。   Next, the conductive film 6 is formed on the heat insulating layer 3, and the electroformed jig 4 is provided on the laminate including the mother die, the Ni substrate layer 22, and the heat insulating layer 3 (see FIG. 4E). Then, the warp described above is corrected horizontally by the structure of the jig 4, and more tensile stress is generated in the heat insulating layer 3. Therefore, when the Ni support layer 5 is formed on the conductive film 6 by performing nickel electroforming using the conductive film 6 as a cathode (see FIG. 4F), the Ni support layer 5 has a tensile electroforming stress. Will occur. This electroforming stress is an internal stress generated with electroforming conditions for obtaining characteristics (for example, hardness) necessary for the Ni support layer 5 of the heat insulating stamper 10 for optical disk molded substrates. Next, when the laminate composed of the matrix 1, the Ni substrate layer 2, the heat insulating layer 3, the conductive film 6, and the Ni support layer 5 is removed from the electroforming jig 4, the tensile stress in the Ni support layer 5 and the heat insulating layer 3 is removed. Is released, and the matrix 1 side warps convexly as a whole of the laminate (see FIG. 4G). At this time, tensile stress remains in the vicinity of the interface between the Ni support layer 5 and the heat insulating layer 3 and in the vicinity of the interface of the heat insulating layer 3 with the Ni substrate layer 2. Therefore, when the laminated body composed of four layers of the Ni substrate layer 2, the heat insulating layer 3, the conductive film 6, and the Ni support layer 5, that is, the heat insulating stamper 10, is peeled off from the mother die 1, the above warpage is caused by the above residual stress. Is reduced (see FIG. 4H).

上述のようにして製造したスタンパ10を光ディスク基板の射出成形に用いることで、高温の転写温度によって高い転写性を得られると同時に、且つ低い金型温度設定によって成形サイクルの短縮を図ることができる。そこで、生産性をより高める、つまりさらに高次元の成形サイクル短縮を図るためには、断熱スタンパ10における断熱層3をより厚くするという手段が考えられる。   By using the stamper 10 manufactured as described above for injection molding of an optical disk substrate, high transferability can be obtained by a high transfer temperature, and at the same time, a molding cycle can be shortened by setting a low mold temperature. . Therefore, in order to further increase the productivity, that is, to shorten the molding cycle in a higher dimension, a means of increasing the thickness of the heat insulating layer 3 in the heat insulating stamper 10 can be considered.

しかしながら、射出成形の際、断熱スタンパ10を光ディスク基板成形用金型内に真空吸着して固定できる状態(平面度が1μm以下)まで上述のように反りが低減されるのは、スタンパの総厚が約300μmであるのに対して断熱層3の厚さが35μm以下の時である。上述の製造プロセスと同様にして従来型の断熱スタンパより断熱層を単層で、例えば100μm厚と35μmより厚く形成すると、断熱層3における残留応力が大きくなりすぎるために、母型1から断熱スタンパ10を剥離させた際、図5に示すように、Ni支持体層5側が凸に反ることが実験により確認された。この反りは光ディスク基板を射出成形する際、無視できない(平面度が1μmより大)。   However, during the injection molding, the warp is reduced as described above until the heat insulating stamper 10 can be vacuum-adsorbed and fixed in the optical disk substrate molding die (the flatness is 1 μm or less). Is about 300 μm while the thickness of the heat insulating layer 3 is 35 μm or less. When the heat insulating layer is formed as a single layer from the conventional heat insulating stamper in the same manner as in the above manufacturing process, for example, thicker than 100 μm and 35 μm, the residual stress in the heat insulating layer 3 becomes too large. When 10 was peeled off, as shown in FIG. 5, it was confirmed by experiments that the Ni support layer 5 side warped convexly. This warpage cannot be ignored when the optical disk substrate is injection-molded (the flatness is greater than 1 μm).

