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KR100947331B1 - Thin film layer structure having reinforcing layer for lens mold core and method of forming the same - Google Patents

Thin film layer structure having reinforcing layer for lens mold core and method of forming the same Download PDF

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KR100947331B1
KR100947331B1 KR1020080026899A KR20080026899A KR100947331B1 KR 100947331 B1 KR100947331 B1 KR 100947331B1 KR 1020080026899 A KR1020080026899 A KR 1020080026899A KR 20080026899 A KR20080026899 A KR 20080026899A KR 100947331 B1 KR100947331 B1 KR 100947331B1
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forming
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Abstract

보강층을 갖는 렌즈 금형 코어의 박막 구조물에 있어서, 제1버퍼층은 티타늄 질화물(TiN)을 포함하며 코팅하고자 하는 금형 코어 모재(basic material)의 표면에 형성된다. 보강층은 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)을 포함하고 제1버퍼층 상에 구비되며, 보강층 상에 제2버퍼층이 구비된다. 제2버퍼층 상에는 글래스 렌즈에 대한 이형성(mold releasing property)을 갖는 워크층 구비된다. 상기와 같이, 렌즈 금형 코어의 모재에 증착되는 이형성 박막 하부에 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)을 포함하는 보강층이 구비됨으로써, 상기 이형성 박막의 경도 및 접착 강도가 용이하게 보완될 수 있다. 그러므로, 렌즈 금형 코어의 사용 수명이 현저하게 향상되는 효과가 있다.In the thin film structure of the lens mold core having the reinforcing layer, the first buffer layer comprises titanium nitride (TiN) and is formed on the surface of the mold core basic material to be coated. The reinforcement layer includes titanium aluminum nitride (TiAlN) and is provided on the first buffer layer, and the second buffer layer is provided on the reinforcement layer. On the second buffer layer, a work layer having a mold releasing property with respect to the glass lens is provided. As described above, since a reinforcing layer including titanium aluminum nitride (TiAlN) is provided under the release thin film deposited on the base material of the lens mold core, the hardness and adhesive strength of the release thin film may be easily supplemented. Therefore, there is an effect that the service life of the lens mold core is remarkably improved.

Description

사용 수명이 향상된 보강층을 갖는 렌즈 금형 코어의 박막 구조물 및 이의 형성 방법{THIN FILM LAYER STRUCTURE HAVING REINFORCING LAYER FOR LENS MOLD CORE AND METHOD OF FORMING THE SAME}Thin film structure of lens mold core with reinforcement layer with improved service life and its formation method {THIN FILM LAYER STRUCTURE HAVING REINFORCING LAYER FOR LENS MOLD CORE AND METHOD OF FORMING THE SAME}

본 발명은 박막 구조물 및 이의 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보강층을 갖는 글래스 렌즈용 금형 코어의 박막 구조물 형성 방법 및 이를 이용한 박막 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film structure and a method of forming the same, and more particularly, to a method for forming a thin film structure of a mold core for a glass lens having a reinforcing layer and a thin film structure using the same.

일반적으로, 광학용 글래스 렌즈는 정밀 가공된 금속재질의 금형 코어의 표면에 글래스 성형재를 올려 놓고 열과 압력을 가하여 성형하는 프레스 몰딩 방식에 의해 제조된다. 상기 프레스 몰딩 방식이 사용되면서 글래스 렌즈의 대량 생산이 가능해졌다.In general, an optical glass lens is manufactured by a press molding method in which a glass molding material is placed on a surface of a metal mold core of a precisely processed metal, and molded by applying heat and pressure. As the press molding method is used, mass production of glass lenses becomes possible.

통상적으로, 프레스 몰딩 방식에 사용되는 금형 코어는 금속 또는 합금 재질의 모재와, 상기 모재와 글래스 성형재 사이의 이형성(mold releasing property)을 제공하는 제1박막과, 상기 모재와 제1박막 사이에 밀착력을 제공하는 제2박막을 포함하여 구성된다.Typically, the mold core used in the press molding method is a metal or alloy base material, a first thin film that provides a mold releasing property between the base material and the glass molding material, and between the base material and the first thin film And a second thin film that provides adhesion.

이러한 금형 코어를 이용하여 글래스 렌즈를 대량 생산하기 위해서는 기 성 형된 렌즈에 손상을 가하지 않으면서 상기 금형 코어로부터 상기 렌즈를 분리할 수 있고, 다음 렌즈를 성형하는 공정이 연속적이면서도 빠르게 이루어져야 한다. 이를 위해, 상기 제1박막은 이형성이 우수한 재질, 예를 들면, 이리듐(Ir), 백금(Pt), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 루테늄(Ru) 등의 귀금속류 또는 다이아몬드상 카본 박막(DLC; diamond like carbon) 등에 의해 제조되고 있다.In order to mass produce a glass lens using such a mold core, the lens can be separated from the mold core without damaging the preformed lens, and the process of forming the next lens must be continuous and fast. To this end, the first thin film is a material having excellent releasability, for example, noble metals such as iridium (Ir), platinum (Pt), rhenium (Re), osmium (Os), ruthenium (Ru) or diamond-like carbon thin film ( DLC; diamond like carbon).

또한, 상기 제2박막은 우수한 이형성을 갖는 제1박막과 상기 모재와의 낮은 밀착성을 향상시키기 위하여 제공되는데, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr)과 같은 금속으로 형성될 수 있다.In addition, the second thin film is provided to improve low adhesion between the first thin film having excellent releasability and the base material, and a metal such as chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W), and zirconium (Zr). It can be formed as.

그런데, 금형 코어의 사용 수명(life time)은 금형 코어에 증착된 상기 박막 구조물의 수명에 의해 주로 결정된다. 즉, 상기 박막 구조물의 물성이 우수할수록 금형 코어의 사용 수명이 증가하므로, 제품의 불량률을 낮추고 장치 가동률을 증가시키기 위한 다양한 구조의 박막 구조물이 개발되고 있다.However, the life time of the mold core is mainly determined by the life of the thin film structure deposited on the mold core. That is, since the service life of the mold core increases as the physical properties of the thin film structure are excellent, thin film structures having various structures have been developed to lower the defective rate of the product and increase the device operation rate.

따라서, 본 발명의 제1목적은 향상된 사용 수명을 갖는 렌즈 금형 코어의 박막 구조물을 제공하는데 있다.Accordingly, a first object of the present invention is to provide a thin film structure of a lens mold core having an improved service life.

본 발명의 제2목적은 상기한 박막 구조물을 형성하기에 적합한 방법을 제공하는데 있다.It is a second object of the present invention to provide a method suitable for forming the aforementioned thin film structure.

