JP2900326B2

JP2900326B2 - ガラス原盤電鋳用治具

Info

Publication number: JP2900326B2
Application number: JP31028690A
Authority: JP
Inventors: 智小沢; 五六橘田
Original assignee: PAIONIA BIDEO KK; PAIONIA KK
Current assignee: PAIONIA BIDEO KK; PAIONIA KK
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JPH04183888A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光ディスクのマスタリングプロセスの中の
電鋳工程で用いられるガラス原盤電鋳装置のガラス原盤
電用治具に関する。

（従来の技術）コンパクトディスク（CD）やレーザディスク（LD）等
の光ディスクの原盤製造プロセスはマスタリングプロセ
スと呼ばれている。

第４図は、マスタリングプロセスの一例として、LDの
原盤製造プロセスを示すもので、たとえば次の三つの工
程に大別される。

つまり、ガラス盤加工、研磨、洗浄、レジストコートからなる
ガラス盤製作工程カッティング、現像、表面導体化、原盤、再生からな
るカッティング工程電鋳、分離・後処理、加工、検査からなるスタンパ製
作工程となる。

一方、ベビーのスタンパを製造する場合には、スタン
パ製作工程の後処理から剥離処理に移行し、同図に示す
工程を経る。

ところで、たとえばスタンパ製作工程における電鋳に
あっては、ガラス原盤の導体化された表面が陰極とさ
れ、陽極にはニッケルチップが用いられている。そし
て、これらをスルファミン酸ニッケル浴中にて通電させ
ると、ガラス原盤の表面にニッケル金属が析出される。

第５図は、このような電鋳において用いられるガラス
原盤電鋳装置（以下、単に電鋳装置という）の一例を示
すものである。

同図に示すように、電鋳装置には、装置本体１が備え
られている。装置本体１の下部には、図示省略のフィル
タ装置によって不純物の取り除かれた電鋳液（スルファ
ミン酸ニッケル等）をストックするストック槽２が設け
られている。ストック槽２の上方には、電鋳液槽３が配
されている。

装置本体１の上端縁部には、モータ（図示省略）の駆
動力を得て矢印a,b方向に回動する回動部材４が取り付
けられている。回動部材４には、電鋳時において軸方向
に回転する陰極棒５の一端部が取り付けられている。そ
の他端部には、図示省略のワークに保持されたガラス原
盤６を固定する固定部材７が取り付けられている。

そして、電鋳時においては、電鋳液槽３内に配された
ニッケルチップを収容するチタン網籠状の陽極８にて電
流量及び電流密度に応じた酸化反応が起こり、ニッケル
がイオンとなって電鋳液中に溶ける。このときの電鋳液
の温度は、約60度とされている。これにより、陰極側の
ガラス原盤６の導体化された表面には、電鋳液中に溶け
出したイオン金属が還元されて析出される。

このとき、ストック槽２内の電鋳液がポンプ９によ
り、電鋳液槽３内のガラス原盤６側に所定のスピードで
送り込まれる。これにより、電鋳液槽３内の液面の高さ
の増した分がパイプ10を経てストック槽２内に戻される
ため、電鋳液面の高さはほぼ一定に保たれる。

第６図は、上記の固定部材７の詳細を示すもので、固
定部材７には、陰極棒５にボルト7a,7a,…を介して取り
付けられた回転ベース7bが備えられている。回転ベース
7bの外周縁部には、リング状の基板押え部材7dがボルト
7c,7cを介して取り付けられている。回転ベース7bと基
板押え部材7dとの間には、ガラス原盤６が保持されてい
る。なお、図中、符号7eはガラス原盤６を上方に付勢す
る弾性部材、符号7fはリング状の電極、7gはリング状の
シール材をそれぞれ示している。

そして、弾性部材7eによってガラス原盤６の導体化さ
れた表面が電極7fに押し付けられるため、これらの電気
的接触性等が高められる。また、シール材7gによってガ
ラス原盤６の裏面への電鋳液の回り込みが阻止される。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のシール材7gは、たとえば第６図に示
すように、電極7fのガラス原盤６の導体化された表面側
との接触面側に取り付けられている。これは、ガラス原
盤６の裏面へ電鋳液が回り込んでしまうと、固定部材７
の回転ベース7bの内側に配された金属の電極導体7kにニ
ッケルが析出されてしまうためその内部空間7mを密閉す
る必要があるためである。

