用于生产数据存储光盘模具的方法技术

一种用于生产数据存储光盘模具的方法，包括如下步骤：提供一个化学汽相淀积的碳化硅衬底，它的硬度大约４．５ＭＰａ＊，粗糙度大约为１ｎｍ，平滑度大约为６μｍ，并在衬底表面淀积一层负光刻胶。衬底直径超过１２０ｍｍ，厚度大于１ｍｍ。然后用激光使光刻胶曝光，从而在光刻胶表面形成一个负数据图样。然后光刻胶被显影，所述陶瓷衬底被离子加工以在衬底上形成所述数据图样，这样具有螺脊和平地的螺旋轨迹就形成了，其中每条螺脊高度为２０到２００ｎｍ。在所述数据图样被离子加工到衬底上后，显影了的光刻胶就从衬底剥离。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从可离子加工的陶瓷衬底生产数据存储光盘模具的方法，更具体地说，就是用这种模具批量复制数据存储光盘的方法。本专利技术还涉及用这种方法生产的模具以及用这种模具批量复制的光盘。数据存储光盘的使用是十分广泛的，例如，用作声盘或视盘(如密纹盘)，以及在计算机系统中作为存储和重放数据用的光盘只读存储装置的一部分。数据存储光盘可以将数字数据置于二进制码的螺旋轨迹上。这些数据码以极小的凹槽和平地的形式形成在盘上作为数据图样。附图说明图1描绘了一个放大了的从密纹盘(未画出)螺旋轨迹1上截取的部分，显示出一系列凹槽1a和平地1b。例如，在一个声盘中，轨迹1的凹槽和平地代表二进制码的不同类型，诸如左声道和右声道立体声编码以及控制盘读写器电机速度和提供时间控制的编码。用来将这些轨迹解码的盘读写器是人们所熟知的。例如，数据光盘读写器可以转动一张直径大约为125mm的光盘，盘中心轨迹开始处速度每分钟500圈，靠近盘边缘的轨迹结尾处速度每分钟200圈。但是，盘在通过一个对轨迹解码的光学读出装置时的线速度是保持恒定的。这种光学读出装置可以包括一组平面镜和透镜，它将一光束(如激光)引导到螺旋轨迹上。在光盘旋转时，所引导的光束可以从盘中心经过旋转轨迹移出到盘边缘。当该光束射向轨迹的平地部分时，即被反射产生一个光信号，一个光敏开关如光敏二极管就可以用来将此反射光信号转换为电信号。但是，当该光束射向轨迹的凹槽时，就不被反射，电信号也就不会产生。用来生产数据存储光盘模具的一种现有技术方法在美国专利No.5,096,563中(专利技术人为YOSHIZAWA)作了描述，在此可作引用。图2a-g是横切面图，说明生产数据存储光盘模具现有方法的步骤。在这种现有方法中，光刻胶母盘包括一个光刻胶层3，它淀积在玻璃衬底2(如碱石灰玻璃)的主面上，如图2a所示。碱石灰玻璃是用碳酸氢钠或硫酸钠及石灰或石灰石与沙融合制成。根据数字信号触发的镧激光束照射光刻胶层3，形成螺旋形或同心圆形的数据图样6，它由点轨迹(例如凹槽位置)的潜像组成。可以使用正光刻胶或负光刻胶中之一。当使用正光刻胶时，曝光部分被显影步骤去掉。相反，当使用负光刻胶时，未被曝光的部分就被显影步骤去掉。于是就形成暴露的光刻胶母盘，产生与要记录在光刻胶母盘上的数字信号相对应的小凹槽轨迹3a，这样就生产出成形母盘，它具有带凹槽的光刻胶层3，如图2b所示。接着所形成母盘上的光刻胶层3就被于燥并固定在玻璃衬底2上，以得到一个干燥的母盘，如图2c所示。一种导体材料如银或镍可以溅射或湿法金属喷镀到光刻胶层3上以形成一层导电膜4，使得所形成的母盘导电并产生一个具有多层结构的母盘4a，如图2d所示。导电膜4的厚度大约为几个分子。然后将母盘4a浸入一个镍电沉积箱中以在导电膜4上镀覆镍层。结果，镍层5也就是镍模具就形成了，如图2e所示。镍模具5有一系列的螺脊5a，其中的每一条都可以是连续的或是分段的，并且可以与在光刻胶层3上的凹槽3a之一相对应。