(57)【要約】【課題】微細構造体の形成に用いる金型等を容易に製造することを可能とする製造方法を提供する。【解決手段】一方面に微細な凹凸パターン１２を有する薄板１０を形成する。このような微細な凹凸パターン１２を有する薄板１０は、例えば、リソグラフィ法と電気鋳造を組み合わせて形成される。この薄板１０と台材１４を接着剤１６を介して貼り合わせることにより、微細構造体形成用の金型に装着される入れ子２を形成する。接着剤１６としては、例えば、エポキシ樹脂系接着剤、セラミックス接着剤、無機耐熱接着剤、嫌気性含浸用接着剤などを用いる。【選択図】　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型に装着されて成形体の形状の一部の形成を担う入れ子の製造方法であって、
前記成形体に転写すべき微細パターンを薄板の一方面に形成する微細パターン形成工程と、
前記薄板と台材を貼り合わせて両者を一体化する貼り合わせ工程と、
貼り合わせた前記薄板及び前記台材の不要部分を除去する除去工程と、
を含む、入れ子の製造方法。
【請求項２】
前記微細パターン形成工程は、フォトリソグラフィ法によって原盤に微細な凹凸形状を形成する工程を含む、請求項１に記載の入れ子の製造方法。
【請求項３】
前記微細パターン形成工程は、機械的加工によって原盤に微細な凹凸形状を形成する工程を含む、請求項１に記載の入れ子の製造方法。
【請求項４】
前記機械的加工は、前記原盤を凹状に切削することによって前記凹凸形状の加工を行う、請求項３に記載の入れ子の製造方法。
【請求項５】
前記微細パターン形成工程は、前記凹凸形状が形成された前記原盤を用いて電気鋳造を行うことにより前記薄板を形成する工程を含む、請求項２乃至４のいずれかに記載の入れ子の製造方法。
【請求項６】
前記貼り合わせ工程は、前記薄板及び前記台材の各貼り合わせ面の少なくとも一方に接着剤を塗布した後に、前記貼り合わせ面同士を当接させて前記薄板と前記台材を一体化する、請求項１乃至５のいずれかに記載の入れ子の製造方法。
【請求項７】
前記接着剤は、少なくともエポキシ樹脂系接着剤、セラミックス接着剤、無機耐熱接着剤、嫌気性含浸用接着剤のいずれかを含む、請求項６に記載の入れ子の製造方法。
【請求項８】
前記貼り合わせ工程における前記接着剤の塗布は、スプレー塗布法又は回転塗布法のいずれかによって行う、請求項６又は７に記載の入れ子の製造方法。
【請求項９】
前記貼り合わせ工程における前記接着剤の塗布は、前記接着剤を前記貼り合わせ面に対して直接的に滴下することによって行う、請求項６又は７に記載の入れ子の製造方法。
【請求項１０】
前記貼り合わせ工程における前記接着剤の塗布は、塗布具を用いて前記接着剤を前記貼り合わせ面に塗り広げることによって行う、請求項６又は７に記載の入れ子の製造方法。
【請求項１１】
前記貼り合わせ工程は、前記接着剤の塗布後に、前記薄板と前記台材を真空雰囲気中におくことにより前記接着剤の気泡抜きを行う、請求項６乃至１０のいずれかに記載の入れ子の製造方法。
【請求項１２】
前記貼り合わせ工程は、前記気泡抜きを行った後に、真空雰囲気中で前記薄板と前記台材の貼り合わせを行う、請求項１１に記載の入れ子の製造方法。
【請求項１３】
前記除去工程は、前記薄板と前記台材の間を電気的に接続した状態にし、前記不要部分をワイヤーカット放電加工によって除去する、請求項１乃至１２のいずれかに記載の入れ子の製造方法。
【請求項１４】
前記薄板と前記台材は、導電性物質を含み、前記薄板と前記台材のそれぞれに接触するように形成される接続部によって電気的に接続される、請求項１３に記載の入れ子の製造方法。
【請求項１５】
前記薄板と前記台材は、前記接着剤に導電性物質を混入し、前記薄板と前記台材との間に介在させることによって電気的に接続される、請求項１３に記載の入れ子の製造方法。
【請求項１６】
前記貼り合わせ工程に先立って、前記薄板の貼り合わせ面を研磨する研磨工程、を更に含む、請求項１乃至１５のいずれかに記載の入れ子の製造方法。
【請求項１７】
