專利名稱：加工光學(xué)元件成型模具的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加工能模制光學(xué)元件的光學(xué)表面的光學(xué)元件成型模具的方法，具體地說，本發(fā)明涉及一種加工光學(xué)元件成型模具的方法，該方法在形成具有多個(gè)部件的模具時(shí)，能精確地將這些部件連接起來。
背景技術(shù)：
近年來在迅速發(fā)展的光學(xué)拾取器領(lǐng)域常采用一種如超精密型的物鏡之類的光學(xué)元件。此外，已開發(fā)出具有顯微圖案，例如衍射光柵的光學(xué)元件。用模具加工材料為塑料或玻璃之類的光學(xué)元件時(shí)，能快速加工出形狀統(tǒng)一的產(chǎn)品，因此用模具模制元件的方法適用于批量生產(chǎn)。
此外，在很多情況中，例如用單晶金剛石刀具將模具分割成一個(gè)接著一個(gè)來制造用于模制光學(xué)元件的模具。在這種條件下，為了維持低成本，需要將模具做得很小，因?yàn)槟＞叩牟牧虾馨嘿F。此外，例如在將模具夾緊在圓柱形研磨機(jī)上使模具轉(zhuǎn)動(dòng)而對其進(jìn)行加工時(shí)，為了防止由于模具離心旋轉(zhuǎn)而引起的加工誤差，希望模具的重量輕、尺寸小。但是，將模具裝于模制裝置上時(shí)，若模具小，考慮到模制時(shí)需要傳遞適當(dāng)?shù)膲毫Γ仨殞⒃撃＞邉傂赃B接在一個(gè)支撐件上。在上面提到的這種條件下，如果在模具的轉(zhuǎn)移表面有顯微圖案，必須將這種顯微圖案在微米級(jí)基礎(chǔ)上相對于上述支撐件精確定位。
在此情況下，欲將模具與支撐件連接，有一些可供考慮的連接方法，這些方法包括螺釘連接、用粘接劑粘接、熱噴(Thermal Spraying)以及通過低熔點(diǎn)的合金連接。然而，用螺釘連接模具和支撐件時(shí)，令人擔(dān)心的是由于模制過程引起的溫度周期變化或在長期使用螺釘?shù)倪^程中重復(fù)出現(xiàn)的力的影響使螺釘松脫。另一方面，若使用粘接劑使模具與支撐件結(jié)合，又擔(dān)心在模制過程中的高溫環(huán)境下不能保持足夠的粘合強(qiáng)度。再者，若用熱噴方法連接模具和支撐件，擔(dān)心的是熱噴時(shí)的溫度可能導(dǎo)致模具或支撐件變形。而且，若用低熔點(diǎn)合金并使焊點(diǎn)固化連接模具和支撐件，如果合金的熔點(diǎn)高，令人擔(dān)心的是受到高溫下熔融合金的影響模具或支撐件可能變形，如果合金的熔點(diǎn)低，在模制過程中的高溫環(huán)境下不能確保合金具有足夠的結(jié)合強(qiáng)度。尤其在模具具有顯微圖案的情況下，上面所提到的連接方法問題更嚴(yán)重。當(dāng)最終制成這類光學(xué)元件時(shí)，由顯微圖案產(chǎn)生的光學(xué)性能可能會(huì)受到嚴(yán)重影響。
雖然日本TOKKAI No.2001-217099公開了一種用電成型連接兩個(gè)部件制造加速器諧振腔的方法，但沒有描述電成型前對這兩個(gè)部件進(jìn)行定位的方法。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種加工模具的方法，借助于準(zhǔn)確地連接多個(gè)組成部分，該方法能獲得極其可靠的模具。
通過下述的加工模具的方法的(1)～(6)種情況的任何一種情況可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的。
情況(1)一種加工用于形成光學(xué)元件的模具的方法，包括一個(gè)定位步驟和一個(gè)電成型連接步驟，上述定位步驟用于在將多個(gè)部件的連接表面彼此相對的定位狀態(tài)下暫時(shí)固定，其中上述多個(gè)部分中的至少一個(gè)部件具有模具轉(zhuǎn)移表面，上述電成型連接步驟用于在上述多個(gè)部件被定位的情況下，通過在上述連接表面的圓周上形成電成型模具而連接所述部件。
