JPS6220152A - 光デイスク成形用スタンパ−とその製造法 - 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】 （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
プラスチック製すブストレート？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
いわゆるスメンバ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−は一般にガラス原盤にレ
ジスト原盤布し、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
層は銀鏡反応によシ形成されてきたが、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シ除かねばなら
ず、その結果スタンパ−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１（安定な銀鏡反応以外【よる導電膜
を原盤上に無電解メッキによシ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
電層全形成したプラスチック製光ディスク成形用スタン
パ−を提供することＫ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シ形成する方法を
提供するととＫ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
−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ｓｏ
ｏ　へ１５００Ｘであり、電鋳ニッケル層の厚さは約３
００μ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シ、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−として使用可能である。

さらに、本発明によるスタンパ−は成形品へのスタンパ
−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−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
膜であわ、この膜はスタンパ−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−の表面平滑性にも優れて
いるので、このスタンパ−から成形したプラスチックサ
ブストレート上しで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。

本発明はさらて上記スタンパ−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
加温して析出速度を大きくして用いられる。メッキ液の
分解全防止し、緻密なメッキ層を得るためにはメッキ液
を酸性条件だ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析出速度が小さく
なシ、また析出が均一に開始しないためメッキむらの無
いメッキ層全作ることができない。

このことは特に８００〜２，０００　Ｘ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
、硫酸二ソ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２１）Ｉ）ｍ以上のＣｏが
含まれてお）、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二ソ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
下の通シである。

硫酸ニッケル浴は塩化ニッケル浴よフも安全性が良いた
め望ましいものであるが、上記不純ＣＯの存在によシ硫
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　ｆ　２．
８　ｐｐｍ含有する硫酸ニッケル浴の場合には建浴時に
被メツキ面積に対してわずか１５〜２０％しか無電解メ
ッキできず、メッキ回数全２０回繰シ返してＣＯヲ消耗
しＣＯ含有量がｏ、　ｓ　ｐｐｍ以下になってやっと上
記被メツキ面積の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、凹凸の情報ビ
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
ラスチック表光ディス成形用スタンパ−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０．１〜４１）Ｉ）ｍ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
であシ一般にはす）　ＩＪウム塩が用いられる。上記ｐ
Ｈ緩衝剤としては酢酸、クエン酸、コ・・り酸等の有機
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；つ、′酸１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
ｐＨｆ：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ｌｌに対し金属塩換算で１０〜
６０９／ｌ、好ましくは２０〜５０１／ｌであり、次亜
リン酸塩は１０〜３０　ｊ９／ｌ、好ましくは１５〜２
０９／ｌであり、ｐＨ緩衝剤は所定ｐＨに浴を安定させ
るのに必要な景で、一般には１〜５０ｇ／１１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
添加することにあシ、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．ｌｐｐｍ　　未満では均一なメッキ層は
形成されず、４ｐｐｍ’？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た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撹拌しながら行う
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
（５ｎｃ７２とＨＣｅｆｆｉ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（ｐｄｃ４とＨ
ＣＩＩ金主体とするもの。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／Ｉ１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　〃ホウ醒　　　　　　　　　　　　　１２　〃
ｐＨ５，５ と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、以下の通シであった。

Ｆｅ　　　　　　　　　　検出限界（０，０ｐｐｍ）以
下Ｚｎ　　　　　　　　　　Ｑ、ｌｐｐｍｃｏ　　　　
　　　　　２．８　〃 Ｃｕ　　　　　　　　　検出限界以下 このメッキ浴（Ｉ）にＣｕ　ｋ　ＣｕＣ１ｚの形で表１
に示す濃度で添加後、スターラーで撹拌しながら、４１
〜４３℃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１．２００〜１，５００　Ｘであった０ 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
。

■〕　メッキ効率 各添加イオンを加えない状態での析出速度（膜厚４００
〜５００Ｘ）を１００とした場合の相対値 ２）均一度 テストサンプル（７６Ｘ２６Ｘ１．５朋）の全表面積に
対するメｒツキ形成層の面積の比率（チ）。

−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−１ｉ１０．１％の場合
の図で、均一度は１００％である。

表　　１ 表１かられかるように、本発明によるＣｕ　イオンの添
加によシ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ｓ　ｐｐｍまでは本発明のＣｕイオン添加
によシ建浴時から均一度を１００％にすることができた
。

なお、本発明疋よる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よシも下位の紹ｔＡｇｃｌの形
でＣｕＯ代シに添加したが、はとんど効果はなかった。

にノケル電鋳） 上記の方法と同じ手順で、直径３５０朋、中心孔径７．
２朋、厚さ６顛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多信号
ピン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
、７ｃＴＬ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シである。

スルファミン酸ニッケル（四水和物）　　４００ｇ／ｌ
塩化ニッケル（六水和物）　　　　　　５９／ｌ！は　
　う　　酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　３　
０　ｉ／１ビット防止剤　　　　　　　　　　　０．５
９／１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？ｉ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ｋｉ６１して０６３Ａ　／　ｄｍ２の
弱電流を通電し、不純物イオンＣａ＋、Ｆｅ１１＋・ｚ
ｈ什・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ベレットを用い
、トータル通電量を２１５　Ａ　轡ｈｒｓにして電鋳全
行った〇 以上のようにして製作したスタンパ−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全成形した
が、スタンパ−の耐久性は従来のニッケル電鋳によるも
のよシ犬巾に向上した。

【図面の簡単な説明】 第１・２．２°図は表１１Ｃ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
ツ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チである。 特許出願人　ダイセル化学工業株式会社第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   て構成されるプラスチック製光ディスク成形用スタンパ
   ー。 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するスタン
   パーの製造方法。 ３）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
   た浴中で行われることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の方法。 ４）上記浴のｐＨが酸性領域であり、浴温度が６０℃以
   下であることを特徴とする特許請求の範囲第２項または
   第３項に記載の方法。 ５）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項に記載の方法。