EP0799910B1 - Galvanische Abscheidungszelle mit Justiervorrichtung - Google Patents

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EP0799910B1
EP0799910B1 EP96105230A EP96105230A EP0799910B1 EP 0799910 B1 EP0799910 B1 EP 0799910B1 EP 96105230 A EP96105230 A EP 96105230A EP 96105230 A EP96105230 A EP 96105230A EP 0799910 B1 EP0799910 B1 EP 0799910B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
anode
lid
container
plate
anode container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96105230A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0799910A1 (de
Inventor
Michael Bock
Wittold Krawczyk
Klaus Prenzel
Rudolf Opitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sonopress GmbH
Original Assignee
Sono Press Produktionsgesellschaft fur Ton- und Informationstrager Mbh
Sonopress GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to AT96105230T priority Critical patent/ATE190676T1/de
Application filed by Sono Press Produktionsgesellschaft fur Ton- und Informationstrager Mbh, Sonopress GmbH filed Critical Sono Press Produktionsgesellschaft fur Ton- und Informationstrager Mbh
Priority to DE59604685T priority patent/DE59604685D1/de
Priority to EP96105230A priority patent/EP0799910B1/de
Priority to EP99100886A priority patent/EP0913500B1/de
Priority to PCT/EP1997/001639 priority patent/WO1997037061A1/de
Priority to KR1019970708675A priority patent/KR100297459B1/ko
Priority to JP09534943A priority patent/JP3135128B2/ja
Priority to CN971902917A priority patent/CN1094156C/zh
Priority to TW086107879A priority patent/TW344763B/zh
Publication of EP0799910A1 publication Critical patent/EP0799910A1/de
Priority to US08/973,024 priority patent/US5976329A/en
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/10—Moulds; Masks; Masterforms

Definitions

  • the invention relates to a device for galvanic deposition a metal layer on a support, with a container for receiving the electrolyte, with one with anode material filled anode container with an essentially plan exit surface for metal ions of the anode material, which on the support surface facing the anode container of the carrier serving as cathode are deposited, the carrier surface being oblique to the vertical and substantially parallel and at a distance to the one facing her Exit surface of the anode container is arranged with a Carrier holder with one in the direction of the normal to the carrier surface extending driven shaft is connected which in a drive device on a lid of the container is mounted, the lid about an axis of rotation Swivel device is rotatably mounted on the the anode container attached to the opposite side of the container is.
  • Such a device is used, for example, for galvanoplastic Manufacture of pressing tools or molds, especially made of nickel.
  • These press tools will be in compression molding or injection molding of plates, for example of compact discs (so-called CD's), laser vision discs and other information-bearing plates.
  • CD's compact discs
  • the aforementioned forms, to which archetypes like the so-called "glass masters" as well as impressions from the glass master belong, are intermediate forms for the production of the pressing tools.
  • the shapes carry information in relief on their surfaces.
  • the surface structure is made by galvanoplastic Transfer the impression to the press tool.
  • the one in this Information contained in surface structure is provided by the use of the press tool in injection molding or compression molding embossed on the surface of a plastic material.
  • the optical disc which also includes the compact disc heard, the relief structure modulates the light of a laser beam, so that on the surface of the plastic body existing information can be read out.
  • a metal layer generally a nickel layer a carrier, either an insulating carrier with a thin electrically conductive layer, for example Glass, or a metallic support, for example Nickel, deposited
  • the respective carrier surface has the relief-like structure that the ones to be read out Contains information.
  • the smallest unit of information that so-called "pit" has a local wavelength in the micrometer range, where the track spacing between adjacent information tracks is also in the micrometer range. Because the support surface several billion pieces of information can contain and the associated fine structures in the micrometer range to be transferred to the metal layer the highest demands are placed on the metal deposition process posed.