情況(2)根據(jù)上述(1)的加工用于形成光學(xué)元件的模具的方法，還包括一個(gè)電成型步驟和一個(gè)成形步驟(Shaping Step)，上述電成型步驟是在具有模具轉(zhuǎn)移表面的基底上進(jìn)行電成型處理，并形成上面已轉(zhuǎn)移了模具轉(zhuǎn)移表面的模具材料，上述成形步驟是通過精確的機(jī)械加工使模具材料具有一定形狀。在這種情況下，通過將支撐件固定在經(jīng)上述成形步驟成形的模具材料上實(shí)施前述定位步驟，利用在電成型件和支撐件的連接表面的圓周上形成的電成型模具實(shí)施上述電成型連接步驟。
情況(3)根據(jù)上述情況(1)的加工用于形成光學(xué)元件的模具的方法，其中當(dāng)支撐件帶電時(shí)，上述電成型連件步驟在電成型件和支撐件的連接表面的圓周上形成電成型模具。
情況(4)根據(jù)上述情況(2)的加工用于形成光學(xué)元件的模具的方法，其中形成的上述支撐件是導(dǎo)電件。
情況(5)根據(jù)上述情況(2)的加工用于形成光學(xué)元件的模具的方法，其中具有連接表面的連接部分的圓周直徑小于支撐件的外徑，或小于模具材料的除連接部分外的直徑。
情況(6)根據(jù)上述情況(1)的加工用于形成光學(xué)元件的模具的方法，其中通過在上述定位步驟中利用粘合劑將上述連接表面放置在一起而進(jìn)行暫時(shí)固定，可使粘合劑滲出的圓周凹槽形成在上述多個(gè)部件的至少一個(gè)部件上。
此外，對優(yōu)選情況(7)至(23)描述如下。
情況(7)一種加工用于模制光學(xué)元件的模具的方法，該方法是通過連接至少一個(gè)部件具有模具轉(zhuǎn)移表面的多個(gè)部件來加工模具的方法，其中通過電成型連接上述多個(gè)部件。在情況(7)中，在環(huán)境溫度接近室溫的情況下形成電成型模具，因此，上述部分不發(fā)生變形，因而連接的精確度高，而且即使在高溫環(huán)境下仍能保持足夠的連接強(qiáng)度。這種連接足以抵抗模制過程中反復(fù)出現(xiàn)的力，這樣就可以提供比用螺釘連接、粘接劑結(jié)合、熱噴和借助于低熔點(diǎn)的結(jié)合可靠性好得多的模具。
此外，上述所提到的若干部分之一可以是具有模具轉(zhuǎn)移表面的模具，可以用金屬或非晶體材料作為這種模具的材料。再者，上面所提到的若干部分之一可以是與模具相連接的支撐件。通過轉(zhuǎn)動(dòng)金剛石刀具，在這種由金屬制成的模具上可以形成與模具的光學(xué)表面相應(yīng)的模具轉(zhuǎn)移表面和顯微圖案。如果具有與光學(xué)元件形狀相應(yīng)的基底，通過從基底上生長電成型模具也可以進(jìn)行例如包括顯微圖案的轉(zhuǎn)移表面的轉(zhuǎn)移成形。即使上述彼此連接的部件之一是非導(dǎo)電件，通過化學(xué)沉積或真空蒸發(fā)也可以在非導(dǎo)電件上形成一層導(dǎo)電膜，從而可以進(jìn)行電成型。另外，通過將熔融的非晶體材料壓抵在基底上并使其硬化，還可以形成上面轉(zhuǎn)移了顯微圖案并精確地形成了顯微圖案的模具。雖然可以認(rèn)為電成型和非晶體材料完全可以制成具有不需要支撐件的長度的模具，但是例如制成具有包括圓柱形驅(qū)動(dòng)部分的長度的模具則所花時(shí)間很長，因?yàn)殡姵尚湍＞叩纳L要花費(fèi)很長時(shí)間。另外，還存在的一個(gè)問題是因?yàn)榉蔷w材料本身很昂貴，模具的成本極高。因此，即使用電成型和非晶體材料形成帶模具轉(zhuǎn)移表面的模具，考慮到制造成本和時(shí)間，也需要采用支撐件連接，所以，本發(fā)明的效果可顯示出來。除此之外，還可以考慮用硅片和陶瓷作為模具的材料。當(dāng)然，令人擔(dān)憂的是這些材料韌性低，而且它們不能抵抗反復(fù)出現(xiàn)的作用力。
情況(8)一種加工模具的方法，用于在連接上述部件前在模具的上述轉(zhuǎn)移表面上形成顯微圖案。在情況(8)中，由于上述顯微圖案和與具有模具轉(zhuǎn)移表面的部件連接的部件需要精確定位，本發(fā)明的效果更為突出。