前記貼り合わせ工程の後に、前記薄板と前記台材を密着させるように押圧する押圧工程、を更に含む、請求項１乃至１６のいずれかに記載の入れ子の製造方法。
【請求項１８】
前記押圧工程は、少なくとも一面に樹脂膜が形成されている型押し板を用いて、この型押し板の前記樹脂膜の形成面を前記薄板の前記微細パターンを有する一方面に押し当てることによって押圧を行う、請求項１７に記載の入れ子の製造方法。
【請求項１９】
前記押圧工程の後に、押圧した状態の前記薄板及び前記台材を室温以上の温度環境下に保持する保持工程、を更に含む、請求項１７又は１８に記載の入れ子の製造方法。
【請求項２０】
前記微細パターン形成工程の後に、前記薄板上に前記微細パターンを保護する保護層を形成する保護層形成工程、を更に含む、請求項１乃至１９のいずれかに記載の金型の製造方法。
【請求項２１】
前記入れ子は、射出成形又はシート成形に使用する金型に装着されるものである、請求項１乃至２０のいずれかに記載の入れ子の製造方法。
【請求項２２】
請求項１乃至２１のいずれかに記載の製造方法によって前記入れ子を作製するとともに、前記成形体の全体形状を形成するための金型を作製し、前記金型に前記入れ子を装着する、金型の製造方法。
【請求項２３】
金型に装着されて成形体の形状の一部の形成を担う入れ子であって、
前記金型に装着される台材と、
前記成形体に転写すべき微細パターンが一方面に形成された薄板と、を含み、
前記薄板と前記台材とを貼り合わせて構成されている、入れ子。
【請求項２４】
前記薄板と前記台材は、接着剤を用いて貼り合わされている、請求項２３に記載の入れ子。
【請求項２５】
前記接着剤は、少なくともエポキシ樹脂系接着剤、セラミックス接着剤、無機耐熱性接着剤、嫌気性含浸用接着剤のいずれかを含む、請求項２４に記載の入れ子。
【請求項２６】
前記接着剤は、導電性材料を含有する、請求項２４又は２５に記載の入れ子。
【請求項２７】
前記入れ子は、射出成形又はシート成形に使用する金型に装着されるものである、請求項２２乃至２６のいずれかに記載の入れ子。
【請求項２８】
請求項２３乃至２７のいずれかに記載の入れ子を含んで構成される金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機などの一般的な成形機に取り付けて微細構造体の成形を行うために用いられる金型及びこの金型に装着される入れ子の製造方法と、これらの製造方法によって製造される金型及び入れ子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、プラスチック等の成形品を安価に大量生産する一般的な方法として、射出成形法などが知られている。この射出成形法では、成形品の形状に応じた凹凸パターンを備えた金型が用いられる。このような金型は、放電加工装置、旋盤、研削装置などを用いた機械加工を行い、金属部材に所定の凹凸パターンを刻印することによって製造される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機械加工によって金型を製造する場合には、加工に用いる機械装置の加工精度によって、金型に刻印される凹凸パターンの寸法精度の限界が決まるが、一般的な機械加工によって達成可能な加工精度はそれほど高くはなく、現状で数十μｍ程度である。このため、より高い加工精度（例えば、数十ｎｍオーダ）が要求される微細構造体（例えば、光学素子など）の形成に用いる金型を製造することは容易ではない。
【０００４】
よって、本発明は、微細構造体の形成に用いる金型等を容易に製造することを可能とする金型等の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、製造の容易な微細構造体形成用の入れ子及び金型を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、金型に装着されて成形体の形状の一部の形成を担う入れ子の製造方法であって、成形体に転写すべき微細パターンを薄板の一方面に形成する微細パターン形成工程と、薄板と台材を貼り合わせて両者を一体化する貼り合わせ工程と、貼り合わせた薄板及び台材の不要部分を除去する除去工程と、を含む。