상기 제1목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 보강층을 갖는 렌 즈 금형 코어의 박막 구조물은, 코팅하고자 하는 금형 코어 모재(basic material)의 표면에 구비되며, 티타늄 질화물(TiN)을 포함하는 제1버퍼층과, 상기 제1버퍼층 상에 구비되고 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)을 포함하는 보강층(reinforcing layer)과, 상기 보강층 상에 구비되는 제2버퍼층과, 상기 제2버퍼층 상에 구비되며 글래스 렌즈에 대한 이형성(mold releasing property)을 갖는 워크층(working layer)을 포함할 수 있다.The thin film structure of the lens mold core having a reinforcement layer according to an aspect of the present invention for achieving the first object is provided on the surface of the mold core basic material to be coated, and includes titanium nitride (TiN). A first buffer layer, a reinforcing layer provided on the first buffer layer and comprising titanium aluminum nitride (TiAlN), a second buffer layer provided on the reinforcing layer, and a glass provided on the second buffer layer. It may include a working layer having a mold release property for the lens.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 워크층은 이리듐 레늄(IrRe)을 포함하며, 상기 제2버퍼층은 상기 보강층 상에 구비되는 크롬(Cr)층과, 상기 크롬(Cr)층 상에 구비되고 크롬(Cr) 및 이리듐 레늄(IrRe)을 포함하는 혼합층(mixed layer)을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the work layer includes iridium rhenium (IrRe), and the second buffer layer is provided on the chromium (Cr) layer and the chromium (Cr) layer provided on the reinforcement layer. A mixed layer including chromium (Cr) and iridium rhenium (IrRe) may be included.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1버퍼층 또는 제2버퍼층에 대한 상기 워크층의 두께 비율은 1:7 내지 1:10인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the thickness ratio of the work layer to the first buffer layer or the second buffer layer is characterized in that 1: 7 to 1:10.

상기 제2목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 보강층을 갖는 렌즈 금형 코어의 박막 구조물 형성 방법은, 먼저 코팅하고자 하는 금형 코어 모재의 표면 상에 티타늄 질화물(TiN)을 포함하는 제1버퍼층을 형성한다. 다음에, 상기 제1버퍼층 상에 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)을 포함하는 보강층을 형성한다. 그리고, 상기 보강층 상에 제2버퍼층을 형성한다. 마지막으로, 상기 제2버퍼층 상에 글래스 렌즈에 대한 이형성을 갖는 워크층(working layer)을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a thin film structure of a lens mold core having a reinforcing layer, the first buffer layer including titanium nitride (TiN) on a surface of a mold core base material to be coated. To form. Next, a reinforcing layer containing titanium aluminum nitride (TiAlN) is formed on the first buffer layer. A second buffer layer is formed on the reinforcing layer. Finally, forming a working layer having releasability to the glass lens on the second buffer layer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보강층은 마그네트론 스퍼터 링(magnetron sputtering) 방식을 이용하여 250 내지 350℃의 온도 내에서 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reinforcing layer may be formed at a temperature of 250 to 350 ° C. using a magnetron sputtering method.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2버퍼층을 형성하는 단계는, 상기 보강층 상에 크롬(Cr)층을 형성하는 단계와, 상기 크롬(Cr)층 상에 크롬 및 이리듐 레늄을 포함하는 혼합층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 워크층은 이리듐 레늄(IrRe)으로 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the forming of the second buffer layer may include forming a chromium (Cr) layer on the reinforcement layer and a mixed layer including chromium and iridium rhenium on the chromium (Cr) layer. Forming a, and the work layer may be formed of iridium rhenium (IrRe).

본 발명에 따르면, 렌즈 금형 코어의 모재에 증착되는 이형성 박막 하부에 티타늄 알루미늄 질화물을 포함하는 보강층이 구비됨으로써, 상기 이형성 박막의 경도 및 접착 강도가 증가될 수 있다. 따라서, 금형 코어의 사용 수명이 크게 향상되고, 상기 렌즈 금형 코어를 이용하여 금형 장치의 가동율이 증가되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, since a reinforcement layer including titanium aluminum nitride is provided under the release thin film deposited on the base material of the lens mold core, the hardness and adhesive strength of the release thin film may be increased. Accordingly, the service life of the mold core is greatly improved, and the operation rate of the mold apparatus is increased by using the lens mold core, thereby improving productivity.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 따른 렌즈 금형 코어의 박막 구조물 및 이의 형성 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 각 구성 요소들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소 "상에", "상부에" 또는 "하부" 에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 상기 하나의 구성 요소는 상기 다른 구성 요소 위에 형성되거나 또는 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 또 다른 구성 요소들이 상기 다른 구성 요소 상에 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 각 구성 요소들이 "제1", "제2" 및/또는 "제3"으로 언급되는 것은 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 구성 요소들을 구분하기 위한 것이다. 따라서, "제1", "제2" 및/또는 "제3"은 각 구성 요소에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.Hereinafter, a thin film structure of a lens mold core and a method of forming the same according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. Those skilled in the art may implement the present invention in various other forms without departing from the technical spirit of the present invention. In the accompanying drawings, the dimensions of each component is shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention. In the present invention, when one component is referred to as being formed on, above, or under another component, the one component is formed on or below the other component. It is meant to be positioned, or further components may be additionally formed on the other components. In addition, it is to be noted that the respective components are referred to as "first", "second", and / or "third", not merely to limit each component. Thus, "first", "second" and / or "third" can be used selectively or interchangeably for each component.

보강층을 갖는 렌즈 금형 코어의 박막 구조물Thin film structure of lens mold core with reinforcement layer

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 금형 코어의 박막 구조물을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a thin film structure of a lens mold core according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 보강층을 갖는 렌즈 금형 코어(102)의 박막 구조물(190)은 금형 코어용 모재(102)의 표면 상에 적층되며, 제1버퍼층(110), 보강층(120), 제2버퍼층(130), 워크층(140)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the thin film structure 190 of the lens mold core 102 having the reinforcing layer according to the present embodiment is stacked on the surface of the base material 102 for the mold core, and the first buffer layer 110 and the reinforcing layer ( 120, the second buffer layer 130, and the work layer 140 may be configured.

상기 제1버퍼층(110)은 상기 모재(102)와 상기 보강층(120) 사이에 접착력을 제공하고, 또한 외부 충격을 완화시키기 위한 버퍼 기능을 제공하는 층이다. 예를 들면, 상기 제1버퍼층(110)은 코발트(Co), 티타늄(Ti) 등을 포함하며, 바람직하게는, 티타늄 질화물(TiN)을 포함한다.The first buffer layer 110 is a layer that provides an adhesive force between the base material 102 and the reinforcing layer 120, and also provides a buffer function to mitigate external impact. For example, the first buffer layer 110 includes cobalt (Co), titanium (Ti), and the like, and preferably, titanium nitride (TiN).

