JPS624893A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電鋳装置に関し、更に詳しくは、原盤からの
微細パターンの転写性が良好で、かつ均一な膜厚のスタ
ンパを得ることを可能にした新規な構造の陽極を有する
電鋳装置に関する。

〔発明の技術的背景及びその問題点〕

レコード盤の製造の際には、通常、スタンパと呼ばれる
薄肉円盤状の金属板が用いられる。

このスタンパは、通常、次のような工程によって製造さ
れている。すなわち、ラッカー板に針を用いて溝状に記
録パターンを刻設して、まず原盤を作る。

次に、この原盤上に銀鏡反応等により導電層を形成した
のち、ここに厚さ２００〜３００μｍのニッケルめっき
膜を形成し、このニッケルめっき膜を原盤から剥離して
マスクとする。

次に、マスク表面に剥離処理を施した後、更にニッケル
めっき膜を形成し、これをマスクから剥離してマザーと
する。更に、マザー表面に剥離処理を施したのち、マザ
ー上にニッケルめっき膜を形成し、これをマザーから剥
離してマスクとするのである。

上記工程は、通常のレコード製造の際に適用される工程
であるが、高密度記録されたディスクの場合は次のよう
に行われるのが通例である。ディスフの原盤の製造は、
例えば、ガラス基型上に感光性樹脂を塗布し、得られた
樹脂膜に光学的エツチングを施すことにより行われ、そ
の結果微細パターンが刻設された原盤が得られる。

上記した高密度記録ディスクの場合においても、原盤か
らスタンパを得る工程は、上記したレコードの場合と同
様である。

しかしながら、この場合の原盤は微細パターンが形成さ
れている原盤であるがゆえに、ニッケル電鋳にソケルめ
っき）工程において、以下のような問題が生ずる。

それは、電鋳工程において、陽極として熔解性ニッケル
からなる陽極を使用した場合、溶解させる金属にソケル
）が陽極近傍で酸化して不溶解性沈澱物のスライムを形
成したり、あるいは陽極表面に酸化物のスマットを生成
したりして、これらスライム、スマットがニッケル膜内
に取り込まれて微細パターンを損なうという問題である
。さらには、ニッケル陽極が溶けるにしたがって、陽極
と陰極との間の電極間距離が変化してニッケル膜厚が不
均一になるという問題である。

これらの問題点は、特開昭５８−１５７９８４号公報に
開示されているように、陽極として不熔解陽極を使用す
れば解決することができる。

しかしながら、上記した不溶解陽極を用いたとしても、
更に次のような問題があった。通常、電鋳装置は、第９
図に示すように、モータ１と連結された回転可能な陰極
２と、該陰極２と対向した位置に不溶解陽極３とが電析
槽４内に設けられている。陰極２には円盤状の原盤５が
取り付けられる。そして、陽極３は、通常、円盤上の原
盤５と対応して円盤状に形成されている。

このよう、な電極構成の電鋳装置でニッケル電鋳を行う
際には、陰極に取り付けられた原盤を回転しなから電鋳
が行われる。その結果、原盤表面にニッケル膜が形成さ
れるものの、その膜厚は原盤の中心部と周縁部とでは異
なり、周縁部の方が厚くなる。したがって得られたスタ
ンパの厚み、さらにはこのスタンパを使用して得られた
ディスクの厚みが不均一になるという問題を生じていた
。

〔発明の目的］ 本発明は、上記した問題点を解消して、微細パターンの
原盤からの転写性が良好で、かつ均一な膜厚のスタンパ
を得ることが可能な電鋳装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

本発明者らは、上記した目的を達成すべく鋭意研究を重
ねた結果、上述したようなニッケル膜の膜厚の不均一、
特に、中心部より周縁部の方の膜厚が大きくなる現象の
原因を究明したところ、このような現象は原盤（陰極側
）周縁部に陽極側からの電流が過大に流れるいわゆるエ
ツジ効果によるものであるとの知見を得た。

そこで、電鋳装置の円盤状の陽極を、原盤周縁部と対応
する箇所の一部に電極が存在しない構造にすれば、原盤
が回転した際に、原盤の周縁部は電極の存在部（陽極）
と電極の存在しない部分とに交互に対向することになり
、その結果、原盤周縁部への電流集中が緩和され、した
がって電鋳膜の膜厚さらにはスタンパの厚みを均一にす
ることができるという着想を得、本発明を完成するに至
った。

