JPH0646462B2 - 光デイスク成形用スタンパ−とその製造法 - Google Patents

光デイスク成形用スタンパ−とその製造法

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JPH0646462B2
JPH0646462B2 JP60159325A JP15932585A JPH0646462B2 JP H0646462 B2 JPH0646462 B2 JP H0646462B2 JP 60159325 A JP60159325 A JP 60159325A JP 15932585 A JP15932585 A JP 15932585A JP H0646462 B2 JPH0646462 B2 JP H0646462B2
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nickel
plating
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electroless nickel
bath
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徳雄 岡林
浩昭 光野
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Daicel Chemical Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (従来技術) 絶縁物上に金属被膜を形成する際に使用される方法とし
て無電解メッキは周知のものである。しかし、従来の無
電解メッキは絶縁物表面の金属化あるいは導電化を目的
としたものが主であり、得られた無電解メッキ被膜の均
一性には厳密な要求がなされていなかった。
ところが、最近注目を集めている光(磁気)ディスクの
プラスチック製サブストレートを成形、例えば注型、射
出、圧縮成形等で製造する際に使用されるレプリカ金型
いわゆるスタンパーの表面精度には極めて高いものが要
求されている。このスタンパーは一般にガラス原盤にレ
ジストを塗布し、所定パターンに露光−硬化し、未硬化
部分を除去して製作された原盤から電鋳によって製作さ
れるが、このレジスト原盤は絶縁体であるため、電鋳作
業の前に導電層を形成する必要がある。従来、この導電
層は銀鏡反応により形成されてきたが、銀鏡面は化学的
に不安定で、空気中の酸素で酸化を起して粗面化し、物
理的強度も弱いため電鋳後に銀鏡層を取り除かねばなら
ず、その結果スタンパー面の表面精度が低下するという
欠点があった。そのため、電鋳後でも除去する必要のな
い化学的・物理的に安定な銀鏡反応以外による導電膜を
原盤上に無電解メッキにより形成することが強く要求さ
れている。
(発明の目的) 従って、本発明の目的は銀鏡反応によらずに原盤上に導
電層を形成したプラスチック製光ディスク成形用スタン
パーを提供することにある。
本発明のさらに他の目的はメッキ後に除去する必要のな
い導電層をニッケル無電解メッキにより形成する方法を
提供することにある。
(発明の構成) 本発明によるプラスチック製光ディスク成形用スタンパ
ーはサブミクロンオーダーの凹凸情報やトラックを有す
る電鋳用原盤上に無電解ニッケルメッキを行って形成し
た導電層と、この導電層上に電鋳によって形成した電鋳
ニッケル層とによって構成される。
上記無電解ニッケルメッキの導電層の厚さは一般に80
0〜1500Åであり、電鋳ニッケル層の厚さは約30
0μである。
本発明による電鋳ニッケル層とその上に形成された無電
解ニッケルメッキ層とは互いに強固に結合しており、従
来の銀鏡反応によるAgの導電膜とは違って電鋳後導電層
を除去する必要はなく、そのままプラスチック成形用ス
タンパーとして使用可能である。
さらに、本発明によるスタンパーは成形品へのスタンパ
ー転写性に優れ、且つ無電解ニッケルメッキ層の表面の
硬度が銀鏡反応を用いた場合に比べて格段に優れている
ため、スタンパーの耐久性が大巾に向上する。この理由
は不明であるが、無電解メッキでは還元剤として亜リン
酸塩を用いていることに何らかの関係があるものと考え
られる。すなわち、無電解メッキで形成したニッケル膜
は単なるニッケル単独の電鋳層とは異なってリンを含ん
だち密な膜であり、この膜はスタンパーを射出金型にセ
ットして溶融樹脂を射出成形する際の高温度により極め
て硬度の高い膜になるものと考えられる。さらに、上記
のようなち密な膜であるのでスタンパーの表面平滑性に
も優れているので、このスタンパーから成形したプラス
チックサブストレート上に記録膜を形成して作った光デ
ィスクのC/N比も大巾に向上する。
本発明はさらに上記スタンパーの製造方法に関するもの
でもある。
従来一般に、無電解ニッケルメッキに用いられるメッキ
液は可溶性のニッケル塩と、次亜リン酸塩と、pH緩衝液
とを主成分とし、通常は60℃以上、例えば80℃に加
温して折出速度を大きくして用いられる。メッキ液の分
解を防止し、緻密なメッキ層を得るためにはメッキ液を
酸性条件にするのが有効である。
しかし、メッキ液を酸性条件にすると折出速度が小さく
なり、また折出が均一に開始しないためメッキむらの無
いメッキ層を作ることができない。このことは特に80
0〜2,000Å程度の薄いメッキ層を均一に形成する
場合には重大な問題となる。特に、可溶性ニッケル塩と
して塩化ニッケルを用いた場合には均一なニッケル被膜
がメッキ初期段階から得られるが、硫酸ニッケルの場合
には均一なニッケル被膜を得ることができない。この理
由は不明であるが、使用する特級試薬の硫酸ニッケル中
には約2ppm以上のCoが含まれており、これが均一なニ
ッケル被膜の成形に悪影響を与えているものと考えられ
る。
