有调整装置的电沉积槽制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在基质上电沉积金属层的设备，它有一个盛放电解液（５８）的槽（５０）；有一个充填阳极材料和带一个基本上平的阳极材料金属离子出口面（８９）的阳极箱（５６）。基质架（８６）与一根传动轴（８４）连接，传动轴支承在槽（５０）盖（５２）上的传动装置（５４）中。盖（５２）安装成可绕回转装置（７０）的旋转轴线转动，回转装置固定在槽（５０）上与阳极箱（５６）相对的那一侧。按本发明专利技术，基质表面可相对于阳极箱（５６）与其对置着的出口面（８９）调整。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
有调整装置的电沉积槽本专利技术涉及一种在基质上电沉积金属层的设备，它有一个盛放电解液的槽；有一个充填阳极材料并带一个基本上平的阳极材料金属离子出口面的阳极箱，金属离子沉积在用作阴极的基质面朝着阳极箱的基质表面上，其中，基质表面相对于垂直线倾斜地和基本上平行于阳极箱面朝它的出口面并与之相隔一定距离地设置；有一个基质架，它与一根沿基质表面的法线方向延伸的传动轴连接，传动轴支承在槽的盖上的传动装置中，其中，盖安装成可绕回转装置的旋转轴线转动，回转装置固定在槽上与阳极箱相对的那一侧。这种设备例如用于电铸法制造尤其是镍的压制工具或模具。这些压制工具在模压或压铸板时使用，例如光盘(所谓CD盘)，激光视盘和其它的信息载体板。上述模具，包括原始模如所谓的“玻璃主盘(Glasmaster)”及其复制品，都是用于制造压制工具的中间模具。模具在其表面带有凹凸状信息。这种表面结构通过电铸法复制转移到压制工具上。在此表面结构中包含的信息在压铸或模压时通过使用此压制工具压印在塑性材料的表面。对于光盘，也包括CD盘，凹凸结构调制激光束的光，所以可以读出在塑料体表面存在的信息。在制造压制工具或模具时，将一个金属层通常是镍层沉积在一种基质上，这种基质或是一种具有薄的导电层的绝缘基质，例如玻璃制成，或是一种金属基质，例如由镍制成，有关的基质表面有凹凸状结构，它们包含可读出的信息。最小的信息单位，所谓“pit”有在微米级的本地波长，在这种情况下，相邻信息道之间的径迹间距同样在微米范围内。因为基质表面可包含数十亿信息单位以及微米级的有关的精细的结构必须传输给金属层，因此对金属沉积过程提出了最高的要求。例如，沉积的金属层粒度应当极细和没有应力；沉积层应达到较大的厚度，例如用于生产CD盘应通过金属沉积制成厚度为295μm±5μm的压制工-->具；此外，沉积过程应高速度进行。还有，电沉积用的设备应有小的结构尺寸并能易于操作。在基质上制造电铸的金属层时一个重要的要求是层厚的均匀性。沿基层的全部面积只允许层厚在微小的极限范围内波动。如果超出这一界限，便使借助于此金属层制成的光盘的产品质量受损。由EP-A-0 058 649已知一种前言所述类型的设备。充填阳极材料的阳极箱相对于垂直线斜置。阳极箱的出口面基本上平行于基质表面，基质通过由轴传动的基质架固定。借助于已知设备在基质上沉积的金属层表明，沿基质表面看有明显的厚度变化。本专利技术的目的是提供一种用于电沉积金属层的设备，其中，沿基质的一个比较大的面积层厚的变化减小。此目的在已知的设备中这样达到，即，使基质表面可相对于与之对置的阳极箱出口面调整。本专利技术以下列考虑为出发点，即，引起厚度波动的原因主要是在阳极与作为阴极连接的基质表面之间的空间内电流线分布不均匀。人们期望在阳极箱出口面与基质表面之间的流线尽可能按平行射线的形式均匀和均质地延伸。因为实际上在出口面与基质表面之间沿线的电阻并非常数，因此也破坏了流线分布的均匀性，其结果是导致基质表面上的金属层生成不同的厚度。通过改变基质表面相对于阳极箱出口面的位置，例如通过改变距离、通过改变两方面的表面相互的斜度等，可以影响出口面与基质表面之间沿线的电阻并因而影响电流线的分布。