情況(9)一種加工模具的方法，其中，用于模制光學(xué)元件的模具是用于注入模制的模具。
情況(10)一種加工模具的方法，其中，在將上述部件的待連接表面放在另一被定位的連接表面上的條件下，暫時(shí)固定上述部件，然后，圍繞上述連接表面的圓周形成電成型模具。在情況(10)中，因?yàn)樵谶B接過程中在上述部件不會(huì)出現(xiàn)對定位不利的熱和應(yīng)力，可以在精確定位后進(jìn)行暫時(shí)固定，并在保持這種狀態(tài)的條件下進(jìn)行連接。此外，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)將一個(gè)連接表面放置在另一個(gè)連接表面之上時(shí)，可簡化用于暫時(shí)固定的構(gòu)件。在這種情況下，尤其是用于連接的時(shí)間很短，而且能方便地加工具有注模時(shí)所需長度的模具部件。在這種情況下，所謂“連接表面放在另一連接表面之上”的含意是使一個(gè)連接表面直接面對著另一連接表面或通過它們之間的間隙面對著另外的連接表面。
情況(11)一種加工模具的方法，其中在彼此面對放置的連接表面中的一個(gè)上形成凹陷部分，在另一表面上形成凸起，當(dāng)上述凸起與凹陷部分接合時(shí)使這些連接表面彼此定位。在情況(11)中，可以實(shí)現(xiàn)精確定位。
情況(12)一種加工模具的方法，其中在彼此面對放置的兩個(gè)連接表面上都形成凹陷部分，當(dāng)通過與上述兩個(gè)凹陷部分都接合的插入件(例如與上述凹陷部分接合的棒形件)使這兩個(gè)連接表面相對放置時(shí)，使這兩個(gè)連接表面彼此定位。在情況(12)中可實(shí)現(xiàn)精確定位。
情況(13)一種加工模具的方法，其中當(dāng)上述連接面粘合時(shí)可實(shí)現(xiàn)暫時(shí)定位。在情況(13)中，優(yōu)選不要固定上述部分的構(gòu)件。
情況(14)一種加工模具的方法，其中上述多個(gè)部件中的至少一個(gè)部件由導(dǎo)電件構(gòu)成，每個(gè)連接面的一部分與另外的連接面的一部分直接接觸，而沒有中間粘接層。在情況(14)中，可以簡化電成型所需的布線。
情況(15)一種加工模具的方法，其中上述導(dǎo)電件包括金屬件。
情況(16)一種加工模具的方法，其中在將彼此相對的力分別施加到上述連接表面上時(shí)，進(jìn)行暫時(shí)固定。
情況(17)一種加工模具的方法，其中用機(jī)械裝置施加所述力。在情況(17)中，優(yōu)選提高上述連接表面之間的粘附程度。
情況(18)一種加工模具的方法，其中上述機(jī)械裝置包括一對在力傳遞路徑上彼此相對設(shè)置的板和一根插在上述兩板之間能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的球。在情況(18)中即使當(dāng)產(chǎn)生的力包括在與施加力的原來方向不同的方向上的分力時(shí)，包括沿上述方向的分力的力不被傳遞，因此，只有在原來方向給出的力才被傳遞。
情況(19)一種加工模具的方法，其中將上述一對板布置成幾乎垂直于施加到板上的作用力的方向。
情況(20)一種加工模具的方法，其中上述機(jī)械裝置包括設(shè)置在力傳遞路徑上的錐形表面和與上述錐形表面接合的球。在情況(20)中，在即將接觸前或甚至在接觸后(前提是球可以在板上滑動(dòng))如果輕擊球，上述球和板之間的位置關(guān)系是不規(guī)則的，因此，通過使連接表面彼此相對，借助于它們自身的重量，或借助于分開地而且暫時(shí)地施加磁力或機(jī)械力，以及通過增大施加的力，在連接表面彼此保持相對的狀態(tài)時(shí)，就可使上述連接表面緊密接觸。
情況(21)一種加工模具的方法，其中上述多個(gè)部件由鐵磁材料制成，在用于給出上述力的鐵磁材料上加一個(gè)磁場就可以產(chǎn)生磁力。此外，在這種情況下所提到的磁力或者可以是由永久磁鐵產(chǎn)生的磁力，或者是由電磁鐵產(chǎn)生的磁力。