スタンパの反りを矯正する方法としては、例えば特許文献1記載のように、表面が凸面の電鋳冶具を用いて断熱スタンパを製造し、母型からスタンパを剥離させた後、スタンパを200℃から230℃の温度でポストキュアーさせる方法が知られている。
特開2001−236697号公報
As a method for correcting the warping of the stamper, for example, as described in Patent Document 1, a heat insulating stamper is manufactured using an electroformed jig having a convex surface, and the stamper is peeled off from the mother mold. A method of post-curing at a temperature of 230 ° C. is known.
JP 2001-236697 A

しかしながら、この特許文献1記載の方法を用いて断熱スタンパを製造すると、Ni基板層と断熱層との密着力に問題が生じるという問題を招く。   However, when a heat insulating stamper is manufactured using the method described in Patent Document 1, there is a problem that a problem arises in the adhesion between the Ni substrate layer and the heat insulating layer.

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、基板層と断熱層との密着力を維持した状態で、スタンパの反りを抑制した光ディスク基板成形用スタンパ及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical disk substrate molding stamper that suppresses the warping of the stamper while maintaining the adhesion between the substrate layer and the heat insulating layer, and a method for manufacturing the same. With the goal.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、表面に凹凸パターンを有する金属からなる基板層と、当該基板層の裏面上に形成される合成樹脂からなる断熱層と、当該断熱層上に金属からなる支持体層とを備えた光ディスク基板成形用スタンパにおいて、
前記断熱層は、複数の層で形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a substrate layer made of a metal having a concavo-convex pattern on the surface, a heat insulating layer made of a synthetic resin formed on the back surface of the substrate layer, and the heat insulation. In a stamper for forming an optical disk substrate provided with a support layer made of metal on the layer,
The heat insulating layer is formed of a plurality of layers.

また、請求項2の発明は、母型の凹凸パターンを有する表面上に電鋳によって金属の基板層を形成し、当該基板層上に合成樹脂を溶媒で溶解したワニス状材料を塗布、加熱乾燥して合成樹脂の断熱層を形成し、当該断熱層上に電鋳によって金属の支持体層を形成し、しかる後、前記母型を前記基板層から剥離して表面に凹凸パターンを有する光ディスク基板成形用スタンパを製造する光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層は、前記ワニス状材料を塗布、加熱乾燥する工程を複数回繰り返して複数層に形成されることを特徴とする。
In the invention of claim 2, a metal substrate layer is formed by electroforming on the surface having the concave-convex pattern of the matrix, and a varnish material in which a synthetic resin is dissolved in a solvent is applied on the substrate layer, followed by drying by heating. Then, a heat insulating layer of the synthetic resin is formed, and a metal support layer is formed on the heat insulating layer by electroforming, and then the optical disk substrate having a concavo-convex pattern on the surface by peeling the matrix from the substrate layer In a manufacturing method of an optical disk substrate molding stamper for manufacturing a molding stamper,
The heat insulation layer is formed in a plurality of layers by repeating the steps of applying and heating and drying the varnish-like material a plurality of times.

また、請求項3の発明は、請求項2記載の光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層の複数層は、前記基板層から前記支持体層に向かうに従って薄く形成されることを特徴とする。
Further, the invention of claim 3 is a method of manufacturing a stamper for molding an optical disk substrate according to claim 2,
The plurality of layers of the heat insulating layer are formed so as to be thinner from the substrate layer toward the support layer.

また、請求項4の発明は、請求項2又は3記載の光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層が、ポリアミドイミドをN−メチル−2−ピロリドン溶媒に溶解させたワニス状材料を、スピンコート法により形成されることを特徴とする。
The invention of claim 4 is the method of manufacturing a stamper for forming an optical disk substrate according to claim 2 or 3,
The heat insulating layer is formed by spin coating a varnish material in which polyamideimide is dissolved in an N-methyl-2-pyrrolidone solvent.

本発明によれば、断熱層を複数の層で形成することによって、基板層と断熱層との密着力を維持した状態で、スタンパの反りを抑制した光ディスク基板成形用スタンパを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stamper for optical disk board | substrate shaping | molding which suppressed the curvature of a stamper can be provided in the state which maintained the adhesive force of a board | substrate layer and a heat insulation layer by forming a heat insulation layer by several layers. .