  • the deposited metal layer is said to be very fine-grained and be stress-free; it's supposed to be a relatively large one Thickness of the deposited layer, e.g. to the Manufacture of compact discs is supposed to do this by metal deposition manufactured press tool have a thickness of 295 microns ⁇ 5 microns; the deposition process is also said to be at high speed expire. Furthermore, the device for galvanic Separation have a small size and are easy to use his. An important requirement in manufacturing galvanoplastic metal layers on a carrier is the Uniformity of the layer thickness. You can over the entire The area of the carrier fluctuate only within small limits. If these limits are exceeded, the product quality suffers the optical manufactured with this metal layer Plates.
  • a device of the type mentioned is from EP-A-0 058 649 known.
  • the anode container filled with anode material is arranged at an angle to the vertical. Its exit surface is essentially parallel to the support surface, the held by a carrier holder driven by a shaft is.
  • the deposited on the carrier with the known device Metal layer shows over the surface of the carrier seen considerable fluctuations in thickness.
  • From US-A-4 187 154 is a device for galvanic Deposition of a metal layer on a carrier is known, with a carrier holder arranged obliquely to the vertical, the is arranged opposite and parallel to an anode.
  • This Carrier holder is adjustable so that a distance can be adjusted relative to the anode. This will take under prevents other interferences in the electrolyte lead to a heterogeneous distribution of the deposited layer would.
  • the invention is based on the consideration that for the thickness fluctuation essentially an uneven electrical Streamline distribution in the space between the anode and the cathode switched carrier surface responsible is. It is desirable that the streamlines between Exit surface of the anode container and carrier surface as evenly and homogeneously as possible in the manner of parallel Rays run. Because in practice the electrical Resistance along lines between the exit surface and Carrier surface is not constant, is also that Uniformity of streamline distribution disrupted what to a different thickness growth of the metal layer the carrier surface leads.
  • both surfaces i.e. the support surface and the exit surface
  • the carrier surface is preferred, since this is above the Carrier holder is connected to the lid of the container for taking up the electrolyte during operation to prevent penetration protects from foreign bodies. This lid can be in from the outside its position can be adjusted, or the position of the Lid of the carrier holder slightly changed from outside become.
  • a preferred embodiment of the invention is thereby characterized in that the axis of rotation of the lid in one plane lies that runs parallel to the shaft axis and a clamping plate of the carrier holder cuts, the lid in the closed Condition can be shifted towards the anode container, the distance between the carrier surface and the exit surface of the anode container.
  • Figure 1 shows schematically the production of a compact disc for audio applications. Molds are used in the manufacturing process whose metal layer by galvanic deposition in a device according to the invention are generated. The quality this metal layer is crucial for quality of the finished product, i.e. for the playback quality of the on audio signals stored on the compact disc.
  • the manufacturing steps can be roughly divided into four groups A, Classify B, C, D, of which A is the production of the glass master, B the production of the pressing tool, C the pressing and D concern finishing.
  • Starting point for the Production of the glass master is the production of a master magnetic tape (Step 10) with audio information on a magnetic tape stored digitally with the highest precision.
  • production steps group A is a thin photoresist on a polished glass applied (steps 12 and 14).
  • step 16 the photoresist is exposed by a bundled laser beam, taking the laser beam through the digital information is modulated on the master magnetic tape.
  • Step 18 becomes the exposed areas of the photoresist removed - a relief-like photoresist structure remains back on the glass pane.
  • This structure contains the pits taken from the master magnetic tape digital information.
  • step 20 the relief-like surface structure with a thin electrically conductive layer, e.g. a nickel layer overdrawn.
  • the so-called intermediate is obtained Glass master for the compact disc.
  • step 22 a galvanic Device according to the invention as a metal mold so-called "father" made, being thin on the electrical conductive layer of the glass master a thick nickel layer, e.g. with a thickness of 500 ⁇ m, in a galvano process is deposited.
  • the father now carries one to the glass master complementary relief structure. The father can directly used as the tool for making compact discs become. Usually in another galvanoplastic Process from the father a form called “mother” Nickel creates.
  • the actual pressing tool is then subsequently in a further galvano process (step 26) as negative image derived from the mother.
  • the resulting one Form becomes "son” or matrix (English “stamper") called and serves as a press tool for mass production.