このため、電鋳時における電鋳液の温度は、約60度と
されているため、その内部空間7m内の空気が膨張してし
まう。このように、空気の熱膨張が生じた場合には、電
極7fとガラス原盤６の導体化された表面側との電気的接
触の不良を起こしてしまうおそれがある。また、ガラス
原盤６が押し上げられることにより、スタンパに反りを
生じてしまうおそれも生じる。

本発明は、このような事情に対処して成されたもの
で、密閉された空間内の空気を熱膨張による電極の接触
不良やスタンパの反りを防止することのできるガラス原
盤電鋳用治具を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するために、回転陰極に対
して着脱自在に保持されるガラス原盤に対し、電鋳時に
おける電鋳液の前記ガラス原盤の裏面側への回り込みを
密封阻止したガラス原盤電鋳用治具において、前記密閉
阻止による密閉空間内の空気の熱膨張分を外部に抜き取
るエアー抜取手段が具備されていることを特徴とする。

（作用）本発明のガラス原盤電鋳用治具では、密閉阻止による
密閉空間内の空気の熱膨張分を外部に抜き取るようにし
た。

したがって、内部空間内の気圧が一定に保たれるた
め、ガラス原盤の高気圧による反りの発生がなくなり、
電極とガラス原盤の導体化された表面側との電気的接触
が確実に行われる。また、ガラス原盤の反りが発生しな
いため、スタンパに反りを生じてしまうおそれもなくな
る。

（実施例）以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明す
る。なお、以下に説明する図において、第５図及び第６
図と共通する部分には同一符号を付すものとする。

第１図は、本発明のガラス原盤電鋳用治具に係るガラ
ス原盤電鋳装置（以下、単に電鋳装置という）の一実施
例を示すものである。

同図に示すように、電鋳装置には装置本体1Aが備えら
れている。装置本体1Aの下部には、図示省略のフイルタ
装置によって不純物の取り除かれた電鋳液（スルファミ
ン酸ニッケル等）をストックするストック槽２が設けら
れている。

ここで、電鋳液の組成は、スルファミン酸ニッケル35
0g/、ホウ酸40g/、臭化ニッケル3g/、ピット防止
剤1cc/とされている。なお、ここでのホウ酸は液のpH
の安定化のために、臭化ニッケルはニッケル陽極の溶解
を促進するためにそれぞれ混入されている。また、電鋳
液は、液の持ち出しや異物の混入がなければ、度重なる
再使用に際してもその組成が変化しない。しかし、異物
が混入すると組成が変化し、スタンパの表面にザラツキ
を生じさせたり、焼けを生じさせたり、内部応力大によ
り反りを生じさせたりしてしまう。したがって、これら
を防止するために、定期的な電鋳液の管理が必要とされ
る。

また、ニッケル陽極の溶解が不順になると、pHが大き
くなる傾向を示す。この場合にも、スタンパに反りを生
じさせたり、その表面にザラツキを生じさせたりする。
したがって、通常、pHの測定には、ガラス電極pHメータ
等を用いた精度の高い方法が必要とされるとともに、こ
の測定は毎日行われ、pH3.8〜4.2の間に入るような管理
が必要とされる。そして、pHが大きくなり過ぎた場合に
は、スルファミン酸を添加し、小さくなったときは純水
を加える。

更には、比重による管理も必要とされ、比重が高くな
った場合には、純水を補給する。更にまた、表面張力が
高くなるとピットが発生しやすくなるため、表面張力に
よる管理も必要とされ、この場合には界面活性剤を加え
て表面張力を規定値内に下げる。この他にも、高度によ
る管理や化学分析による管理等も必要とされる。