また、本発明によれば、断熱層をワニス状材料を塗布、加熱乾燥する工程を複数回繰り返えして複数層に形成することによって、基板層と断熱層との密着力を維持した状態で、スタンパの反りを抑制した光ディスク基板成形用スタンパの製造方法の提供が可能となる。   In addition, according to the present invention, the step of applying the varnish-like material to the heat insulating layer and heating and drying it is repeated a plurality of times to form a plurality of layers, thereby maintaining the adhesion between the substrate layer and the heat insulating layer. Thus, it is possible to provide a manufacturing method of a stamper for forming an optical disk substrate in which the warpage of the stamper is suppressed.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明による一実施形態の光ディスク基板成形用スタンパの概略構成を示す断面図である。本実施形態に係る光ディスク基板成形用スタンパは、表面に、図示しない光ディスク基板表面の凹凸パターンと凹凸が反転している深さdが10μm以下で、幅wが100μm以下の渦巻き状の微細な凹凸パターン2aを有するNi金属からなる基板層2の裏面2b上にポリアミドイミド樹脂からなる断熱層3を有し、この断熱層3上に導電膜6を介して形成されたNi金属からなるNi支持体層5を有している。なお、基板層2とNi支持体層5は、Ni金属以外の金属も使用可能であるが、Ni金属を使用する場合には、適度の硬さを有し耐久性が良好なため好ましい。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optical disk substrate molding stamper according to an embodiment of the present invention. The stamper for forming an optical disk substrate according to the present embodiment has a spiral microscopic unevenness having a depth d of 10 μm or less and a width w of 100 μm or less, where the unevenness is reversed from the uneven pattern on the surface of the optical disk substrate (not shown). A Ni support made of Ni metal formed on the heat insulating layer 3 via a conductive film 6 on the back surface 2b of the substrate layer 2 made of Ni metal having the pattern 2a and having a heat insulating layer 3 made of polyamideimide resin. Layer 5 is provided. The substrate layer 2 and the Ni support layer 5 may be made of a metal other than Ni metal. However, when Ni metal is used, it is preferable because it has appropriate hardness and good durability.

そして、断熱層3は、後述するように、ポリアミドイミド樹脂をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶媒で溶解したワニス状材料を、基板層2を回転させながら基板層2の裏面2b上に塗布するスピンコート法によって塗布、加熱乾燥する工程を3回繰り返して1層の厚みがいずれも35μm程度である3層のポリアミドイミド樹脂からなる樹脂層3a、3b、3cで構成されている。このように、3層の樹脂層3a、3b、3cからなる断熱層3を有する断熱スタンパは、スタンパの反りが抑制されている上に、断熱層3を従来の35μmの厚みよりさらに厚く105μmとすることで断熱効果が高まり生産効率を上げることが可能となる。なお、断熱層3は、ポリアミドイミド樹脂に限らず、100℃で軟化しない程度の耐熱性を有する合成樹脂であれば十分であるが、ポリアミドイミド樹脂は、耐熱性が大きく、光ディスク基板の射出成形時の変形に耐えることができるので好適である。   The heat insulating layer 3 is formed on the back surface 2b of the substrate layer 2 while rotating the substrate layer 2 with a varnish material obtained by dissolving a polyamideimide resin in an N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solvent, as will be described later. The steps of coating and heating and drying are repeated three times by a spin coating method, and the resin layers 3a, 3b, and 3c are formed of three layers of polyamideimide resin each having a thickness of about 35 μm. Thus, the heat insulating stamper having the heat insulating layer 3 composed of the three resin layers 3a, 3b, and 3c suppresses the warp of the stamper, and further increases the heat insulating layer 3 to 105 μm thicker than the conventional thickness of 35 μm. As a result, the heat insulation effect is increased and the production efficiency can be increased. The heat insulating layer 3 is not limited to the polyamide-imide resin, but may be any synthetic resin having heat resistance that does not soften at 100 ° C. However, the polyamide-imide resin has high heat resistance, and injection molding of the optical disk substrate. It is suitable because it can withstand deformations of time.

100μm以上の断熱層3を、合成樹脂を溶媒で溶解したワニス状材料を用いて単層で形成すると、前述のように、断熱層3内に残留する応力が大きくなりすぎ、Ni支持体層5内に残留する応力との力の関係から、図5に示すように、Ni支持体層5側が凸になるような反りが発生してしまう。その結果、Ni支持体層5の平面度が1μmより大となり、光ディスク基板成形用金型内にスタンパを真空吸着によって適切に固定することが困難となってしまう。   When the heat insulating layer 3 of 100 μm or more is formed as a single layer using a varnish material in which a synthetic resin is dissolved in a solvent, as described above, the stress remaining in the heat insulating layer 3 becomes too large, and the Ni support layer 5 Due to the relationship between the force and the stress remaining inside, as shown in FIG. 5, warping occurs such that the Ni support layer 5 side becomes convex. As a result, the flatness of the Ni support layer 5 becomes larger than 1 μm, and it becomes difficult to appropriately fix the stamper in the optical disk substrate molding die by vacuum suction.

