SE467976B - Anordning foer elektroplaetering, vid framstaellning av matriser foer tillverkning av t ex cd-skivor samt foerfarande foer tillverkning av matriser medelst anordningen - Google Patents

Description

oo 4.67 976 2 styrkor, som överförs, lätt förorsakar kontaktproblem. Katod- ytan lutar dessutom mer eller mindre nedåt och kvarstannande vätgasbubblor vid katodytan ger upphov till gropar i denna, s k "pittings". Katodytan är betydligt större än den sedan utstan- sade matrisen varför strömförbrukningen blir högre än den egentligen skulle behöva vara. Utloppet för elektrolyt från den kända pläteringsbehållaren utgöres av ett enkelt bräddavlopp, vilket gör att alla föroreningar, som härrör från det förbrukade anodmaterialet stannar kvar i behållaren och negativt påverkar kvaliteten hos den framställda matrisen.

Syftet med uppfinningen är därför att åstadkomma en anord- ning för elektroplätering, särskilt vid framställning av metall- matriser för tillverkning av plana alster av plast, såsom kom- paktskivor, medelst vilken metallmatriser kan framställas snab- bare och med betydligt bättre kvalitet.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att behålla- ren har en omkretsvägg med en mot pläteringsytan i huvudsak svarande invändig kontur och area, vilken pläteringsyta utgör behållarens ena ändvägg och anligger tätt mot omkretsväggens kant, medan behållaren i sin motsatta ände är tillsluten av en andra med elektrolytutlopp försedd ändvägg, vilken tätt anlig- ger mot den motsatta kanten av omkretsväggen och intill vilken anoden är belägen.

Tack vare att behållarens omkretsvägg har en tvärsektions- area som i huvudsak är lika stor som pläteringsytans area och avgränsar denna, kan strömöverföringen koncentreras likformigt över hela pläteringsytan och inga läckströmmar kan uppkomma vid dennas omkretskant. Pläteringsytans avgränsning medelst behål- larens omkretsvägg medför också att koncentrationsvariationer hos elektrolyten kan undvikas genom elektrolytinpumpningen i behållaren, vilket även ger den fördelen att eventuella förore- ningar, som frigörs ur anodmaterialet, tvångsvis bortförs ur pläteringsutrymmet.

Anordningen enligt uppfinningen kräver också en betydligt mindre mängd elektrolyt av storleksordningen 50-70 liter, vil- ket är en fördel både ur ekonomisk och utrymmessynpunkt och även ur uppvärmningssynpunkt. Eftersom behållaren är helt slu- in 467 976 3 ten kan nämligen pläteringen genomföras vid högre temperatur än tidigare, utan att stora avdunstningsproblem uppstår.

Anordningen enligt uppfinningen är också särskilt Väl lämpad för genomförande av pläteringen genom ett nytt förenklat förfarande. Det för detta förfarande, vid vilket ett nickel- skikt skall utfällas på en i anordningen införd, redan fram- ställd nickelmatris, utmärkande är därvid att nickelmatrisen, d v s katoden, en kort tidsperiod kopplas som anod för åstadkom- mande av ett som släppskikt verkande oxidskikt innan utfäll- ningen påbörjas.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 är en. delvis genomskuren perspektivvy av en anordning enligt uppfinningen och fig 2 är en central längdsektion genom anordningen i fig 1.

På ritningen visas en behållare 1 för elektroplätering, vilken innefattar en omkretsvägg 2 och ändväggar 3, 4, vilka avgränsar ett med elektrolyt fyllbart pläteringsutrymme. En anod 5 är anordnad vid den ena, i fig 2 övre ändväggen 3, och en katod vid den andra ändväggen 4, som uppbär en pläteringsyta 7. Den visade behållaren 1 är särskilt avsedd för framställning av metallmatriser, främst av nickel, för tillverkning av plana alster av plast såsom kompaktskivor. Den yta 7, som skall pläteras, utgörs därvid av antingen ett metalliserat. infor- mationsförsett polymerskikt på en bärande glasskiva 17 eller ett skivformigt nickelskikt med ett avtryck av ett sådant vid efterföljande framställning av moder- och/eller pressmatriser.

Då glasskivan och matriserna har cirkulär form, har om- kretsväggen 2 i detta fall motsvarande cirkulärcylindrisk form, men om ytor med annan omkretsform skall pläteras ges omkrets- väggen 2 motsvarande kontur, åtminstone invändigt.

