JP5061269B2

JP5061269B2 - Molding stamper and molding apparatus

Info

Publication number: JP5061269B2
Application number: JP2006242182A
Authority: JP
Inventors: 健古桑; 伸松田; 秀俊小寺
Original assignee: Kyocera Corp; Kyoto University NUC
Current assignee: Kyocera Corp; Kyoto University NUC
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: JP2008062484A

Description

本発明は、熱可塑性樹脂などの被成形体を成形するための成形用スタンパおよび前記成形用スタンパを備える成形装置に関する。 The present invention relates to a molding stamper for molding a molded body such as a thermoplastic resin and a molding apparatus including the molding stamper.

近年、科学およびバイオの技術分野では、化学反応、生化学反応および試料を分析するためのシステムを、より小型化したマイクロ化学システムが研究されている。このマイクロ化学システムは、たとえば従来のシステムに比べて微細に加工されたマイクロ流路内で化学反応を起こさせたり、試料の分析を行う。これによって試料の単位面積当たりの反応面積を増大させ、試料の反応が完了する時間を大幅に削減することができる。またマイクロ流路内を流れる流体の流量を精密に制御することができ、化学反応および試料の分析を効率的に行うことができる。このようなマイクロ化学システムにおける化学反応および試料の分析は、マイクロ流路、マイクロポンプおよびマイクロリアクタが形成されるマイクロ化学チップと呼ばれるチップにおいて行われている。 In recent years, in the technical fields of science and biotechnology, microchemical systems in which chemical reaction systems, biochemical reaction systems, and sample analysis systems have been miniaturized have been studied. In this microchemical system, for example, a chemical reaction is caused in a microchannel finely processed as compared with a conventional system, or a sample is analyzed. As a result, the reaction area per unit area of the sample can be increased, and the time for completing the reaction of the sample can be greatly reduced. In addition, the flow rate of the fluid flowing through the microchannel can be precisely controlled, and chemical reaction and sample analysis can be performed efficiently. The chemical reaction and sample analysis in such a microchemical system are performed in a chip called a microchemical chip in which a microchannel, a micropump, and a microreactor are formed.

このような高精度で微細なマイクロ化学チップを民生用に広げるために、マイクロ化学チップが量産可能な製造装置を開発し、量産に伴うマイクロ化学チップの低コスト化を図っている。量産化するための技術として、たとえばスタンパを用いて、樹脂およびガラスなどの被成形体に数十〜数百μｍの突起などの構造物を転写成形し、マイクロ流路を形成する成形方法が試みられている。 In order to spread such high-precision and fine microchemical chips for consumer use, a manufacturing apparatus capable of mass-producing microchemical chips has been developed to reduce the cost of microchemical chips associated with mass production. As a technology for mass production, for example, a molding method using a stamper to transfer a structure such as a projection of several tens to several hundreds of μm on a molded object such as resin and glass, and forming a microchannel is attempted. It has been.

図９は、従来の技術の成形装置１を示す正面断面図である。成形装置１は、スタンパ２を用いて、ホットエンボス法で被成形体３にマイクロ流路を転写成形するための装置である。成形装置１は、スタンパ２と、スタンパ２を被成形体３に押圧させる押圧手段４と、スタンパ２を加熱する加熱手段５とを有する。スタンパ２などの型は、その表面部がフォトリソグラフィ技術を用いて所望の形状に加工されているシリコン基板が用いられる。スタンパ２は押圧手段４の基台６に設けられている。被成形体３には、ＰＭＭＡなどの感光性樹脂をレジストに用いる場合、ガラスなどが用いられる。 FIG. 9 is a front sectional view showing a conventional molding apparatus 1. The molding apparatus 1 is an apparatus for transfer-molding a micro flow path on a molding target 3 using a stamper 2 by a hot embossing method. The molding apparatus 1 includes a stamper 2, a pressing unit 4 that presses the stamper 2 against the molding target 3, and a heating unit 5 that heats the stamper 2. For the mold such as the stamper 2, a silicon substrate whose surface is processed into a desired shape by using a photolithography technique is used. The stamper 2 is provided on the base 6 of the pressing means 4. For the molded body 3, glass or the like is used when a photosensitive resin such as PMMA is used for the resist.

特開２００４−２８８８４５号公報JP 2004-288845 A 特開２００４− ７１５８７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-71587 特開２００４−１６０６４７号公報JP 2004-160647 A

従来の技術の成形装置１を用いたホットエンボス法は、加熱されているスタンパ２を高い圧力で被成形体に押圧することによって行われるので、スタンパ２を加熱する加熱手段５が押圧手段４内、具体的には基台６内に設けられている。基台６内に加熱手段５が設けられているので、押圧手段４を介して放熱される点、および基台６を介してスタンパ２を加熱するという点で熱損失が大きく、スタンパ２を効率よく加熱することができず、熱効率が低い。また熱効率を向上させるために成形装置１を断熱すると、断熱構造が必要となり装置全体が大型化してしまう。 Since the hot embossing method using the conventional molding apparatus 1 is performed by pressing the heated stamper 2 against the object to be molded with high pressure, the heating means 5 for heating the stamper 2 is provided in the pressing means 4. Specifically, it is provided in the base 6. Since the heating means 5 is provided in the base 6, heat loss is large in that the heat is radiated through the pressing means 4 and the stamper 2 is heated through the base 6. It cannot be heated well and its thermal efficiency is low. Further, if the molding apparatus 1 is insulated to improve the thermal efficiency, a heat insulation structure is required, and the entire apparatus becomes large.

本発明の目的は、熱効率が大きい成形用スタンパおよび成形装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a molding stamper and a molding apparatus having high thermal efficiency.

本発明は、被成形体を成形する側の表面部が凹凸状に形成される基体と、
前記基体に配設される発熱抵抗体とを含み、
前記基体に、前記発熱抵抗体に電気的に接続され、電磁波を受けて起電力を発生する起電力発生回路が配設されていることを特徴とする成形用スタンパである。 The present invention includes a substrate on which a surface portion on the side of molding a molded body is formed in an uneven shape,
Look contains a heating resistor disposed on said substrate,
The molding stamper is characterized in that an electromotive force generation circuit that is electrically connected to the heating resistor and generates an electromotive force upon receiving an electromagnetic wave is disposed on the base.

また本発明は、前記発熱抵抗体は、前記基体の内部に配設されていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the heating resistor is disposed inside the base.

また本発明は、前記発熱抵抗体は、前記表面部の凸状部に設けられていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the heating resistor is provided on a convex portion of the surface portion.

また本発明は、前記基体がセラミックスから成ることを特徴とする。
また本発明は、前記基体と前記発熱抵抗体とが一体的に焼結されて成ることを特徴とする。 According to the present invention, the substrate is made of ceramics.
Further, the present invention is characterized in that the base and the heating resistor are integrally sintered.

また本発明は、前述の成形用スタンパと、
前記成形用スタンパを被成形体に押圧する押圧手段と、
前記発熱抵抗体に電力を供給するための電力供給手段とを含むことを特徴とする成形装置である。
また本発明は、前記電力供給手段は、電磁波を発生して、前記起電力発生回路に電磁波を放射する電磁波発生手段であることを特徴とする。 The present invention also includes the above-described molding stamper,
A pressing means for pressing the molding stamper against the molded body;
And a power supply means for supplying power to the heating resistor.
In the invention, it is preferable that the power supply unit is an electromagnetic wave generation unit that generates an electromagnetic wave and radiates the electromagnetic wave to the electromotive force generation circuit.

また本発明は、前記成形用スタンパの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて、前記発熱抵抗体に供給される供給電力を制御するための電力制御手段とをさらに備えることを特徴とする。 The present invention also includes a temperature detection means for detecting the temperature of the molding stamper,
Wherein in response to the temperature detected by the temperature detecting means, and further comprising a power control means for controlling a power supply that will be supplied to the heating resistor.