しかしながら、本実施形態の図1に示すように、105μmの断熱層3を厚み方向で3a、3b、3cの3層の樹脂層に分割して形成すると、分割して樹脂層3a、3b、3cが形成される度にワニス状材料内における溶媒の蒸発による体積収縮に伴う収縮エネルギーがその都度解放されるので、単層で形成された場合より断熱層3内に最終的に残留する応力の大きさは小さくなる。そうすることで、断熱層3が厚くなっても図1の場合と同様にスタンパ内での力の関係から、スタンパの反りが抑制される。   However, as shown in FIG. 1 of the present embodiment, when the 105 μm heat insulating layer 3 is divided into three resin layers 3a, 3b and 3c in the thickness direction, the resin layers 3a, 3b and 3c are divided. Since the shrinkage energy accompanying the volume shrinkage due to the evaporation of the solvent in the varnish-like material is released each time the varnish-like material is formed, the stress finally remaining in the heat insulating layer 3 is larger than that in the case where it is formed as a single layer. It gets smaller. By doing so, even if the heat insulation layer 3 becomes thick, warping of the stamper is suppressed from the relationship of the force in the stamper as in the case of FIG.

さらに、Ni基板層2上に形成される樹脂層3aは、従来のスタンパにおける断熱層の厚さとほぼ同じ厚さであり、基板層2との密着性が良く、基板層2からの剥離等を抑制する。さらに、この樹脂層3a上に形成される樹脂層3b、3cも同一樹脂で構成され、しかも、薄い層厚とするので、これら樹脂層間の接着性も良好であり、断熱層3の基板層2からの剥離等を抑制することができる。   Furthermore, the resin layer 3a formed on the Ni substrate layer 2 has substantially the same thickness as the heat insulating layer in the conventional stamper, has good adhesion to the substrate layer 2, and can be peeled off from the substrate layer 2. Suppress. Furthermore, since the resin layers 3b and 3c formed on the resin layer 3a are also made of the same resin and have a thin layer thickness, the adhesiveness between these resin layers is good, and the substrate layer 2 of the heat insulating layer 3 is good. Can be prevented.

図2に、断熱層3の分割された層数と、製造されるスタンパの平面度との関係を示す。図2は、図4に基づいたスタンパの製造方法において、全体の厚さ(A)が100μmの断熱層を単層から複数層に変化させた場合のスタンパの平面度を測定したものである。この場合、断熱層の分割層数「1」は断熱層が1層でその厚さはAであり、断熱層の分割層数「2」は断熱層が2層からなり、それら断熱層の個々の厚さはA/2である。断熱層の分割層数「3」は断熱層が3層からなり、それら断熱層の個々の厚さはA/3である。以下、断熱層の分割層数4、6、8についても同様である。   FIG. 2 shows the relationship between the number of divided layers of the heat insulating layer 3 and the flatness of the stamper to be manufactured. FIG. 2 shows the stamper flatness measured when the heat insulating layer having a total thickness (A) of 100 μm is changed from a single layer to a plurality of layers in the stamper manufacturing method based on FIG. In this case, the number of divided layers “1” of the heat insulating layer is one heat insulating layer and the thickness thereof is A, and the number of divided layers “2” of the heat insulating layer is composed of two heat insulating layers. The thickness of A is A / 2. The number of divided layers of the heat insulating layer “3” is that the heat insulating layer is composed of three layers, and the individual thicknesses of the heat insulating layers are A / 3. Hereinafter, the same applies to the number of divided layers 4, 6, and 8 of the heat insulating layer.