すなわち、硫酸ニッケルと塩化ニッケルとから調整した
浴中の不純物濃度(ppm)は原子吸光分析の結果以下の
通りである。
硫酸ニッケル浴は塩化ニッケル浴よりも安全性が良いた
め望ましいものであるが、上記不純Coの存在により硫酸
ニッケル浴を用いた場合には均一なメッキ層を建浴時か
ら形成することができない。すなわちCoを2.8ppm含
有する硫酸ニッケル浴の場合には建浴時に被メッキ面積
に対してわずか15〜20%しか無電解メッキできず、
メッキ回数を20回繰り返してCoを消耗しCo含有量が
0.8ppm以下になってやっと上記被メッキ面積の90
%に無電解メッキができるだけであり、不経済であっ
た。
本発明は上記欠点を解決したものであり、凹凸の情報ピ
ットおよび/またはトラックを有する電鋳用原盤上に導
電層を形成後、電鋳によってニッケルメッキ層を形成
し、原盤から上記導電層とニッケル電鋳層とを剥離して
プラスチック製光ディスク成形用スタンパーを製造する
方法において、上記導電層が無電解ニッケルメッキによ
って形成されることを特徴としている。
上記無電解ニッケルメッキは可溶性ニッケル塩と、次亜
リン酸塩と、pH緩衝剤とを主成分とする無電解ニッケル
メッキ浴中に銅イオンを0.1〜4ppm添加した浴中で
行われるのが好ましい。
上記浴のpHは酸性領域にし、浴温度が60℃以下にする
のが好ましい。
上記可溶性ニッケル塩としては硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩
等の無機塩が一般に用いられるが、硫酸ニッケルに用い
た場合に特に効果的である。上記次亜リン酸塩は還元剤
であり一般にはナトリウム塩が用いられる。上記pH緩衝
剤としては酢酸、クエン酸、コハク酸等の有機酸および
/またはこれらの塩や硫酸、塩酸等の無機酸のアンモニ
ウム塩が用いられ、pH調節剤としては乳酸、ホウ酸等が
用いられる。
本発明では液安定性、浴液の蒸発による環境汚染の防止
および被メッキ材のアルカリ腐食を防止するために浴の
pHを酸性条件、例えばpH=6〜4に維持し、比較的低
温、例えば60℃以下、好ましくは50〜30℃で行う
のが好ましい。この点で本発明は従来のメッキ法とは本
質的に相違する。
上記ニッケル塩の量は浴1に対し金属塩換算で10〜
60g/、好ましくは20〜50g/であり、次亜
リン酸塩は10〜30g/、好ましくは15〜20g
/であり、pH緩衝剤は所定pHに浴を安定させるのに必
要な量で、一般には1〜50g/である。
本発明の特徴は上記のニッケル塩、亜リン酸塩、pH緩衝
剤を主成分とする従来のメッキ液に微量の銅イオンを添
加することにあり、この銅イオンの添加量は0.1〜4
ppmであり、好ましくは0.1〜3ppmである。この量が
0.1ppm未満では均一なメッキ層は形成されず、4ppm
を越えても均一な付着層は得られない。
無電解ニッケルメッキを行うに当っては通常用いられて
いる前処理行程、すなわち感受化−水洗−活性化−水洗
を行う。感受化は一般に還元性の金属塩、例えば塩化第
1錫と塩酸の水溶液中に浸漬して行うことができ、ま
た、活性化は貴金属塩、例えば塩化パラジウムと塩酸の
水溶液中に浸漬して行うことができる。これら前処理の
終ったレジスト硬化原盤に本発明による無電解メッキ液
を用いて無電解メッキを行う際には浴を攪拌しながら行
うのが好ましい。
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
実施例 (無電解ニッケルメッキ) レジスト硬化膜を有するテストサンプルを奥野製薬製の
公知脱脂液中に室温で5分間浸漬し、洗浄後、感受化液
(SnClとHClを主体とするもの。奥野製薬製)
に1分間浸漬し、洗浄後、活性化液(PdClとHC
lを主体とするもの。奥野製薬製)に1分間浸漬し、洗
浄して前処理を行った。次に、以下組成のメッキ浴
(I)を調整した。
硫酸ニッケル(特級試薬使用) 26g/ 次亜リン酸ナトリウム 21 〃 塩化アンモニウム 3 〃 酢酸ナトリウム 5 〃 ホウ酸 12 〃 pH 5.5 この浴液の建浴直後の不純物金属の含有量は原子吸光分
析の結果、以下の通りであった。
Fe 検出限界(0.0ppm)以下 Zn 0.1ppm Co 2.8 〃 Cu 検出限界以下 このメッキ浴(I)にCuをCuClの形で表1に示
す濃度で添加後、スターラーで攪拌しながら、41〜4
3℃の浴温に維持した状態で上記テストサンプルを5分
間浸漬した。得られた無電解ニッケルメッキ膜の厚さは
1,200〜1,500Åであった。
結果を表1に示す。
なお表1中のメッキ効率と均一度は下記の評価法によ
る。
1)メッキ効率 各添加イオンを加えない状態での折出速度(膜厚400
〜500Å)100とした場合の相対値 2)均一度 テストサンプル(76×26×1.5mm)の全表面積に
対するメッキ形成層の面積の比率(%)。一例として、第
1図は表1の添加量0の場合のテストサンプルの表面状
態を示す図で、この場合の均一度は20%であり、第2
図は表1の添加量0.1%の場合の図で、均一度は10
0%である。
表1からわかるように、本発明によるCuイオンの添加
により無電解メッキ膜の性状は大巾に向上し、建浴直後
から均一なメッキ膜を得ることができる。
さらに、本発明のCuイオンの効果とCoイオン濃度と
の関係を調べるために、建浴時にCoCl2を添加してCo
濃度を上昇させて上記と同じ実験を行ったところ、Co
濃度が約8ppmまでは本発明のCuイオン添加により
建浴時から均一度を100%にすることができた。
なお、本発明によるCuイオン添加効果の理由を調べる
ためにイオン化列がCuよりも下位のAgをAgClの形
でCuの代りに添加したが、ほとんど効果はなかった。
(ニッケル電鋳) 上記の方法と同じ手順で、直径350mm、中心孔径7.