【０００７】
微細パターン（例えば、数十ｎｍオーダの凹凸パターン）を有する薄板は、例えば、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクの形成に用いられる、いわゆるスタンパと同様にして作製することが可能である。しかしながら、このような方法によって形成する薄板は、厚くても数ｍｍ程度であるために、高温、高圧に耐えることが難しく、一般的な射出成型機などの金型に取り付けて使用することが困難である。一方で、上述したように、例えば、数十ｎｍオーダといった微細な凹凸パターンを有する金型を機械加工によって形成することもまた困難である。
【０００８】
そこで、本発明では、微細パターンを有する薄板を台材と貼り合わせるようにして薄板の高温や高圧に対する強度を高めて、いわゆる入れ子を形成する。この入れ子を金型に装着することによって、一般的な射出成形機などによって微細パターンを形成可能とする。したがって、一般的な射出成形機などに使用して、微細な凹凸を有する成形体を形成可能とする金型、及びこの金型に装着して用いる入れ子を容易に製造することが可能となる。
【０００９】
好ましくは、微細パターン形成工程は、フォトリソグラフィ法によって原盤に微細な凹凸形状を形成する工程を含む。具体的には、基板上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストに対して、微細パターンに応じてレーザ光を断続的に照射（露光）し、その後に現像を行うことにより、微細パターンを反転させたパターンを有するフォトレジストを作製する。次に、このフォトレジスト上に導電膜を形成して電気鋳造を行い、ニッケル等の金属をフォトレジスト上に堆積させる。これにより、微細パターンを有する数ｍｍ程度の厚さの薄板を容易に形成することが可能である。
【００１０】
好ましくは、微細パターン形成工程は、機械的加工によって原盤に微細な凹凸形状を形成する工程を含む。ここで、機械的加工には、バイト等の切削具を用いた切削加工、レーザビーム加工、電子ビーム加工などの加工方法が含まれる。このような機械的な加工方法により、原盤に微細パターンの反転パターンを形成し、この原盤を用いて電気鋳造を行い、ニッケル等の金属を堆積させることにより、微細な凹凸パターンを有する数ｍｍ程度の厚さの薄板を容易に形成することが可能である。この機械的加工による方法は、形成したい凹凸パターンの寸法が比較的に大きい（例えば、数μｍ〜数十μｍ程度）場合に特に有効である。
【００１１】
好ましくは、上述した機械的加工は、原盤を凹状に切削することによって凹凸形状の加工を行う。一般に、機械的な加工方法では、凸状の形状加工を行う場合よりも、凹状の形状加工を行う場合の方がより高い加工精度を得られる傾向にある。例えば、現状では１μｍ程度までの加工精度を得ることが可能である。したがって、原盤を凹状に切削して凹凸形状の加工を行うようにすることにより、機械的加工による場合であってもより高い加工精度を得ることが可能となる。
【００１２】
好ましくは、上記微細パターン形成工程は、凹凸形状が形成された原盤を用いて電気鋳造を行うことにより薄板を形成する工程を含む。上述したように、フォトリソグラフィ法を用いる場合であれば、原盤上のフォトレジストに凹凸形状が形成されるので、この原盤を用いて電気鋳造（電鋳）を行うことにより、凹凸パターンを有する薄板を容易に形成することができる。同様に、機械的な加工方法を用いる場合であれば、原盤そのものに凹凸形状を形成し、この原盤を用いて電気鋳造を行うことにより、凹凸パターンを有する薄板を容易に形成することができる。
【００１３】
好ましくは、上述した貼り合わせ工程は、薄板及び台材の各貼り合わせ面の少なくとも一方に接着剤を塗布した後に、貼り合わせ面同士を当接させて薄板と台材を一体化する。接着剤を用いることにより、薄板と台材を容易に貼り合わせることが可能となる。また、薄板と台材の間に介在させた接着剤により、熱による入れ子全体の収縮、膨張を緩和することが可能となる。
【００１４】