この断熱層を複数層にすることとスタンパの平面度との関係から、射出成形の際の金型内への真空吸着できるスタンパの反り状態(平面度が1μm以下)の断熱層とするには、3層以上の層に分割すれば良いことが明らかである。なお、本発明においては、断熱層全体の厚さは35〜300μm、好ましくは50〜200μmである。また、断熱層を構成する個々の樹脂層の厚さは、断熱層を何層で構成するかによって異なるが、最も厚い樹脂層で最大50μm程度が適当であり、好ましくは40μm以下である。   In order to obtain a heat insulating layer in a warped state (flatness of 1 μm or less) of the stamper that can be vacuum-adsorbed into the mold during injection molding, from the relationship between the heat insulating layer having a plurality of layers and the flatness of the stamper. Obviously, it may be divided into three or more layers. In the present invention, the total thickness of the heat insulating layer is 35 to 300 μm, preferably 50 to 200 μm. The thickness of the individual resin layers constituting the heat insulating layer varies depending on the number of the heat insulating layers. However, the maximum thickness of the resin layer is about 50 μm, and preferably 40 μm or less.

このようなスタンパを光ディスク基板作成用の金型内に真空吸着させて固定し、金型内に樹脂を射出成形すると、スタンパ10の基板層2の凹凸面2aが良好に転写された光ディスク基板が製造される。   When such a stamper is vacuum-adsorbed and fixed in a mold for producing an optical disk substrate, and a resin is injection-molded in the mold, an optical disk substrate on which the uneven surface 2a of the substrate layer 2 of the stamper 10 is well transferred is obtained. Manufactured.

次に、分割された複数の樹脂層を有する断熱層3を備えた光ディスク基板成形用スタンパの製造方法に付いて、実施例に基づいて説明する。   Next, an optical disk substrate molding stamper manufacturing method including the heat insulating layer 3 having a plurality of divided resin layers will be described based on examples.

〔実施例1〕
図3は、本発明による実施例1に係る光ディスク基板成形用スタンパの製造工程(A)から(I)までを簡易的に示した模式図である。先ず、図3に示した製造工程前に、図には示していないガラス原盤に形成された微細な凹凸パターン上に導電膜を形成し、その導電膜上にNi電鋳を行いガラス原盤から剥離させることで、図には示していないマスタースタンパを得る。さらに、このマスタースタンパに剥離皮膜処理を施した後Ni電鋳を行い、該マスタースタンパから剥離させることで母型であるマザースタンパ1を得る。そして、この母型1にマスタースタンパと同様に剥離皮膜処理を施す(図3(A)参照)。そして図3(B)に示すように、母型1上にNi金属を電鋳し、スタンパの転写面である表面に深さdが10μm以下で、幅wが100μm以下の渦巻き状の微細なパターンを有するNi基板層2を形成する。
[Example 1]
FIG. 3 is a schematic diagram simply showing the manufacturing steps (A) to (I) of the stamper for forming an optical disk substrate according to the first embodiment of the present invention. First, before the manufacturing process shown in FIG. 3, a conductive film is formed on a fine uneven pattern formed on a glass master (not shown), and Ni electroforming is performed on the conductive film, and then peeled off from the glass master. By doing so, a master stamper not shown in the figure is obtained. Further, the master stamper is subjected to a release film treatment, Ni electroforming is performed, and the master stamper is peeled from the master stamper to obtain a mother stamper 1 as a mother die. Then, the mother die 1 is subjected to a release film treatment similarly to the master stamper (see FIG. 3A). Then, as shown in FIG. 3B, Ni metal is electroformed on the mother die 1, and a spiral microscopic surface having a depth d of 10 μm or less and a width w of 100 μm or less is formed on the stamper transfer surface. An Ni substrate layer 2 having a pattern is formed.