Medan den ena (övre) ändväggen 3 företrädesvis hålls stationär på lämpligt, icke närmare visat sätt tillsammans med omkretsväggen 2, är den andra ändväggen 4 axiellt rörlig mot och från denna, företrädesvis medelst någon känd mekanism såsom en kolv-cylinderenhet 22. I tillbakadraget (öppet) läge av den sistnämnda placeras sålunda en glasskiva 17 med ett metalliserat informationsförsett polymerskikt på ändväggen 4, som sedan med 467 976 4 hjälp av enheten 22 anpressas tätt mot kanten av omkretsväggen 2 under mellanläggande av dels den ringformiga tilledaren 6 och dels en pläteringsytan 7 omgivande kontaktring 16 tillsammans med erforderliga ringformiga tätningsorgan 14.

Vid den på ritningen visade utföringsformen av anordningen utgörs anoden 5 av en lämpligen av titan framställd korg inne- hållande metalliskt nickel i form av kulor. Korgen är med en övre utåtriktad omkretsfläns fastspänd mellan omkretsväggen 2 och den övre ändväggen 3 och hänger ned i behållaren 1 med sin plana botten, vilken är försedd med ett flertal hål 20, på noga bestämt avstånd från pläteringsytan 7 och fullständigt parallell med denna. Detta avstånd uppgår vid detta utföringsexempel till 30 mm. Korgflänsen är liksom den ringformiga tilledaren 6 för- sedd med elektriska anslutningstungor 5a respektive 6a för anslutning till någon lämplig, känd men icke visad strömkälla.

Omkretsväggen 2 är i sin nedre del utformad ihålig till bildande av en elektrolytfördelningskanal 11 med ett antal radiellt inåtriktade och runt omkretsen jämnt fördelade hål 13 för åstadkommande av en strömning av elektrolyt från katoden och i riktning mot anoden 5. Fördelningskanalen ll står via en. anslutning 12 i förbindelse med en tillförselledning 19 från en icke visad cirkulationspump. Den övre väggen 3 är i sin tur försedd. med en företrädesvis central utloppsöppning 10, som via en ledning 18 är förbunden med en icke visad elektrolyt- behållare, till vilken cirkulationspumpen är ansluten. Arean av öppningen 10 är därvid med fördel så avpassad till den samman- lagda arean av inloppshålen 13 och pumptrycket, att ett lämp- ligt övertryck kan upprätthållas inuti behållaren 1 under plä- teringsförloppet. Härigenom kan samtidigt tillförsäkras att den på ändväggen 4 kælägna fader- eller modermatrisen hålls absolut plan, så att den utfällda matrisen också. blir' helt plan. Vidare kan filter anordnas vid både in- och utloppet till behållaren Jq så att vätskan i förrådstanken och systemet i övrigt hålls fri från föroreningar.

Vid en annan, icke visad. utföringsform av' uppfinningen används en annan typ av anod, nämligen en dimensionsstabil skivformig anod, en s k DSA, av exempelvis platinabelagt titan, -'I i 467 976 5 vilken kan vara försedd med ett flertal hål. Då denna anod används är anordningar placerade vid förrådstanken för ersät- tande av ur elektrolyten utfällt nickel. Detta kan ske genom tillsättning av t ex nickelhydroxid. När man använder den dimensionsstabila anoden kan avståndet mellan katoden och anoden minskas ännu mer till t ex 5 mm, varvid högre strömtäthet kan utnyttjas och därmed snabbare utfällníng av nickel uppnås.

Det åtgår också betydligt mindre elektrisk effekt vid kortare anod- katodavstånd. Lämpligen är då elektrolytutloppet 10 anordnat i omkretsväggen 2.

Av det ovanstående framgår att den på ritningen visade utföringsformen av anordningen är avsedd att användas med plä- teringsytan 7 i horisontellt läge, medan den andra icke visade utföringsformen kan användas med pläteringsytan 7 även vertikal, vilket i vissa fall kan medföra praktiska fördelar.

Anordningen enligt uppfinningen är som nämnts särskilt väl lämpad att användas i samband med ett förenklat pläterings- förfarande, som här skall beskrivas. Därvid placeras inled- ningsvis en glasskiva 17, som uppbär ett informationsförsett metalliserat vanligen (försilvrat) polymerskikt, på ändväggen 4 i dennas tillbakadragna öppna läge, vilken sedan stängs på tidigare nämnt sätt, varefter elektrolyt inmatas i pläteringsut- rymmet och strömtillförseln påbörjas för genomförande av en första plätering eller utfällníng av ett nickelskikt på polymer- skiktet. Sedan detta nickelskikt erhållit erforderlig tjocklek avbryts pläteringen och glasskivan med nickelskiktet avlägsnas ur behållaren 1. Nickelskiktet som nu utgör en s k fadermatris för fortsatt tillverkning, avdrages därefter från polymerskíktet och dess informationsförsedda sida avpolymeriseras och tvättas med exempelvis aceton, samt sköljs med avjoniserat vatten.