  • son or matrix (English “stamper”
  • the compact disc is included a transparent protective layer covering the reflective layer protects against damage and corrosion.
  • the relief-like pit structure on the reflection layer of the Compactdisc has extremely small dimensions, e.g. is the The width of a pit is about 0.5 ⁇ m, the depth is about 0.1 ⁇ m and the Length varies from 1 to 3 ⁇ m, with the track spacing about 1.6 um amounts to.
  • the width of a pit is about 0.5 ⁇ m
  • the depth is about 0.1 ⁇ m
  • the Length varies from 1 to 3 ⁇ m, with the track spacing about 1.6 um amounts to.
  • FIG. 2 shows a view of an electroplating system 40, in which a deposition cell 42 is included.
  • this separation cell 42 the different forms, like fathers, Mothers and matrices (sons), by separation of Made of nickel metal.
  • a cleaning system 44 for cleaning and Filter the electrolyte.
  • the head part 46 are electrical Control and power units for controlling the Electroplating process housed.
  • the rectifiers for Are generating the required high direct current computer controlled.
  • Components in contact with the Electrolytes are made of polypropylene or plastic Titanium.
  • Above the deposition cell 42 is a Clean room filter 48 arranged above the deposition cell 42 a Clean room filter 48 arranged.
  • the deposition cell 42 has a container 50 with two External walls that are essentially oblique to the vertical are inclined. The other outer walls, not shown run vertically.
  • a lid 52 of the container 50 On a lid 52 of the container 50 is a drive device 54 arranged below is described in more detail.
  • the lid 52 is closed, separated by a parting line 53, a removable Cover plate 51 on.
  • Figure 3 shows a schematic view of the deposition cell 42 according to the invention.
  • the two outer walls 60, 62 under 45 ° to the vertical is parallel to the outer wall 62 the anode container 56 is arranged, the nickel material in the form of pieces, also called pellets or flats is.
  • the anode container 56 carries on its upper side a female connector 66 which is in electrical contact with a Anode line 68 has a circular cross section Has.
  • the female connector 66 can be easily removed from the anode lead 68 can be solved so that the anode container 56 of an operator can be removed from the container 50 can.
  • the lid 52 is connected to the by a swivel device 70 Base of the electroplating system 40 or an edge part of the container 50 connected.
  • the lid 52 can thus in the direction of the arrow 72 are raised to make the interior of the container 50 accessible close.
  • the shelf 78 carries the drive device 54, which is a motor 82 contains, which drives a drive shaft 84 via a gear, at the end of a clamping plate 86 is attached. On this clamping plate 86, the carrier 87 is clamped on the Nickel is deposited.
  • Adjustment device 74 By adjusting the screws of the Adjustment device 74 can the clamping plate 86 and thus the Carrier 87 parallel to the opposite plane exit surface 89 aligned for nickel ions of the anode container 56 or the distance between the carrier 87 and the anode container 56 can be finely regulated.
  • Figure 4 shows in a cross section the upper part of the Lid 52 attached drive device 54.
  • This upper Part is on the setting plate 78 by means of screws 96 in threaded holes 98 attached.
  • Figure 5 which is a plan view of the positioning plate 78 shows.
  • the setting plate 78 is opposite Angle plate 76 arranged at a distance.
  • the positioning plate 78 is supported by means of set screws 100 (only one of which is in FIG. 4 is shown), which are guided in threaded bores 101 are on the angle plate 76.
  • the positioning plate 78 with the drive device 54 is on the angle plate 76 by means of Screws 103 through the through holes 105 in threaded holes 107 attached.
  • the through holes are for a better overview 105 only in FIG. 5 and the threaded holes 107 only seen in Figure 6.
  • the angle plate 76 is on a solid stainless steel plate 102 welded or screwed using screws 104 with the lid 52 is connected.
  • the stainless steel plate 102 is close the swivel device 70 and bent by means of screws 104 attached to the lid 52.
  • the drive unit 55 projects in part into an oval opening 116 (see FIG. 6) of the cover 52 and the stainless steel plate 102 fastened thereon.