すなわち、本発明の電鋳装置は、原盤を保持する陰極と
、前記陰極に保持された原盤と所定の間隔を保って対向
して設けられた陽極と、前記原盤が保持された陰極及び
陽極を所定の間隔を保ったまま相対的に回転運動させる
ための回転手段とを備えた電鋳装置において、前記回転
運動の回転軸方向からみた前記陽極の形状が、前記陽極
の外周の一部が前記原盤の外周より内側にあり、さらに
前記陽極の外周の他の一部が前記原盤の外周と同じ位置
もしくはそれより外側にあるような形状であることを特
徴とする。

このような陽極としては、第１図に示す如く、直径が例
えば、原盤と同じ大きさの円盤に切欠部を設けた構造の
陽極６、第７図に示す如く、対角線の長さが例えば原盤
の直径と同じ大きさの正方形状の陽極２３、第８図に示
す如く、長軸の長さが例えば原盤の直径と同じ大きさの
楕円状の陽極２４、などがあげられる。これらの陽極の
うちで、円盤に切欠部を設けた構造の陽極が好ましい。

以下、切欠部を有する陽極について説明する。

円盤状の陽極に切欠部を有している構造の陽極は、第１
図に示す如く、円盤状の陽極６の外縁部から中心０方向
に向かって所定膨軟の切欠き７が設けられている構造で
ある。

本発明においては、その切欠きの大きさ、形状。

個数等は特に限定されるものではない。例えば、第１図
に示す例は、扇形状の切欠き７であり、陽極６の切り込
み線６ａは円盤の中心まで設けられている。それに対し
て、第２図に示す例は、扇形状の切欠き９であるが、陽
極８の切り込み線８ａは円盤の中心Ｏまで達しておらず
扇形の角度も第１図に示す場合よりも広角である。また
、第３図に示す例は扇形状の切欠きではなく、半円状の
切欠き１１である。そして、第４図に示す例は、扇形状
の切欠き１３が複数個設けられている例である。

以上、述べた例は、陽極における切欠きが固定された例
であるが、実用上は電鋳膜周縁部の膜厚を、状況に応じ
て変化させたい場合があるので、このような場合にも対
応するためには、切欠きの形状や面積が変化可能な陽極
構造にするとよい。

例えば、第５図及び第６図に示す如く、予め所定の切欠
きが設けられた第１陽極１４の裏側に、例えば扇形状の
第２陽極１５を密着させ、かつ中心０を回転中心として
回転可能に取り付けた構造にするとよい。このように第
１陽極１４に対して第２陽極１５が可動な構造にすると
、第１陽極１４と第２陽極１５とにより構成される切欠
き部１６の形状や面積を変化させることが可能になって
有用である。例えば、電鋳膜の周縁部から中心部にかけ
て広域に電流集中を緩和させる場合には、第２陽極１５
の位置を切欠き１６が大きな形状となるように設定すれ
ばよく、電流集中緩和を原盤の周縁部付近のみに作用さ
せる場合には、第２陽極１５の位置を第６図のようにし
て、その切欠き１７を周縁部のみに形成すればよい。

また、切込み線に関しては、第１図の切込み線６ａのよ
うに直線ではなく、第５図の第２陽掻１５の切り込み線
に相当する線１５ａのように曲線にすることが好ましい
。

これは、切込線を直線にした場合には、中心部と周縁部
に挟まれた領域の電鋳膜膜厚が中心部や周縁部の膜厚よ
り小さくなるという傾向があり、曲線にした場合にはこ
のような膜厚の不均一が発生しなくなるためである。

また、本発明で用いられる不溶解陽極の材料に関しては
、ニッケル板に金又は白金を被覆したもの、あるいはチ
タン板に金又は白金を被覆したものを不溶解陽極として
用いるとよい。

上記したような陽極が組込まれる電鋳装置は、通常、次
のように構成されている。第９図に示す如く、電析槽４
内にめっき液１８が満たされ、このめっき液内にモータ
１と連結されて回転可能な陰極２と、電源１９と接続さ
れた陽極３とが配設されている。そして、めっき液１８
は電析槽４内と溶解槽２０内とを循環ポンプ２１によっ
て循環される構成になっており、電析槽４内には濾過フ
ィルター２２を経て清浄なめっき液が供給される構成と
なっている。なお、本発明は、原盤を固定して陽極を回
転させる構成の装置にも通用可能なものである。更には
、陽極に対して原盤が相対的に回転する場合であれば、
原盤及び陽極の双方を回転させる構成の装置にも通用可
能なものである。

このような電鋳装置において、電鋳を行う際には、陰極
２に微細パターンが形成された原盤５が取り付けられて
、この原盤５をモータ１によって回転させなから電鋳が
行われる。このとき、陽極３として、上記したような本
発明の陽極を用いれば、原盤５が回転することによって
、原盤５の周縁部は陽極の存在する部分と存在しない部
分とに交互に対向することになり、その結果、原盤周縁
部への電流集中が緩和されることになる。