なお、更に好ましくは、接着剤に熱伝導率の良い材料を混入しておくとよい。これにより、台材から薄板へ熱が伝わりやすくなり、成形物の成形時に、薄板の有する微細パターンをより正確に転写することが可能となる。
【００１５】
好ましくは、上述した接着剤は、少なくともエポキシ樹脂系接着剤、セラミックス接着剤、無機耐熱接着剤、嫌気性含浸用接着剤のいずれかを含む。これらの接着剤のいずれかを用いることにより、薄板と台材を確実に貼り合わせて一体化させることが可能となる。
【００１６】
好ましくは、貼り合わせ工程における接着剤の塗布は、スプレー塗布法又は回転塗布法のいずれかによって行う。これらの方法によれば、接着剤を貼り合わせ面の全体に均一に塗布することが可能となる。これらの塗布方法は、特に、接着剤の粘度が低い場合に適している。
【００１７】
好ましくは、貼り合わせ工程における接着剤の塗布は、接着剤を貼り合わせ面に対して直接的に滴下することによって行うか、あるいは、塗布具を用いて接着剤を貼り合わせ面に塗り広げることによって行う。これらの方法によれば、接着剤の粘度が高い場合にも、接着剤を確実に貼り合わせ面に塗り広げることが可能となる。
【００１８】
好ましくは、貼り合わせ工程は、接着剤の塗布後に、薄板と台材を真空雰囲気中におくことにより接着剤の気泡抜きを行う。塗布後の接着剤に含まれる気泡を抜くことにより、薄板と台材との密着性をより高めることが可能となる。また、接着剤に含まれる気泡が薄板を通して成形品に転写されることによる成形品の品質低下を回避することが可能となる。
【００１９】
好ましくは、貼り合わせ工程は、上述した気泡抜きを行った後に、真空雰囲気中で薄板と台材の貼り合わせを行うことがさらに好ましい。これにより、薄板と台材の間に異物が混入することを極力回避することが可能となる。
【００２０】
好ましくは、上述した除去工程は、薄板と台材の間を電気的に接続した状態にし、不要部分をワイヤーカット放電加工によって除去する。これにより、高精度な加工を容易に行うことが可能となる。また、薄板と台材との貼り合わせ部分に与える物理的な衝撃を少なくし、薄板と台材との剥離を回避することが可能となる。
【００２１】
好ましくは、薄板と台材は、導電性物質を含み、薄板と台材のそれぞれに接触するように形成される接続部によって電気的に接続される。このような接続部は、例えば、銀ペーストなどを薄板と台材の両方に接触するように塗布することにより、容易に形成することが可能である。
【００２２】
好ましくは、薄板と台材は、接着剤に導電性物質を混入し、薄板と台材との間に介在させることによって電気的に接続される。この場合には、貼り合わせ工程において用いる接着剤に、あらかじめ導電性物質を混入しておけばよく、工程の簡略化が可能となる。
【００２３】
好ましくは、上述した貼り合わせ工程に先立って、薄板の貼り合わせ面を研磨する研磨工程を更に含む。これにより、薄板の厚みムラや反り、あるいは薄板の裏面（微細パターンの形成面の反対面）の面粗さを適宜調整し、入れ子の平坦性を向上させることが可能となる。
【００２４】
好ましくは、上述した貼り合わせ工程の後に、薄板と台材を密着させるように押圧する押圧工程を更に含む。これにより、薄板と台材との密着度をより高めることが可能となる。
【００２５】
好ましくは、押圧工程は、少なくとも一面に樹脂膜が形成されている型押し板を用いて、この型押し板の樹脂膜の形成面を薄板の微細パターンを有する一方面に押し当てることによって押圧を行う。これにより、薄板上に形成された微細パターンが型押し板を用いた押圧により損傷することを確実に回避することが可能となる。
【００２６】
好ましくは、押圧工程の後に、押圧した状態の薄板及び台材を室温以上の温度環境下に保持する保持工程を更に含む。これにより、薄板と台材の密着度をさらに高めることが可能となる。
【００２７】
好ましくは、微細パターン形成工程の後に、薄板上に微細パターンを保護する保護層を形成する保護層形成工程を更に含む。これにより、薄板上に形成された微細パターンがその後の工程中において損傷を受けることを確実に回避することが可能となる。