镍层或模具5被从玻璃衬底2上分离，如图2f所示，以产生一个要在数据存储光盘上复制的螺旋轨迹的阴模。因为镍模具5是十分精密的，模具5可以从玻璃衬底2上用手取下来。于是光刻胶层3(以及导电膜4)然后也可以从模具5上取下，形成一个有模面6′的镍模具5，模面6′产生一个数据图样6的反像，如图2g所示。但是如果导电膜4是由镍形成的，它就可以留在原位并简单地成为模具5的一部分。在光刻胶层3(以及导电膜4)已经从模具5上去除之后，模具5被清洗，阴模表面就可以覆盖上一层保护性漆膜。这样漆膜就可以固化，模具5对着阴模的表面就可以抛光以去除在镍电镀步骤中产生的缺陷。在模具5上漆膜和抛光后，在模具5的中心可以冲出一个孔，以将其固定在一个注模装置上。但是，在模具5上冲孔可能会在镍上产生压力，并造成螺旋轨迹上的缺陷。这种压力是不可避免的，这样模具5就固定在注模装置的一个压模上。在注模封闭后，一种热塑性树脂如流体聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚丙烯树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂，或是类似的物质就注入压模中，用树脂填入模具5中形成的轨迹。在树脂硬结后，从模具5分离，得到数据存储光盘的复制品，在它的面上二进制码由所记录的数据图样表述。在用这种方法制成的复制品的数据图样面上可以使用一种反射材料，诸如铝或金，包括铝和金的合金。此外，在反射材料上还覆盖了一层保护性漆膜，成为一张光盘。用这种方法可以得到两张数据存储光盘复制品，它们粘合在一起，再经过一道成品步骤就制成了双面的数据存储光盘。在现有方法中镍模具的电镀是相对较费时间的一步。此外，由于与电镀步骤相关的步骤的易损性，现有步骤还没有完全自动化。根据现有技术生产一个镍模具可能要超过180分钟。现有方法中制作模具5所需的额外时间使得复制最近开发出的数据存储光盘的方法效率不高，这些方法可能涉及小批量生产的各种类型的声音/图像软件。而且，现有的电镀步骤使用有毒化学物质，并需要处理有害物质，包括含有重金属(如镍)的溶液，作为成品步骤的一部分，上漆步骤也会产生大量的有毒气体和有害物质。如上所述，根据现有技术用镍电镀层制作的模具容易损坏，而且寿命有限。现有技术的模具在重复操作时会产生变形或其它损伤。此外，盘的成品步骤(例如，上漆、抛光及打孔)会由于打孔或抛光而导致上漆不匀和螺旋轨迹的缺陷或损伤。有这种制造缺陷或损伤的模具就报废了，得重复制作步骤生产新的模具。最后，因为镍电镀可能会氧化或局部腐蚀，例如，由于在储存时玻璃衬底中有碱性物质存在，镍模具被严密监视，以检测这种老化的信号。这种模具老化后经常是无法再使用的。因此，发现有氧化或局部腐蚀或其它物理损伤的模具也要报废，用新制作的模具来代替它们。此外，镍模具可能使复制盘生锈。发现有这种蚀锈的盘几乎没有经济价值而被废弃，因此这种锈蚀减少了复制步骤的产量。因此，需要有一种制作数据存储光盘模具的方法，这种方法毋需电镀(例如镍电镀)或上漆步骤，并可减少与电镀和上漆有关的化学废料。此外，需要一种全自动化的制作这种盘模具的工艺过程。另外，也需要一种制作这类盘模具的步骤，它所生产的模具与现有技术制作的模具相比，经久耐用，在使用中不容易变形或受损，在储存时也不易被老化。本专利技术的一个实施例提供了用于制作数据存储光盘模具的方法，这种模具用于复制密纹盘。本方法包括如下步骤提供可离子加工的陶瓷衬底，诸如化学汽相淀积碳化硅(CVDSiC)，其强度至少为 并在衬底表面淀积一层光刻胶。