情況(22)一種加工模具的方法，其中在兩個(gè)連接表面上涂覆了粘接劑之后通過在彼此相對的兩個(gè)方向上施加力，可進(jìn)行暫時(shí)固定。在情況(22)中這種暫時(shí)固定更牢固。
情況(23)一種加工模具的方法，其中在進(jìn)行暫時(shí)固定之前將連接表面彼此定位。在情況(23)中，在兩個(gè)部件的基準(zhǔn)面(例如以兩個(gè)部件的連接表面的相對側(cè)上的兩個(gè)端面為基準(zhǔn)面)彼此保持平行的狀態(tài)下，通過調(diào)節(jié)兩個(gè)連接表面的間隔和位置使它們彼此相對，這對于由于例如連接表面面積小而難以提高工藝精度或者在止動(dòng)位置的定位精度的情況是很有效的。當(dāng)連接表面的面積小時(shí)，精度很容易受到來自止動(dòng)位置處的被夾緊的異物的影響，但與連接表面相比，由于后端面和外圓周有一寬闊區(qū)域，很容易確保工藝精度和位置精度，這是一大優(yōu)點(diǎn)?？梢杂猛鈭A周面代替后端面作為基準(zhǔn)面，但是在該情況下，如果以后端面作為基準(zhǔn)面，電成型工藝的操作更為方便，這是一優(yōu)點(diǎn)。


圖1(a)-圖1(f)中的每一幅附圖都示出了用電成型加工模具的過程；圖2是模具材料和支撐件的局部放大圖；圖3是示出將模具材料暫時(shí)固定到支撐件上的裝置；圖4是示出將模具材料暫時(shí)固定到支撐件上的另一種裝置；圖5是示出將模具材料暫時(shí)固定到支撐件上的又一種裝置；圖6(a)是固定側(cè)設(shè)有一個(gè)空腔的模具的正視圖，圖6(b)是圖6(a)中沿箭頭方向看進(jìn)去的上述結(jié)構(gòu)的沿6(b)-6(b)線剖開的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件的成型模具的方法的具體實(shí)施方式
。圖1(a)～圖1(f)中的每一幅附圖都是示意圖，它們示出了通過電成型加工模具的過程。首先，用機(jī)械工藝、化學(xué)工藝或物理工藝制成由硅制成并具有顯微圖案的基底1，并如圖1(a)所示，用螺釘3將該基底連接到夾具2的一個(gè)端面上。在這種情況下，夾具2的端面2a呈現(xiàn)出精確地垂直于夾具2的軸線X。然后，為了使基底導(dǎo)電、以及提高表面硬度，用濺射方法在基底1的表面上形成一層用作模具的含磷鎳膜，該膜的作用是保護(hù)顯微圖案。
接著，在圖1(b)中，生長出純鎳的電成型模具，以便成為如圖中用兩點(diǎn)一劃線代表的模具材料4。借助于通過在夾具2的外周表面涂覆絕緣介質(zhì)而實(shí)施的電成型模具保護(hù)工藝，可對不希望的電成型模具的連接進(jìn)行控制。成型后，模具材料4的形狀如圖中用實(shí)線示意地表示的那樣。
之后，在圖1(c)中，暫時(shí)將構(gòu)成導(dǎo)電件的支撐件5固定到模具材料4上。下面將以更為詳細(xì)的方式對暫時(shí)固定方法進(jìn)行說明。圖2中對用箭頭標(biāo)出的部分進(jìn)行了放大，模具4的連接表面4c有形成在其中心部位的凸起4e和圍繞上述凸起形成的凹槽(例如環(huán)形凹槽)4d。另一方面，支撐件5的連接表面5d具有位于該表面中心部位的開口5f。減小連接表面4c和5d各自的外圓周直徑，以便用來形成電成型模具。
換句話說，如圖2所示，連接部分的外圓周直徑小于支撐件5的直徑，或者小于模具材料4的除連接部分外的直徑。因此，通過后續(xù)的電成型工藝，可形成足夠厚的連接件6，甚至如圖1(f)所示，在對連接部分的外圓周表面加工完成時(shí)，都可將模具材料4和支撐件5牢固固定。通過將凸起4e插入開口5f中使之配合，在連接表面4c或連接表面5d上涂覆粘接劑后，可使連接表面4c和5d彼此定位。當(dāng)在上述狀態(tài)下粘接劑固化，就可以完成支撐件5在模具材料4上的暫時(shí)固定。在定位過程中，由于粘接劑可以滲漏到上述環(huán)形凹槽4d中，所以圍繞環(huán)形凹槽的連接表面4c可以直接與連接表面5d接觸，這可以控制模具材料4和支撐件5傾斜，也可改變總長度。此外，由于在模具材料4和支撐件5之間實(shí)現(xiàn)了電接觸，當(dāng)在形成電成型模具的過程中(下面將對此作出描述)支撐件5帶電時(shí)，模具材料4也帶電，將簡化布線。再者，就通電而言，也可以從模具材料4處通電，而不必限制只從支撐件5通電。最好除去從連接表面滲漏的粘接劑。在本實(shí)施方式中，利用粘接劑實(shí)現(xiàn)暫時(shí)固定，這樣就不需要用作暫時(shí)固定的輔助工具了。
