[发明专利]有调整装置的电沉积槽

说明书

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。