JPH0349998B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、陽極と陰極としての実質的に平らな
基板とを電解液浴中で互いに対向させて配置し、
スクリーン部材を陽極と陰極との間に存在させ
る、該基板表面に均一の厚さの金属層を電着させ
る方法に関するものである。

実質的に平らな基板とは、ここでは、その輪郭
（profile）及び非平滑性がその表面の寸法と比較
して小さい表面を有する基板を意味するものと理
解すべきである。

陽極と陰極との間のスクリーン部材の目的は、
得ようとする金属層の厚さの均一性を促進するこ
とである。

スクリーン部材がなければ、陰極及び陽極の周
囲近傍における電解液浴中の電気力線の変動のた
め、陰極の周囲に電気力線の集中が起こり、その
結果陰極の周囲において形成されるべき層が陰極
の中央におけるものより厚くなる。

スクリーン部材によつて、陰極表面全体にわた
つて電気力線をさらに均等に分布させ、かくして
均一の厚さの金属層を得ようと努力されている。

かかる既知のスクリーン部材（例えば、欧州特
許出願第58649号参照）は、陰極及び陽極間に平
行に電解液浴中に収納される開口を設けた平板か
ら成る。この平板は陽極の近くに収納される。通
常の平板は、電気絶縁材料から成り、厚さに関し
てできるだけ均一な金属層が堆積されるような形
状の少なくとも１個の開口を有する。

しかしながら、実際には、それにも拘らず、金
属層の厚さの所望の公差つまり許容誤差がしばし
ば得られないことが見出された。

本発明による方法の目的の一つは、スクリーン
部材の形状をなお可成り改良できるという認識を
基礎にして前記の事情を改善することにある。

それ故、冒頭の段落に記述される方法は、本発
明においては、中心軸線が陰極に対して垂直であ
る円筒形を有しさらにスロツト状開口が陰極とス
クリーン部材との間で残存するように設けられる
電気絶縁材料のスクリーン部材を用い、前記スロ
ツト状開口の寸法をスクリーン部材の開口の寸法
を比較して小さくすることを特徴とする。

そのようなスクリーン部材を用いるときびしい
公差の要求を満足する均一の厚さの金属層が得ら
れることが見出された。

このスクリーン部材の開口と比較して小さいス
ロツト状開口を用いると、堆積する金属層の厚さ
の均一性が、用いる電流密度、温度、電解液浴の
組成にほんの極く僅かしか依存しない。

好ましくは、スロツト状開口を残存させたま
ま、陰極を取り囲むスクリーン部材を用いる。こ
の結果、基板の表面を完全に覆うことができる。

しかしながら、これに代わつては、陰極の面積
よりも小さい開口の面積のスクリーン部材を用い
ることができる。好ましくは、陰極がこのスクリ
ーン部材の開口を遮蔽する一方、スロツト状開口
を残存させるように処理する。

堆積層の均一性に関し最適な結果は、堆積が生
じる円板表面に対して垂直の中心軸線を軸として
電解液浴中にて回転する円板形の陰極を用いると
得られる。好ましくは、陽極に垂直でありかつ陽
極を完全に取り囲むスクリーン部材を選定する。

この結果、電解液浴の非常に良好なはたらきを
可能にする多くの手段が可能になる。例えば、そ
の円筒表面が、陰極とスクリーン部材との間の出
口としてのスロツト状開口への電解液の流れのた
めの入口を具えるスクリーン部材を用いることが
好ましい。

このスクリーン部材においては、陰極表面にお
ける電解液の良好なる再生を達成することができ
る。

又、堆積物の均一の層厚を得るためには、電解
室中の液流が均質、すなわち、均質に乱流（又は
混流）であるか又は均質に層流でなければならな
いのは明らかである。例えば、電解質液の横方向
からの注入が非常に好都合な結果になつた。

好ましくは、陰極上に堆積させるべき金属が存
在する中空の空間から成る陽極を用いる。前記の
空間は開口を具え、該開口を介して、スクリーン
部材における入口を通して導入される電解液を排
出する。この結果、陽極の区域において生成され
る堆積物によつて電解液浴が汚染されるのが防止
される。前記空間はさらに、スクリーン部材が陽
極を取り囲む該スクリーン部材の開口の区域にお
いて開口を具え、この後者の開口を介して前記空
間に金属を再補給する。この結果、電解液浴の連
続運転（操作）を容易に行うことが可能となる。

原則としてスクリーン部材と陰極との間のスロ
ツト状開口の大きさ寸法は、できるだけ小さくす
るが、実際上、数mmの大きさの程度（次数）であ
り、例えば、５mmである。