隨后，為了形成連接件6，在連接表面的外圓周表面上逐漸生長出電成型模具。當(dāng)將連接件6跨接成圍繞模具材料4和支撐件5的外圓周時(shí)，則模具材料和支撐件兩者均被連接。在本發(fā)明中，部件中至少一個(gè)，尤其是具有模具轉(zhuǎn)移表面的部件利用預(yù)先生長的電成型模具形成，因此，用同樣由電成型模具形成的連接件牢固地連接電成型模具，而且可延長它作為模具使用的壽命，實(shí)現(xiàn)與形成在模具轉(zhuǎn)移表面上的顯微圖案相適應(yīng)的高精確度的連接。還可在不希望形成電成型模具的區(qū)域?qū)嵤┍Ｗo(hù)處理。電成型后要進(jìn)行充分洗滌，然后以夾具2的端面2a為基準(zhǔn)面，通過平面研磨機(jī)對支撐件5的端面5a進(jìn)行機(jī)加工，以便獲得規(guī)定的平行度。據(jù)此，可預(yù)期端面5a精確地垂直于軸線X。此外，在夾具2旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，在以圖中A示出的位置處對模具材料4進(jìn)行切割，使模具材料與夾具2分離(分離)，以得到圖1(c)所示的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，可認(rèn)為顯微圖案已轉(zhuǎn)移到朝向基底11的模具材料4的平面4a上。而且，在上述分離之前，還可對支撐件5的外圓周表面進(jìn)行精加工，并對用外圓周表面作為基準(zhǔn)面的那個(gè)端表面進(jìn)行精加工。
接著，在支撐件5轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，用線切割機(jī)或磨削機(jī)在圖1(d)中B位置進(jìn)行切割，對模具材料4進(jìn)行粗加工。最后，用圓柱形研磨機(jī)(或精密車床)以支撐件5的端面5a為基準(zhǔn)面對支撐件5的大直徑部分5b和小直徑部分5c的各外圓周表面進(jìn)行精加工。再以端面5a為基準(zhǔn)對模具材料4的每個(gè)外圓周表面4b和連接件6的圓周表面進(jìn)行精加工。在這種情況下，最好模具材料4的各個(gè)外圓周表面4b和連接件6的上述圓周表面的外徑等于或略小于支撐件5的小直徑部分的外徑。這樣設(shè)計(jì)的原因是擔(dān)心用純鎳?yán)秒姵尚湍＞咝纬傻倪B接件6由于它的硬度比鋼支撐件5的硬度低，在反復(fù)模制的早期階段被磨損并發(fā)熱。以這種方式加工的模具優(yōu)選用于注入模制。
圖3示出了將模具材料暫時(shí)固定到支撐件上的裝置。該裝置是一種能提供將模具材料暫時(shí)固定到支撐件上的力的機(jī)械設(shè)備。由于圖3中示出的基底1、夾具2、模具材料4和支撐件5的結(jié)構(gòu)都與圖1(a)至1(f)及圖2中所示的相應(yīng)部件結(jié)構(gòu)相同，此處不再贅述。
在圖3中上面附著有模具材料4的夾具2[見圖1(b)]由螺釘11暫時(shí)固定在框架10上。另一方面，用螺釘12將保持器13固定在支撐件5的端面上，并使保持器13與錐口件14配合。在這種條件下，將凸起4e(圖2)插入表示為凹陷部分的開口5f(圖2)裝配，而同時(shí)維持連接表面4c和5d彼此相對，從而使模具材料4和支撐件5彼此定位。之后，使球狀體15與錐口件14的錐形表面14a接合，使球狀體15碰到墊板16a的平面上。墊板16a由支撐件16支撐，相對于框架10而言，上述支撐件的位置是可變的，利用擰進(jìn)框架10中的螺釘17的尖端部從支撐件的后側(cè)壓住該支撐件。
