DE2838645A1

DE2838645A1 - Verfahren zur herstellung einer metallschicht mittels plattieren

Info

Publication number: DE2838645A1
Application number: DE19782838645
Authority: DE
Inventors: Akira Yoshio
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-09-05
Filing date: 1978-09-05
Publication date: 1979-03-08
Also published as: JPS5440239A; GB2003928B; NL7809071A; US4188240A; AU528198B2; CA1135654A; JPS5952715B2; AU3935378A; FR2402272A1; GB2003928A; FR2402272B1

Description

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

Tokyo / Japan

Verfahren zur Herstellung einer Metallschicht mittels Plattieren.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Metallschicht mittels Plattieren, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher angegeben ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer ablösbaren Metallschicht mittels Plattieren, insbesondere auf ein Elektroplattierverfahren, das für die Herstellung einer mit aufgezeichneter Information versehenen Scheibe oder Platte geeignet ist, die im Herstellungsverfahren für eine Video-Platte benutzt werden.

Bei dem herkömmlichen Herstellungsprozeß für eine Video-Platte wird mittels Elektro-Plattieren eine Sohn-Platte (ein Negativbild für das Pressen) auf einer Mutterplatte (ein Nickel-Mutterbild) erzeugt; dabei ist es notwendig, nach dem Elektro-Plattieren die Sohn-Platte

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von der Mutter-Platte zu trennen. Um das Abtrennen der Sohn-Platte zu erleichtern, sind verschiedene Verfahren angewendet worden. Beispielsweise wird die Mitterplatte in eine 5 bis 10%ige Lösung aus Kaliumbichromat für einige 10 see bei normaler Temperatur eingetaucht, so daß ihre zu plattierende Oberfläche oxidiert wird; diese oxidierte Oberfläche wird dann elektro-plattiert, so daß auf ihr die Sohn-Platte gebildet wird, die dann abgetrennt werden soll. Diese Methode ist als "Bichromat-Methode" bekannt und wird ganz allgemein benutzt, da sie keine besonderen Apparaturen benötigt. Es besteht jedoch eine Tendenz dazu, die Bichromat-Methode durch andere Methoden zu ersetzen, da bei ihr aufgrund des 6-wertigen Chroms (Umwelt-) Yerschmutzungsprobleme auftreten. Gemäß einem dieser anderen Verfahren wird beispielsweise die Mutter-Platte in eine einige Prozent starke Lösung aus Natriumhydroxid getaucht und sodann einer anodischen Oxidation bei einer Stromdichte von 0,5 bis 5 A/dm normalerweise bei einer Temperatur swisehen 40 und 60⁰C unterworfen, wodurch eine aus oxidiertem Nickel bestehende Oxidschicht auf der Oberfläche der Mutter-Platte gebildet wird, die als Zwischenschicht (Trennschicht) zum Abtrennen der abgeschiedenen Sohn-Platte dient. Dieses Verfahren ist als "anodisehes Oxidationsverfahren¹¹ bekannt und zeigt keine Verschmutzungserscheinungen, sie hat jedoch den Nachteil, daß das für die anodische Oxidation dienende Bad auf eine vorgegebene Temperatur geheizt werden muß und daß somit eine besondere elektrische Ausrüstung erforderlieh ist. Weiterhin hat dieses Verfahren den Nachteil, daß es schwierig ist, die gesamte Oberfläche der Mutter-Platte gleichmäßig zu oxidieren und daß das Nickel der Vater-Platte teilweise oxidiert und simultan zersetzt wird, so daß eine präzise Eopie bzw. die Übertragungs-

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-4-charakteristik verschlechtert wird.

