赤外線照射による次世代光ディスク基板樹脂への情報転写成形の高効率化に関する研究

利用红外线照射提高下一代光盘基板树脂信息传递成型效率的研究

• 批准号: 13750168
• 负责人: 佐藤 公俊
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750168/
• 关键词: 赤外線ふく射; 炭酸ガスレーザー; セレン化亜鉛; 熱可塑性樹脂; 精密転写; 光ディスク; シリコン; 熱伝導

本研究で提案している成形方法では、一括成形が不可能な次世代光ディスクの製品の生産を、基板概形形成と精密転写成形とに分割し、後者、すなわち熱可塑性樹脂の再加熱可塑化および冷却固化を、金型の外部から金型を透過させて赤外線ふく射を樹脂転写表面に行う加熱手法と金型内の熱伝導現象との組合せで高効率化している。今回の検討では、情報転写の版元型に、レーザー透過率の異なる3種の材料高透過のセレン化亜鉛(ZnSe)、中透過のシリコンとしては炭酸ガスレーザーを用いた。Niはレーザー不透過のため、転写裏面となるレーザー照射側表面に黒色塗料を塗布してエネルギー吸収促進をさせた。まず、数値解析によりシステム内の温度分布を見積り、加熱冷却の妥当性を判断した。金型の透過率の影響としては、透過率の高い場合ほど、樹脂に投入されるエネルギー密度が大きいため、加熱速度は早い。逆に、不透過型では、樹脂への熱伝導の割合が金型外部への逃げに比べて小さいため、加熱効率は劣るが、型自体の発熱で、樹脂表面の加熱の寄与は見込める。ただし、熱伝達スケールの時間・空間的縮小、すなわち、加熱対象となる樹脂は極表面近傍のみの加熱で転写は満足されることから、転写型の厚みをより薄いものとすることとし、熱伝導の時間スケールを凌駕する高エネルギーの短時間投入で、透過率の差異があっても精密転写の目的を達成できるという指標が得られた。また、実験によっても上記の検討を加え、125ミクロンのPMMAフィルムに対し、40W-1msのレーザー照射によって8ミクロンの転写が可能で、冷却も瞬時に行われることを確認した。一連の実験を通して、実際に型材として使用する材料は微細構造の加工性と耐久性の面から、Siが有力であるという知見も得られた。

This study proposes a molding method, a next-generation optical molding product that is impossible to produce in one batch, a substrate outline molding and a precision molding that divides it, and the latter, a thermoplastic resin. It can be plasticized by reheating and solidified by cooling. The combination of the heating technique used on the surface of the resin and the thermal conduction phenomenon inside the metal mold has resulted in high efficiency. This time's 検検では, information 転书の本元式に, and レーザーtransmittance のdifferentなる 3 kinds of materials are highly transparent. Lead chloride (ZnSe), medium-permeable lead chloride (ZnSe), and ZnSe carbonate are used. Ni はレーザー is not transparent, 転WRits inside the となるレーザーirradiation side surface is にblack paint をcoating してエネルギーabsorption promotion をさせた.まず、Numerical value analysis によりシステムInside the temperature distribution をSee plot り、Judge the appropriateness of heating and cooling した. The influence of the transmittance of the gold type is small, the transmittance is high, the situation is high, the resin is put in, the density is large, and the heating speed is early. Reverse type, impermeable type, resin thermal conductivity, cut and combine, gold type, external type, escape type, smaller than the typeため、Heating efficiency はdegradation るが、Type self-heating の発热で、Resin surface heating の sent and 见込める.ただし, 热伝达スケールの shrinkage of time and space, すなわち, heating 対相 となるRESINはThe extreme surface is close to the surface and is heated.のとすることとし, 热伝 conducting の时スケールをOVER する高エネルギーの a short time investment The difference in transmittance is the result of precise writing and achieving the target.また、実験によっても上记の検问を加え、125ミクロンのPMMAフィルムに対し、40W-1 msのレーザー irradiation によって8ミクロンの転がpossible, cooling もinstantaneous 行われることをconfirmation した. Continental の実験を通して, 実记 Profile として use する material, fine structure, processability and durability のface から, Si が力 であるという知见も得られた.

项目成果

佐藤公俊, 黒崎晏夫, 斉藤卓志: "赤外線照射支援による二工程式超精密転写成形法の開発"成形加工. 13巻11号. 751-758 (2001)

Kimitoshi Sato、Akio Kurosaki、Takashi Saito：“利用红外辐射支持的两步超精密传递模塑方法的开发”，《成型加工》，第 13 卷，第 11 期（2001 年）。

Kimitoshi Sato, Yasuo Kurosaki: "Birefringence Reducing Precision Replication Process Assisted by Infrared Radiation"ASME Journal of Electronic Packaging. 125巻6号. (2002)

Kimitoshi Sato、Yasuo Kurosaki：“红外辐射辅助的双折射降低精密复制工艺”ASME 电子封装杂志，第 125 卷，第 6 期（2002 年）