【００２８】
好ましくは、上述した入れ子は、射出成形又はシート成形に使用する金型に装着されるものである。
【００２９】
また、本発明の金型の製造方法は、上述した入れ子の製造方法によって入れ子を形成するとともに、成形体の全体形状を形成するための金型を形成し、この金型に入れ子を装着する。これにより、微細な凹凸を有する成形体を形成することができる金型を容易に製造することが可能となる。
【００３０】
また、本発明は、上述した製造方法によって製造される入れ子でもある。具体的には、本発明の入れ子は、金型に装着されて成形体の形状の一部の形成を担う入れ子であって、台材と、成形体に転写すべき微細パターンが一方面に形成された薄板と、を含んでおり、薄板と台材とを貼り合わせて構成されている。
【００３１】
上述したように、微細パターンを有する薄板は、従来技術を用いることによって比較的容易に形成することができる。したがって、このようにして形成した薄板と台材とを貼り合わせる構造を採用することにより、製造の容易な入れ子を実現することが可能となる。
【００３２】
好ましくは、入れ子を構成する薄板と台材は、接着剤を用いて貼り合わされている。薄板と台材の間に介在させた接着剤により、熱による入れ子全体の収縮、膨張を緩和することが可能となる。
【００３３】
好ましくは、接着剤は、少なくともエポキシ樹脂系接着剤、セラミックス接着剤、無機耐熱性接着剤、嫌気性含浸用接着剤のいずれかを含む。また、好ましくは、接着剤は、導電性材料を含有する。
【００３４】
好ましくは、上述した入れ子は、射出成形又はシート成形に使用する金型に装着されるものである。
【００３５】
また、本発明は、上述した入れ子を含んで構成される金型でもある。具体的には、本発明の金型は、成形体の全体形状を形成するための金型に対して、上述した入れ子を装着して構成される。これにより、製造の容易な金型を実現することが可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３７】
図１は、本実施形態の微細構造体形成用の金型について説明する説明図である。図１（ａ）は、本実施形態の金型の外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ−Ａ’断面図である。
【００３８】
図１に示すように、本実施形態の金型１は、着脱可能な入れ子２を含んで構成されている。入れ子２は、一方面に微細パターンを有している。この入れ子２を含んで構成される金型１を図示しない射出成形機に取り付けて、キャビティ３に溶融樹脂などを充填し、加圧、冷却、固化を行うことにより、金型１によって全体形状が形成され、入れ子２に備わっている微細パターンが一部分に転写された成形品を得ることができる。
【００３９】
次に、上述した本実施形態の金型１を構成する入れ子２の製造方法について説明する。図２〜図６は、本実施形態の入れ子２の製造方法について説明する説明図である。
【００４０】
まず、図２に示すように、一方面に微細な凹凸パターン１２を有する薄板１０を形成する。図２（ａ）は薄板１０の平面図を示しており、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＢ−Ｂ’断面図を示している。なお、図２では、凹凸パターン１２は模式的に示されている。
【００４１】
薄板１０は、厚みが０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ程度の範囲内で形成されることが好ましい。また、凹凸パターン１２は、凹凸の高さが３０ｎｍ〜１００μｍ程度の範囲内で形成されることが好ましい。このような薄板１０は、光ディスク等の形成に用いられる、いわゆるスタンパの製造方法と同様にして製造することが可能である。
【００４２】
薄板１０の具体的な製造方法について、図３を参照して説明する。図３（ａ）に示すように、ガラス原盤５０の少なくとも一方面（パターン形成面）を研磨した後に洗浄し、その後、ガラス原盤５０の研磨面上にフォトレジスト５２を塗布し、凹凸パターン１２に対応してレーザ光を断続的に照射（露光）する。