本発明によれば、基体に発熱抵抗体が配設されているので、基体が直接的に加熱される。基体を直接的に加熱するので、基体以外の構成に伝達する熱を抑制でき、熱損失を小さくすることができる。また基体を直接的に加熱するので、外部に熱が逃げることを防ぐための断熱手段を設けずとも熱損失が小さい。したがって断熱手段を設ける必要がなく、部品点数を削減でき、構成を簡単化することができる。また基体に熱源である発熱抵抗体が設けられるので、熱源が被成形体に近く、従来の技術の成形装置より小さい電流で、基体の表面部が被成形体を成形するために必要な温度に達する。
また、基体に配設される起電力発生回路に向かって電磁波を放射すると、起電力発生回路が電磁波を受け起電力が発生する。これによって発熱抵抗体に電力が供給され、発熱抵抗体が発熱し、基体の温度を上昇させることができる。起電力発生回路を用いることによって、電源と発熱抵抗体とを電気的に接続する必要がなく、外部配線を省略することができる。 According to the present invention, since the heating resistor is disposed on the base, the base is directly heated. Since the substrate is directly heated, heat transmitted to the configuration other than the substrate can be suppressed, and heat loss can be reduced. Further, since the substrate is directly heated, the heat loss is small without providing heat insulation means for preventing heat from escaping to the outside. Therefore, there is no need to provide heat insulation means, the number of parts can be reduced, and the configuration can be simplified. Also, since the heating resistor as a heat source is provided on the substrate, the heat source is close to the object to be molded, and the surface portion of the substrate is brought to a temperature necessary for forming the object to be molded with a current smaller than that of a conventional molding apparatus. Reach.
Further, when an electromagnetic wave is radiated toward the electromotive force generation circuit disposed on the base, the electromotive force generation circuit receives the electromagnetic wave and generates an electromotive force. As a result, power is supplied to the heating resistor, the heating resistor generates heat, and the temperature of the substrate can be raised. By using the electromotive force generation circuit, it is not necessary to electrically connect the power source and the heating resistor, and external wiring can be omitted.

本発明によれば、発熱抵抗体が基体の内部に配設されるので、発熱抵抗体が被成形体に直接接触することがない。これによって発熱抵抗体の損傷を防止することができ、発熱抵抗体が断線して成形用スタンパが使用不能になることを防止できる。さらに発熱抵抗体が外部に露出していないので、発熱抵抗体の腐蝕も防止することができる。このように発熱抵抗体を基体内部に配設することによって、損傷および腐蝕から発熱抵抗体を保護することができる。 According to the present invention, since the heating resistor is disposed inside the base, the heating resistor is not in direct contact with the workpiece. This can prevent the heating resistor from being damaged, and can prevent the heating resistor from being disconnected and the molding stamper from becoming unusable. Furthermore, since the heating resistor is not exposed to the outside, corrosion of the heating resistor can be prevented. By disposing the heating resistor inside the substrate in this way, the heating resistor can be protected from damage and corrosion.

本発明によれば、発熱抵抗体が表面部の凸状部に設けられている。被成形体を成形するとき、成形用スタンパを被成形体に押圧することによって、成形用スタンパの凸状部が被成形体の表面部を変形させ、被成形体が成形される。凸状部に発熱抵抗体が設けられるため、熱損失が小さく、被成形体を成形するための所望の温度への昇温を、より小さい電流で達成することができ、結果として熱効率を向上させることができる。 According to the present invention, the heating resistor is provided on the convex portion of the surface portion. When the molding body is molded, by pressing the molding stamper against the molding body, the convex portion of the molding stamper deforms the surface portion of the molding body, and the molding body is molded. Since the heat generating resistor is provided on the convex portion, the heat loss is small, and the temperature rise to a desired temperature for molding the molding can be achieved with a smaller current, resulting in improved thermal efficiency. be able to.

本発明によれば、基体がセラミックから成る。これによって発熱抵抗体との一体性を高めることができる。また基体がセラミックから成るので、耐摩耗性、耐腐蝕性および耐熱性が高く、破損や腐蝕、熱による変形が抑制され、利便性の高い成形用スタンパを実現することができる。これによって、成形用スタンパによって成形が繰返し行われても基体が損傷することがなく、また基体の加熱および冷却が繰返し行われても、基体が熱応力などで破損することがない。 According to the invention, the substrate is made of ceramic. Thereby, the integrity with the heating resistor can be enhanced. Further, since the substrate is made of ceramic, it has high wear resistance, corrosion resistance, and heat resistance, and can be prevented from being damaged, corroded, or deformed by heat, and a highly convenient molding stamper can be realized. As a result, the substrate is not damaged even if the molding is repeatedly performed by the molding stamper, and the substrate is not damaged by thermal stress even if the substrate is repeatedly heated and cooled.

本発明によれば、基体と発熱抵抗体とが一体的に焼結されているので、被成形体を繰返し成形するときの熱応力に起因する基体からの発熱抵抗体の剥離を抑制できる。 According to the present invention, since the base body and the heating resistor are integrally sintered, it is possible to suppress peeling of the heating resistor from the base body due to thermal stress when the molded body is repeatedly molded.

本発明によれば、電力供給手段によって発熱抵抗体に電力を供給し、基体の温度を上昇させた状態で、押圧手段によって成形用スタンパを被成形体に押圧することによって、被成形体を成形することができる。
本発明によれば、電力供給手段である電磁波発生手段によって起電力発生回路に電磁波を放射すると、起電力発生回路で起電力が発生し、発熱抵抗体に電力が供給される。これによって発熱抵抗体が発熱して基体の温度を上昇させる。このように基体の温度が上昇した状態で、押圧手段によって成形用スタンパにより被成形体を押圧することによって、被成形体を成形することができる。 According to the present invention, power is supplied to the heating resistor by the power supply means, and the molding stamper is pressed against the molded body by the pressing means in a state where the temperature of the substrate is raised, thereby forming the molded body. can do.
According to the present invention, when an electromagnetic wave is radiated to the electromotive force generation circuit by the electromagnetic wave generation means that is a power supply means, an electromotive force is generated in the electromotive force generation circuit, and power is supplied to the heating resistor. As a result, the heating resistor generates heat and raises the temperature of the substrate. Thus, a to-be-molded body can be shape | molded by pressing a to-be-molded body with the stamping stamper by a press means in the state which the temperature of the base | substrate increased.

本発明によれば、温度検出手段によって成形用スタンパの温度が検出され、電力制御手段によって、検出された温度に応じて発熱抵抗体に供給される供給電力が調整される。成形装置毎または成形品のロッドを成形する毎に成形用スタンパの温度にばらつきがある場合、各成形品の寸法にばらつきが生じ、加工精度のよい成形品が得られない。成形用スタンパの温度に応じて供給電力を調整することができるので、成形装置毎または成形品のロッドを成形する毎に成形用スタンパの温度がばらつくことを抑制でき、成形品の寸法のばらつきを抑制し、加工精度のよい成形品を成形することができる。 According to the present invention, the temperature of the molding stamper is detected by the temperature detecting means, the power control means, supply power that will be supplied to the heating resistor in accordance with the detected temperature is Ru is adjusted. When there is a variation in the temperature of the molding stamper for each molding device or each time the rod of the molded product is molded, the size of each molded product varies, and a molded product with high processing accuracy cannot be obtained. It is possible to adjust the power supplied depending on the temperature of the molding Stan Pa, the temperature of the molding Stan path each time a molded instrumentation 置毎 or moldings rod can be suppressed to vary the dimensions of the molded article Thus, it is possible to form a molded product with high processing accuracy.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。また実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding section. In addition to the combination of parts specifically described in each embodiment, the embodiments may be partially combined as long as the combination is not particularly troublesome.

図１は、実施の第１の形態の成形用スタンパ１０を含む成形装置１１を示す正面断面図である。図２は、成形用スタンパ１０を示す斜視図である。図３は、図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩで切断して見た成形用スタンパ１０を示す断面図である。図４は、図３の切断面線ＩＶ−ＩＶで切断して見た成形用スタンパ１０を示す断面図である。成形装置１１は、成形用スタンパ１０を備え、成形用スタンパ１０を被成形体１２に押圧して、被成形体３の表面部を成形するための型である。本実施の形態では、成形装置１１は、ナノプリント法で被成形体３の表面部に微細構造を成形可能な装置であり、成形スタンパ１０を被成形体３に押圧することによって前記微細構造、たとえばマイクロ化学チップを形成する装置である。ただし成形装置１１は、ナノインプリント法で成形可能なものに限定されず、成形用スタンパ１０を押圧して被成形体３を成形する装置であればよい。たとえばハンコおよびスタンパのマスタを成形する装置であってもよい。成形装置１１は、ステージ１３と、プレス手段１４と、成形用スタンパ１０と、温度制御手段１５と、筐体１６とを含む。ステージ１３と、プレス手段１４と、成形用スタンパ１０と、温度制御手段１５とは、筐体１６内に配設される。 FIG. 1 is a front sectional view showing a molding apparatus 11 including a molding stamper 10 according to a first embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing the molding stamper 10. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the molding stamper 10 as viewed by cutting along the cutting plane line III-III in FIG. 2. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the molding stamper 10 viewed along the cutting plane line IV-IV in FIG. The molding apparatus 11 includes a molding stamper 10 and is a mold for molding the surface portion of the molding target 3 by pressing the molding stamper 10 against the molding target 12. In the present embodiment, the molding apparatus 11 is an apparatus capable of molding a microstructure on the surface portion of the molded body 3 by a nanoprinting method, and the microstructure is formed by pressing the molding stamper 10 against the molded body 3. For example, an apparatus for forming a microchemical chip. However, the molding device 11 is not limited to a device that can be molded by the nanoimprint method, and may be any device that presses the molding stamper 10 and molds the molded body 3. For example, an apparatus for molding a master of a stamp and a stamper may be used. The molding apparatus 11 includes a stage 13, a press unit 14, a molding stamper 10, a temperature control unit 15, and a housing 16. The stage 13, the press means 14, the molding stamper 10, and the temperature control means 15 are disposed in the housing 16.