ストック槽２の上方には、内側に傾斜した形状の内壁
面3aを有した電鋳液槽３が配されている。その内壁面に
は、連通孔3bが形成されており、それには電鋳液供給パ
イプ3cが取り付けられている。そして、電鋳時において
は、ストック槽２内の電鋳液がポンプ９により、電鋳液
供給パイプ3cを介して連通孔3bから電鋳液槽３内に所定
の供給量で送り込まれるようになっている。

また、電鋳液槽３内部には、ニッケルチップを収容し
たチタンの網籠状の陽極８が内壁面3aに沿った位置に配
されている。そして、電鋳時における陽極８において
は、電流量及び電流密度に応じた酸化反応が起こり、ニ
ッケルがイオンとなって電鋳液中に溶け出す。

更に、電鋳液槽３内部には、ストック槽２に連通する
パイプ10が配されている。そして、ポンプ９により電鋳
液が供給されると、液面の高さが増すとこの増した分が
パイプ10を経てストック槽２内に戻される。これによ
り、電鋳液面の高さはほぼ一定に保たれる。

装置本体1Aの上端縁部には、支持部材4aが取り付けら
れており、これには軸4bを介し、モータ（図示省略）の
駆動力を得て矢印a,b方向に回動する回動部材４が取り
付けられている。

回動部材４には、電鋳時等において自転するエアー抜
き孔5aを有した陰極棒５の一端部が取り付けられてい
る。その他端部には、図示省略のワークに保持されたガ
ラス原盤６を固定する固定部材７が取り付けられてい
る。

ここで、回動部材４の回動角は、少なくとも225度と
されている。したがって、ワークに保持されたガラス原
盤６の着脱は、電鋳液槽３の真上から外れた位置で行う
ことができる。

装置本体1aの上端縁部の支持部材4aと対向する位置に
は、軸11を介して電鋳液槽３を覆う電鋳槽蓋12が開閉自
在に取り付けられている。電鋳槽蓋12の内側には、温純
水によって予備洗浄を行うためのシャワー部13が取り付
けられている。

なお、図中、符号14は固定部材７の裏面に温純水を吹
き付けるシャワー部を示している。このシャワー部14
は、電鋳液槽３の上方に図示省略の支持部材によって支
持されているものであり、たとえば電鋳槽蓋12を開けた
とき固定部材７の裏面側に移動するようになっている。

また、符号15,16は温純水によって本洗浄を行うため
のシャワー部を示すもので、固定部材７がの位置に移
動したとき、固定部材７の表裏から温純水を吹き付ける
ことができる位置に配されている。

更に、符号1Bは電鋳に係わる各構成要素の動作を制御
するためのコントローラ、符号1Cは電鋳時等において直
流電流を供給する直流電源をそれぞれ示している。

第２図は、上記の固定部材７の詳細を示すもので、固
定部材７には、ボルト7a,7a,…を介して陰極棒５に取り
付けられた回転ベース7bが備えられている。陰極棒５に
は、回転ベース7bの内側に配された金属の電極導体7kと
ガラス原盤６との間の内部空間7mに連通したエアー抜き
孔5aが設けられている。そして、内部空間7m内の熱膨張
した分の空気は、エアー抜き孔5aを経て外部に抜き出さ
れるようになっている。

回転ベース7bの外周縁部には、ボルト7c,7cを介して
リング状の基板押え部材7dが取り付けられている。回転
ベース7bと基板押え部材7dとの間には、ガラス原盤６及
び電極7fが取り付けられている。

なお、図中、符号7eはガラス原盤６を押し上げる弾性
部材、符号7fはリング状の電極、7hはシリコンゴムから
なるリング状のシール材をそれぞれ示している。

このような電鋳装置は、次のような動作を行う。

まず、ガラス原盤６を固定部材７に取り付ける場合に
は、回動部材４を矢印ａ方向に回動させる。これにより
固定部材７がの位置まで移動するため、ワークに保持
されたガラス原盤６を、専用の工具等を用いて固定部材
７に固定する。

このとき、固定部材７は、電鋳液槽３の真上から外れ
た位置に移動しているため、誤って専用の工具等を落と
した場合であっても、電鋳液槽３内に入り込んでしまう
おそれもない。