本発明に従う方法によつて堆積された金属層
は、用いた陰極（基板）と一緒にして用いること
ができる。そのような場合に、この層と基板との
間の良好な接着が要望される。

この金属層を別々に用いることも又可能であ
り、その理由は本発明による方法によつて十分な
厚さをもつ良好に取扱い可能な層を得ることがで
きるからである。

この金属層は、例えば、ゼロコンマ数μｍの厚
さを有する精巧に輪郭画成された陰極上に堆積さ
れる。金属層の厚さが数百μｍになると、金属層
の最終的表面にもはや前記の精巧な輪郭が生じな
くなり、輪郭に関しての金属層の厚さが１％より
も小さい公差を満足し、多くの実際上の目的に対
して極めて良好となる。それ故そのような場合、
好ましくは、陰極の輪郭の厚さを、電着すべき金
属層の厚さよりも数桁（次数）小さい大きさにす
る。

例えば、ゼロコンマ数μｍの厚さのフオトラツ
カー層を有するガラス板を用い、これに写真製版
法によつてパターンを設け、このガラス板上に金
属、例えば、銀の層を蒸着させることによつて、
陰極から分離される金属層が得られる。しかし
て、数百μｍの厚さのニツケル層を、本発明方法
によつて銀層上に堆積し、この銀層を伴なつたニ
ツケル層をガラス板及びフオトラツカー層から分
離することができる。

基板（陰極）から分離される金属層は、情報担
体の製造に用いること、すなわちそのような情報
担体用のモールド円板（成形デイスク）のための
マトリツクスに、又はそのような同系の金属層の
製造のための後電着処理工程に用いることが好ま
しい。

本発明は又１％よりも小さい厚み公差を有する
金属層を具える情報担体の製造用マトリツクスに
関する。

本発明は又、陽極と陰極としての基板とが電解
液中に互いに対向して配置されスクリーン部材が
陽極と陰極との間に存在する、実質的に平らな基
板表面上に均一の厚さの金属層を電着する装置に
関するものである。

本発明によればスクリーン部材は、少なくとも
その表面において電気絶縁部材から成り、その軸
線が陰極に対して垂直である円筒形を有し、かつ
スロツト状開口が陰極と該スクリーン部材との間
に残存するように設けられ、該スロツト状開口の
大きさはスクリーン部材の開口の大きさと比較し
て小さい。

以下本発明を添付図面と実施例とについてさら
に詳細に説明する。

これらの図面は、陽極４と陰極３としての基板
とを電解液浴５中で互いに対向させて配置し、ス
クリーン部材６を陽極４と陰極３との間に存在さ
せる、実質的に平らな基板３の表面２に均一の厚
さの金属層１を電着させる方法を示す。

本発明によれば、電気絶縁材料のスクリーン部
材６を用い、このスクリーン部材６は中心軸線７
が陰極３に対して垂直である円筒形を有し、かつ
さらにスロツト状開口８が陰極３とスクリーン部
材６との間で残存するように設けられ、このスロ
ツト状開口８の寸法をスクリーン部材６の開口と
比較して小さくする。

この方法においては、スロツト状開口８を残存
させ乍ら（第１図参照）、陰極３を取り囲むスク
リーン部材６を用いるか、又は開口面積が陰極３
の面積２よりも小さく（第２図参照）かつ陰極３
により開口が遮蔽されるスクリーン部材６をスロ
ツト状開口８が残存するようにして用いることが
できる。

その開口が円形であるスクリーン部材６はしば
しば用いられ、陰極３は堆積が起こる円板表面２
に対して垂直の中心軸線９を軸として電解液浴中
で回転する円板の形態で用いられる。

このスクリーン部材６はさらに、陽極４に対し
て垂直になりかつ陽極４を完全に取り囲むように
選定する。このスクリーン部材６の円筒表面は、
陰極３とスクリーン部材６との間の出口としての
スロツト状開口への電解液の流れのための入口１
０を有する。

好ましくは、陰極３上に堆積させるべき金属が
存在する中空の空間から成る陽極４を用いる。前
記の空間は、例えば、ガーゼ（金網）状の開口１
１を具え、該開口１１を経て、入口１０からスク
リーン部材６の中に導入された電解液が一部消失
される。この空間はさらに、これが陽極４を取り
囲むスクリーン部材６の開口１２の領域において
開口を具え、前記開口１２及び、例えば、充填パ
イプ１３を経て、この空間における金属を再補充
する。

スクリーン部材６と陰極３との間の開口は、例
えば、５mmである。陰極３の表面２には、電着す
べき金属層１の厚さよりも２〜３桁（次数）小さ
い厚さを有する層を設けることができる。金属層
１は陰極３から分離することもできる。