ステージ１３は、被成形体である被成形体１２を載置するための台である。ステージ１３は、扁平状の平板であり、たとえばＳＵＳ４０３等の金属材料から成り、被成形体１２を保持する機構を有するとともに、種々の方向（図１のＺ方向およびこれに直交する平面上の方向）に対して移動可能になしており、被成形体１２の位置を精密に制御する事ができる。被成形体１２は、たとえば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂とこれらの材料を混合して成る混合材料または無機材料と樹脂材料の混合物から成る。具体的には、アクリル樹脂、セラミックスと樹脂の混合体であるセラミックグリーンシートまたはガラスである。 The stage 13 is a table for placing the molded body 12 that is the molded body. The stage 13 is a flat plate, is made of a metal material such as SUS403, for example, has a mechanism for holding the molded body 12, and has various directions (the Z direction in FIG. 1 and directions on a plane orthogonal thereto). ), And the position of the molded body 12 can be precisely controlled. The molded body 12 is made of, for example, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a mixed material obtained by mixing these materials, or a mixture of an inorganic material and a resin material. Specifically, it is an acrylic resin, a ceramic green sheet or glass that is a mixture of ceramics and resin.

押圧手段であるプレス手段１４は、プレス駆動部１７と基台１８とを有する。プレス駆動部１７は、筐体１６に設けられている。プレス駆動部１７は、基台１８が設けられ、基台１８を上下方向Ｚ（以下、「Ｚ方向」という場合がある）に変位駆動するように構成されている。基台１８は、たとえばＳＵＳ４０３から成り、成形用スタンパ１０を装着可能に構成されている。 The pressing means 14 that is a pressing means includes a press driving unit 17 and a base 18. The press drive unit 17 is provided in the housing 16. The press drive unit 17 is provided with a base 18 and is configured to drive the base 18 in a vertical direction Z (hereinafter sometimes referred to as “Z direction”). The base 18 is made of, for example, SUS403, and is configured so that the molding stamper 10 can be attached thereto.

成形用スタンパ１０は、基体１９と発熱抵抗体２０を含む。基体１９は、セラミック、本実施の形態ではアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）から成り、大略的に直方体状に形成され、その主面部２１に凹凸状に形成されている。具体的には、基体１９は、基体本体２２の表面部２３に１または複数の凸状部２４が形成されている。本実施の形態では、基体の厚み方向である第１方向Ａ１（以下、「Ａ１方向」という場合がある）に垂直な第２方向Ａ２（以下、「Ａ２方向」という場合がある）に延びる４つの凸状部２４が等間隔で形成されている。ただし凸状部２４は、このような形状に限定されず、被成形体１２に形成すべき凹部に応じてその形状が変更され、また凸状でなく突起であってもよい。基体１９は、Ａ１方向とＺ方向とが一致するようにプレス手段１４の基台１８に装着されている。基体１９の内部には、発熱抵抗体２０が形成されている。 The molding stamper 10 includes a base 19 and a heating resistor 20. The base 19 is made of ceramic, which is alumina (Al ₂ O ₃ ) in the present embodiment, and is generally formed in a rectangular parallelepiped shape, and is formed in an uneven shape on the main surface portion 21 thereof. Specifically, the base body 19 has one or a plurality of convex portions 24 formed on the surface portion 23 of the base body 22. In the present embodiment, 4 extends in a second direction A2 (hereinafter also referred to as “A2 direction”) perpendicular to a first direction A1 (hereinafter also referred to as “A1 direction”), which is the thickness direction of the substrate. Two convex portions 24 are formed at equal intervals. However, the convex portion 24 is not limited to such a shape, and the shape thereof is changed according to the concave portion to be formed in the molded body 12, and may be a protrusion instead of the convex shape. The base 19 is mounted on the base 18 of the press means 14 so that the A1 direction and the Z direction coincide. A heating resistor 20 is formed inside the base body 19.

発熱抵抗体２０は、たとえばタングステンおよびセラミックの混合材料から成る高抵抗の抵抗体であり、電流が流れると発熱する抵抗体である。本実施の形態では、発熱抵抗体２０は、基体１９の第３方向Ａ３（以下、「Ａ３方向」という場合がある）の一端部から他端部に向かって、連続パルス波形状に蛇行するように配設されている。Ａ３方向は、Ａ１方向およびＡ２方向に垂直な方向である。ただし発熱抵抗体２０は、このような形状に配設されるものに限定されない。このようにして配設される発熱抵抗体２０の一端部２０ａおよび他端部２０ｂには、各端部２０ａ，２０ｂから基体１９の側面部２６、具体的には主面部２１に垂直な表面部２６に延びる給電配線２５が形成されている。給電配線２５は、導電性材料、例えばタングステンを含むメタライズ層などから成り、発熱抵抗体２０に電気的に接続され、側面部２６で外方に向かって露出している。具体的には、給電配線２５は、切立ち部２５ａと水平部２５ｂとを有する。切立ち部２５ａは、発熱抵抗体２０の各端部２０ａ，２０ｂからＡ１方向に立ち上がるように形成される、水平部２５ｂは、切立ち部２５ａの端部から基体１９の側面部２６に向かって、本実施の形態ではＡ２方向に延びるように形成され、その端部が前記側面部２６から外方に露出している。 The heating resistor 20 is a high-resistance resistor made of, for example, a mixed material of tungsten and ceramic, and is a resistor that generates heat when a current flows. In the present embodiment, the heating resistor 20 meanders in a continuous pulse wave shape from one end portion to the other end portion in the third direction A3 (hereinafter sometimes referred to as “A3 direction”) of the base body 19. It is arranged. The A3 direction is a direction perpendicular to the A1 direction and the A2 direction. However, the heating resistor 20 is not limited to the one arranged in such a shape. The one end portion 20a and the other end portion 20b of the heating resistor 20 arranged in this manner are provided on the side surface portion 26 of the base 19 from the respective end portions 20a and 20b, specifically, a surface portion perpendicular to the main surface portion 21. A power supply wiring 25 extending to 26 is formed. The power supply wiring 25 is made of a conductive material, for example, a metallized layer containing tungsten, and is electrically connected to the heating resistor 20 and exposed outward at the side surface portion 26. Specifically, the power supply wiring 25 has a cut-off portion 25a and a horizontal portion 25b. The vertical portion 25a is formed so as to rise in the A1 direction from the end portions 20a and 20b of the heating resistor 20. The horizontal portion 25b is formed from the end portion of the vertical portion 25a toward the side surface portion 26 of the base body 19. In the embodiment, it is formed so as to extend in the A2 direction, and its end portion is exposed outward from the side surface portion 26.

プレス手段１４の基台１８には、導電性材料から成る給電配線３８が設けられている。本実施の形態では、給電配線３８は、基台１８の外部に配設されている。給電配線３８は、成形用スタンパ１０の基体１９が基台１８に装着されている状態で、成形用スタンパ１０の各給電配線２５の水平部２５ｂに電気的にそれぞれ接続されている。さらに配線３８は、温度制御手段１５に電気的に接続されている。 A power supply wiring 38 made of a conductive material is provided on the base 18 of the pressing means 14. In the present embodiment, the power supply wiring 38 is disposed outside the base 18. The power supply wiring 38 is electrically connected to the horizontal portion 25 b of each power supply wiring 25 of the molding stamper 10 with the base 19 of the molding stamper 10 mounted on the base 18. Further, the wiring 38 is electrically connected to the temperature control means 15.