次に、断熱材料であるポリアミドイミド(例えば、バイロマックスHR16NN;東洋紡社製)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶媒で溶解したワニス状材料を前述のスピンコート法によりNi基板層2上に塗布し(図3(C)参照)、100℃の温度で溶媒を蒸発させ加熱硬化させ、25μm厚さの樹脂層3aを形成する(図3(D)参照)。このようなワニス状材料を塗布後加熱硬化するというプロセスを、断熱層が所望の厚さ(ここでは100μm)になるまで、4回繰り返して、樹脂層3a、3b、3c及び3dからなる断熱層3を形成する(図3(E)参照)。すると、この4層構造の100μmの断熱層3は、単層の100μmの断熱層を形成した場合に比べて、母型1とNi基板層2と断熱層3からなる積層体全体の反りを小さくした状態で形成されることになる。   Next, a varnish-like material obtained by dissolving polyamideimide (for example, Viromax HR16NN; manufactured by Toyobo Co., Ltd.), which is a heat insulating material, with an N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solvent is applied onto the Ni substrate layer 2 by the spin coating method described above. (See FIG. 3C), the solvent is evaporated at a temperature of 100 ° C. and heat-cured to form a resin layer 3a having a thickness of 25 μm (see FIG. 3D). The process of heating and curing such a varnish-like material is repeated four times until the heat insulation layer has a desired thickness (100 μm in this case), and the heat insulation layer composed of the resin layers 3a, 3b, 3c, and 3d. 3 is formed (see FIG. 3E). Then, the 100 μm heat insulating layer 3 having the four-layer structure reduces the warpage of the entire laminate including the matrix 1, the Ni substrate layer 2, and the heat insulating layer 3 as compared with the case where a single layer 100 μm heat insulating layer is formed. It will be formed in the state.

次に、断熱層3上に導電膜6を形成後、母型1とNi基板層2と断熱層3と導電膜6からなる積層体にNi支持体層5を形成するための電鋳冶具4を備え付ける。この時、電鋳冶具4の構造上、図3(E)に示す積層体の反りが水平に矯正される(図3(F)参照)。すると、断熱層3には収縮しようとする引張応力が発生する。その状態で、導電膜6上にNi金属を電鋳してNi支持体層5を形成し(図3(G)参照)、電鋳冶具4を取り除くと、図3(H)に示すような母型1側が凸状の反りが生じる。なお、この反りはNi支持体層5における引張の内部応力と断熱層における引張応力によるものである。ここで、該電鋳条件はスタンパに求められる特性(例えば硬さ)を得るために適した電鋳条件が使用される。   Next, after forming the conductive film 6 on the heat insulating layer 3, an electroforming jig 4 for forming the Ni support layer 5 on the laminate composed of the matrix 1, the Ni substrate layer 2, the heat insulating layer 3, and the conductive film 6. Equipped. At this time, due to the structure of the electroforming jig 4, the warp of the laminate shown in FIG. 3E is corrected horizontally (see FIG. 3F). Then, a tensile stress that tends to shrink is generated in the heat insulating layer 3. In this state, Ni metal is electroformed on the conductive film 6 to form the Ni support layer 5 (see FIG. 3G), and when the electroforming jig 4 is removed, as shown in FIG. A convex warp occurs on the side of the matrix 1. This warpage is caused by the tensile internal stress in the Ni support layer 5 and the tensile stress in the heat insulating layer. Here, as the electroforming conditions, electroforming conditions suitable for obtaining characteristics (for example, hardness) required for the stamper are used.

この場合、Ni基板層2と断熱層3と導電膜6とNi支持体層5とからなるスタンパ10を母型1から剥離する前の状態では、依然、Ni支持体層5内における断熱層3との界面付近と断熱層3内に収縮しようとする応力が残留している。次いで、スタンパ10を母型1から剥離するとその残留応力によって、図3(I)に示すようにスタンパ10が金型に真空吸着できる状態(平面度が1μm以下)になる。   In this case, in the state before the stamper 10 composed of the Ni substrate layer 2, the heat insulating layer 3, the conductive film 6, and the Ni support layer 5 is peeled off from the mother die 1, the heat insulating layer 3 in the Ni support layer 5 still remains. The stress that tends to shrink remains in the vicinity of the interface and in the heat insulating layer 3. Next, when the stamper 10 is peeled off from the mother die 1, the residual stress brings the stamper 10 into a state where the stamper 10 can be vacuum-adsorbed to the die (flatness is 1 μm or less) as shown in FIG.

このように、スタンパの製造方法を本質的に変更することなく、断熱層3をワニス状材料を塗布後加熱硬化するというプロセスを複数回繰り返して複数層の樹脂層で構成するようにしたので、厚い断熱層でありながら基板層と断熱層との密着性が良好でしかも反りの抑制されたスタンパを容易且つ確実に製造することが可能となる。   As described above, the process of heat-curing the heat insulating layer 3 after applying the varnish-like material was repeated a plurality of times without essentially changing the stamper manufacturing method. Although it is a thick heat insulating layer, it is possible to easily and reliably manufacture a stamper in which the adhesion between the substrate layer and the heat insulating layer is good and the warpage is suppressed.