Fadermatrisen är sedan klar för att i sin tur placeras på ändväggen 4 och införas i pläteringsutrymmet. för utfällníng därpå av en ytterligare "omvänd"7matris, en s k modermatris.

Den erforderliga passivering av fadermatrisen före denna ytter- ligare plätering sker härvid icke såsom tidigare genom behand- ling med kromatföreningar utan genom att enligt uppfinningen katoden en kort tidsperiod först kopplas såsom anod, varigenom

Claims (5)

467 976 6 uppkommer ett tunt oxidskikt, vilket fungerar som släppskikt inför den efterföljande pläteringen. Katoden omkopplas sedan och utfällningen av modermatrisen genomförs. Efter avlägsnande ur behållaren och avskiljande från fadermatrisen kan denna modermatris sedan direkt återplaceras på ändväggen 4 och användas för utfällning av en eller flera s k pressmatriser på likartat sätt. Med anordningen enligt uppfinningen kan man drastiskt minska tillverkningstiden för pressmatrisen, och man slipper utnyttja miljöovänliga kromatbad för passivering av matriserna, vilket sker med känd teknik. Detta är mycket fördelaktigt efter- som kromater är giftig och kräver mycket stränga hanterings- föreskrifter. De med uppfinningen framställda metallmatriserna har stor ytjämnhet också på sin baksida och behöver därför sällan underkastas någon mekanisk efterbearbetning. Anordningen enligt uppfinningen kan användas vid framställ- ning av alla former av optiska informationsbärare av kompakt- skivetyp, såsom CD, CD-DA, CD-ROM, CD-V, CD-I, "Laser Disc", men även vid framställning av vinylskivor, hologram mm. P a t e n t k r a v

1. Anordning för elektroplätering, särskilt vid framställning av metallmatriser för tillverkning av plana alster av plast, såsom kompaktskivor, och innefattande en behållare (1) för en elektrolyt, en anod (5) och en katod i form av en skivformig pläteringsyta (7), varjämte i'omrâdet mellan anoden och katoden är anordnade i omkretsled fördelade radiella hål (13) för upp- rättande av en strömning av elektrolyt från katoden mot anoden, k ä n n e t e c k n a d a v att behållaren (1) har en omkrets- vägg (2) med en mot pläteringsytan (7) i huvudsak svarande in- vändig kontur och area, vilken pläteringsyta (7) utgör behål- larens (1) ena ändvägg (4) och anligger tätt mot omkretsväggens (2) kant, medan behållaren (1) i sin motsatta ände är tillslu- ten av en andra ändvägg (3), vilken tätt anligger mot den mot- satta kanten av omkretsväggen (2) och intill vilken anoden (5) är belägen. -Ho I: 467 976 7

2. Anordning enligt patentkravet 1 försedd med en anod av nickel, k ä n n e t e c k n a d a v att anoden (5) utgörs av en med plan botten försedd korg med nickelkulor, varvid pläte- ringsytan (7) är horisontellt orienterad och parallell med korgbotten, varvid den andra ändväggen (3) är försedd med elektrolytutlopp (10).

3. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att anoden (5) är en dimensionsstabil skivanod, en s k DSA, och av anordningar för ersättande av ur elektrolyten utfällt nickel, varvid elektrolytutlopp (10) lämpligen är anordnade i omkretsväggen (2) .

4. Anordning enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e- t e c k n a d a v att elektrolyten står under övertryck i behållaren (1).

5. Förfarande för elektroplätering, särskilt vid framställning av metallmatriser för tillverkning av plana alster av plast, såsom kompaktskivor, med utnyttjande av en anordning enligt något av patentkraven 1-4, vid vilket förfarande ett nickelskikt skall utfällas på en i anordningen införd, redan framställd nickelmatris, k ä n n e t e c k n a t a v att nickelmatrisen, d v s katoden, en kort tidsperiod kopplas som anod för åstad- kommande av ett som släppskikt verkande oxidskikt innan utfäll- ningen påbörjas.