この金属層１をビデオ又はオーデイオ情報担体
の製造に用いる場合には、この金属層１の製造の
ため本発明により次の如く処理することができ
る。

直径35.6cm及び厚さ６mmを有するガラス板１６
には、厚さ0.12μｍを有する陽極（ポジ）フオト
ラツカー層１７（例えばシツプレイAZ1350（商品
名））を設ける。情報担体に所望される開口１８
のパターンを、通常の方法でこのフオトラツカー
層１７に写真製版法により設ける。

これらの開口は0.5〜2μｍの長さと、0.4μｍの
幅とを有し、円板上に同心のトラツクを形成し、
これらのトラツク間のピツチは1.6〜2.0μｍであ
る。0.08〜0.1μｍの厚さの銀層１９を、任意通常
の方法にてフオトラツカー１７上に蒸着する。ガ
ラス板１６、フオトラツカー層１７及び銀層１９
の集成体が陰極３を構成する。

この陰極３は、445ｇ／のスルフアミン酸ニ
ツケル、35ｇ／の硼酸、15ｇ／の塩化ニツケ
ル水和物（NiCl₂ 6H₂O）の水溶液から成り、PH
＝4.0を有し、さらに堆積中50℃に保たれる電解
液を入れた浴５中に配置する。任意に、５〜125
mg／の２−ブチン１，４−ジオールをこの浴に
添加する。これは形成すべき金属層の粗さの減少
に好都合な影響を及ぼす。電解液は、入口１０、
スロツト状開口８及びガーゼ状開口１１を経由し
て循環する。出口１４及び１５から出て行く電解
液を一緒にし、任意の通常の清浄化装置を経由し
て入口１０へ供給する。

陰極は、堆積中に60rpmの速度で回転させる。

陽極４は、例えば、ニツケル顆粒を充填したチ
タンの通常のバスケツトから成る。

スクリーン部材は、36cmの内径を有する高さ10
cmのポリエチレンの円筒である。その際、陰極へ
の距離は２mmである。

層１の堆積は、例えば、低い電流密度で出発
し、この電流密度を徐々に増加し、例えば、２分
間は0.5A、すなわち、10dm²の面積につき0.5A、
つまり0.05A／ｄm²、次いで５分間は1Aにて、次
の５分間は10Aにて、次の５分間は20Aにて、さ
らに300μｍの層の厚さに到達するまで80Aにおい
て残りの時間をかける。±2μｍの公差が見出され
る。この金属層は銀層１９と一緒に通常の方法に
てこれらの基板から持ち上げられ、つまり取り除
くことができ、最後の成長側面は実質的に平らで
あり、かつ最初の成長側面はフオトラツカー層１
７の輪郭のネガ（陰画）を示す。

この輪郭画成された側面を有する金属層は、ビ
デオ又はオーデイオデイスクのための射出成形担
体用マトリツクスに用いることができる。

この金属層は又、例えば、この金属層の輪郭画
成される側面上に液体ラツカー層と基板とを通常
の方法で設け、次いで紫外線放射により前記ラツ
カー層を硬化させ、その結果、ラツカー層−基板
集成体からこの金属層を分離した後、この金属層
のネガの輪郭を有するラツカー層を得ることによ
つて、前記の情報担体の他の形成方法においても
用いることができる。

任意通常の方法で前記デイスク用金属層が設け
られる担体を、ラツカー層の射出成形と硬化との
両方によつて得ることができる。

本発明方法によつて得られる金属層を又、同系
の金属層の製造用に用いることもでき、この金属
層は陽極として用いられる。

この方法では、この金属層には例えば、アルミ
ニウム支持板上にその平らな側面を設けかつスク
リーン部材に面してはその輪郭画成された側面を
設ける。

ニツケルを堆積する前に陰極のニツケル表面を
20℃で１分間重クロム酸カリウム溶液で処理する
ことによつて、いわゆるパツシベート（受動態
化）して、形成すべき新たなニツケル層と共に、
非常に薄い分離層、すなわちそれにもかかわらず
陰極への電流通過を防止しない分離層を得る。
14A／ｄm²の電流密度にて約1.8時間で300μｍの
第２のニツケル層を第１のニツケル層と同様にし
て得ることができることが見出された。分離層に
より、２つのニツケル層を互いに容易に分離する
ことができる。

本発明が記載される例に制限されずして多くの
変形が当業者にとつて可能であることは明らかで
ある。

ニツケル層の代わりに、例えば、銅層を、例え
ば、硫酸銅−硫酸浴によつて堆積させることがで
きる。

スクリーン部材の陰極は、用いるべき金属層の
最終の形を持つ必要がない。所望の寸法の一部の
層を、通常の加工処理方法によつて堆積した金属
層から製造することができる。