〔発明の実施例〕

実施例 第９図に示した構成の電鋳装置を用いて以下の条件でニ
ッケルめっきを行った。

まず、原盤として、ガラス慇に感光性樹脂を塗布し、得
られた樹脂膜に光学エツチングを施して微細パターンを
形成し、ついで、この上に導電性付与のため膜厚３００
〜１０００人の金蒸着膜を形成した原盤を用意した。

上記原盤の微細パターンが形成されている面を陽極側に
対向させて、原盤を陰極に取り付けた。

陽極としては、チタン板を白金で被覆した不溶解陽極を
用い、その構造は第５図に示すような第１陽極１４と第
２陽極１５とからなる陽極とした。

すなわち、第１陽極１４は、直径３６０ｍｍとし、切欠
き部分（第１陽極のみで形成される切欠き部）は中心０
から９０度の角度を有する扇形状とした。

第２陽極１５は角度１２０°の扇形状とした。そして、
第２陽極１５の第１陽極１４と重なる部分１５ｂは角度
６０°とした。なお、第２陽極１５の切込み線に相当す
る線１５ａは曲率半径１８０ｍｍの曲線とした。

上記した陽極を第１陽極と陰極間の極間距離を４０ｍｍ
に設定して、原盤５と対向させてセットし、モータ１に
より原盤５を１１００ｒｐで回転させてニッケル電鋳を
行った。このとき使用しためっき液は、スルファミン酸
ニッケル６００　ｇ　／β、ホウ酸４０ｇ／Ｃビット防
止剤（商品名ナイスター８０６：上材工業（株）製）１
ｍｊ！／ｌとをもって建浴とした。

また、めっき浴の温度４５°Ｃ２電流密度１２Ａ／ａｌ
、めっき浴のｐＨ４，２±０．２の条件下で、厚さ２５
０μｍのニッケル電鋳膜が得られるまで電鋳を行った。

また、めっき浴中のニッケル濃度の減少及びｐＨの低下
を防止するため、溶解槽２０内に炭酸ニッケル（ＮｉＣ
Ｏ９・　２Ｎｉ　（ＯＨ）２・４Ｈ２０）を添加して、
めっき浴のニッケル濃度及びｐＨが初期設定時の値に保
持されるようにした。

電鋳終了後、原盤から電鋳膜を剥離すると、表面に金が
付着しているニッケル電鋳膜が得られた。

得られたニッケル電鋳膜を光学ディスク形成用スタンパ
とした。

このニッケル電鋳膜スタンパの膜厚をスタンパ中心部か
ら周縁部方向に向かって測定し、その結果を第１０図に
曲線ａとして示した。

なお、比較例として、陽極の構造が単なる円盤（直径３
６０ｍｍ）であるものを用いたほかは、実施例と同様に
してニッケル電鋳を行った。実施例と同様に膜厚を測定
し、その結果を第１０図に曲線すとして示した。

以上の結果から、本発明の陽極を用いた場合にはくスタ
ンパの膜厚がスタンパ周縁部近傍にあってもそれぼど大
きく変化せず、スタンパ全体の膜厚が均一となる。それ
に対して、比較例つまり従来構造の陽極を用いた場合に
は、スタンパの膜厚が周縁部とそれ以外とでは大巾に異
なり例えば最大７０μｍも異なり、膜厚の不均一が認め
られた。

〔発明の効果〕

以上、詳述した如く、新規な構造の陽極を有する本発明
の電鋳装置を用いれば、均一な膜厚のスタンパが得られ
、したがって、微細パターンの転写性も良好なスタンパ
が得られ、その工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は、本発明電鋳装置に用いる陽極の例を
示す模式図、第９図は本発明電鋳装置全体を示す模式図
、第１０図は得られたスタンパの膜厚とスタンパ半径と
の関係を示すグラフ図である。 ３．６．８，１０，１２，２３，２４：陽極１４：第１
陽極　　　　１５：第２陽極７．９，１１，１３，１６
，１７：切欠き２：陰極 ５：原盤 第４図 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原盤を保持する陰極と、前記陰極に保持された原盤と所
   定の間隔を保って対向して設けられた陽極と、前記原盤
   が保持された陰極及び陽極を所定の間隔を保ったまま相
   対的に回転運動させるための回転手段とを備えた電鋳装
   置において、前記回転運動の回転軸方向からみた前記陽
   極の形状が、前記陽極の外周の一部が前記原盤の外周よ
   り内側にあり、さらに前記陽極の外周の他の一部が前記
   原盤の外周と同じ位置もしくはそれより外側にあるよう
   な形状であることを特徴とする電鋳装置。