【００４３】
次に、図３（ｂ）に示すように、フォトレジスト５２の露光部分の現像を行うことにより、フォトレジスト５２に微細なパターンを形成する。
【００４４】
次に、図３（ｃ）に示すように、フォトレジスト５２に形成された微細パターンに、スパッタリング法、蒸着法、無電解めっき法などの方法により、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）などの導電膜を形成し、このフォトレジスト５２上に形成された導電膜を一方の電極として用いて、スルファミン酸ニッケル溶液等のめっき溶液を用いた電気鋳造（電鋳）を行い、ニッケルを所望の厚さに堆積させる。
【００４５】
その後、フォトレジスト５２上に堆積させたニッケルをガラス原盤５０から剥離し、レジスト除去及び洗浄を行う。これにより、図３（ｄ）に示すように、微細な凹凸パターン１２が形成された、ニッケルからなる薄板１０が形成される。
【００４６】
なお、上述したようにして形成した薄板１０をマスターとして使用し、このマスターに形成されたパターンを反転させたパターンを有するマザー（メス型）を複製し、更に、このマザーを用いて、マスターと同じパターンを有するサン（オス型）を複製し、この複製したサンを薄板１０として用いてもよい。または、マスターを複製したマザーを薄板１０として用いるようにしてもよい。この場合には、形成したいパターンの反転パターンを有するマスターを形成し、このマスターからマザーを複製すればよい。
【００４７】
上述したようにして薄板１０が形成されると、次に、図４に示すように、接着剤１６を介在させて薄板１０と台材１４を貼り合わせる。なお、図４に示す例では、薄板１０と台材１４の両方の貼り合わせ面に対して接着剤１６を塗布しているが、薄板１０と台材１４のいずれか一方の貼り合わせ面にのみ接着剤１６を塗布するようにしてもよい。
【００４８】
また、より好ましくは、貼り合わせ工程に先立って、薄板１０の貼り合わせ面（凹凸パターン１２の形成面の裏面）を研磨することにより、薄板１０の面粗さ、厚みムラ及び反りを調整する。この研磨工程では、面粗さＲａが０．０５μｍ〜０．１μｍ程度、厚みムラが５μｍ以下、反りが３００μｍ以下となるように、薄板１０の貼り合わせ面を研磨することが好適である。
【００４９】
上述した接着剤１６としては、（１）変性エポキシや変性ポリアミンなどを主成分とするエポキシ樹脂系接着剤、（２）シリカ、マイカ、アルミナなどを主成分とし、高い耐熱性（例えば、約６００℃以上の耐熱性）を有するセラミックス接着剤、（３）酸化アルミナ、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、無機硼酸塩が主成分の粉剤と珪酸化合物の溶剤とを主成分とする無機耐熱接着剤、（４）メタクリル酸ジエステルを主成分とする、低粘度（例えば、２５℃において４０〜６００ｍＰａ・ｓ程度）の嫌気性含浸用接着剤、などを用いることができる。
【００５０】
また、接着剤１６の塗布方法については、接着剤１６が低粘度の場合には、スプレー塗布法あるいはスピンコート法（回転塗布法）を用いることが好ましい。これらの方式を用いることにより、接着剤１６の塗布面内における厚さの均一性を高く（例えば、厚さレンジを±２μｍ程度に）することが可能となる。なお、更に好ましくは、スプレー塗布法等によって接着剤１６が塗布された薄板１０及び台材１４を真空室に入れて気泡抜き（脱泡）を行った後に、そのまま真空室内において薄板１０と台材１４の貼り合わせを行うようにし、接着剤１６に気泡や異物等が含まれないようにするとよい。
【００５１】
また、接着剤１６が高粘度の場合には、刷毛などの塗布具を用いて塗布するか、あるいは直接的に滴下して塗布することが好ましい。なお、この場合においても、接着剤１６が塗布された薄板１０及び台材１４を真空室に入れて気泡抜きを行い、接着剤１６を接着面の全体に広げた後に、そのまま真空室内において薄板１０と台材１４の貼り合わせを行うようにし、接着剤１６に気泡や異物等が含まれないようにすることがより好ましい。
【００５２】