여기서, 상기 제1버퍼층(110)의 두께가 20㎚ 이하로 형성되면, 버퍼 기능 및 접착력이 충분하지 않으므로 바람직하지 않고, 40㎚ 이상에서는 상기 박막 구조물(190)의 전체 두께를 과도하게 증가시키는 원인이 될 수 있으므로 바람직하지 않 다(뒤에서 보다 자세하게 설명되지만, 본 발명에 따른 금형 코어의 박막 구조물의 워크층의 두께는 버퍼층의 두께에 비례한다). 따라서, 상기 제1버퍼층(110)은 20 내지 40㎚로 형성되는 것이 바람직하다. In this case, when the thickness of the first buffer layer 110 is formed to be 20 nm or less, the buffer function and adhesive force are not sufficient, which is not preferable. This may be undesirable (as described in more detail below), but the thickness of the work layer of the thin film structure of the mold core according to the invention is proportional to the thickness of the buffer layer. Therefore, the first buffer layer 110 is preferably formed of 20 to 40nm.

상기 제1버퍼층(110) 상에는 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)을 포함하는 보강층(120)이 구비된다. 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)은 세라믹 특성을 가지고 있으며, 비커스 경도가 2600 내지 3000Hv 정도이고 고온산화 온도가 약 800℃ 이상이기 때문에 매우 우수한 고온 내산화성 및 고경도 특성을 갖는다. 따라서, 상기 워크층(140)과 함께 금형 코어의 사용 수명을 용이하게 향상시키는 효과가 있다.The reinforcement layer 120 including titanium aluminum nitride (TiAlN) is provided on the first buffer layer 110. Titanium aluminum nitride (TiAlN) has a ceramic property, Vickers hardness of about 2600 to 3000Hv and high temperature oxidation temperature of about 800 ℃ or more has very excellent high temperature oxidation resistance and high hardness properties. Accordingly, there is an effect of easily improving the service life of the mold core together with the work layer 140.

상기 보강층(120)이 80㎚ 이하로 형성되면 보강 기능을 제대로 수행하기 어려우며, 120㎚ 이상으로 형성되면 증착 시간 및 에너지가 과도하게 소모되므로 바람직하지 않다. 따라서, 상기 보강층(120)은 80 내지 120㎚의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 90 내지 110㎚의 두께를 갖는다.If the reinforcement layer 120 is formed to be 80 nm or less, it is difficult to properly perform the reinforcement function. If the reinforcement layer 120 is formed to 120 nm or more, the deposition time and energy are excessively consumed, which is not preferable. Therefore, the reinforcement layer 120 preferably has a thickness of 80 to 120 nm, more preferably 90 to 110 nm.

한편, 상기 보강층(120) 상에 제2버퍼층(130)이 구비된다. 상기 제2버퍼층(130)은 금형 코어 사용시 상기 상대적으로 고경도를 갖는 보강층(120)과 워크층(140) 사이에서 발생하는 충격을 완화시키기 위하여 제공되며, 한편으로는 워크층(140)과의 상기 보강층(120) 사이에 접착력을 제공하는 기능도 갖는다. 예를 들면, 상기 제2버퍼층(130)은 티타늄(Ti), 티타늄 질화물(TiN), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr) 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, the second buffer layer 130 is provided on the reinforcement layer 120. The second buffer layer 130 is provided to mitigate an impact generated between the work layer 140 and the reinforcement layer 120 having the relatively high hardness when using a mold core, and on the other hand, with the work layer 140. It also has a function of providing an adhesive force between the reinforcing layer 120. For example, the second buffer layer 130 may include titanium (Ti), titanium nitride (TiN), chromium (Cr), tungsten (W), zirconium (Zr), or the like.

상기 제2버퍼층(130)은 상기 워크층(140)의 재질에 따라서 단일층으로 형성되거나 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 워크층(140)이 이리듐 레늄(IrRe) 재질로 형성되는 경우, 상기 제2버퍼층(130)으로 크롬층(132)과, 크롬 및 이리듐 레늄의 혼합층(134)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 혼합층은 후속 공정에 의해 형성되는 이리듐 레늄층(IrRe)과 상기 크롬층(Cr) 계면의 스트레스를 완화시키기 위한 버퍼 기능을 수행한다.The second buffer layer 130 may be formed of a single layer or multiple layers depending on the material of the work layer 140. For example, when the work layer 140 is formed of an iridium rhenium (IrRe) material, the second buffer layer 130 includes a chromium layer 132 and a mixed layer 134 of chromium and iridium rhenium. desirable. In addition, the mixed layer performs a buffer function to relieve stress between the iridium rhenium layer (IrRe) and the chromium layer (Cr) interface formed by a subsequent process.

상기 제2버퍼층(130)이 단일층으로 형성되는 경우 20 내지 40㎚로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 제2버퍼층(130)의 두께가 20㎚ 이하인 경우, 버퍼 기능을 제대로 수행하기 어렵고, 40㎚을 초과하는 두께로 형성되면 외부 충격에 의해 박리가 발생하거나 또는 크랙이 발생할 수 있기 때문이다. 상기 제2버퍼층(130)이 이중층으로 형성되는 경우에도, 각 층(layer)은 20 내지 40㎚의 두께 범위를 갖는 것이 바람직하다.When the second buffer layer 130 is formed as a single layer, it is preferable that the second buffer layer 130 is formed to 20 to 40nm. This is because when the thickness of the second buffer layer 130 is 20 nm or less, it is difficult to properly perform a buffer function, and when formed to a thickness exceeding 40 nm, peeling or cracking may occur due to an external impact. Even when the second buffer layer 130 is formed as a double layer, each layer preferably has a thickness range of 20 to 40 nm.

상기 제2버퍼층(130) 상에 글래스 렌즈에 대한 이형성을 갖는 워크층(140)이 구비된다. 상기 워크층(140)은 고경도 특성과 마모 저항성이 우수한 이리듐(Ir), 레늄(Re), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 루테늄(Ru) 과 같은 귀금속 계열의 금속 또는 합금 재질을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 워크층(140)은 이리듐과 레늄의 합금(IrRe)으로 형성된다. 이때, 글래스 렌즈와의 마찰에 의해 레늄(Re) 성분이 주로 마모되기 때문에, 이리듐의 함량이 클수록 마모율을 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기 워크층(140)으로 이리듐 함량이 상대적으로 많은 합금을 사용하는 것이 사용 수명 측면에서 바람직하다.The work layer 140 having a releasability to the glass lens is provided on the second buffer layer 130. The work layer 140 has a noble metal-based metal or alloy material such as iridium (Ir), rhenium (Re), platinum (Pt), osmium (Os), ruthenium (Ru), which has excellent hardness and wear resistance. It is preferable. For example, the work layer 140 is formed of an alloy of iridium and rhenium (IrRe). At this time, the rhenium (Re) component is mainly worn by friction with the glass lens, the greater the content of iridium can reduce the wear rate. Therefore, it is preferable to use an alloy having a relatively high iridium content as the work layer 140 in view of the service life.