Unter dem Gesichtspunkt, daß keine besonderen Apparaturen für die Oxidation, erfordert werden, ist unter den oben beschriebenen Verfahren ein chemisches Verfahren, beipielsweise das "Biehromat-Verfahren¹* * vorzuziehen. Jedoch führen derartige chemische Methoden zu. einer Zersetzung und zu einer Verfärbung der Oberfläche der Mutter-Platte, wenn der Angriff des Oxidationsmittels zu stark ist, hingegen kann auf der anderen Seite die gewünschte Oxidschicht nicht ausgebildet werden, wenn der Angriff des Oxidationsmittels zu schwach ist. Da es als Oxidationsmittel nur wenige Materialien mit einer geeigneten Oxidationskraft gibt, sind die chemischen Methoden verbesserungsfähig. Bei dem oben beschriebenen Bichromat-Verfahren und bei dem Verfahren der anodischen Oxidation neigt die Oxidschicht (die Zwischenschicht), die auf der Mutter-Platte ausgebildet wird, dazu, in trockenem Zustand hydrophob zu werden. Dementsprechend hat die Oxidschicht eine wasserabstoßende Eigenschaft und ist ungeeignet für die nachfolgenden Wasch- und Elektro-Plattier- (Galvanisier-)Prozesse. Aus diesem Grund sollte die Mutter-Platte erst nach einem zusätzlichen Verfahrensschritt, bei dem die Oberfläche der Oxidschicht mit einem oberflächenaktiven Mittel bedeckt wird, elektro-plattiert werden. Dies führt jedoch zu einem sehr schwierigen Elektro-Plattier-Verfahren.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer ablösbaren Metallschicht mittels Plattieren anzugeben, bei dem eine als Zwischenschicht dienende Oxidschicht auf der Oberfläche eines Substrates mit hoher Genauigkeit und Präzision ausgebildet wird, so daß an dem Substrat ein Elektro-Plattieren von hoher Präzision ausgeführt werden kann. Weiterhin soll von

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der Erfindung ein Verfahren angegeben werden, mit dem eine ablösbare Metallschicht durch Plattieren erzeugt wird, ohne daß (ümwelt-)Verschmutzungsprobleme auftreten.

Diese Aufgabe wird durch ein im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenes Verfahren gelöst, das erfindungsgemäß nach der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Weise ausgestaltet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteränsprüchen.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Plattler-Verfahren die Oberfläche des zu plattierenden Substrates mit einem Hypohalogenit oxidiert und die so oxidierte Oberfläche des Substrates wird sodann plattiert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Figuren beschrieben und näher erläutert.

Die Fig.1A bis 1G sind Querschnitte von mit Information bespielten Medien und stellen den Herstellungsprozeß einer Video-Platte dar, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird.

Gemäß der Erfindung hat das verwendete Hypohalogenit eine geeignete Oxidationsstärke für die Oxidation der Oberfläche der Schicht, ohne daß sie zersetzt oder verfärbt wird, so daß eine gewünschte Zwischenschicht oder Oxidschicht auf dem zu plattierenden Substrat ausgebildet werden kann. Mit der Erfindung wird somit durch Plattieren eine abgelagerte Metallschicht erzeugt, in die die Oberflächengestalt des zu plattierenden Substrates präzis übertragen wird und die leicht abgetrennt

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werden kann. Als Hypohalogenit kann beispielsweise NaClO verwendet werden; NaClO reagiert mit Säure oder Wasser zur Bildung von NaOh und Cl₂ und zersetzt sich in NaCl und Op. Dies führt zu einer geringeren Schädigung und zu einer leichteren Nachbehandlung ohne Verschmutzungsprobleme . Bei der praktischen Durchführung kann eine Zwischenschicht schon durch Eintauchen der zu plattierenden Oberfläche des Substrates in eine Hypohalogenit-Lösung erzeugt werden. Dementsprechend erfordert die Anwendung dieses Verfahrens keine besonderen Betriebsbedingungen und Apparaturen und ist somit unter dem Gesichtspunkt der Arbeitsintensität und Kosten anderen Verfahren überlegen. Da die durch Oxidation mit Hypohalogenit erzeugte Zwischenschicht auch in trockenem Zustand seine hydrophile Eigenschaft aufrechterhält, kann eine nachfolgende Behandlung, wie z.B. das Elektro-Plattieren, ohne eine besondere Vorbehandlung, wie z.B. dem Bedecken mit einem oberflächenaktiven Mittel, ausgeführt werden.

Das bei der Erfindung verwendete Hypohalogenit kann als Halogen Cl, Br oder I und als Kaiionen Na⁺, K⁺, Ca , Sr , Ba , NH^⁺ oder ähnliche Ionen enthalten. Unter diesen Hypohalogeniten hat sich Hypochlorit, insbesondere Natriumhypoclorit (NaClO) in der Form einer starken alkalischen Lösung, die unter dem Warenzeichen

ist»
Antiformin bekanntfoezüglich der Stabilität seiner

wässrigen Lösung und der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens als vorzugswürdig erwiesen.
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Das zu plattierende Substrat kann eine Mutter-Platte oder eine Vater-Platte sein, die zur Herstellung einer Video-Platte verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf die Figuren wird nun ein Ausfüh-

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rungsbeispiel dieser Erfindung erläutert, das zur Herstellung einer Video-Platte angewendet wird.