温度検出手段であり電力供給手段である温度制御手段１５は、配線３８に電気的に接続され、図示しない電源に電気的に接続されている。温度制御手段１５は、成形用スタンパ１０の温度を検出し、この検出結果に応じて発熱抵抗体２０に印加する電圧を制御し、成形用スタンパ１０の温度を制御する機能を有する。具体的には、温度制御手段１５は、発熱抵抗体２０がタングステンとセラミックとの混合材料から成るので、発熱抵抗体２０のＴＣＲ抵抗温度特性を利用して発熱抵抗体２０の温度を演算し、この演算結果に基づいて発熱抵抗体２０に印加する電圧を制御し、成形用スタンパ１０の温度制御を行っている。 The temperature control means 15, which is a temperature detection means and a power supply means, is electrically connected to the wiring 38 and is electrically connected to a power source (not shown). The temperature control means 15 has a function of detecting the temperature of the molding stamper 10, controlling the voltage applied to the heating resistor 20 according to the detection result, and controlling the temperature of the molding stamper 10. Specifically, the temperature control means 15 calculates the temperature of the heating resistor 20 using the TCR resistance temperature characteristics of the heating resistor 20 because the heating resistor 20 is made of a mixed material of tungsten and ceramic. Based on this calculation result, the voltage applied to the heating resistor 20 is controlled to control the temperature of the molding stamper 10.

またステージ１３は、載置される被成形体１２の成形すべき表面部である加工面部４０が、プレス手段１４が成形用スタンパ１０を駆動する方向、本実施の形態ではＺ方向に垂直になるように、被成形体１２を載置する載置面部が形成さている。 In the stage 13, the processed surface portion 40, which is the surface portion to be molded of the mounted workpiece 12, is perpendicular to the direction in which the pressing means 14 drives the molding stamper 10, in this embodiment, the Z direction. Thus, the mounting surface part which mounts the to-be-molded body 12 is formed.

図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、成形用スタンパ１０を形成する手順を示す図である。以下に、このように構成される成形用スタンパ１０の形成方法について説明する。成形スタンパ１０は、第１〜第３層状体２７，２８，２９を積層し、この積層体３０に大きな圧力を印加しつつ焼結することによって、形成される。本実施の形態では、３つの層状体２７，２８，２９の場合について説明するが、複数の層状体を積層して焼結することによって、成形スタンパ１０を形成してもよい。以下、具体的な成形用スタンパ１０の製造方法について説明する。 5A, 5B, and 5C are diagrams illustrating a procedure for forming the molding stamper 10. FIG. Below, the formation method of the stamper 10 for shaping | molding comprised in this way is demonstrated. The molding stamper 10 is formed by laminating the first to third layered bodies 27, 28, and 29 and sintering the laminated body 30 while applying a large pressure. In the present embodiment, the case of three layered bodies 27, 28, and 29 will be described. However, the molding stamper 10 may be formed by laminating and sintering a plurality of layered bodies. Hereinafter, a specific method for manufacturing the molding stamper 10 will be described.

まず第１層状体２７を形成する工程について説明する。ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）から成るシート３２上に導体ペーストを付着させて発熱抵抗体２０を形成する（図５Ａ（ａ）参照）。具体的には、スクリーン印刷法などによって、シート３２上に導体ペーストを付着させて連続パルス波形状の発熱抵抗体２０を形成する。導体ペーストは、導電性材料、有機バインダおよび有機溶剤とが含まれる。たとえば導電性材料には、タングステン（Ｗ）が用いられ、有機バインダには、アクリル樹脂、エチルセルロースまたは、メチルセルロースなどが用いられ、有機溶剤には、テルピネオール、ジブチルフタレート（Ｄ．Ｂ．Ｐ．）などが用いられる。ただしこのような材料に限定するものではない。 First, a process of forming the first layered body 27 will be described. A conductive paste is adhered on a sheet 32 made of polyethylene terephthalate (PET) to form the heating resistor 20 (see FIG. 5A (a)). Specifically, a conductive paste is adhered on the sheet 32 by a screen printing method or the like to form the heating resistor 20 having a continuous pulse wave shape. The conductive paste includes a conductive material, an organic binder, and an organic solvent. For example, tungsten (W) is used for the conductive material, acrylic resin, ethyl cellulose, methyl cellulose, or the like is used for the organic binder, and terpineol, dibutyl phthalate (DBP), or the like is used for the organic solvent. Is used. However, it is not limited to such materials.

セラミック粉末、有機バインダおよび溶剤などを混合したセラミックスラリーをシート３２上に塗布して、セラミックグリーンシート（以下、「グリーンシート」という場合がある）３１を形成する（図５Ａ（ｂ）参照）。たとえばセラミック粉末には、Ａｌ２Ｏ３が用いられ、有機バインダには、アクリル樹脂、エチルセルロースまたは、メチルセルロースなどが用いられ、溶剤には、テルピネオール、ジブチルフタレート（Ｄ．Ｂ．Ｐ．）などが用いられる。シート３２にセラミックスラリーを塗布してグリーンシート３１を形成する方法としては、たとえば必要量のセラミックスラリーを供給し、供給部または塗布面を移動することによって一定の厚みの塗布を行うダイコーター法、または一定量のセラミックスラリーを供給し、余分なセラミックスラリーをブレードにより除去し、一定の厚みの塗布を行うドクターブレード法などが用いられる。グリーンシート３１の厚さｄ１は、発熱抵抗体２０の厚みｄ２より厚くなるように形成される。 A ceramic slurry in which ceramic powder, an organic binder, a solvent, and the like are mixed is applied onto the sheet 32 to form a ceramic green sheet (hereinafter sometimes referred to as “green sheet”) 31 (see FIG. 5A (b)). For example, Al 2 O 3 is used for the ceramic powder, acrylic resin, ethyl cellulose, methyl cellulose, or the like is used for the organic binder, and terpineol, dibutyl phthalate (DBP), or the like is used for the solvent. As a method of forming the green sheet 31 by applying the ceramic slurry to the sheet 32, for example, a die coater method in which a predetermined amount of ceramic slurry is supplied and a constant thickness is applied by moving the supply unit or the application surface, Alternatively, a doctor blade method is used in which a certain amount of ceramic slurry is supplied, excess ceramic slurry is removed with a blade, and coating with a certain thickness is applied. The thickness d1 of the green sheet 31 is formed to be thicker than the thickness d2 of the heating resistor 20.

給電配線２５の切立ち部２５ａを配設するための貫通孔３３を形成する（図５Ａ（ｃ）参照）。貫通孔３３は、グリーンシート３１の厚み方向に貫通し、発熱抵抗体２０の両端部２０ａ，２０ｂが貫通孔３３に露出するように形成される。貫通孔３３は、パンチング加工またはレーザ加工を施すことによって形成される。貫通孔３３を形成後、貫通孔３３には、スクリーン印刷法などによって、給電配線２５の切立ち部２５ａの前駆体である導体ペーストが充填される。このようにしてシート３１上には、第１層状体２７が形成されている（図５Ａ（ｄ）参照）。 A through hole 33 for arranging the cut-off portion 25a of the power supply wiring 25 is formed (see FIG. 5A (c)). The through hole 33 penetrates in the thickness direction of the green sheet 31 and is formed so that both end portions 20 a and 20 b of the heating resistor 20 are exposed to the through hole 33. The through hole 33 is formed by performing punching processing or laser processing. After forming the through-hole 33, the through-hole 33 is filled with a conductor paste that is a precursor of the cut-off portion 25a of the power supply wiring 25 by a screen printing method or the like. In this way, the first layered body 27 is formed on the sheet 31 (see FIG. 5A (d)).

次に第２層状体２８を形成する工程について説明する。ＰＥＴから成るシート３４上に有機材料を付着させて有機シート３５を形成する（図５（ｅ）参照）。具体的には、スクリーン印刷法などによって、シート３２上に有機材料を付着させて、一方向に延びる複数の有機シート３５を前記一方向に垂直な方向に等間隔あけて形成した後に乾燥硬化させる。有機材料には、アクリル樹脂が用いられ、有機溶剤には、テルピネオール、ジブチルフタレート（Ｄ．Ｂ．Ｐ．）などが用いられる。ただしこのような材料に限定するものではない。 Next, the process of forming the second layered body 28 will be described. An organic material is deposited on a sheet 34 made of PET to form an organic sheet 35 (see FIG. 5E). Specifically, an organic material is deposited on the sheet 32 by screen printing or the like, and a plurality of organic sheets 35 extending in one direction are formed at equal intervals in a direction perpendicular to the one direction, and then dried and cured. . An acrylic resin is used as the organic material, and terpineol, dibutyl phthalate (DBP), or the like is used as the organic solvent. However, it is not limited to such materials.