여기서, 상기 워크층(140)은 제1버퍼층(110) 또는 제2버퍼층(130)에 대하여 1:7 내지 1:10의 두께비를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 두께비가 1:7 이하인 경우에는, 워크층(140)의 두께에 비해 버퍼층(110, 130)의 두께가 지나치게 두껍기 때문에 상대적으로 연질의 버퍼층(110, 130)이 변형되어 크랙이 발생하거나 박리가 발생할 우려가 있다. 또한, 1:10 이상인 경우에는 상기 버퍼층(110, 130)이 버퍼 기능을 하기에 부족하며, 또는 워크층(140)이 불필요하게 두꺼워질 수 있으므로 바람직하지 않다. 여기서, 본 실시예에 따른 버퍼층(110, 130)이 20 내지 40㎚의 두께를 갖는 경우, 상기 워크층(140)은 140 내지 340㎚의 범위의 두께를 갖는다. 더욱 바람직하게는 상기 워크층(140)은 140 내지 200㎚의 두께를 갖는다.The work layer 140 may be formed to have a thickness ratio of 1: 7 to 1:10 with respect to the first buffer layer 110 or the second buffer layer 130. When the thickness ratio is 1: 7 or less, since the thickness of the buffer layers 110 and 130 is too thick compared to the thickness of the work layer 140, the soft buffer layers 110 and 130 are deformed so that cracks or peeling may occur. It may occur. In addition, in the case of 1:10 or more, the buffer layers 110 and 130 may not be sufficient for a buffer function, or the work layer 140 may be unnecessarily thick, which is not preferable. Here, when the buffer layers 110 and 130 according to the present embodiment have a thickness of 20 to 40 nm, the work layer 140 has a thickness in the range of 140 to 340 nm. More preferably, the work layer 140 has a thickness of 140 to 200nm.

한편, 본 발명의 금형 코어(100)가 비구면 렌즈 제조용으로 형성된 경우에, 기능면의 형상이 곡률을 가지고 있으므로 상기 박막 구조물(190)의 총 두께가 500㎚를 초과하면 글라스 렌즈 성형시 비구면 형상을 구현하기가 어렵다. 따라서 상기 박막 구조물(190)은 500㎚ 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도시되지는 않았으나, 금형 코어 기능면의 중심 두께와 외각 두께의 차이가 상기 박막 구조물(190)이 두꺼울수록 증가한다는 측면도 고려해야 한다. 한편, 금형 코어(100)를 재생하고자 할 때, 고밀도의 박막 구조물을 짧은 시간에 벗겨내기 위해서는 가공시간이 많이 걸리므로, 상기 박막 구조물(190)은 최대한 얇게 형성하되, 사용 수명은 최대한 확보하는 선에서 두께를 결정하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the case where the mold core 100 of the present invention is formed for aspherical lens manufacturing, since the shape of the functional surface has a curvature, when the total thickness of the thin film structure 190 exceeds 500 nm, the aspherical surface shape during glass lens molding is formed. Difficult to implement Therefore, the thin film structure 190 is preferably formed to 500nm or less. In addition, although not shown, it should also be considered that the difference between the center thickness and the outer thickness of the mold core functional surface increases as the thin film structure 190 increases. On the other hand, when the mold core 100 is to be regenerated, it takes a lot of processing time to peel off the high density thin film structure in a short time, so that the thin film structure 190 is formed as thin as possible, but has a maximum service life. It is desirable to determine the thickness at.

이와 같이, 본 발명에 따른 렌즈 금형 코어는 티타늄 알루미늄 질화물이 증착되어 있어, 이형성 박막인 이리듐 레늄 합금의 경도 및 접착 강도를 증대시키는 효과가 있다. 따라서, 렌즈 금형 코어의 사용 수명을 증가시켜 경제적인 면에서 매우 유리하다.As described above, the lens mold core according to the present invention is deposited with titanium aluminum nitride, thereby increasing the hardness and adhesive strength of the iridium rhenium alloy which is a releasable thin film. Therefore, it is very economically advantageous to increase the service life of the lens mold core.

렌즈 금형 코어의 박막 구조물 형성 방법Method of forming thin film structure of lens mold core

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 금형 코어의 박막 구조물 형성 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이며, 도 3, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 금형 코어의 박막 구조물의 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.2 is a process flowchart illustrating a method of forming a thin film structure of a lens mold core according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3, 5 and 6 are thin film structures of a lens mold core according to an embodiment of the present invention. Schematic cross-sectional views for explaining the method of forming a.

도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 코팅하고자 하는 렌즈 금형 코어용 모재(basic material, 102)를 준비한다. 모재(102)는 금속 또는 합금 재료를 이용하여 렌즈 금형 코어용으로 성형함으로써 형성되며, 예를 들면, 바인더레스 코발트 텅스텐 탄화물(Co-WC) 재질로 이루어질 수 있다. 상기 코발트 텅스텐 탄화물(Co-WC)은 바인더 역할을 하는 코발트(Co)를 소량 포함하고 있어, 경도(Hv), 항절력(transverse rupture strength; MPa)이 우수하며 열팽창 계수가 낮다. 따라서, 코발트 텅스텐탄화물(Co-WC)은 글래스 렌즈를 고온 및 고압의 상태 하에서 제조하기에 매우 적합하다.2 and 3, first, a base material 102 for lens mold core to be coated is prepared. The base material 102 is formed by molding for a lens mold core using a metal or alloy material, and may be made of, for example, a binderless cobalt tungsten carbide (Co-WC) material. The cobalt tungsten carbide (Co-WC) contains a small amount of cobalt (Co) that acts as a binder, excellent in hardness (Hv), transverse rupture strength (MPa) and low thermal expansion coefficient. Therefore, cobalt tungsten carbide (Co-WC) is very suitable for producing glass lenses under high temperature and high pressure.