  • the one with an insulating layer 108 provided shaft 84 is through sealing elements 110 sealed against the penetration of the electrolyte.
  • Figure 5 shows a plan view of the setting plate 78 with the Threaded holes 98 for fastening the drive unit 55. Die Change in the angular position and spacing of the shelf 78 to the angle plate 76 is done by the four screws 100, which are guided through the threaded bores 101. In the Short distance to parallel through holes 105 in the setting plate 78 are for the four screws 103 provided which the drive device 54 rigid with the Connect angle plate 76. There are two recesses 109, 109 intended for weight loss.
  • FIG. 6 shows a top view of the cover 52 with a stainless steel plate 102 and angle plate 76 with the drive device removed 54 and without swivel device 70
  • Screws 104 is the cover 52 with the stainless steel plate 102 screwed.
  • the threaded holes 107 in the angle plate 76 are used to attach the setting plate 78 to it.
  • the oval opening 116 into which the drive device 54 partially protrudes see FIG. 4.
  • threaded holes 118 are provided with the help of which a flange (not shown) is attached can, on which a drive for opening and closing the Cover 52 attacks.
  • the recesses 111 in the angle plate 76 are used for weight loss.
  • Figure 7 shows the stainless steel plate 102 with the attached to it Swivel device 70, shown as a partial drawing is.
  • the angle plate 76 on the stainless steel plate 102 has been omitted for clarity.
  • the stainless steel plate 102 includes threaded holes 105 for attachment the angle plate 76 by means of screws.
  • Figure 8 shows a side view of the structure of Figure 7.
  • the to the center line M1 symmetrical swivel device 70 has two extension pieces 120 welded onto the stainless steel plate 102 are. On the one facing away from the stainless steel plate 102 The end of the respective extension piece 120 is an upper one Rotary bearing 122 is formed, in which a spacer element is pivotable 126 is stored, which extends over the entire Width extends between the two extension pieces 120.
  • the spacer 126 has a lower pivot bearing 128, on which a hinge 134 is articulated.
  • This Hinge 134 is on a base plate by a screw 135 160 attached in a groove-like recess 161.
  • the hinge 134 has an elongated hole 137, which makes it along the Double arrow P1 is adjustable.
  • the base plate 160 also has Slots 163 through which screws can be inserted, around them on the edge of the container 50 or on the frame of the electroplating system to fix. The base plate 160 can thus in the direction of the double arrow P2 can be adjusted.
  • Figure 9 shows a side view and a plan view of the base plate 160 with the elongated holes 163.
  • the grooves 161 contain threaded holes 161a for attaching the hinges 134.
  • FIG 10 shows an embodiment of the swivel device 70 in different operating phases A, B, C when opening and Closing the lid 52.
  • the swivel device 70 is on the stainless steel plate 102 is fastened by the extension piece 120, this via the upper pivot bearing 122, which is the axis of rotation 124 contains, is connected to the spacer 126.
  • This spacer 126 is through the lower pivot bearing 128, which contains the lower axis of rotation 130, with the pivot lever 132 connected, which is supported in the hinge 134.
  • the Hinge 134 includes an axis of rotation 138 Swivel bearing 136 and is only indicated with in Figure 10 Base plate 160, which is preferably at the edge of the container 50 trained, firmly connected.
  • the pivot lever 132 has one lower stop surface 142 seen counterclockwise a small acute angle w1 with the vertical (cf. Phase B) includes, as well as an upper, sloping stop surface 144, seen clockwise with the vertical one small acute angle w2.
  • On the spacer 126 are continuous, corresponding to the stop surfaces 142, 144 flat stop surfaces 146, 148 opposite.
  • the opening angle w3 is in this example approx. 50 ° - the stop surface 146 lies on the lower one Stop surface 142 on. Centerline 127 of the spacer 126 is then slightly against the vertical by the angle wl inclined so that the weight of the lid 52 of Stop 146 pushes against the stop 142.
  • the lid 52 is in the direction of Arrow 150 moves until stop surface 148 contacts the upper stop surface 144 comes. Due to the inclination of the The pivot bearing moves the stop surface 144 through the angle w2 124 to the right so that the distance b is increased. To one The swivel lever turns to achieve height adjustment 132 through a small angle w4 clockwise around the axis of rotation 138.