セラミック粉末、有機バインダおよび溶剤などを混合したセラミックスラリーをシート３４上に塗布して、グリーンシート３６を形成する。シート３４にセラミックスラリーを塗布してグリーンシート３６を形成する方法としては、たとえば上述したダイコーター法やドクターブレード法などが用いられる。グリーンシート３６の厚さｄ３は、有機シートの厚みｄ４より厚くなるように形成されている。このようにしてシート３４上には、第２層状体２８が形成される（図５Ｂ（ｆ）参照）。 A ceramic slurry mixed with ceramic powder, an organic binder, a solvent, and the like is applied onto the sheet 34 to form a green sheet 36. As a method for forming the green sheet 36 by applying ceramic slurry to the sheet 34, for example, the above-described die coater method, doctor blade method, or the like is used. The thickness d3 of the green sheet 36 is formed to be thicker than the thickness d4 of the organic sheet. In this way, the second layered body 28 is formed on the sheet 34 (see FIG. 5B (f)).

次に第３層状体２９を形成する工程について説明する。ＰＥＴから成るシート３６上に導体ペーストを付着させて給電配線２５の水平部２５ｂを形成する（図５Ｂ（ｇ）参照）。具体的には、スクリーン印刷法などによって、シート３６上に導体ペーストを付着させて一方向に延びる２つの給電配線２５の水平部２５ｂを形成する。さらにセラミックスラリーをシート３６上に塗布してグリーンシート３９を形成する。グリーンシート３９の厚さｄ５は、給電配線２５の水平部２５ｂの厚みｄ６より厚くなるように形成される。さらに水平部２５ｂの外部に露出する端部には、腐食を防止するためにニッケル（Ｎｉ）または金（Ａｕ）のめっきが施され、配線３８と電気的に接続される外部端子が形成される。このようにしてシート３６上には、第３層状体２９が形成される（図５Ｂ（ｈ）参照）。 Next, the process of forming the third layered body 29 will be described. A conductor paste is adhered on the sheet 36 made of PET to form the horizontal portion 25b of the power supply wiring 25 (see FIG. 5B (g)). Specifically, the horizontal portion 25b of the two power supply wirings 25 extending in one direction is formed by attaching a conductive paste on the sheet 36 by a screen printing method or the like. Further, a ceramic slurry is applied on the sheet 36 to form a green sheet 39. The thickness d5 of the green sheet 39 is formed to be thicker than the thickness d6 of the horizontal portion 25b of the power supply wiring 25. Further, the end exposed to the outside of the horizontal portion 25b is plated with nickel (Ni) or gold (Au) to prevent corrosion, and an external terminal electrically connected to the wiring 38 is formed. . In this way, the third layered body 29 is formed on the sheet 36 (see FIG. 5B (h)).

次に積層体３０を焼結して成形用スタンパ１０する工程について説明する。第１層状体２７と第２層状体２８と第３層状体２９を積層し、積層体３０を構成する。積層体３０を構成するとき、発熱抵抗体２０が積層体３０の内部に形成され、有機グリーンシート３５が外方に露出するように、第１および第２層状体２７，２８を積層し、給電配線２５の各切立ち部２５ａが、各水平部２５ｂに電気的に接続されるように第１層状体２８に第３層状体を積層する。具体的には、第２、第１および第３層状体２８，２７，２９の順で積層され、発熱抵抗体２０が有機グリーンシート３５が形成される表面部と反対側の表面部に臨み、発熱抵抗体２０が形成されている側と反対側の表面部に給電配線２５の水平部２５ｂが臨むように配設される。このようにして形成される積層体３０を、プレス装置３７によって、第１および第２層状体２８，２９が積層される方向に挟持するように押圧する（図５Ｃ（ｉ）参照）。押圧後、積層体３０を焼結する。このとき温度が脱バインダ領域に達すると、有機シート３５が燃焼し、積層体３０の表面部が凹凸状に形成される。さらに温度が上昇すると、温度が焼結温度領域に達し、積層体３０が焼きしまり、成形用スタンパ１０が形成される（図５Ｃ（ｊ））。このように焼結することよって主面部２１が凹凸状に形成される成形用スタンパ１０を形成することができる。 Next, the process of sintering the laminate 30 and forming the molding stamper 10 will be described. The first layered body 27, the second layered body 28, and the third layered body 29 are stacked to form a stacked body 30. When the laminated body 30 is configured, the first and second layered bodies 27 and 28 are laminated so that the heating resistor 20 is formed inside the laminated body 30 and the organic green sheet 35 is exposed to the outside. The third layered body is stacked on the first layered body 28 so that each cut-off portion 25a of the wiring 25 is electrically connected to each horizontal portion 25b. Specifically, the second, first, and third layered bodies 28, 27, and 29 are stacked in this order, and the heating resistor 20 faces the surface portion opposite to the surface portion on which the organic green sheet 35 is formed, It arrange | positions so that the horizontal part 25b of the electric power feeding wiring 25 may face the surface part on the opposite side to the side in which the heating resistor 20 is formed. The laminated body 30 thus formed is pressed by the pressing device 37 so as to be sandwiched in the direction in which the first and second layered bodies 28 and 29 are laminated (see FIG. 5C (i)). After pressing, the laminate 30 is sintered. At this time, when the temperature reaches the binder removal region, the organic sheet 35 burns, and the surface portion of the laminate 30 is formed in an uneven shape. When the temperature further rises, the temperature reaches the sintering temperature region, the laminated body 30 is baked, and the molding stamper 10 is formed (FIG. 5C (j)). By sintering in this way, it is possible to form the molding stamper 10 in which the main surface portion 21 is formed in an uneven shape.

図６は、成形装置１１を用いて被成形体１２を成形する手順を示す図である。図６には、成形装置１１のうち成形スタンパ１０だけを図示し、成形スタンパ１０以外の構成については図示を省略する。以下では、成形装置１１を用いて被成形体１２を成形する成形方法について、図１を参照しつつ説明する。ステージ１３に被成形体１２を載置され、温度制御手段１５によって発熱抵抗体２０に電圧を印加し、成形用スタンパ２０の基体１９を加熱する（図６（ａ）参照）。加熱し予め定められる温度に達すると、プレス手段１４によって成形用スタンパ２０をＺ方向に降下させ、成形用スタンパ２０の凸状部２４を被成形体１２の加工面部４０に当接させる。 FIG. 6 is a diagram showing a procedure for molding the molded body 12 using the molding apparatus 11. FIG. 6 illustrates only the molding stamper 10 in the molding apparatus 11, and the illustration of components other than the molding stamper 10 is omitted. Below, the shaping | molding method which shape | molds the to-be-molded body 12 using the shaping | molding apparatus 11 is demonstrated, referring FIG. The molded body 12 is placed on the stage 13, a voltage is applied to the heating resistor 20 by the temperature control means 15, and the base 19 of the molding stamper 20 is heated (see FIG. 6A). When heated and reaches a predetermined temperature, the molding stamper 20 is lowered in the Z direction by the pressing means 14, and the convex portion 24 of the molding stamper 20 is brought into contact with the processed surface portion 40 of the molded body 12.

プレス手段１４によって、成形用スタンパ２０を当接する状態からさらに降下させて、成形用スタンパ１０に被成形体１２を押圧させる。このとき温度制御手段１５は、被成形体１２が成形用スタンパ１０の降下位置に応じて、つまり成形状況に応じて、成形用スタンパ１０の基体１９の温度を制御する。温度制御手段１５は、たとえば成形用スタンパ１０が降下するに従って、基体１９の温度を上昇させるように制御する。さらに成形用スタンパ１０を予め定められる成形位置まで降下させる、たとえば基体本体２２の表面部２３が被成形体１２の加工面部４０に達する位置まで降下させると、プレス手段１４は、成形用スタンパ１０の降下を停止する（図１の２点鎖線および図６（ｂ）参照）。温度制御は
発熱抵抗体２０のＴＣＲ特性を利用して行われる。つまり発熱抵抗体の抵抗値を連続的に測定し、抵抗値にあわせて電流値（または電圧値）を適正な値に制御することで温度を制御する。このように成形用スタンパ１０を成形位置まで降下させると、被成形体１２の成形用スタンパ１０の凸状部２４が押圧される部分に凹部４１が形成され、残余部に凸部４２が形成される。このようにして被成形体１２を成形し、成形品が形成される。 By pressing means 14, the molding stamper 20 is further lowered from the contact state, and the molding object 12 is pressed against the molding stamper 10. At this time, the temperature control means 15 controls the temperature of the base 19 of the molding stamper 10 according to the lowered position of the molding stamper 10, that is, according to the molding situation. The temperature control means 15 controls the temperature of the base 19 to increase as the molding stamper 10 moves down, for example. Further, when the molding stamper 10 is lowered to a predetermined molding position, for example, when the surface portion 23 of the base body 22 is lowered to a position where the processed surface portion 40 of the molded body 12 is reached, the pressing means 14 causes the molding stamper 10 to move. The descent is stopped (see the two-dot chain line in FIG. 1 and FIG. 6B). The temperature control is performed using the TCR characteristic of the heating resistor 20. That is, the temperature is controlled by continuously measuring the resistance value of the heating resistor and controlling the current value (or voltage value) to an appropriate value according to the resistance value. When the molding stamper 10 is lowered to the molding position in this way, the concave portion 41 is formed in the portion of the molded body 12 where the convex portion 24 of the molding stamper 10 is pressed, and the convex portion 42 is formed in the remaining portion. The Thus, the to-be-molded body 12 is shape | molded and a molded article is formed.