여기서, 상기 모재(102)를 구성하는 텅스텐 탄화물(WC)과 코발트(Co)의 원자비(atomic ratio)는 약 1:0.01 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 모재(102)에 대한 코발트(Co)의 원자 함량이 약 1% 정도이며, 2100 내지 2400Hv의 경도를 갖는다. 도 4로 첨부된 상기 모재(102)의 단면에 대한 SEM(scanning electron microscope)사진을 참조하면, 텅스텐(W)과 탄소(C)의 입자 크기는 0.5 내지 1.0㎛로 나타난다. 여기서, 텅스텐(W) 및 탄소(C)의 입자 크기가 작을수록 코팅을 하기 위한 소재로서 적합하다.Here, the atomic ratio of tungsten carbide (WC) and cobalt (Co) constituting the base material 102 is preferably about 1: 0.01. That is, the atomic content of cobalt (Co) with respect to the base material 102 is about 1%, and has a hardness of 2100 to 2400 Hv. Referring to a scanning electron microscope (SEM) photograph of the cross section of the base material 102 attached to FIG. 4, the particle size of tungsten (W) and carbon (C) is 0.5 to 1.0 μm. Here, the smaller the particle size of tungsten (W) and carbon (C) is, the more suitable as a material for coating.

다시 도 2를 참조하면, 상기 모재(102) 상에 증착 물질을 형성하기 전에 다양한 전처리 공정을 수행할 수 있다. 상기 전처리 공정으로는 제1열처리 공정, 프리-스퍼터(pre-sputter) 공정, 이온 에칭(ion etching) 공정, 메탈 에칭(metal etching) 공정 등이 있다.Referring back to FIG. 2, various pretreatment processes may be performed before the deposition material is formed on the base material 102. The pretreatment process may include a first heat treatment process, a pre-sputter process, an ion etching process, a metal etching process, and the like.

상기 제1열처리 공정은 금형 코어의 표면 상에 존재하는 불순물을 제거하고, 금형 코어 성형 후의 잔류 응력을 완화시키며, 특히, 코발트 텅스텐 탄화물(Co-WC)로 이루어진 모재 내에 코발트(Co)를 확산시키기 위하여 제공된다. 예를 들면, 상기 제1열처리 공정은 5*10-6 내지 5*10-7Torr의 고진공 상태의 챔버 내에서 300 내지 700℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.The first heat treatment process removes impurities present on the surface of the mold core, relieves residual stress after molding the mold core, and in particular, diffuses cobalt (Co) in a base material made of cobalt tungsten carbide (Co-WC). Is provided for. For example, the first heat treatment process may be performed in a temperature range of 300 to 700 ° C. in a high vacuum chamber of 5 * 10 −6 to 5 * 10 −7 Torr.

한편, 프리-스퍼터 공정은 증착하고자 하는 물질의 표면 산화물 및 탈가스 처리를 위하여 제공되는 공정이다. 예를 들면, 상기 프리-스퍼터 공정은 0.8 내지 1.2mTorr의 진공압을 갖는 챔버 내에서 -700 내지 -900V의 RF 바이어스를 인가한 상태에 5분 내지 7분 동안 수행될 수 있다.On the other hand, the pre-sputter process is a process provided for the surface oxide and degassing treatment of the material to be deposited. For example, the pre-sputter process may be performed for 5 to 7 minutes while applying an RF bias of -700 to -900 V in a chamber having a vacuum pressure of 0.8 to 1.2 mTorr.

한편, 이온 에칭 공정은 높은 에너지를 갖는 아르곤 이온(Ar+) 등을 이용하여 상기 모재(102)의 표면을 식각하기 위하여 제공되는 공정이다. 여기서, 4*10-5Torr 내지 6*10-5Torr의 공정 압력을 갖는 챔버(도시되지 않음) 내에 안착되는 모재(102)에 대하여 -500 내지 -800V의 RF 바이어스를 인가함으로써, 아르곤 이 온(Ar+)의 리플렉션(reflection) 효과를 향상시키는 것이 바람직하다. 그 이유는 아르곤 이온이 강한 에너지를 갖고 상기 모재(102)의 표면에 도달하기 때문에, 높은 바이어스를 인가하지 않으면 아르곤 이온의 흡수 및 반사만 일어나기 때문이다. 따라서, 본 실시예에서와 같이 아르곤 이온을 강하게 당길 수 있는 높은 바이어스를 인가하는 것이 바람직하다.On the other hand, the ion etching process is a process provided to etch the surface of the base material 102 using argon ions (Ar + ) having a high energy. Here, argon ion is applied by applying an RF bias of -500 to -800 V to the base material 102 seated in a chamber (not shown) having a process pressure of 4 * 10 -5 Torr to 6 * 10 -5 Torr. It is desirable to improve the reflection effect of (Ar + ). The reason is that since argon ions reach the surface of the base material 102 with a strong energy, only the absorption and reflection of the argon ions occurs without applying a high bias. Therefore, it is preferable to apply a high bias capable of strongly pulling argon ions as in this embodiment.

한편, 메탈 에칭 공정은 상기 모재의 표면 상에 잔류하는 불순물을 제거하고 이온 증착의 전처리 공정으로서 제공된다. 예를 들면, 메탈 에칭 공정은 크롬(Cr) 또는 티타늄(Ti)이 장착된 타겟 물질 부위에 100 내지 400W의 DC 전원을 인가하여 크롬 이온(Cr+), 티타늄 이온(Ti+) 또는 아르곤 이온(Ar+)으로 안정된 플라즈마를 형성시킨다. 이때, 아르곤 가스(Ar)는 6-나인(6-nine) 이상의 초고순도 가스를 이용하고, 5 내지 20sccm(standard cubic centimeter per minute)으로 제공하며, 상기 모재에 -300 내지 -1000V의 RF 바이어스를 인가한 상태에서 100 내지 450℃의 온도 범위 내에서 수행될 수 있다.On the other hand, the metal etching process removes impurities remaining on the surface of the base material and serves as a pretreatment process of ion deposition. For example, a metal etching process may be performed by applying a DC power source of 100 to 400 W to a target material region on which chromium (Cr) or titanium (Ti) is mounted, thereby providing chromium ions (Cr + ), titanium ions (Ti + ) or argon ions ( Ar + ) to form a stable plasma. In this case, argon gas (Ar) is used to provide a high-purity gas of 6-nine or more (6-nine) or more, 5 to 20sccm (standard cubic centimeter per minute), the base material to the RF bias of -300 to -1000V It can be carried out in a temperature range of 100 to 450 ℃ in the applied state.

상술한 제1열처리 공정, 프리-스퍼터 공정, 이온 에칭 공정, 메탈 에칭 공정을 포함하는 전처리 공정은 선택적으로 하나 내지 세 개의 공정으로 수행할 수 있으나, 상술한 모든 전처리 공정들을 순차적으로 수행하는 것이 금형 코어의 품질면에서 가장 바람직하다.The pretreatment process including the first heat treatment process, the pre-sputter process, the ion etching process, and the metal etching process may be optionally performed in one to three processes. Most preferred in terms of quality of the core.