固定部材７へのガラス原盤６の取り付けが終了した場
合には、回動部材４を矢印ｂ方向に回動させる。これに
より、固定部材７がの位置まで移動すると、ガラス原
盤６が電鋳液槽３内の電鋳液に浸される。

このとき、電鋳液の温度は、ガラス原盤６のフォトレ
ジスト等の耐熱温度等を考慮して約60度位に設定されて
いる。またこのとき、シール材7hによりガラス原盤６の
外周端面側が押圧されているため、ガラス原盤６の裏面
への電鋳液の回り込みが確実に阻止される。更にこのと
き、シール材7hにより密閉された内部空間7mが電鋳液の
温度によって膨張すると、この膨張分の空気がエアー抜
き孔5aを経て外部に抜き出される。これにより、内部空
間7m内の気圧が一定に保たれるため、ガラス原盤６の高
気圧により反りの発生がなくなり、電極7fとガラス原盤
６の導体化された表面側との電気的接触が確実に行われ
る。また、ガラス原盤６の反りが発生しないため、スタ
ンパに反りを生じてしまうおそれもなくなる。

そして、陰極棒５が自転すると、電鋳液中にてガラス
原盤６が回転する。これは、ガラス原盤６のスタンパ表
面へのニッケルの析出が均等に行われるようにするため
である。

このとき、陰極棒５及び陽極８に供給されるべき直流
電源1Cからの通電電流は、たとえば第４図に示すよう
に、まず5A（アンペア）位から徐々に供給され、100Aに
なった時点で、この電流値が一定に保たれる。これは、
スタンパ内部の歪を抑えるためである。このとき、ガラ
ス原盤６の導体化された表面には、電極7fの接触すべき
面全体が当接するため、電気的接触効果が高められる。
また、従来のように、ガラス原盤６の導体化された表面
と電極7fの接触すべき面との間には、シール材7gが介在
されていないため、電気的接触面の減少もなくなる。こ
のため、接触不良のおそれを生じたり、接触抵抗が高ま
ることによる通電電流の供給ロスを生じたりすることも
なくなる。

ここで、電鋳に要する時間は、約２時間程度とされて
おり、通電量（電流値×時間）により電鋳の終了が決定
され、ニッケル層厚の管理が行われている。

また、スタンパの厚さは、通常、0.25〜0.3mmとさ
れ、これに対し電鋳によって析出されるニッケル層厚は
±10μｍとなるように要求されている。このため、適当
な開口穴17を有したバッフル板18がガラス原盤６と陽極
８との間に配され、その配置箇所や形状を調整すること
により、ニッケル層厚の調整も行われる。

このようにして、ガラス原盤６のスタンパへの電鋳が
終了した後、回動部材４を矢印ａ方向に回動させ、固定
部材７をの位置まで移動させて、ガラス原盤６を電鋳
液槽３内から空中に戻す。このとき、シャワー部13及び
14から吹き出される温純水によって、ガラス原盤６及び
固定部材７等に付着している電鋳液の予備洗浄が行われ
る。またこのとき、陰極棒５が時点を継続しており、こ
れにより固定部材７が回転しているため、固定部材７及
びガラス原盤６の面にシャワー部13及び14からの温純水
が均等に吹き付けられる。ここで、この予備洗浄に要す
る時間は、約30秒程度である。

予備洗浄が終了した後、回動部材４を更に矢印ａ方向
に回動させ、固定部材７をの位置まで移動させる。

固定部材７がの位置までくると、温純水を吹き出す
シャワー部15及び16により、ガラス原盤６及び固定部材
７等に付着している電鋳液の本洗浄が行われる。ここ
で、この本洗浄に要する時間は、約１分程度である。

この本洗浄が終了すると、回動部材４が矢印ｂ方向に
回動され、固定部材７がスタート位置であるの位置に
戻される。そして、ガラス原盤６は、専用の工具により
固定部材７から取り外された後、次工程である後処理工
程に移される。