Die Fig,1A zeigt, wie bei dem konventionellen Verfahren eine Glasplatte 1 mit einer Fotol schient 2 bedeckt wird und sodann zum Einspeichern von Video-Signalen durch Schneiden mit einem Laserstrahl mit einem gegebenen Muster versehen wird. Eine dünne metallische Schicht 3 wird auf der Oberfläche der Fotolackschicht 2 nach dem Schneidprozeß durch stromloses Plattieren abgeschieden.

Die so erhaltene Originalplatte wird dem üblichen Elektro-Plattieren, also dem Nickel-Piattieren, unterworfen. Die durch Plattieren abgeschiedene Nickel-Schicht wird von der Glasplatte 1 abgetrennt, so daß man eine Vater-Platte 4 aus Nickel entsprechend Fig.1B erhält. VorSprünge 6, die den Aufzeichnungsgruben 5 der Originalplatte entsprechen, werden auf der Oberfläche der Vater-platte 4 ausgebildet.

Eine 10%ige wässrige Lösung von Natriumhypochlorit (Antiformin) wird als Oxidationsbad verwendet. Nachdem die Vater-Platte 4 gewaschen worden ist, wird sie für einige Minuten bei normaler Temperatur in das Oxidationsbad getaucht. Dadurch bildet sich eine dünne Oxidschicht 7 aus oxidiertem Nickel auf der Oberfläche der Vater-Platte 4 entsprechend Fig.1C aus. Die Vater-Platte 4 wird sodann mit Wasser gewaschen und die Oberfläche der Oxidschicht 7 wird dem üblichen Nickel-Elektro-Plattieren unterworfen. Die durch Elektro-Plattieren abgeschiedene Nickelschicht wird von der Vater-Platte 4 abgetrennt, so daß man eine Mutterplatte 9 entsprechend Fig.1D erhält. Die Mutter-Platte 9 besitzt an ihrer Oberfläche Aufnahmegruben 8, die den Vorsprüngen

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6 der Vater-Platte 4 entsprechen. Beim Äbtrennen der Mutter-Platte 9 ist das Abtrennverhalten ausreichend gut und es tritt beim Abtrennen keine Ungleichmäßigkeit und ferner auch keine Verfärbung auf. Dementsprechend können die Vorsprünge 6 zur Ausbildung der Gruben 8 mit hoher Genauigkeit und präzis übertragen werden.

Die Mutter-Platte 9 wird dann mit Wasser ausreichend gewaschen und in das oben beschriebene Oxidationsbad für einige Minuten bei normaler Temperatur eingetaucht. Dadurch bildet sich eine dünne Oxidschicht 10 aus Nickeloxid auf der Oberfläche der Mutter-Platte 9 entsprechend Fig.1E aus. Die Mutterplatte 9 wird sodann nach ausreichendem Waschen mit Wasser elektro-plattiert. Die durch Elektro-Plattieren abgeschiedene Schicht wird von der Mutter-Platte 9 abgetrennt, so daß man entsprechend Fig.1F eine Sohn-Platte 11 als Negativbild für das Pressen erhält. Die Abtrenneigenschaft der Sohn-Platte ist dem anderen Verfahren überlegen und die Gruben 8 der Mutter-Platte 9 werden der Sohn-Platte 11 mit hoher Genauigkeit übertragen. Es werden also die den Gruben

8 entsprechenden Vorsprünge 12 auf der Sohn-Platte 11 präzise ausgebildet. Bei den im Zusammenhang mit der Erfindung vorgenommenen Versuchen wurden viele Sohn-Platten 11 unter Verwendung einer einzigen Mutter-Platte

9 hergestellt, und es wurde das S/N-Verhältnis der ersten Sohn-Platte und der zehnten Sohn-Platte gemessen. Die Messungen zeigten keinen Unterschied zwischen den S/N-Verhältnissen, was zeigt, daß sich das S/N-Verhältnis nicht verschlechtert.

Entsprechend Fig.1G wird eine Schicht 14 aus Video-Platten-Material zwischen die Sohn-s-Platte 11 und einer ebenen Matrize 13, die getrennt hergestellt werden kann,

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gelegt» Die Schicht 14 kann aus Polyvinylchlorit bestehen. Die Schicht 14 wird von beiden Seiten gepreßt, so daß durch Pressen ein Abdruck entsteht, der Aufnahmegruben oder -rillen aufweist, die den Vorsprüngen 12 entsprechen.