以此方式可使在基质表面上的流线分布均匀化，从而也导致金属层的厚度均匀生长。理论上这两个表面，亦即基质表面和出口面可以同时改变和相互调整。但实际上有利的做法是，或将基质表面或将出口面固定在一个稳定的位置，而改变另一个表面的位置。更适合于作为改变其位置的表面是基质表面，因为它通过基质架与盖连接，此盖用来防止在工作时外来物侵入盛装电解液的槽中。可以从外面调整此盖的位置，或也可以从外部方便地改变固定在盖上的基质架的位置。本专利技术一种最佳实施例的特征在于，盖的旋转轴线位于一个平行于轴的轴线延伸并与基质架的夹紧盘相交的平面内，在这种情况下盖在关-->闭状态可以朝阳极箱方向移动，以减小基质表面与阳极箱出口面之间的距离。在实际工作中业已证明，当减小基质表面与阳极箱出口面之间的距离时增加了金属离子的沉积速度。其原因归诸于减小了沿基质表面与出口面之间连接直线的电阻。于是，尽管阳极与阴极之间的电压不变，电流并因而每单位时间传输的金属离子的数量都增大了。当基质与阳极箱之间的距离减小时，不均匀的电流线分布对沉积层的厚度波动带来有害的影响。为了使电流线分布均匀化，在阳极箱与基质之间设置带孔的绝缘隔板。因为此隔板靠近基质，所以必须小心地防止在盖开启时固定基质的夹紧盘作回转运动过程中不要碰到此隔板。采用上述改进设计，一方面保证在工作时在基质表面与阳极箱出口面之间的距离小；另一方面盖为了开启可朝离开阳极箱方向拉，以便增大基质表面与出口面之间的距离。因此在盖回转时夹紧盘的边缘有足够距离地从隔板处经过。按本专利技术的另一方面涉及阳极箱，这对于在基质表面形成均匀的层厚是至关重要的。如已提及的那样，通常力求使金属离子出口面相对于基质表面平面平行。阳极箱内有形式上为材料小块的要沉积的材料，例如小的镍块。在电沉积槽工作期间，阳极箱补充材料小块，以保持阳极箱内高的充填度。这样做是有必要的，为的是使制造阳极箱的材料钛不会溶解在电解液中，而是保持钝化状态。现在已经发现，已知的阳极箱经短期使用便已经变形，也就是说在工作期间原先为六方形的阳极箱变得凹凸不平，或其外表面成波纹形。其原因也许是由于沉积过程中经电蚀的阳极材料压实。尤其在含有出口面的阳极箱前面变形时，便改变了出口面与基质表面之间的流线分布，其结果是导致沿沉积的金属层表面的层厚波动。为了解决这一问题，按本专利技术的一个方面，在阳极箱的后壁与前壁之间设有钛制的定距器。通过此定距器保证出口面相对于阳极箱的后壁保持固定不变的距离。一旦调整好在出口面与基质表面之间的平面平行度，即使在工作期间由于阳极材料压实也仍能保持住此平面平行度。此定距器最好包括多个钛制的螺钉，它们将前壁和后壁互相连接起-->来并在钛制的定距套内延伸，其中，螺钉头最好安排在前壁上，有关的螺纹孔则最好设在后壁中。这种定距器结构简单并能易于实现。在包括出口面在内的前壁工作期间容易隆凸或成波形的区域内，螺钉和定距套的数量可以多于其它区域。本专利技术的另一个方面涉及阳极箱的供电装置。为了产生高的沉积速度必须向阳极箱输入强大的电流，例如90安培。因此必须保证可靠的触点接通。此外，阳极导线和用于在阳极导线与阳极箱之间建立接触的接触装置，在电解液槽内应设置为，使输电构件尽可能不影响在电解液中的电流线分布。由已提及的EP-A一0 058 649已知，阳极导线通入电解液槽下部区内并设线夹作为接触装置，它们建立起与阳极导线的电连通。为减小接触电阻，往往通过螺钉连接装置产生接触压力。这种螺钉连接装置容易有电解液结痂，其结果是使螺母或螺钉安装得不正确，损坏螺纹和使之不能使用。于是在接触装置与阳极导线之间的连接不再有所需要的接触压力，所以在流过大电流时触点过热，甚至可能由于塑料熔化而使触点周围的电沉积槽破坏。因此提出的问题是，应创造一种用于在基质上电沉积金属层的设备，在这种设备中能可靠地实施向阳极箱的供电，以及阳极箱能方便地安装，无需复杂的操作。现在按本专利技术规定，接触装置设计为可插入和可取下阳极导线的弹性夹，它与阳极导线可在施加弹性力的情况下建立接触。采用此本文档来自技高网...