〔実施例2〕
実施例1と同様の方法で光ディスク基板成形用スタンパ10を製造する。但し、100μmの断熱層3を形成する際、Ni基板層2側から1層目が40μm、2層目が30μm、3層目が20μm、4層目が10μmとする。その結果、実施例1と同様にスタンパ10が光ディスク基板成形用金型に真空吸着できる状態(平面度が1μm以下)になる。ここで、前述の図3(E)の状態において分割形成された断熱層3の各層3a、3b、3c、3dの反りによる曲率がNi基板層2に近い層ほど大きく、結果的にスタンパの反りを小さくするためには各層の残留収縮応力に傾斜をつけることも有効であり、厚さが厚く体積が大きい樹脂層ほど収縮しようとする応力が大きくなることから、分割された断熱層の各層の厚さに傾斜をつけた。
[Example 2]
The optical disk substrate molding stamper 10 is manufactured in the same manner as in the first embodiment. However, when the heat insulating layer 3 of 100 μm is formed, the first layer from the Ni substrate layer 2 side is 40 μm, the second layer is 30 μm, the third layer is 20 μm, and the fourth layer is 10 μm. As a result, like the first embodiment, the stamper 10 can be vacuum-sucked to the optical disk substrate molding die (the flatness is 1 μm or less). Here, the curvature due to the warp of each of the layers 3a, 3b, 3c, and 3d of the heat insulating layer 3 divided and formed in the state of FIG. 3 (E) described above is larger as the layer is closer to the Ni substrate layer 2, and as a result, the stamper warps. It is also effective to incline the residual shrinkage stress of each layer in order to reduce the stress, and the stress that tends to shrink as the resin layer has a larger thickness and a larger volume. The thickness was inclined.

〔比較例1〕
実施例1と同様の方法で光ディスク基板成形用スタンパを製造する。ただし、100μmの断熱層を形成する際、多層ではなく単層で形成する。その結果、断熱層の収縮残留応力が大きすぎ、スタンパは反り変形し、平面度が1μmより大となってしまい、金型に真空吸着できる状態にはならなかった。
[Comparative Example 1]
An optical disc substrate molding stamper is manufactured in the same manner as in the first embodiment. However, when forming a heat-insulating layer of 100 μm, it is formed as a single layer rather than a multilayer. As a result, the shrinkage residual stress of the heat insulation layer was too large, the stamper was warped and deformed, and the flatness became larger than 1 μm, and it was not possible to vacuum-adsorb to the mold.

以上のように、本発明による実施例1及び2で得られたスタンパは、断熱層を多層化しているので、比較例1で示すように、同じ厚みの単層の断熱層を備えたスタンパは反り変形を生じて金型内に適切に真空吸着出来なかったのに対して、スタンパの反り変形が抑制され、適切に金型内に真空吸着可能となった。   As described above, since the stampers obtained in Examples 1 and 2 according to the present invention have a multilayered heat insulating layer, as shown in Comparative Example 1, a stamper having a single heat insulating layer having the same thickness is While the warp deformation occurred and the vacuum could not be properly sucked into the mold, the warp deformation of the stamper was suppressed, and the vacuum was able to be properly sucked into the mold.

また、断熱層3を形成するためのワニス状材料は、高い粘度を有しているために、スピンコート法を用いて単層で断熱層を形成しようとすると厚さの面内ばらつきが大きくなる。しかし、上述のように本発明による実施例で示すように、断熱層3を多層化すると、厚さの面内ばらつきが低減される。さらに、ワニス状材料を用いて断熱層を多層に分割して形成すると、断熱材料からなるフィルムを用いる場合に比べて、自由に断熱層の厚さを制御することが可能になる利点を有する。   In addition, since the varnish-like material for forming the heat insulating layer 3 has a high viscosity, when the heat insulating layer is formed as a single layer using the spin coat method, the in-plane variation in thickness increases. . However, as described above, as shown in the embodiment according to the present invention, when the heat insulating layer 3 is made multilayer, in-plane variation in thickness is reduced. Furthermore, when the heat insulating layer is divided into multiple layers using a varnish-like material, there is an advantage that the thickness of the heat insulating layer can be freely controlled as compared with the case where a film made of a heat insulating material is used.