當(dāng)往前推進(jìn)地?cái)Q螺釘17時(shí)，通過支撐件16壓迫墊板16a，使墊板朝圖3中的左邊運(yùn)動(dòng)。墊板16a受壓時(shí)，球狀體15壓迫錐口件14的錐表面14a，繼而通過保持器13壓迫支撐件5，于是，在對連接表面4c和連接表面5d兩者都施加機(jī)械力的狀態(tài)下，使連接表面4c與連接表面5d保持接觸。在這種條件下進(jìn)行電成型，如圖1(c)所示，借助于利用電成型模具而形成的連接件6，模具材料4可以與支撐件5彼此相連。在本實(shí)施例中，錐表面14a和與該錐表面接觸的球狀體15都包括在傳遞壓力的路徑中，甚至在暫時(shí)固定連接表面4c和5d之前、這兩個(gè)連接表面彼此不平行時(shí)，接面5d當(dāng)所述連接表面受到壓力而彼此接觸時(shí)能傾斜，以此方式兩個(gè)連接表面4c和5d彼此可以緊密接觸，模具材料4的軸線可以與支撐件5的軸線重合。
圖4是另一種將模具材料暫時(shí)固定到支撐件上的裝置示意圖。該裝置也是一種能提供使模具材料暫時(shí)固定到支撐件上的力的機(jī)械設(shè)備，此處僅對與圖3中所示裝置結(jié)構(gòu)不同之處作出說明。
圖4中平行件14’與保持器13配合，將球狀體15安裝成能在上述平行件的平面14a’和墊板16的平面之間自由轉(zhuǎn)動(dòng)。往前推進(jìn)地?cái)Q螺釘17時(shí)，通過支撐件16壓迫墊板16a，使墊板朝圖3中的左邊運(yùn)動(dòng)。當(dāng)墊板16a受壓時(shí)，球狀體15壓迫平行件14’的墊板14a’，繼而通過保持器13壓迫支撐件5，于是，在對連接表面4c和連接表面5d兩者都施加機(jī)械壓力的狀態(tài)下，使連接表面4c與連接表面5d接觸。
嚴(yán)格地說，甚至是在往前推進(jìn)地?cái)Q螺釘17時(shí)，墊板16a作圓弧運(yùn)動(dòng)，因此在由墊板16a施加到球狀體15的力中產(chǎn)生的作用力可能包括一個(gè)方向與用于提供壓力的軸向力不同的分力。但是，在本實(shí)施方式中，球狀體15可以在平行件14’的平面14a’與墊板16的平面之間轉(zhuǎn)動(dòng)，這就可以阻止力在除軸向以外的方向轉(zhuǎn)遞，因此，兩個(gè)連接表面4c和5d彼此緊密接觸，模具材料4的軸線與支撐件5的軸線重合。
圖5是又一種將模具材料暫時(shí)固定到支撐件上的裝置示意圖。該裝置也是一種能提供使模具材料暫時(shí)固定到支撐件上的力的機(jī)械設(shè)備，此處僅對與圖3中所示裝置結(jié)構(gòu)不用之處作出說明。
在圖5中，用螺釘11將上面形成有模具材料4的夾具2[見圖1(b)]暫時(shí)固定在上面嵌有多個(gè)撐條21的底板20上。另一方面，用螺釘12將平板23固定在支撐件5的端面上。在這種條件下，將凸起4e(圖2)插入開口5f(圖2)中，以便在維持連接表面4c和5d彼此面對時(shí)使凸起4e與開口5f接合，從而使模具材料4與支撐件5彼此定位。在這種情況下，通過在多個(gè)撐條21的上端和平板23之間插入薄墊片24，維持底板21和平板23之間的平行度。隨后的方法步驟與上述實(shí)施方式中相同，此處不再贅述。
雖然上述模具在可動(dòng)側(cè)制有核心，在實(shí)施本實(shí)施例，也可制出在固定側(cè)形成空腔的模具。當(dāng)然有些模具很薄，在這種情況下，如何將模具裝在模制裝置上是一個(gè)問題。
圖6(a)是在固定側(cè)形成空腔的模具的正視圖，圖6(b)是沿圖6(a)中線6(b)-6(b)截取的沿箭頭方向看的結(jié)構(gòu)圖。將薄片形模具材料4’暫時(shí)固定在圓柱形支撐件5’的端面，然后，通過連接件6’使上述兩者彼此固定，該連接件是通過在相反側(cè)生長電成型模具而形成的。
在固定側(cè)形成-空腔的模具不需要側(cè)表面，但它需要一定厚度，以便能夠在模制過程中經(jīng)受住壓力。然而，當(dāng)在作為模具材料4’的半導(dǎo)體晶片上形成顯微圖案(例如環(huán)形槽)4a’時(shí)，基于工藝和成本的原因，在許多情況下要求模具厚度在薄板中為1毫米(mm)或小于1毫米(mm)。在這種情況下，在本實(shí)施例中，可以通過電成型模具將模具材料4’與支撐件5’相連，并且可以用作在固定側(cè)形成空腔的模具。