その後、プレス手段１４は、成形用スタンパ１０を予め定められる位置、たとえば初期位置まで上昇させる（図６（ｃ）参照）。このとき温度制御手段１５は、発熱抵抗体２０に対する電圧の印加を停止し、発熱抵抗体２０の発熱を停止する。次の被成形体１２を成形するとき、再度、発熱抵抗体２０に電圧を印加して、発熱抵抗体２０を発熱させて、成形用スタンパ１０を降下させて成形を行う。 Thereafter, the pressing means 14 raises the molding stamper 10 to a predetermined position, for example, an initial position (see FIG. 6C). At this time, the temperature control means 15 stops the voltage application to the heating resistor 20 and stops the heat generation of the heating resistor 20. When the next molded object 12 is molded, a voltage is again applied to the heating resistor 20, the heating resistor 20 is heated, and the molding stamper 10 is lowered to perform molding.

以下では、このように構成される成形用スタンパ１０および成形装置１１が奏する効果について説明する。本実施の形態の成形用スタンパ１０によれば、基体１９に発熱抵抗体２０が配設されているので、基体１９が直接的に加熱される。基体１９を直接的に加熱するので、基体１９以外の構成、たとえばプレス駆動部１７および基台１８に伝達する熱を抑制でき、熱損失を小さくすることができる。また基体１９を直接的に加熱するので、外部に熱が逃げることを防ぐための断熱手段を設けずとも熱損失が小さい。したがって断熱手段を設ける必要がなく、部品点数を削減でき、構成を簡単化することができる。また基体１９に熱源である発熱抵抗体２０が設けられるので、熱源が被成形体１２に近く、従来の技術の成形装置１より小さい電流で基体１９の主面部２１が、被成形体１２を成形するために必要な温度に達する。また基体１９を直接的に加熱するので、基台１８などの熱膨張が抑制され、より精密な加工が可能となる。 Below, the effect which the molding stamper 10 and the molding apparatus 11 which are comprised in this way show | play is demonstrated. According to the molding stamper 10 of the present embodiment, since the heating resistor 20 is disposed on the base 19, the base 19 is directly heated. Since the base 19 is directly heated, the heat transmitted to the configuration other than the base 19, for example, the press drive unit 17 and the base 18 can be suppressed, and the heat loss can be reduced. Further, since the base body 19 is directly heated, the heat loss is small without providing heat insulation means for preventing heat from escaping to the outside. Therefore, there is no need to provide heat insulation means, the number of parts can be reduced, and the configuration can be simplified. Further, since the heating resistor 20 as a heat source is provided on the base body 19, the heat source is close to the molded body 12, and the main surface portion 21 of the base body 19 forms the molded body 12 with a current smaller than that of the conventional molding apparatus 1. Reach the temperature needed to. Further, since the base 19 is directly heated, thermal expansion of the base 18 and the like is suppressed, and more precise processing is possible.

本実施の形態の成形用スタンパ１０によれば、発熱抵抗体２０が基体１９の内部に配設されるので、発熱抵抗体２０が被成形体１２に直接接触することがない。これによって発熱抵抗体２０の損傷を防止することができ、発熱抵抗体２０が断線して成形用スタンパ１０が使用不能になることを防止できる。さらに発熱抵抗体２０が外部に露出しいていないので、発熱抵抗体２０の腐蝕も防止することができる。このように発熱抵抗体２０を基体１９内部に配設することによって、損傷および腐蝕の点において、発熱抵抗体２０を保護することができる。 According to the molding stamper 10 of the present embodiment, since the heating resistor 20 is disposed inside the base body 19, the heating resistor 20 does not directly contact the molded body 12. As a result, the heating resistor 20 can be prevented from being damaged, and the heating resistor 20 can be prevented from being disconnected and the molding stamper 10 from becoming unusable. Further, since the heating resistor 20 is not exposed to the outside, corrosion of the heating resistor 20 can be prevented. By disposing the heating resistor 20 in the base 19 as described above, the heating resistor 20 can be protected in terms of damage and corrosion.

本実施の形態の成形装置１１によれば、基体１９がセラミックから成る。これによって発熱抵抗体２０との一体性を高めることができる。また基体１９がセラミックから成るので、耐摩耗性、耐腐蝕性および耐熱性が高く、破損および腐蝕し難く、熱による変形が抑制され、利便性の高い成形用スタンパ１０を実現することができる。これによって、成形用スタンパ１０によって成形が繰返し行われても基体１９が損傷することがなく、また基体１９の加熱および冷却が繰返し行われても、基体１９が熱応力などで破損することがない。またセラミックで成形用スタンパ１０を形成するので、本実施の形態のように成形用スタンパ１０に直接接触させて成形しても基体１９が欠けるなどすることがなく、成形用スタンパ１０を繰返し使用することができる。セラミックで構成することによって、ガラスなど高温で成形しなければ成らない材料から成る被成形体１２を繰返し成形する場合であっても、繰返し熱応力にも耐え得ることができ、良好なスタンパが形成される。 According to the molding apparatus 11 of the present embodiment, the base 19 is made of ceramic. Thereby, the integrity with the heating resistor 20 can be enhanced. Further, since the base 19 is made of ceramic, the molding stamper 10 having high wear resistance, corrosion resistance, and heat resistance, hardly damaged or corroded, suppressed by heat, and highly convenient can be realized. Thus, the base body 19 is not damaged even if the molding is repeatedly performed by the molding stamper 10, and the base body 19 is not damaged due to thermal stress or the like even if the base body 19 is repeatedly heated and cooled. . Further, since the molding stamper 10 is formed of ceramic, the base 19 is not chipped even if the molding stamper 10 is formed in direct contact with the molding stamper 10 as in this embodiment, and the molding stamper 10 is repeatedly used. be able to. By being composed of ceramic, it is possible to withstand repeated thermal stress even when the molded body 12 made of a material that must be molded at a high temperature such as glass can be repeatedly formed, and a good stamper is formed. Is done.

本実施の形態の成形用スタンパ１０によれば、基体１９と発熱抵抗体２０とが一体的に焼結されているので、被成形体１２を繰返し成形するときの熱応力に起因する基体からの発熱抵抗体の剥離を抑制できる。 According to the molding stamper 10 of the present embodiment, the base body 19 and the heating resistor 20 are integrally sintered, so that the base body 19 and the heating resistor 20 are separated from the base body due to thermal stress when the body 12 is repeatedly molded. The exfoliation of the heating resistor can be suppressed.

本実施の形態の成形装置１１によれば、基体１９の側面部２６から導出される給電配線２５に電力を供給することによって、発熱抵抗体２０に電力が供給され、発熱抵抗体２０が発熱する。これによって基体１９の温度を上昇させることができる。また側面部２６から給電配線２５が導出されるので、プレス手段１４に内部に配線３８を配設する必要がなく、プレス手段１４の加工が容易になる。 According to the molding apparatus 11 of the present embodiment, by supplying power to the power supply wiring 25 led out from the side surface portion 26 of the base body 19, power is supplied to the heating resistor 20 and the heating resistor 20 generates heat. . As a result, the temperature of the substrate 19 can be raised. Further, since the power supply wiring 25 is led out from the side surface portion 26, it is not necessary to arrange the wiring 38 inside the pressing means 14, and the processing of the pressing means 14 becomes easy.