本発明による一実施形態の光ディスク基板成形用スタンパの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the optical disk substrate shaping stamper of one Embodiment by this invention. 本発明による光ディスク基板成形用スタンパの断熱層の分割層数とスタンパの平面度の関係を示す表である。4 is a table showing the relationship between the number of divided layers of a heat insulating layer and the flatness of a stamper in an optical disk substrate molding stamper according to the present invention. 本発明による実施例1で示す光ディスク基板成形用スタンパの製造工程(A)から(I)までを簡易的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed simply the manufacturing process (A) to (I) of the stamper for optical disk substrate shaping | molding shown in Example 1 by this invention. 従来の光ディスク基板成形用スタンパの製造工程(A)から(H)までを簡易的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed simply the manufacturing process (A) to (H) of the conventional stamper for optical disk substrate shaping | molding. 従来の厚い断熱層を有する光ディスク基板成形用スタンパの反り変形状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the curvature deformation | transformation state of the stamper for optical disk substrate shaping | molding which has the conventional thick heat insulation layer.

符号の説明Explanation of symbols


1 母型
2 基板層
3 断熱層
3a、3b、3c、3d 樹脂層
4 電鋳冶具
5 支持体層
6 導電膜
10 スタンパ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mother mold 2 Substrate layer 3 Heat insulation layer 3a, 3b, 3c, 3d Resin layer 4 Electroforming jig 5 Support layer 6 Conductive film 10 Stamper

Claims (4)

表面に凹凸パターンを有する金属からなる基板層と、当該基板層の裏面上に形成される合成樹脂からなる断熱層と、当該断熱層上に金属からなる支持体層とを備えた光ディスク基板成形用スタンパにおいて、
前記断熱層は、複数の層で形成されていることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
For forming an optical disk substrate comprising a substrate layer made of metal having a concavo-convex pattern on the surface, a heat insulating layer made of synthetic resin formed on the back surface of the substrate layer, and a support layer made of metal on the heat insulating layer In the stamper
The stamper for molding an optical disk substrate, wherein the heat insulating layer is formed of a plurality of layers.
母型の凹凸パターンを有する表面上に電鋳によって金属の基板層を形成し、当該基板層上に合成樹脂を溶媒で溶解したワニス状材料を塗布、加熱乾燥して合成樹脂の断熱層を形成し、当該断熱層上に電鋳によって金属の支持体層を形成し、しかる後、前記母型を前記基板層から剥離して表面に凹凸パターンを有する光ディスク基板成形用スタンパを製造する光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層は、前記ワニス状材料を塗布、加熱乾燥する工程を複数回繰り返して複数層に形成されることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパの製造方法。
A metal substrate layer is formed by electroforming on the surface having the concave and convex pattern of the matrix, and a varnish material in which synthetic resin is dissolved in a solvent is applied on the substrate layer, followed by heating and drying to form a heat insulating layer of synthetic resin Then, a metal support layer is formed on the heat insulating layer by electroforming, and then the optical disk substrate molding for producing an optical disk substrate molding stamper having a concavo-convex pattern on the surface by peeling the matrix from the substrate layer. In the manufacturing method of the stamper for
The method for manufacturing a stamper for forming an optical disk substrate, wherein the heat insulating layer is formed into a plurality of layers by repeating the steps of applying the varnish-like material and heating and drying the plurality of times.
請求項2記載の光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層の複数層は、前記基板層から前記支持体層に向かうに従って薄く形成されることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパの製造方法。
In the manufacturing method of the optical disk substrate forming stamper according to claim 2,
The method for manufacturing a stamper for forming an optical disk substrate, wherein the plurality of layers of the heat insulating layer are formed thinner from the substrate layer toward the support layer.
請求項2又は3記載の光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層が、ポリアミドイミドをN−メチル−2−ピロリドン溶媒に溶解させたワニス状材料を、スピンコート法により形成されることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパの製造方法。
In the manufacturing method of the optical disk substrate forming stamper according to claim 2 or 3,
A method for producing a stamper for molding an optical disk substrate, wherein the heat insulating layer is formed by spin coating a varnish material in which polyamideimide is dissolved in an N-methyl-2-pyrrolidone solvent.
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