上面參考實(shí)施方式對本發(fā)明做了詳細(xì)說明，顯然，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)并不限于上述實(shí)施方式，在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)，可以作出適當(dāng)?shù)母男秃透倪M(jìn)。例如，在本實(shí)施方式中，雖然使形成在連接表面一側(cè)的凸起與形成在該表面另一側(cè)的凹入部分(開口)相配合，在使連接表面彼此面對時(shí)，也可以通過將形成在連接表面兩側(cè)的棒形件(如銷等)插入形成在兩側(cè)的凹入部分中來對所述連接表面進(jìn)行定位。此外，通過用鐵磁材料制成支撐件，借助于用磁力吸引由純鎳制成的模具材料，可以對兩個(gè)連接表面施加力，以使它們彼此緊密接觸。在連接表面上還可以既利用粘附力又利用壓力。
本發(fā)明所提供的加工模具的方法可以將多個(gè)部件準(zhǔn)確地連接在一起，并可生產(chǎn)出可靠性高的模具。
權(quán)利要求
1.一種用于加工形成光學(xué)元件的模具的方法，包括下述步驟(a)在將多個(gè)部件的連接表面彼此相對定位的同時(shí)暫時(shí)固定這些連接表面，上述多個(gè)部件中至少一個(gè)部件具有模具轉(zhuǎn)移表面；和(b)在使上述多個(gè)部件定位的同時(shí)通過在上述連接表面的各圓周上形成電成型模具來連接上述部件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在具有模具轉(zhuǎn)移表面的基底上進(jìn)行電成型，由此形成上面已轉(zhuǎn)移了模具轉(zhuǎn)移表面的模具材料；和通過精確的機(jī)械加工使模具材料具有一定形狀，其中，通過將支撐件固定在經(jīng)上述成形步驟成形的模具材料上而實(shí)施上述暫時(shí)定位步驟，通過在電成型件和支撐件的連接表面的圓周上形成電成型模具來實(shí)施上述連接步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在對支撐件通電的同時(shí)，通過在電成型件和支撐件的連接表面的圓周上形成電成型模具來實(shí)現(xiàn)上述連接步驟。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，上述支撐件是導(dǎo)電件。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，具有連接表面的連接部分的外徑小于支撐件或除連接部分之外的模具材料的外徑。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過將上述連接表面放置在一起而用粘接劑進(jìn)行暫時(shí)固定，并且還包括在上述多個(gè)部件的至少一個(gè)部件上形成可使粘接劑滲出的圓周凹槽。
全文摘要
一種加工用于形成光學(xué)元件的模具的方法，包括一個(gè)定位步驟和一個(gè)電成型連接步驟，上述定位步驟用于在將多個(gè)部件的連接表面彼此相對、并對這些部分定位的狀態(tài)下進(jìn)行暫時(shí)固定，其中上述多個(gè)部件中的至少一個(gè)部件具有模具轉(zhuǎn)移表面，上述電成型連接步驟用于在上述多個(gè)部件被定位的情況下，通過在上述連接表面的圓周上形成電成型模具來連接所述部件。
文檔編號(hào)B29D11/00GK1459353SQ03136710
公開日2003年12月3日 申請日期2003年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月24日
發(fā)明者茜部佑一, 水越智秀 申請人:柯尼卡株式會(huì)社