도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 모재(102)의 표면 상에 티타늄 질화물(TiN)을 포함하는 제1버퍼층(110)을 형성한다. 상기 제1버퍼층(110)은 후속하여 형성되 는 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)을 포함하는 보강층(120)의 상기 모재(102)에 대한 접착력을 향상시켜 상기 보강층(120)이 상기 모재(102)의 표면으로부터 분리되지 않도록 할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1버퍼층(110)은 화학기상증착법(chemical vapor deposition; CVD), 플라즈마 화학기상증착법, 저압화학기상증착법, 물리기상증착법(physical vapor deposition; PVD), 플라즈마 물리기상증착법, 마그네트론 스퍼터링법(magnetron sputtering) 등을 이용하여 형성될 수 있다. 특히, 상기 제1버퍼층(110)은 다른 공정에 비해 상대적으로 저온 공정이 가능한 마그네트론 스퍼터링법으로 형성하는 것이 바람직하다.2 and 5, the first buffer layer 110 including titanium nitride (TiN) is formed on the surface of the base material 102. The first buffer layer 110 improves the adhesion to the base material 102 of the reinforcement layer 120 including titanium aluminum nitride (TiAlN), which is subsequently formed, so that the reinforcement layer 120 is formed on the surface of the base material 102. It can be prevented from separating from. For example, the first buffer layer 110 may be formed by chemical vapor deposition (CVD), plasma chemical vapor deposition, low pressure chemical vapor deposition, physical vapor deposition (PVD), plasma physical vapor deposition, and magnetron. It may be formed using a sputtering method (magnetron sputtering) or the like. In particular, the first buffer layer 110 is preferably formed by a magnetron sputtering method capable of a relatively low temperature process compared to other processes.

상기 제1버퍼층(110)을 직류 마그네트론 스퍼터링 방법으로 형성하는 경우, 마그네트론 스퍼터링 챔버(도시되지 않음) 내에 구비되는 티타늄(Ti) 타겟에 대하여 100 내지 350W의 전원을 인가하고, 티타늄 이온(Ti+), 아르곤 이온(Ar+) 또는 질소 이온(N+)으로 안정된 플라즈마를 형성한다. 이때, 아르곤(Ar) 및 질소 가스(N2)는 6-나인의 초고순도 가스를 이용하여 1 대 0.8 내지 1.2의 비율로 제공하고, 상기 모재에 DC 바이어스는 -100 내지 -300V로 인가하고 100 내지 450℃의 온도 범위에서 10 내지 20분 동안 실시할 수 있다.When the first buffer layer 110 is formed by a direct current magnetron sputtering method, a power of 100 to 350 W is applied to a titanium (Ti) target provided in a magnetron sputtering chamber (not shown), and titanium ions (Ti + ). , Stable plasma is formed with argon ions (Ar + ) or nitrogen ions (N + ). At this time, argon (Ar) and nitrogen gas (N 2 ) is provided in a ratio of 1 to 0.8 to 1.2 by using a 6-nin ultra-high purity gas, DC bias applied to the base material at -100 to -300V and 100 It may be carried out for 10 to 20 minutes in the temperature range of 450 ℃.

다음에, 상기 제1버퍼층(110) 상에 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)을 포함하는 보강층(120)을 형성한다. 상기 보강층(120)은 다양한 방법으로 형성할 수 있으나, 본 실시예에서는 상대적으로 저온 공정이 가능한 직류 마그네트론 스퍼터링 방법으로 형성한다. 구체적으로, 99.95% 이상의 고순도를 갖는 티타늄 알루미 늄(TiAl)로 이루어진 타겟 물질에 120 내지 350W의 DC 전원을 인가하여 티타늄 이온(Ti+), 알루미늄 이온(Al+), 아르곤 이온(Ar+) 또는 질소 이온(N+)의 안정된 플라즈마를 형성한다.Next, a reinforcement layer 120 including titanium aluminum nitride (TiAlN) is formed on the first buffer layer 110. The reinforcement layer 120 may be formed by various methods, but in the present embodiment, the reinforcement layer 120 may be formed by a DC magnetron sputtering method capable of a relatively low temperature process. Specifically, by applying a DC power of 120 to 350W to a target material made of titanium aluminum (TiAl) having a high purity of 99.95% or more, titanium ions (Ti + ), aluminum ions (Al + ), argon ions (Ar + ) or Form a stable plasma of nitrogen ions (N + ).

여기서, 1: 0.8 내지 1: 1.2의 비율로 제공되는 아르곤(Ar) 및 질소 가스(N2) 분위기 하에서 -70 내지 -200V의 DC 바이어스를 상기 모재에 인가하고 100 내지 450℃의 온도 범위에서 30분 내지 60분 동안 실시할 수 있다. 바람직하게는, 상기 모재에 -120 내지 -180V의 DC 바이어스를 인가하고 250 내지 350℃의 온도의 공정 온도를 갖는다. 온도 및 바이어스에 따라 형성되는 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)의 결정구조 및 밀도가 달라지는데, 상기한 조건 하에서는 스트럭처 존 모델(Structure Zone Model)에서 주상결정립(columnar grains) 성장을 하며 밀도가 우수한 성장막을 보이기 때문이다. 또한, 상기 보강층은 종래에 비해 저온에서 형성될 수 있으므로 생산성이 크게 향상될 수 있다.Here, a DC bias of -70 to -200 V is applied to the base material in an argon (Ar) and nitrogen gas (N 2 ) atmosphere provided at a ratio of 1: 0.8 to 1: 1.2, and is applied at a temperature in the range of 100 to 450 ° C. It may be carried out for minutes to 60 minutes. Preferably, a DC bias of -120 to -180V is applied to the base material and has a process temperature of 250 to 350 ° C. The crystal structure and density of the titanium aluminum nitride (TiAlN) formed according to the temperature and the bias are different, because under the above conditions, columnar grains are grown in the structure zone model and the growth film shows excellent density. to be. In addition, since the reinforcing layer can be formed at a low temperature compared with the conventional, productivity can be greatly improved.

한편, 상술한 제1버퍼층(110) 및 보강층(120)을 형성하는 공정들은 동일한 챔버 내에서 인 시튜(in-situ) 방식으로 수행될 수 있다.Meanwhile, the above-described processes for forming the first buffer layer 110 and the reinforcement layer 120 may be performed in-situ in the same chamber.