このとき、固定部材７は、電鋳液槽３の真上から外れ
た位置に移動しているため、上記同様に誤って専用の工
具等を落とした場合であっても、電鋳液槽３内にそれら
が入り込んでしまうこともなくなる。

そして、他のガラス原盤６の電鋳及び着脱を行う場合
には、以上のような手順によって行われる。

このように、本実施例では、陰極棒にエアー抜き孔を
設け、シール材により密閉された内部空間の空気の電鋳
液の熱によって膨張した分をそのエアー抜き孔から抜き
取るようにした。これにより、内部空間内の気圧が一定
に保たれるため、ガラス原盤の高気圧による反りの発生
がなくなり、電極とガラス原盤の導体化された表面側と
の電気的接触が確実に行われる。また、ガラス原盤の反
りが発生しないため、スタンパに反りを生じてしまうお
それもなくなる。

なお、本実施例では、陰極棒にエアー抜き孔を設けた
場合について説明したが、この例に限らずたとえば陰極
棒に沿ってエアー抜き用チューブを配し、これによりシ
ール材により密閉された内部空間の熱膨張分を抜き取る
ようにしてもよい。この場合には、陰極棒へのエアー抜
き孔の加工が不要となる。

また、本実施例では、固定部材に対するガラス原盤の
着脱を、電鋳液槽の真上から外れた位置にて行うように
した。したがって、ガラス原盤の着脱の際に誤って専用
の工具等を落としたり、その工具等に付着している異物
等が振り落とされたりした場合であっても、これらは電
鋳液槽外に落下する。このため、電鋳液槽への異物の混
入が確実に防止されるので、電鋳液の汚染の進度を極力
抑えることが可能となる。これにより、スタンパの硬度
上昇によるもろさや反り等の問題もなくなる。また、こ
れと同時に、従来問題となっていたガラス原盤の表面に
付着する蒸気による問題も解消される。

更に、電鋳液槽の真上でガラス原盤及び固定部材の予
備洗浄を行うようにしたので、これらに付着している電
鋳液が洗い流され、電鋳液槽内に戻される。これによ
り、約60度に保たれた電鋳液の蒸発による水分等の補給
がなされるので、電鋳液槽内の電鋳得の濃度をほぼ一定
に保つこともできる。

なお、本実施例では、固定部材に保持されたガラス原
盤の移動を垂直方向内で行わせた場合について説明した
が、この例に限らず、たとえば第１図において電鋳後の
ガラス原盤をの位置から水平方向に回動させ、ガラス
原盤を電鋳液槽の真上から外すようにしてもよい。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のガラス原盤電鋳用治具
によれば、密閉空間内の気圧が一定に保たれるようにし
たので、密閉された空間内の空気の熱膨張による電極の
接触不良やスタンパの反りを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガラス原盤電鋳用治具に係るガラス原
盤電鋳装置の一実施例を示す図、第２図は第１図のガラ
ス原盤に対するシール構造を示す断面図、第３図はガラ
ス原盤電鋳装置における通電電流の変化を示す図、第４
図は従来のLDの原盤製造プロセスを示す工程図、第５図
は第４図の電鋳工程にて用いられるガラス原盤電鋳装置
の一例を示す図、第６図はそのガラス原盤に対するシー
ル構造を示す断面図。 1A……装置本体、1B……コントローラ、1C……直流電
源、２……ストック槽、3a……内壁面、３……電鋳液
槽、3c……電鋳液供給パイプ、４……回動部材、4a……
支持部材、5a……エアー抜取り用孔、６……ガラス原
盤、７……固定部材、7h……シール材、８……陽極、９
……ポンプ、10……パイプ、12……電鋳槽蓋、13,14,1
5,16……シャワー部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−280390（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−183967（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C25D 1/00 G11B 7/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転陰極に対して着脱自在に保持されるガ
ラス原盤に対し、電鋳時における電鋳液の前記ガラス原
盤の裏面側への回り込みを密閉阻止したガラス原盤電鋳
用治具において、前記密閉阻止による密閉空間内の空気の熱膨張分を外部
に抜き取るエアー抜取手段が具備されていることを特徴
とするガラス原盤電鋳用治具。