JPH0480390A - 電鋳装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電鋳装置、特に、光デイスク形成用スタンパ
を製造するための電鋳装置に関する。

〔従来の技術〕

現在、光デイスク用プラスチック基板は、通常アクリル
またはポリカーボネート樹脂を素材とする射出成形法で
製造され、この成形用金型としてニッケルスタンパが使
用されている。

このニッケルスタンパの製作には、電鋳法が利用されて
いる。この電鋳法とは、金属塩溶液の電解により母型（
原型）の上に所要の金属を析出させて電着層を形成した
後、この電着層を母型から剥離させると、母型とは逆の
形状のを転写した電鋳板が得られる方法を言う。

この電鋳法は母型の形状の転写性が極めて優れているた
め、機械加工法では製作が困難な微細の凹凸パターンを
有する光デイスクスタンパのような金型の製作に使用さ
れている。

従来の電鋳装置は、原理的には第２図に示されるように
例えば、ポリプロピレンや塩化ビニールなどの樹脂製の
電鋳槽ｌ中にスルファミン酸ニッケル液を主成分とする
電鋳液２が充されている。

この電鋳液２の中に、陰極として電鋳層を析出させるた
めに表面にニッケル薄膜９を真空蒸着あるいはスパッタ
により付着させて導体化した、例えば直径２００ｍｍ、
厚さ６ｍｍのガラス原盤１０が浸漬され、かつ回転軸１
２に固定されている。さらにこのガラス原盤１０は所定
の回転数で回転できるように、回転軸１２を通じて直流
モーター１３に連結されている。

また、電鋳槽ｌ内にニッケル製の陽極３が、陰極となる
ガラス原盤１０と対向して設置され、電鋳液２の中にニ
ッケルイオンを供給している。

さらに、陽極３の陰極側に、一部が遮閉されている板厚
制御板４が位置している。

ここで、電鋳液２は液面を規定する排出口５かｈ・ ら排出され、配管６をとθり途中にフィルター系７およ
び液温制御部１７を有する配管系を通って、吹き出し口
８から電鋳槽ｌに還流するような液循環をしている。

ガラス原盤ｌＯの上のニッケル薄膜９と陽極３との間に
所定の電圧を印加して陽極３からニッケル薄膜９方向に
流すと、ニッケル薄膜９上にニッケル電鋳膜１１が析出
してくる。通常、通電し始めるときはニッケル薄膜９が
過大電流で損傷を受けないように、電流密度は０．１〜
１．０ｍＡ／ｃｎｔ程度と極めて小さくなるように印加
電圧が設定され、その後電流密度２０〜２００ｍＡ／ｃ
ｎ程度に増加するまで印加電圧を上げていき、前記範囲
の所定の電流密度に達した後印加電圧を固定し所定の定
電流レベルで通電する。所定の電流量を通電すると厚さ
３００μｍのニッケル電鋳層１１が積ｉすることにより
、ニッケルスタンパが完成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の電鋳装置は、ニッケル電鋳膜上にニッケル金属が
析出する際、ニッケルイオンが還元されるので下式に示
されるようにスルファミン酸ニッケルを主成分とする電
鋳液中の水素イオンが水素ガスとなり、ニッケル電鋳膜
と電鋳液との界面に析出して水素ガスの泡となる。

Ｎｉ”＋２Ｈ−→Ｎ　ｉ　十Ｈ２↑ この水素気泡がニッケル薄膜上もしくは成長中のニッケ
ル電鋳層上に付着すると、その部分でのニッケルの電着
が防げられ、ピットと呼ばれるスタンパ裏面欠陥の発生
原因となる。

そこで従来、水素気泡の電着面への付着を防止するため
、例えば界面活性剤の一種であるドデシル硫酸ナトリウ
ム（ＣｕＨｚｓｏＳ０３Ｎ、）を主成分とするピット防
止剤を電鋳液に添加して、電鋳液の表面張力を低減、す
なわち、電鋳液のニッケル金属表面に対する濡れ性を増
大させていた。