所述光刻胶层被电磁辐射能源(如激光)照射，以在光刻胶上形成数据图样。曝光后的光刻胶经显影形成数据图样的掩模。然后数据图样被离子加工，这样在衬底上产生至少一条螺脊和至少一个平地的螺旋轨迹。适当进行离子加工的衬底可以在不增加表面粗糙度(Ra)的条件下加工。在衬底被离子加工后，显影过的光刻胶就可以从衬底上剥离了。在本专利技术的另一个实施例中。一种制造数据存储光盘模具的方法包括如下步骤提供可离子加工的陶瓷衬底，其强度至少为 ，并在衬底表面淀积第一层玻璃层，再在第一层玻璃层上淀积作为第二层的光刻胶。所述光刻胶经电磁辐射能源曝光，以在光刻胶上形成数据图样。曝光后的光刻胶经显影以在第一层上形成数据图样的掩模。数据图样被蚀刻(例如用一种酸如氢氟酸蚀刻)在第一层内以在衬底上形成玻璃掩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产数据存储光盘模具的方法，包括如下步骤：提供一种硬度至少为１ＭＰａ＊的可进行离子加工的陶瓷衬底；在所述衬底的表面淀积一层光刻胶；用一种电磁能源使所述光刻胶曝光以在所述光刻胶上形成数据图样；将所述光刻胶显影；以及离子 加工所述数据图样，以便在所述衬底上形成有至少一条螺脊和至少一个平地的螺旋轨迹。

【技术特征摘要】
US 1994-7-29 08/281,9711.一种生产数据存储光盘模具的方法，包括如下步骤提供一种硬度至少为的可进行离子加工的陶瓷衬底；在所述衬底的表面淀积一层光刻胶；用一种电磁能源使所述光刻胶曝光以在所述光刻胶上形成数据图样；将所述光刻胶显影；以及离子加工所述数据图样，以便在所述衬底上形成有至少一条螺脊和至少一个平地的螺旋轨迹。2.根据权利要求1的方法，其中所述衬底是单相的。3.根据权利要求1的方法，其中所述衬底是由碳化硅制成的。4.根据权利要求1的方法，其中所述衬底表面粗糙度(Ra)为1nm，平滑度为6μm。5.根据权利要求1的方法，其中所述衬底直径超过120nm，厚度大于1mm。6.根据权利要求1的方法，其中所述光刻胶是一种负光刻胶。7.根据权利要求1的方法，其中所述电磁能源是激光。8.根据权利要求1的方法，其中所述照射所述光刻胶的步骤包括使用计算机引导所述电磁能源。9.根据权利要求1的方法，其中所述的至少一条螺脊，其高度范围在20-200nm。10.根据权利要求9的方法，其中所述离子加工的步骤还包括所述离子束的光栅扫描。11.根据权利要求1的方法，其中所述衬底是从硅、canasite、碳化硅以及玻璃碳(glassy carbon)这组物质中选出来的。12.根据权利要求1的方法，其中所述的至少一条螺脊是单条、连续、螺旋形的螺脊，以便可以在一张数据存储光盘上压出单条、连续、螺旋形的凹槽。13.一种由根据权利要求1的方法所生产的数据存储光盘。14.一种生产数据存储光盘的方法，包括如下步骤用根据权利要求1的方法制作一个负的数据存储光盘模具；将所述数据存储光盘模具固定在铸型中；向所述铸型中注入一种热塑性树脂，以形成一种所述复制品的正的盘复制品。从所述铸型中取下所述复制品。15.根据权利要求14的方法，还包括用一种反光材料涂覆所述复制品以在所述盘上得到一层反光表面的步骤。16.根据权利要求15的方法，其中所述反光材料是...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯G毕法诺，
申请(专利权)人：托马斯G毕法诺，彼得W西里洛，普里斯姆公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]