2mm、厚さ6mmの研摩ガラス盤上にレジストを塗布し、
巾1μのトラック上にPCM変調レーザー光により信号
ピットを形成したレジスト硬化原盤上に、無電解ニッケ
ルメッキ層を形成した。
こうして得られた無電ニッケルメッキの導電層を有する
原盤を電鋳溶液に浸漬し、垂直面に対し45℃の角度を
保ちつつ回転させ、電着面がアノードボックスに対向
し、7cmの間隔を保つように保持して電鋳した。電鋳浴
の組成は以下のとおりである。
スルファミン酸ニッケル(四水和物) 400g/ 塩化ニッケル(六水和物) 5g/ ほ う 酸 30g/ ピット防止剤 0.5g/ 浴温は50℃で、液全体を10回/hrのサイクルで0.
4μのメンブレンフィルター貯槽とを通過して循環さ
せ、原盤の中央部へ向って液が噴出するようにした。貯
槽中には電解ニッケルのコルゲートのカソードとアノー
ドバッグを浸漬して0.3A/dm2の弱電流を通電し、
不純物イオンCa 、Fe 、Zn 、Pb 等を選択
的に電着させ電鋳浴を精製した。
アノードのニッケルには電解ニッケルのペレットを用
い、トータル通電量を215A・hrsにして電鋳を行っ
た。
以上のようにして製作したスタンパーを射出成形機の金
型にセットし、光ディスク用サブストレートを成形した
が、スタンパーの耐久性は従来のニッケル電鋳によるも
のより大巾に向上した。
【図面の簡単な説明】
第1,2図は表1に示す均一度の評価法の実施例で、第
1図は従来法によるCuイオン無添加の場合の無電解ニ
ッケル面の状態を示す写真を模写した図で、ハッチ部分
がメッキ層を示し、この場合の均一度は20%である。 第2図は本発明によるCuイオン添加の場合の第1図と
同様な図で、この場合の均一度は100%である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】凹凸の情報ピットおよび/またはトラック
    を有する電鋳用原盤上に無電解ニッケルメッキを行って
    形成した無電解ニッケルメッキ層と、この無電解ニッケ
    ルメッキ層上に電鋳によって形成された電鋳ニッケル層
    とによって構成され、上記無電解ニッケルメッキが可溶
    性ニッケル塩と、次亜リン酸塩と、pH緩衝剤とを主成
    分とし、銅イオンを0.1〜4ppm添加した無電解ニ
    ッケルメッキ浴により行われることを特徴とするプラス
    チック製光ディスク成形用スタンパー。
  2. 【請求項2】凹凸の情報ピットおよび/またはトラック
    を有する電鋳用原盤上に無電解ニッケルメッキを行って
    導電層を形成し、この無電解ニッケルメッキ層上に電鋳
    によってニッケル電鋳層を形成し、原盤から上記導電層
    とニッケル電鋳層とを剥離してプラスチック製光ディス
    ク成形用スタンパーを製造する方法において、上記無電
    解ニッケルメッキ液が可溶性ニッケル塩と、次亜リン酸
    塩とpH緩衝剤とを主成分とし、銅イオンを0.1〜4
    ppm添加した無電解ニッケルメッキ浴により導電層形
    成が行われることを特徴とするプラスチック製光ディス
    ク成形用スタンパーの製造方法。
  3. 【請求項3】上記浴のpHが酸性領域であり、浴温度が
    60C以下であることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項記載の方法。
  4. 【請求項4】上記可溶性ニッケル塩が硫酸ニッケルであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の方法。
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