【技术保护点】
在基质上电沉积金属层的设备，有一个盛放电解液（５８）的槽（５０）；有一个充填阳极材料和带一个基本上平的阳极材料金属离子出口面（８９）的阳极箱（５６），金属离子沉积在用作阴极的基质（８７）面朝着阳极箱（５６）的基质表面上，其中，基质表面相对于垂直线倾斜地和基本上平行于阳极箱（５６）面朝它的出口面（８９）并与之相隔一定距离地设置；有一个基质架（８６），它与一根沿基质表面的法线方向延伸的传动轴（８４）连接，传动轴支承在槽（５０）盖（５２）上的传动装置（５４）中，其中，盖（５２）安装成可绕回转装置（７０）的旋转轴线转动，回转装置（７０）固定在槽（５０）上与阳极箱（５６）相对的那一侧，其特征为：基质表面可相对于阳极箱（５６）与其对置着的出口面（８９）调整。

【技术特征摘要】
EP 1996-4-1 96105230.51.在基质上电沉积金属层的设备，有一个盛放电解液(58)的槽(50)；有一个充填阳极材料和带一个基本上平的阳极材料金属离子出口面(89)的阳极箱(56)，金属离子沉积在用作阴极的基质(87)面朝着阳极箱(56)的基质表面上，其中，基质表面相对于垂直线倾斜地和基本上平行于阳极箱(56)面朝它的出口面(89)并与之相隔一定距离地设置；有一个基质架(86)，它与一根沿基质表面的法线方向延伸的传动轴(84)连接，传动轴支承在槽(50)盖(52)上的传动装置(54)中，其中，盖(52)安装成可绕回转装置(70)的旋转轴线转动，回转装置(70)固定在槽(50)上与阳极箱(56)相对的那一侧，其特征为：基质表面可相对于阳极箱(56)与其对置着的出口面(89)调整。2.按照权利要求1所述的设备，其特征为：盖(52)的旋转轴线(124)基本上位于一个平行于轴的轴线延伸并与基质架的夹紧盘(86)相交的平面内；以及，盖(52)在关闭状态可以朝阳极箱(56)的方向移动，以便减小基质表面与阳极箱(56)的出口面(89)之间的距离。3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征为：回转装置(70)包括一个定距件(126)，在其一端设有一个具有旋转轴线(124)的转动支承(122)，它的另一端与铰链(134)连接。4.按照权利要求3所述的设备，其特征为：定距件(126)的此另一端铰接在摇杆(132)的转动支承(128)上，摇杆与铰链(134)连接。5.按照权利要求4所述的设备，其特征为：摇杆(132)有两个定位面(142、144)，它们与定距件(126)上相关的定位面(146、148)配合作用；以及，第一定位面(142、146)在打开盖(52)时和盖(56)处于开启状态下配合作用，第二定位面(144、148)在盖(52)关闭并朝阳极箱(50)方向移动时配合作用。6.按照权利要求3所述的设备，其特征为：定距件(126)至少有两个定位面(152、156)，它们与底板(160)上相关的定位面(158)配合作用；其中一个定位面(156)在打开盖(52)时和盖(52)处于开启状态下贴靠在铰链(134)的倾斜定位面(157)上，第二个定位面(152)在盖(52)关闭并朝阳极箱(50)的方向移动时贴靠在底板(160)的定位面(158)上。7.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为：盖(52)上装有一调整装置(74)，借助于它轴(84)至少可绕一根轴线回转。8.按照权利要求7所述的设备，其特征为：调整装置(74)支承着轴(84)，并使轴(84)可绕两条轴线，最好是绕两条大体上处于一个平面内并最好互相垂直的轴线回转。9.按照权利要求7或8所述的设备，其特征为：调整装置(74)支承着轴(84)，并使轴(84)可沿其纵轴线方向移动。10.按照权利要求7至9之一所述的设备，其特征为：调整装置(74)支承着轴(84)，并使轴(84)可在一个平面内移动，这一平面垂直于轴的轴线或平行于盖(52)的平面。11.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为：调整装置(74)有两块互相连接的第一板(76)和第二板(78)；第一板(76)与盖(52)固定连接；第二板(78)与第一板(76)相隔一定距离地用调整螺钉(100)固定并支承着传动装置(54)；以及，通过旋转调整螺钉(100)可以调整两板(76、78)的相互位置和/或它们彼此的距离。12.按照权利要求11所述的设备，其特征为：第二板(78)设在一个大体平行于阳极箱(56)表面的平面内，并最好设计为特种钢板。13.按照权利要求12所述的设备，其特征为：第一板(76)是一块角形板的一部分，角形板与一块实心的不锈钢板(102)固定连接，后者固定在盖(52)上。14.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为：设置用于打开和...

【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔博克，威托尔德克拉夫奇克，克劳斯普伦泽尔，鲁道夫奥皮茨，
申请(专利权)人：声音和信息载体股份有限公司索诺布累斯生产公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]