しかしながら、このピット防止剤の添加によってもスタ
ンパのピット不良を絶無にすることは不可能であり、そ
の上ピット防止剤の添加により次のような弊害がある。

その弊害とは、ピット防止剤中のドデシル硫酸ナトリウ
ムは電鋳液中で加水分解して種々の有機物に変化、これ
が電鋳液の不純物となる。

さらにまた、ドデシル硫酸ナトリウムは精製が困難なた
め、ピット防止剤自体にも不純物が多く含まれている。

これらの不純物の影響により、ニッケルスタンパの反り
、硬度、および裏面粗さが増大し、研磨や形成の工程で
支障が生ずるという欠点があつた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電鋳装置は、電鋳液中に一切ビット防止剤を添
加することなしにピットの発生が防止できるような新規
な電鋳装置を提唱するもので、電鋳槽に超音波発振装置
を取り付けることによりピット防止剤を添加せずに、電
着面への水素気泡の付着を防止するように構成される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。

第１図に示す電鋳装置は、電鋳槽ｌの底部の外側に超音
波発振器１５が取り付けられ、超音波振動板１４が電鋳
槽１の底部に固定されている。

この超音波発振器１５と超音波振動板１４との間は電線
１６により電気的に接続されている。すなわち電鋳槽１
の底部に超音波発振器１５と超音波振動板１４と電線１
６とを含む超音波発振装置が取り付けられている以外は
従来と同じ構成であリ、この超音波振動板１４は超音波
発振器１５によって電鋳液２に超音波振動を与えるよう
になっている。

ここで、超音波振動板１４は電鋳液２による腐食および
ニッケル膜の電着な防ぐため石英材質のものを使用し、
発振された超音波がガラス原盤１０に沿い、かつニッケ
ル膜９面とほぼ平行な方向に進むように調整されている
。超音波発振の条件としては、ニッケル薄膜９または電
鋳板１１に付着した水素気泡の除去効率を高め、かつキ
ャビティションの発生によるニッケル薄膜９および電鋳
板１１の損傷を防ぐため、発振周波数９５０ＫＨｚ、発
振（ピーク値）出力ｌＯ〜２０Ｗ程度が最適てあり、発
振回数も１５〜２０回／秒程度のパルス発振で十分効果
的であった。

〔発明の効果〕

本発明の電鋳装置は、電鋳槽内に超音波発振装置が内蔵
され、電鋳開始と同時にこの超音波発振装置を稼働させ
て、ガラス原盤を超音波に晒すことにより、電鋳中に水
素気泡がニッケル薄膜もしくは成長中のニッケル電鋳層
上に付着することを、完全に防ぐので、ドデシル硫酸ナ
トリウムのような界面活性剤を含むピット防止剤を電鋳
液に添加しなくても電鋳面でのピットの発生を抑えるこ
とが可能となるという効果がある。

また、界面活性剤の分解物もしくは含有不純物による電
鋳液の変質が無くなるので、ニッケルスタンパノ反り、
硬度、および裏面粗度等、の品質を大幅に安定化させる
ことができるという効果もある。

これにより、本発明の電鋳装置は、ニッケルスタンパの
ピット不良を大幅に低減し、品質を格段に安定したニッ
ケルスタンパを製造できることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
の一例を示す断面図である。 １・・・・・・電鋳槽、２・・・・・・電鋳液、３・・
・・・・陽極、４・・・・・・板厚制御板、訃・・・・
・排出口、６・・・・・・配管、７・・・・・・フィル
ター　８・・・・・・吹き出し口、９・・・・・ニッケ
ル薄膜、１０・・・・・・ガラス原盤、１１・・・・ニ
ッケル電鋳膜、１２・・・・・・回転軸、１３・・・・
・・直流モータ、１４・・・・・・超音波振動板、１５
・・・・・・超音波発振器、１６・・・・・・電線、１
７・・・・・・液温制御部。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 躬２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも１種類の金属を含む陽極と、前記陽極に含ま
   れる金属成分を析出させる陰極と、前記金属による金属
   イオンが溶解してなる電鋳液を収納する電鋳槽と、前記
   電鋳液を循環濾過するフィルターと配管からなる配管系
   と、前記電鋳液中に超音波を発振するための超音波発振
   装置とを含むことを特徴とする電鋳装置。