本実施の形態の成形用スタンパ１０によれば、温度制御手段１５によって発熱抵抗体２０に電力を供給し、基体１９の温度を上昇させた状態で、プレス手段１４によって成形用スタンパ１０を被成形体１２に押圧することによって、被成形体１２を成形することができる。 According to the molding stamper 10 of the present embodiment, power is supplied to the heating resistor 20 by the temperature control means 15 and the molding stamper 10 is molded by the pressing means 14 in a state in which the temperature of the base 19 is raised. By pressing the body 12, the molded body 12 can be molded.

本実施の形態の成形装置１１によれば、温度制御手段１５によって成形用スタンパ１０の温度が検出され、検出された温度に応じて発熱抵抗体２０に供給する供給電力、具体的には印加する電圧を調整する。成形装置１毎または成形品のロッドを成形する毎に成形用スタンパ１０の温度にばらつきがある場合、各成形品の寸法にばらつきが生じ、加工精度のよい成形品が得られない。成形用スタンパ１０の温度に応じて供給電力を調整することができるので、成形装置１毎または成形品のロッドを成形する毎に成形用スタンパ１０の温度がばらつくことを抑制でき、成形品の寸法のばらつきを抑制し、加工精度のよい成形品を成形することができる。 According to the molding apparatus 11 of the present embodiment, the temperature of the molding stamper 10 is detected by the temperature control means 15, and the supply power supplied to the heating resistor 20 according to the detected temperature, specifically, is applied. Adjust the voltage. When there is a variation in the temperature of the molding stamper 10 for each molding apparatus 1 or each time a molded product rod is molded, the size of each molded product varies, and a molded product with good processing accuracy cannot be obtained. Since the power supply can be adjusted according to the temperature of the molding stamper 10, it is possible to suppress the temperature of the molding stamper 10 from varying every time the molding device 1 or the rod of the molded product is molded, and the dimensions of the molded product. Thus, it is possible to form a molded product with high processing accuracy.

図７は、実施の第２の形態の成形用スタンパ１０Ａを示す斜視図である。成形用スタンパ１０Ａは、実施の第１の形態の成形用スタンパ１０と構成が類似している。したがって成形用スタンパ１０Ａの構成については、実施の第１の形態の成形用スタンパ１０と異なる点についてだけ説明し、同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略する。成形用スタンパ１０Ａは、発熱抵抗体２０が基体１９の内部に配設されず、基体１９の凸状部２４に配設されている。本実施の形態では、基体１９の凸状部２４に発熱抵抗体２０を形成する。ただしこのような形状に限定されず、基体１９の凸状部２４にＡ２方向に延びる溝を形成し、その溝に発熱抵抗体２０を形成してもよく、また凸状部２４自体を発熱抵抗体２０で構成してもよい。さらに発熱抵抗体２０の腐蝕防止および耐摩耗性を向上させるために、発熱抵抗体２０に保護膜を形成する。これによって発熱抵抗体２０を凸状部２４に形成しても、腐蝕することおよび損傷することを防止できる。 FIG. 7 is a perspective view showing a molding stamper 10A according to the second embodiment. The molding stamper 10A is similar in configuration to the molding stamper 10 of the first embodiment. Therefore, the configuration of the molding stamper 10A will be described only with respect to differences from the molding stamper 10 according to the first embodiment, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In the molding stamper 10 </ b> A, the heating resistor 20 is not disposed inside the base 19, but is disposed on the convex portion 24 of the base 19. In the present embodiment, the heating resistor 20 is formed on the convex portion 24 of the base body 19. However, the shape is not limited to this, and a groove extending in the A2 direction may be formed in the convex portion 24 of the base 19 and the heating resistor 20 may be formed in the groove. The body 20 may be configured. Further, a protective film is formed on the heating resistor 20 in order to prevent corrosion and wear resistance of the heating resistor 20. Thus, even if the heating resistor 20 is formed on the convex portion 24, it can be prevented from being corroded and damaged.

本実施の形態の成形用スタンパ１０Ａによれば、被成形体１２と接触し成形する凸状部２４に発熱抵抗体２０が設けられているので、被成形体１２に熱が伝達しやすい。これによって熱損失が少なく、従来の技術の成形装置１よりもより小さい電流で被成形体１２の成形が可能である。また凸状部２４に発熱抵抗体２０が設けられているので、被成形体１２を整形する成形部の温度制御が精密に制御することができる。 According to the molding stamper 10A of the present embodiment, since the heating resistor 20 is provided on the convex portion 24 that contacts and molds the molded body 12, heat is easily transmitted to the molded body 12. As a result, heat loss is small, and the molded body 12 can be molded with a smaller current than the molding apparatus 1 of the prior art. Moreover, since the heating resistor 20 is provided on the convex portion 24, the temperature control of the molding portion that shapes the molded body 12 can be precisely controlled.

図８は、実施の第３の形態の成形用スタンパ１０Ｂを備える成形装置１１Ｂを示す正面断面図である。成形用スタンパ１０Ｂおよび成形装置１１Ｂは、成形用スタンパ１０および成形装置１１と構成が類似している。したがって成形用スタンパ１０Ｂおよび成形装置１１Ｂの構成については、成形用スタンパ１０および成形装置１１と異なる点についてだけ説明し、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。成形用スタンパ１０Ｂには、起電力発生装置５１が設けられている。起電力発生回路５１は、たとえばループコイルまたは金属製のベタパターンで構成され基体１９の内部に形成される。起電力発生回路５１は、電磁波を受けて起電力が発生する機能を有する。起電力発生回路５１は、発熱抵抗体２０の各端部２０ａ，２０ｂに電気的に接続されている。起電力発生回路５１は、グリーンシート上にループコイル状またはベタパターン状に導体ペーストが付着された層状体を第１および第２層状体２８，２９に積層し、焼結することによって形成することができる。 FIG. 8 is a front sectional view showing a molding apparatus 11B including the molding stamper 10B according to the third embodiment. The molding stamper 10B and the molding apparatus 11B are similar in configuration to the molding stamper 10 and the molding apparatus 11. Accordingly, the configurations of the molding stamper 10B and the molding apparatus 11B will be described only with respect to differences from the molding stamper 10 and the molding apparatus 11, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. An electromotive force generator 51 is provided in the molding stamper 10B. The electromotive force generation circuit 51 is formed of, for example, a loop coil or a metal solid pattern and is formed inside the base body 19. The electromotive force generation circuit 51 has a function of generating an electromotive force upon receiving an electromagnetic wave. The electromotive force generation circuit 51 is electrically connected to each end 20a, 20b of the heating resistor 20. The electromotive force generation circuit 51 is formed by laminating a layered body in which a conductor paste is attached in a loop coil shape or a solid pattern shape on a green sheet on the first and second layered bodies 28 and 29 and sintering. Can do.

成形装置１１は、電磁波発生手段５２をさらに備える。電磁波発生手段５２は、起電力発生回路５１に向かって電磁波を放射する機能を有する。電磁波発生手段５２は、たとえば推奨振動子などの発信回路およびアンテナを含み、発信回路から伝送される信号に基づいてアンテナから電磁波を放射するように構成されている。 The molding apparatus 11 further includes electromagnetic wave generating means 52. The electromagnetic wave generation means 52 has a function of radiating electromagnetic waves toward the electromotive force generation circuit 51. The electromagnetic wave generation means 52 includes a transmission circuit such as a recommended vibrator and an antenna, for example, and is configured to radiate an electromagnetic wave from the antenna based on a signal transmitted from the transmission circuit.

さらに成形用スタンパ１０には、その凸状部２４上に温度検出手段５３が設けられている。温度検出手段５３は、たとえばアルメルクロメル熱電対または銅コンスタンタンによって構成される。温度検出手段５３は、成形時における被成形体１２の温度を検出する機能を有する。温度検出手段５３によって検出される温度に基づいて、発熱抵抗体２０に印加すべき電圧が制御される。つまり電磁波発生手段５２から放射される電磁波の磁束密度などが決定される。 Further, the molding stamper 10 is provided with temperature detecting means 53 on the convex portion 24. The temperature detecting means 53 is constituted by, for example, an alumel chromel thermocouple or a copper constantan. The temperature detection means 53 has a function of detecting the temperature of the molded body 12 during molding. Based on the temperature detected by the temperature detection means 53, the voltage to be applied to the heating resistor 20 is controlled. That is, the magnetic flux density of the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic wave generating means 52 is determined.