도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 보강층(120) 상에 제2버퍼층(130)을 형성한다. 예를 들면, 상기 제2버퍼층(130)은 티타늄(Ti), 티타늄 질화물(TiN), 크롬(Cr) 등으로 형성될 수 있다. 상기 워크층(140)이 이리듐 레늄(IrRe) 재질로 형성되는 경우, 상기 제2버퍼층(130)으로 크롬층(132)과, 크롬 및 이리듐 레늄의 혼합층(134)으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2버퍼층(130)은 상기 제1버 퍼층(110)과 유사한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.2 and 6, a second buffer layer 130 is formed on the reinforcement layer 120. For example, the second buffer layer 130 may be formed of titanium (Ti), titanium nitride (TiN), chromium (Cr), or the like. When the work layer 140 is formed of iridium rhenium (IrRe) material, it is preferable that the second buffer layer 130 is formed of a chromium layer 132 and a mixed layer 134 of chromium and iridium rhenium. In addition, the second buffer layer 130 may be formed using a method similar to the first buffer layer 110.

구체적으로, 상기 크롬층(Cr)을 마그네트론 스퍼티링법에 의해 형성할 경우, 크롬(Cr) 타겟 물질에 100 내지 350W의 DC 전원을 인가하여 크롬 이온(Cr+) 및 아르곤 이온(Ar+) 분위기에서 상기 모재에 -80 내지 -120V의 DC 바이어스를 인가하며, 100 내지 450℃의 온도 하에서 수행될 수 있다.Specifically, when the chromium layer Cr is formed by the magnetron sputtering method, a chromium ion (Cr + ) and argon ion (Ar + ) atmosphere is applied by applying DC power of 100 to 350 W to the chromium (Cr) target material. Applying a DC bias of -80 to -120V to the base material at, may be performed under a temperature of 100 to 450 ℃.

또한, 상기 혼합층(134)은 후속 공정에 의해 형성되는 이리듐 레늄층(IrRe)의 워크층(140)과 상기 크롬층(Cr)(132) 계면의 스트레스를 완화시키기 위한 버퍼층으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 혼합층을 마그네트론 스퍼터링법에 의해 형성하는 경우, 약 99.95% 이상의 고순도를 갖는 크롬(Cr) 및 이리듐 레늄(IrRe) 타겟 물질에 100 내지 350W의 DC 전원을 인가하고 크롬 이온(Cr+), 이리듐 이온(Ir+), 레늄 이온(Re+) 및 아르곤 이온(Ar+) 플라즈마를 생성하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 크롬층이 형성된 모재에 대하여 -100 내지 -140V의 바이어스를 인가하는 것이 바람직하다. 바이어스가 -100V 이하로 인가되면, 상기 혼합층(134)밀도가 낮게 형성되어 작은 충격에 변형 및 크랙(crack)이 발생될 수 있고, -140V 이상인 경우에는 증착 속도가 과도하게 길어지며, 과밀하게 증착되어 내부 응력으로 인해 자연 박리가 일어나며, -200V, -300V, -400V로 점점 증가할 경우 리플렉션(reflection)에 의해 증착률이 급격히 떨어지는 현상이 나타날 수 있다.In addition, the mixed layer 134 may be provided as a buffer layer to relieve stress between the work layer 140 of the iridium rhenium layer (IrRe) and the chromium layer (Cr) 132 interface formed by a subsequent process. For example, when the mixed layer is formed by the magnetron sputtering method, a DC power of 100 to 350 W is applied to chromium (Cr) and iridium rhenium (IrRe) target materials having high purity of about 99.95% or more, and chromium ions (Cr + ), Iridium ions (Ir + ), rhenium ions (Re + ) and argon ions (Ar + ) plasma may be generated. Here, it is preferable to apply a bias of -100 to -140V with respect to the base material on which the chromium layer is formed. When the bias is applied below -100V, the density of the mixed layer 134 is formed to be low, which may cause deformation and cracks in a small impact. When the bias is above -140V, the deposition rate is excessively long, and the deposition is dense. As a result, spontaneous delamination occurs due to internal stress, and if it gradually increases to -200V, -300V, or -400V, the deposition rate may drop rapidly due to reflection.

한편, 상술한 보강층(120) 및 제2버퍼층(130)을 형성하는 공정들은 동일한 챔버 내에서 인 시튜(in-situ) 방식으로 수행될 수 있다.Meanwhile, the processes of forming the reinforcement layer 120 and the second buffer layer 130 described above may be performed in-situ in the same chamber.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제2버퍼층(130) 상에 워크층(140)을 형성한다. 상기 워크층(140)은 이리듐(Ir), 레늄(Re)을 포함할 수 있으며, 또는 이리듐 레늄 합금(IrRe) 합금으로 형성된다. 예를 들면, 상기 이리듐 레늄(IrRe)을 사용할 경우 글래스 렌즈와의 마찰이 발생했을 때 주로 레늄(Re) 성분이 마모되므로, 이리듐의 함량이 클수록 마모율이 저하되므로 사용 수명이 길어질 수 있다. 일 예로서, 이리듐과 레늄이 7:3의 원자비로 구성된 함금 타겟을 이용하여 상기 워크층(140)을 형성하는 것이 바람직하다.Referring back to FIGS. 1 and 2, the work layer 140 is formed on the second buffer layer 130. The work layer 140 may include iridium (Ir), rhenium (Re), or may be formed of an iridium rhenium alloy (IrRe) alloy. For example, in the case of using iridium rhenium (IrRe), mainly when the friction with the glass lens occurs, the rhenium (Re) component is worn, the greater the content of iridium, the lower the wear rate, so the service life may be longer. As an example, it is preferable to form the work layer 140 using an alloy target composed of iridium and rhenium having an atomic ratio of 7: 3.

예를 들면, 상기 워크층(140)이 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 이리듐 레늄으로 형성하고자 할 때, 100 내지 350W의 DC 전원을 인가하고 이리듐 이온(Ir+), 레늄 이온(Re+) 및 아르곤 이온(Ar+) 플라즈마를 형성한다. 또한, 모재(102)에 -70 내지 -200V의 DC 바이어스를 인가하여 100 내지 450℃의 온도 하에서 상기 워크층(140)을 형성할 수 있다.For example, when the work layer 140 is to be formed of iridium rhenium using the magnetron sputtering method, a DC power source of 100 to 350 W is applied and iridium ions (Ir + ), rhenium ions (Re + ), and argon ions (Ar + ) to form a plasma. In addition, the workpiece layer 140 may be formed at a temperature of 100 to 450 ° C. by applying a DC bias of −70 to −200 V to the base material 102.

한편, 상술한 제2버퍼층(130) 및 워크층(140)을 형성하는 공정들은 동일한 챔버 내에서 인 시튜(in-situ) 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 공정들을 동일한 방법, 예를 들면 마그네트론 스퍼터링 방식으로 수행할 경우, 소스(source) 물질을 교체하면서 하나의 장비 내에서 모든 공정을 수행할 수도 있다.Meanwhile, the processes of forming the second buffer layer 130 and the work layer 140 may be performed in-situ in the same chamber. In addition, when the above-described processes are performed in the same method, for example, magnetron sputtering, all processes may be performed in one equipment while replacing source materials.