次に、図５に示すように、一方面に樹脂膜２２が形成されている型押し板２０を用いて、この型押し板２０の樹脂膜２２の形成面側を薄板１０に当接させて、薄板１０を台材１４に密着させるように押圧する。ここで、上述した樹脂膜２２は、ポリイミドやフッ素などを含有する有機系材料を用いて形成することが好適である。
【００５３】
次に、押圧した状態を保持しながら、薄板１０及び台材１４を室温以上の温度雰囲気中で乾燥させることにより、薄板１０と台材１４の間に介在する接着剤１６を硬化させる。この乾燥処理は、温度を５０℃〜１５０℃程度の範囲内に設定することが好ましい。また、処理時間は、接着剤１６の種類、性質等に応じて適宜設定すればよい。例えば、接着剤１６としてエポキシ樹脂系接着剤を用いた場合であれば、１５０℃、１．５時間程度の熱処理を行うことが好適である。
【００５４】
次に、図６に示すように、薄板１０と台材１４の各々の側面に接触するようにして銀ペーストなどの導電性材料を塗布することにより、薄板１０と台材１４の間を電気的に接続するための接続部２４を形成する。
【００５５】
次に、ワイヤーカット放電加工により、薄板１０及び台材１４の不要部分、具体的には、微細パターン１２を含む所定範囲を残してその周辺部分を除去する。
【００５６】
このように、不要部分を含めた状態で薄板１０と台材１４を貼り合わせておき、その後に不要部分の除去を行っているので、薄板１０と台材１４の密着面積が大きく、強い密着力を確保することが可能となる。これにより、不要部分の除去時において、薄板１０と台材１４とが剥離することを回避することが可能となる。
【００５７】
図７は、上述した各工程を経て形成される入れ子２の構造を示す図である。同図に示すように、一方面に微細な凹凸パターン１２を有する薄板１０と台材１４とを接着剤１６を介して貼り合わせた構造を有する入れ子２が形成される。このようにして形成した入れ子２を含んで構成される金型１を一般的な射出成形機又はシート成形機に取り付けることにより、樹脂製品やプラスチック製品の射出成型、シート成型を行うことができる。実際に、本願発明者による実験によれば、上述した方法によって製造した入れ子を含む金型を一般的な射出成型機に取り付け、型温１０５℃、樹脂温３００℃、射出速度１００ｍｍ／ｓ以上、保圧１０００ｋｇ／ｃｍ２　にて成型を行うことにより、良好な成形体（微細構造体）を射出成型することが可能であることが確認されている。
【００５８】
このように、本実施形態では、微細な凹凸パターン１２を有する薄板１０を形成し、この薄板１０と台材１４とを貼り合わせることにより入れ子２を形成しているので、微細パターンを有する入れ子を容易に形成することが可能となる。また、このようにして形成した入れ子２と、成形体の全体形状を形成するための金型１とを組み合わせることにより、微細な凹凸を有する成形体を形成することができる金型を容易に製造することが可能となる。
【００５９】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。上述した実施形態では、図６に示したように、ワイヤーカット放電加工を行う際に、これに先立って薄板１０と台材１４の間に接続部２４を形成することにより両者の電気的接続を図っていたが、薄板１０と台材１４の貼り合わせに用いる接着剤１６に導電性材料を混入しておくことにより、両者の電気的接続を図るようにしてもよい。このように、導電性材料を混入した接着剤１６によって薄板１０と台材１４との電気的接続を図ることにより、接続部２４を設ける必要がなくなり、工程の簡素化が可能となる。
【００６０】
また、型押し板２０を用いた押圧工程に先立って、凹凸パターン１２を保護する保護膜を薄板１０上に形成するようにしてもよい。図８は、凹凸パターン１２を保護する保護膜を形成する場合について説明する説明図である。同図に示すように、凹凸パターン１２を有する薄板１０を形成した後に（図１参照）、凹凸パターン１２を覆うようにして、薄板１０の上面に保護膜２６を形成する。この保護膜２６としては、例えば、ポリイミド膜などが考えられる。保護膜２６を形成した後には、上述した実施形態と同様の工程を行う。この場合に、保護膜２６は、ワイヤーカット放電加工を行う工程（整形工程）に先立って剥離してもよく、ワイヤーカット放電加工の後に剥離してもよい。