このように構成される成形装置１１Ｂは、電磁波発生手段５２から電磁波を放射すると、起電力発生回路５１が電磁波を受けて起電力が発生する。発生した起電力が発熱抵抗体２０に供給され、発熱抵抗体２０が発熱する。このような発熱抵抗体２０が発熱している状態で、被成形体１２が成形される。 When the forming apparatus 11B configured as described above radiates electromagnetic waves from the electromagnetic wave generation means 52, the electromotive force generation circuit 51 receives the electromagnetic waves and generates an electromotive force. The generated electromotive force is supplied to the heating resistor 20, and the heating resistor 20 generates heat. The molded body 12 is molded in a state where such a heating resistor 20 is generating heat.

本実施の形態の成形スタンパ１０Ｂによれば、基体１９に配設される起電力発生回路５１に向かって電磁波を放射すると、起電力発生回路５１が電磁波を受け起電力が発生する。これによって発熱抵抗体２０に電力が供給され、発熱抵抗体２０が発熱し、基体１９の温度を上昇させることができる。このように起電力発生回路５１を用いることによって、電源と発熱抵抗体２０とを電気的に接続する必要がなく、外部配線を省略することができる。したがって基体１９は、プレス装置１４によってＺ方向に変動するので、外部配線の位置に制約が多くなるが、起電力発生回路５１を用いることによって、このような問題を解決することができる。 According to the molding stamper 10B of the present embodiment, when an electromagnetic wave is radiated toward the electromotive force generation circuit 51 disposed on the base 19, the electromotive force generation circuit 51 receives the electromagnetic wave and generates an electromotive force. As a result, electric power is supplied to the heating resistor 20, the heating resistor 20 generates heat, and the temperature of the base 19 can be raised. By using the electromotive force generation circuit 51 in this way, it is not necessary to electrically connect the power source and the heating resistor 20, and external wiring can be omitted. Therefore, since the base body 19 is changed in the Z direction by the press device 14, there are many restrictions on the position of the external wiring. However, by using the electromotive force generation circuit 51, such a problem can be solved.

本実施の形態の成形装置１１Ｂによれば、電磁波発生手段５２によって起電力発生回路５１に電磁波を放射すると、起電力発生回路５１で起電力が発生し、発熱抵抗体２０に電力が供給される。これによって発熱抵抗体２０が発熱して基体１９の温度を上昇させる。このように基体１９の温度が上昇した状態で、プレス手段１４によって成形用スタンパ１０が被成形体１２を押圧することによって、被成形体１２を成形することができる。 According to the molding apparatus 11B of the present embodiment, when an electromagnetic wave is radiated to the electromotive force generation circuit 51 by the electromagnetic wave generation means 52, an electromotive force is generated in the electromotive force generation circuit 51, and power is supplied to the heating resistor 20. . As a result, the heating resistor 20 generates heat and raises the temperature of the base 19. In this way, the molding body 12 can be molded by the molding stamper 10 pressing the molding body 12 by the pressing means 14 in a state where the temperature of the base body 19 is increased.

本実施の形態では、成形用スタンパ１０は、セラミックから成るが、セラミックに限定されない。たとえばシリコン（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、多結晶シリコン、ガラス、などであってもよい。 In the present embodiment, the molding stamper 10 is made of ceramic, but is not limited to ceramic. For example, silicon (Si), silicon carbide (SiC), silicon nitride (SiN), polycrystalline silicon, glass, or the like may be used.

また本実施の形態では、導体ペーストを塗布することによって発熱抵抗体２０を形成しているが、ＣＶＤ法によって発熱抵抗体２０を形成してもよい。 In the present embodiment, the heating resistor 20 is formed by applying a conductive paste, but the heating resistor 20 may be formed by a CVD method.

また本実施の形態では、有機グリーンシート３５を用いて、主面部２１の凹凸形状を形成しているが、必ずしもこのような方法に限定されない。たとえば第１層状体２７に扁平状のグリーンシートを積層した積層体の表面部を、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Yttrium Aluminum Garnet：略称ＹＡＧ）レーザなどを用いるレーザ加工によって、凹凸状に形成し、その後焼結して成形用スタンパ１０を形成してもよい。また前記積層体を焼結した後に、焼結された積層体の表面部を、ＹＡＧレーザ等を用いるレーザ加工によって凹凸状に形成、成形用スタンパ１０を形成してもよい。 Moreover, in this Embodiment, although the uneven | corrugated shape of the main surface part 21 is formed using the organic green sheet 35, it is not necessarily limited to such a method. For example, the surface portion of the laminated body in which the flat green sheet is laminated on the first layered body 27 is formed into an uneven shape by laser processing using an yttrium aluminum garnet (abbreviated as YAG) laser, etc. The molding stamper 10 may be formed by sintering. In addition, after the laminate is sintered, the surface portion of the sintered laminate may be formed into an uneven shape by laser processing using a YAG laser or the like, and the molding stamper 10 may be formed.

本実施の形態では、成形用スタンパ１０を被成形体１２に押圧しているが、被成形体１２にレジストを形成し、そのレジストを成形用スタンパ１０によって成形し、被成形体１２をエッチングして成形してもよい。 In this embodiment, the molding stamper 10 is pressed against the molded body 12, but a resist is formed on the molded body 12, the resist is molded by the molding stamper 10, and the molded body 12 is etched. May be molded.

本実施の形態では、起電力発生回路５１が基体１９の内部に形成されているが、外部に形成されてもよい。 In the present embodiment, the electromotive force generation circuit 51 is formed inside the base 19, but may be formed outside.

実施の第１の形態の成形用スタンパ１０を含む成形装置１１を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the shaping | molding apparatus 11 containing the stamper 10 for shaping | molding of the 1st Embodiment. 成形用スタンパ１０を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a molding stamper 10. FIG. 図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩで切断して見た成形用スタンパ１０を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stamper 10 for a shaping | molding cut | disconnected by the cut surface line III-III of FIG. 図３の切断面線ＩＶ−ＩＶで切断して見た成形用スタンパ１０を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stamper 10 for a shaping | molding cut | disconnected and seen by the cutting surface line IV-IV of FIG. 成形用スタンパ１０を形成する手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure which forms the stamper 10 for shaping | molding. 成形用スタンパ１０を形成する手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure which forms the stamper 10 for shaping | molding. 成形用スタンパ１０を形成する手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure which forms the stamper 10 for shaping | molding. 成形装置１１を用いて被成形体１２を成形する手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure which shape | molds the to-be-molded body 12 using the shaping | molding apparatus 11. 実施の第２の形態の成形用スタンパ１０Ａを示す斜視図である。It is a perspective view which shows 10A of shaping | molding stampers of 2nd Embodiment. 実施の第３の形態の成形用スタンパ１０Ｂを備える成形装置１１Ｂを示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the shaping | molding apparatus 11B provided with the stamper 10B for shaping | molding of 3rd Embodiment. 従来の技術の成形装置１を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the shaping | molding apparatus 1 of a prior art.

Explanation of symbols

１０成形用スタンパ
１１成形装置
１２被成形体
１４プレス手段
１５温度制御手段
１９基体
２０発熱抵抗体
２１主面部
２４凸状部
２５貫通導体
５１起電力発生回路
５２電磁波発生手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Molding stamper 11 Molding apparatus 12 Molded object 14 Press means 15 Temperature control means 19 Base body 20 Heating resistor 21 Main surface part 24 Convex part 25 Penetration conductor 51 Electromotive force generation circuit 52 Electromagnetic wave generation means 52

Claims

A substrate on which the surface portion on the side of molding the molded body is formed in an uneven shape;
Look contains a heating resistor disposed on said substrate,
A molding stamper , wherein an electromotive force generation circuit that is electrically connected to the heating resistor and generates an electromotive force upon receiving an electromagnetic wave is disposed on the base .

The molding stamper according to claim 1, wherein the heating resistor is disposed inside the base body.

The molding stamper according to claim 1, wherein the heating resistor is provided on a convex portion of the surface portion.

The molding stamper according to claim 1, wherein the substrate is made of ceramics.

The molding stamper according to claim 4, wherein the base body and the heating resistor are integrally sintered.

A molding stamper according to any one of claims 1 to 5 ,
A pressing means for pressing the molding stamper against the molded body;
And a power supply means for supplying power to the heating resistor.

The molding apparatus according to claim 6, wherein the power supply unit is an electromagnetic wave generation unit that generates an electromagnetic wave and emits the electromagnetic wave to the electromotive force generation circuit.

Temperature detecting means for detecting the temperature of the molding stamper;
Depending on the temperature detected by said temperature detecting means, the molding apparatus according to claim 6 or 7, further comprising a power control means for controlling a power supply that will be supplied to the heating resistor .