이어서, 상기 결과물(190)에 대한 제2열처리 공정을 포함하는 후처리 공정을 수행할 수 있다. 상기 제2열처리 공정은 상기 박막 구조물(190) 내부의 각 계면에 발생되는 스트레스를 완화시키기 위하여 제공되는 공정이다. 예를 들면, 챔버를 고진공, 예를 들면 1.0*10-6Torr의 압력 및 400 내지 700℃ 온도 하에서 수행할 수 있다. 마지막으로, 상기 제2열처리를 수행한 후에 챔버를 1.0*10-6Torr 이상으로 유지하면서 상기 결과물의 온도를 100℃ 이하로 떨어뜨리는 냉각 공정을 수행함으로써, 상기 렌즈용 금형 코어(100)를 완성한다.Subsequently, a post-treatment process including a second heat treatment process may be performed on the resultant 190. The second heat treatment process is a process provided to relieve stress generated at each interface inside the thin film structure 190. For example, the chamber can be run under high vacuum, for example a pressure of 1.0 * 10 −6 Torr and a temperature of 400 to 700 ° C. Finally, after performing the second heat treatment, while maintaining the chamber at 1.0 * 10 -6 Torr or more, a cooling process of dropping the temperature of the resultant product to 100 ° C or less is completed, thereby completing the lens mold core 100. do.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

본 발명은 광통신용, 핸드폰(cell phone) 카메라, 캠코더, 디지털 카메라, 레이저 프린터, 복사기 등의 각종 글래스 렌즈를 사용하는 산업 분야에서의 산업상 이용가능성이 인정될 것이다.Industrial Applicability The present invention will be recognized in the industrial field using various glass lenses such as optical communication, cell phone cameras, camcorders, digital cameras, laser printers, copiers and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 금형 코어의 박막 구조물 형성 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of forming a thin film structure of a lens mold core according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 및 도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 금형 코어의 박막 구조물의 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.2 and 4 to 6 are schematic cross-sectional views for explaining a method of forming a thin film structure of a lens mold core according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 금형 코어 모재를 설명하기 위한 SEM 사진이다.FIG. 3 is a SEM photograph for explaining the mold core base material shown in FIG. 2.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 렌즈 금형 코어 102 : 모재100: lens mold core 102: the base material

110 : 제1버퍼층 120 : 보강층110: first buffer layer 120: reinforcing layer

130 : 제2버퍼층 132 : 크롬층130: second buffer layer 132: chrome layer

134 : 혼합층 140 : 워크층134: mixed layer 140: work layer

Claims (6)

코팅하고자 하는 금형 코어 모재(basic material)의 표면에 구비되며, 티타늄 질화물(TiN)을 포함하는 제1버퍼층;A first buffer layer provided on a surface of a mold core basic material to be coated and including titanium nitride (TiN); 상기 제1버퍼층 상에 구비되고, 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)을 포함하는 보강층(reinforcing layer);A reinforcing layer provided on the first buffer layer and including titanium aluminum nitride (TiAlN); 상기 보강층 상에 구비되는 제2버퍼층; 및A second buffer layer provided on the reinforcing layer; And 상기 제2버퍼층 상에 구비되며, 글래스 렌즈에 대한 이형성(mold releasing property)을 갖는 워크층(working layer)을 포함하는 보강층을 갖는 렌즈 금형 코어의 박막 구조물.The thin film structure of the lens mold core having a reinforcing layer provided on the second buffer layer and including a working layer having a mold releasing property with respect to a glass lens. 제1항에 있어서, 상기 워크층은 이리듐 레늄(IrRe)을 포함하며,The method of claim 1, wherein the work layer comprises iridium rhenium (IrRe), 상기 제2버퍼층은,The second buffer layer, 상기 보강층 상에 구비되는 크롬(Cr)층; 및A chromium (Cr) layer provided on the reinforcing layer; And 상기 크롬(Cr)층 상에 구비되고, 크롬(Cr) 및 이리듐 레늄(IrRe)을 포함하는 혼합층(mixed layer)을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강층을 갖는 렌즈 금형 코어의 박막 구조물.The thin film structure of the lens mold core having a reinforcing layer provided on the chromium (Cr) layer and including a mixed layer including a chromium (Cr) and iridium rhenium (IrRe). 제1항에 있어서, 상기 제1버퍼층 또는 제2버퍼층에 대한 상기 워크층의 두께 비율은 1:7 내지 1:10인 것을 특징으로 하는 보강층을 갖는 렌즈 금형 코어의 박막 구조물.The thin film structure of claim 1, wherein the thickness ratio of the workpiece layer to the first buffer layer or the second buffer layer is 1: 7 to 1:10. 코팅하고자 하는 금형 코어 모재의 표면 상에 티타늄 질화물(TiN)을 포함하는 제1버퍼층을 형성하는 단계;Forming a first buffer layer including titanium nitride (TiN) on the surface of the mold core base material to be coated; 상기 제1버퍼층 상에 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)을 포함하는 보강층을 형성하는 단계;Forming a reinforcement layer including titanium aluminum nitride (TiAlN) on the first buffer layer; 상기 보강층 상에 제2버퍼층을 형성하는 단계; 및Forming a second buffer layer on the reinforcing layer; And 상기 제2버퍼층 상에 글래스 렌즈에 대한 이형성을 갖는 워크층(working layer)을 형성하는 단계를 포함하는 보강층을 갖는 렌즈 금형 코어의 박막 구조물의 형성 방법.A method of forming a thin film structure of a lens mold core having a reinforcement layer comprising forming a working layer having releasability to a glass lens on the second buffer layer. 제1항에 있어서, 상기 보강층은 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering) 방식을 이용하여 250 내지 350℃의 온도 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 보강층을 갖는 렌즈 금형 코어의 박막 구조물의 형성 방법.The method of claim 1, wherein the reinforcing layer is formed at a temperature of 250 to 350 ° C. using a magnetron sputtering method. 제1항에 있어서, 상기 제2버퍼층을 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the second buffer layer comprises: 상기 보강층 상에 크롬(Cr)층을 형성하는 단계; 및Forming a chromium (Cr) layer on the reinforcing layer; And 상기 크롬(Cr)층 상에 크롬 및 이리듐 레늄을 포함하는 혼합층을 형성하는 단계를 포함하고,Forming a mixed layer including chromium and iridium rhenium on the chromium (Cr) layer; 상기 워크층은 이리듐 레늄(IrRe)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 금 형 코어의 박막 구조물 형성 방법.And the work layer is formed of iridium rhenium (IrRe).
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