【００６１】
また、上述した実施形態では、フォトリソグラフィ法を用いて、微細な凹凸パターン１２を有する薄板１０を形成していたが、機械的な加工方法により同様の薄板を形成することも可能である。
【００６２】
図９は、機械的な加工方法によって、微細な凹凸パターンを有する薄板を形成する場合の製造方法について説明する説明図である。
【００６３】
まず、図９（ａ）に示すように、バイト１６０などの切削具を用いた機械的加工を行い、金属原盤１５０の所定部位を凹状に切削することによって凹部１５２を形成する。この凹部１５２は、薄板に形成したい凹凸パターンを反転したパターンとなっている。なお、バイトなどの切削具を用いる以外にも、レーザビーム加工や電子ビーム加工、その他各種の機械的な加工方法によって凹部１５２を形成してもよい。
【００６４】
次に、図９（ｂ）に示すように、電気鋳造を行うことにより、金属原盤１５０上にニッケルを所望の厚さに堆積させる。この工程の具体的な内容については、上述した実施形態と同様（図３参照）であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６５】
その後、金属原盤１５０上に堆積させたニッケルを金属原盤１５０から剥離し、レジスト除去及び洗浄を行う。これにより、図９（ｃ）に示すように、微細な凹凸パターン１１２が形成された、ニッケルからなる薄板１１０が形成される。
【００６６】
このように、機械的な加工方法を用いることによっても、微細な凹凸パターンを有する薄板を形成することが可能である。特に、金属原盤に対して凹状に切削を行ってパターンを形成することにより、機械的加工を用いた場合であっても比較的に高精度な加工を行うことができる。
【００６７】
なお、本発明は、上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、金型１の一部分を構成する入れ子２の一方面に微細な凹凸パターン１２（または１１２）を備えるようにしていたが、凹凸パターンを有する薄板を直接的に金型の所定位置に貼り付けるようにしてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、微細な凹凸パターンを有する薄板を入れ子本体とは別個に形成し、形成した薄板と台材とを貼り合わせることにより入れ子を形成しているので、微細パターンを有する入れ子を容易に形成することが可能となる。また、このようにして形成した入れ子と、成形体の全体形状を形成するための金型とを組み合わせることにより、微細な凹凸を有する成形体を形成することができる金型を容易に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の微細構造体形成用の金型について説明する説明図である。
【図２】金型を構成する入れ子の製造方法について説明する説明図である。
【図３】金型を構成する入れ子の製造方法について説明する説明図である。
【図４】金型を構成する入れ子の製造方法について説明する説明図である。
【図５】金型を構成する入れ子の製造方法について説明する説明図である。
【図６】金型を構成する入れ子の製造方法について説明する説明図である。
【図７】入れ子の構造を示す図である。
【図８】微細な凹凸パターンを保護する保護膜を形成する場合について説明する説明図である。
【図９】機械的な加工方法によって、微細な凹凸パターンを有する薄板を形成する場合の製造方法について説明する説明図である。
【符号の説明】
１　金型
２　入れ子
３　キャビティ
１０　薄板
１２　凹凸パターン
１４　台材
１６　接着剤
２０　型押し板
２２　樹脂膜
２４　接続部
２６　保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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