Bei den im Zusammenhang mit der Erfindung vorgenommenen Experimenten wurde das Aufnahmesignal, das auf die Vater-Platte 4 entsprechend Fig«1B übertragen worden war, wiedergegeben, um sein S/N-Verhältnis zu messen. Die Vater-Platte 4 wurde sodann in eine 10%ige Lösung aus Natriumhypochlorit (Antiformin) getaucht. Die Vater-Platte 4 wurde alle 30 see aus der Lösung herausgenommen und mit Wasser gewaschen und anschließend getrocknet.

Das S/N-Verhältnis der so behandelten Vater-Platte wurde ebenfalls gemessen. Beim. Vergleich des S/N-Verhältnisses der mit Antiformin oxidierten Vater-Platte mit dem der unbehandelten Vater-Platte wurde folgendes Ergebnis erzielt:

Behandlungszeit

in Minuten 0,5 1,0 1,5 2,0 6,0 6,5 8,0

(Eintauchzeit)

S/N-Verhältnis

(Grad der Ver- Q O O O O O O schlecht erung) ^{w w w} ^

Das "Q"-Zeichen bei. den. oben !angegebenen Daten bedeutet ein gutes Ergebnis. Zur Ausbildung der als Zwischenschicht dienenden Oxidschicht wird bei der oben angegebenen Konzentration des Oxidationsbades (Antiformin) die Behandlungszeit bzw. die Eintauchzeit der Vater-Platte in das Oxidationsbad zwischen 2 und 6 min gewählt. Entsprechend den oben angegebenen Datei ist ersichtlich, daß das S/N-Verhältnis sich bei einer Behandlungszeit zwischen 2 und 6 min nicht verschlechtert. Diese Tat-

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sache zeigt, daß die Oberfläche der Oxidschicht ebenso eben ist wie die der unbehandelten Platte und somit weder konkave noch konvexe Ausformungen aufweist.

Mit dem von der Erfindung gegebenen Plattier-Verfahren kann somit im Vergleich zu

dem konventionellen Verfahren der anodischen Oxidation die Genauigkeit der Übertragung verbessert und eine gleichförmige Oxidschicht ohne besondere Apparaturen und mit geringen Kosten hergestellt werden. Die Dicke der Oxidschicht kann durch die Konzentration des Oxidationsbades und durch die Eintauchzeit der Platte gesteuert werden. Das Plattier-Verfahren ist demzufolge sehr einfach. Im Vergleich zu dem konventionellen Bichromat-Verfahren verursacht das erfindungsgemäße Verfahren keine Verschmutzungsprobleme, und die oxidierte Oberfläche der Platte ist vollständig hydrophil, so daß die Platte im Anfangsstadium des Elektro-Plattierens gleichförmig bedeckt wird. Darüber hinaus ist für die Nachbehandlung die Tatsache besonders günstig, daß die oxidierte Oberfläche der Platte ihre hydrophilen Eigenschaften auch nach Trocknung und Lagerung aufrechterhält. Die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Kosten betragen etwa ein Drittel der Kosten der konventionellen Verfahren. Weiterhin ist die zur Ausführung des Verfahrens verwendete Antiformin-Lösung im Handel erhältlich, so daß das Oxidationsbad leicht angesetzt werden kann. Das Oxidationsbad hat ferner eine ausreichende Stabilität.

Abschließend soll darauf hingewiesen werden, daß im Rahmen der Erfindung das zur Plattierung verwendete Material wie auch das Plattier-Verfahren modifiziert werden können. Die Erfindung kann ferner nicht nur zur Herstellung von Video-Platten, sondern auch bei anderen

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Plattier-Verfahren angewendet werden, bei denen eine abgelagerte Schicht abgetrennt werden muß.

er Patentanwalt

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Claims

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Shinagawa-ku

Tokyo / Japan

Patentansprüche

|fiJ Verfahren zur Herstellung einer Metallschicht mittels Plattieren, gekennzeichnet durch folgende Yerfahrensschritte:

a. Bereitstellen eines Substrates (4, 9), von dem eine Oberfläche plattiert werden soll;

b. Oxidieren dieser Oberfläche des Substrates (4, 9) mit Hypohalogenit, so daß darauf eine Oxidschicht (7, 10) ausgebildet wird; und

c. Plattieren der Oberfläche dieser Oxidschicht (7, 10). 10
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zum Oxidieren der Oberfläche des Substrates (4, 9) diese Oberfläche des Substrates (4, 9) in eine wässrige Lösung von Hypochlorit getaucht wird und daß das Substrat (4, 9) mit der auf ihm befindlichen Oxidschicht (7, 10) gewaschen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zum Oxidieren der Oberfläche des Sub- states (4, 9) als Hypohalogenit Natriumhypochlorit (NaClO) verwendet wird.

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