本発明方法は又、例えば、（音楽）レコードプ
レス用マトリツクスの製造にも用いることができ
る。

陰極の輪郭と、金属層の厚さとは又、この輪郭
の精巧部が金属層の最終表面に生じるように選ぶ
ことができる。均一の厚さを有する阻止金属層で
さえ、本発明方法により堆積させることができ
る。

スクリーン部材は完全に絶縁材料から成るが、
又、絶縁材料層で被覆された導電コアを具えるこ
ともできる。

本発明による装置の作動を簡単にするため、ス
クリーン部材は、例えば、作動状態において、互
いに接近し及び／又は互いに重なり合つて接合さ
れ、一緒になつて円筒を構成する２つの部分から
構成することができる。

なお、本発明の実施に当つては以下の諸項を実
施上の条件とすることができる。

(1) 特許請求の範囲第８項に記載する方法によつ
て製造される金属層。

(2) 情報担体の製造において前記(1)項に記載する
金属層を用いること。

(3) マトリツクスが１％よりも小さい厚み公差を
有する金属層から成ることを特徴とする情報担
体の製造用マトリツクス。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の模
式断面図であり、第１ａ図は陰極及びスクリーン
部材を表わすその一部の上面図であり、第２図は
本発明方法の変形例を実施するための装置の一部
の模式断面図であり、さらに、第３図は本発明方
法による金属層から成る陰極の一部の模式断面図
である。 １……均一の厚さの金属層、２……表面、３…
…実質的に平らな基板（陰極）、４……陽極、５
……電解液浴、６……スクリーン部材、７……軸
線（中心軸線）、８……スロツト状開口、１０…
…入口、１１……ガーゼ状開口、１２……開口、
１３……充填パイプ、１４……出口、１６……ガ
ラス板、１７……フオトラツカー層、１８……開
口、１９……銀層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陽極と陰極としての実質的に平らな基板とを
   電解液浴中で互いに対向させて配置し、スクリー
   ン部材を陽極面と陰極面との間に存在させる、該
   基板表面に均一の厚さの金属層を電着させる方法
   において、 中心軸線が陰極に対して垂直である円筒形を有
   しさらにスロツト状開口が陰極とスクリーン部材
   との間で残存するように設けられる電気絶縁材料
   のスクリーン部材を用い、前記スロツト状開口の
   寸法をスクリーン部材の開口の寸法と比較して小
   さくすることを特徴とする、基板表面に均一の厚
   さの金属層を電着させる方法。 ２ 陰極を取り囲む一方、スロツト状開口を残存
   させるスクリーン部材を用いることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 開口面積が陰極面積より小さいスクリーン部
   材を用い、かつ陰極でこのスクリーン部材の開口
   を遮蔽する一方、スロツト状開口を残存させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ４ 堆積が起こる円形デイスク表面に対して垂直
   な中心軸線を軸として電解液浴中で回転する該円
   形デイスクの形状を有する陰極を用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のう
   ちいずれか一項記載の方法。 ５ 陽極に対して垂直でありかつ陽極を完全に取
   り囲むスクリーン部材を選定することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項のうちいず
   れか一項記載の方法。 ６ その円筒表面が、陰極とスクリーン部材との
   間の出口としてのスロツト状開口への電解液の流
   れのための入口を具えるスクリーン部材を用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ５項のうちいずれか一項記載の方法。 ７ 陰極上に堆積すべき金属が存在する中空の空
   間から成る陽極を用い、前記空間が、スクリーン
   部材の円筒表面に設けられた入口を通してスクリ
   ーン部材の中に導入される電解液を一部消失させ
   る開口を具え、さらに前記空間が、スクリーン部
   材の開口の領域において、該空間中の金属を再補
   充するための開口を具えることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項記載の方法。 ８ 陰極表面には、電着すべき金属層の厚さより
   数桁（次数）小さい厚さを有する輪郭を設け、こ
   の金属層を陰極から分離することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第７項のうちいずれか
   一項記載の方法。 ９ 陽極と陰極としての基板とが電解液中に互い
   に対向して配置されスクリーン部材が陽極と陰極
   との間に存在する、実質的に平らな基板表面上に
   均一の厚さの金属層を電着する装置において、 スクリーン部材が、少なくともその表面におい
   て電気絶縁材料から成り、その軸線が陰極に対し
   て垂直である円筒形を有し、かつスロツト状開口
   が陰極と該スクリーン部材との間で残存するよう
   に設けられており、スロツト状開口の寸法が、ス
   クリーン部材の開口の大きさと比較して小さいこ
   とを特徴とする基板表面に均一の厚さの金属層を
   電着する装置。