  • the arrangement of Figure 7 causes the carrier 87 spanned on the clamping plate 86 has its distance opposite the exit surface 89 of the Anode container 56 downsized, causing the deposition process can be accelerated. Thus on the carrier 87 a nickel layer with a high total current while maintaining the same applied electrical voltage built up.
  • FIG 11 shows a further embodiment of the swivel device 70 in different operating phases A, B, C. Same Parts are labeled the same.
  • the spacer 126 has a lower stop surface 152 and a rear stop surface 156, which in the operating phases A and B on a sloping Stop surface 157 of the hinge rests.
  • the lower stop surface 152 of the spacer element 126 is in the operating phase C to abut a flat abutment surface 158 on the Base plate 160.
  • the cover 52 is raised, with the rear stop surface 156 in contact with the stop surface 157 arrives.
  • the lid 52 In the operating phase B, the lid 52 is lowered, the Maintain contact between stop surfaces 156 and 157 becomes. The distance b between base plate 160 results and angled stainless steel plate 102. In the operating phase C the lid 52 is moved in the direction of arrow 150 so that the stop surfaces 152 and 158 cooperate. The distance b is thus enlarged.
  • the axis of rotation 124 does not lie on the center line 162 of the spacer element 126. This ensures that when moving of the cover 52, the extension piece 120 in a circular path is slightly raised, which increases the sliding resistance of the cover 52 reduced compared to the container 50.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur galvanischen Abscheidung einer Metallschicht auf einem Träger, mit einem Behälter zur Aufnahme des Elektrolyten, mit einem mit Anodenmaterial gefüllten Anodenbehälter mit einer im wesentlichen planen Austrittsfläche für Metallionen des Anodenmaterials, welche auf der dem Anodenbehälter zugewandten Trägeroberfläche des als Kathode dienenden Trägers abgeschieden werden, wobei die Trägeroberfläche schräg zur Vertikalen und im wesentlichen parallel und im Abstand zu der ihr zugewandten Austrittsfläche des Anodenbehälters angeordnet ist, mit einem Trägerhalter, der mit einer in Richtung der Normalen der Trägeroberfläche verlaufenden angetriebenen Welle verbunden ist, die in einer Antriebsvorrichtung auf einem Deckel des Behälters gelagert ist, wobei der Deckel um eine Drehachse einer Schwenkvorrichtung drehbar gelagert ist, die auf der dem Anodenbehälter gegenüberliegenden Seite des Behälters befestigt ist.
Eine derartige Einrichtung wird beispielsweise zum galvanoplastischen Herstellen von Preßwerkzeugen oder von Formen, insbesondere aus Nickel, verwendet. Diese Preßwerkzeuge werden beim Formpressen oder Spritzgießen von Platten, beispielsweise von Compactdiscplatten (sogenannten CD's), Laser-Vision-Platten und anderen informationstragenden Platten verwendet. Die vorgenannten Formen, zu denen Urformen wie der sogenannte "Glasmaster" sowie Abformungen vom Glasmaster gehören, sind Zwischenformen zum Herstellen der Preßwerkzeuge. Die Formen tragen auf ihren Oberflächen Informationen in Reliefform. Die Oberflächenstruktur wird durch galvanoplastische Abformung auf das Preßwerkzeug übertragen. Die in dieser Oberflächenstruktur enthaltenen Informationen werden durch den Einsatz des Preßwerkzeugs beim Spritzgießen oder Formpressen auf der Oberfläche eines Plastikwerkstoffs eingeprägt. Bei der optischen Platte, zu der auch die Compactdisc gehört, moduliert die Reliefstruktur das Licht eines Laserstrahls, so daß die auf der Oberfläche des Plastikkörpers vorhandenen Informationen ausgelesen werden können.
Bei der Herstellung der Preßwerkzeuge bzw. der Formen wird eine Metallschicht, im allgemeinen eine Nickelschicht, auf einem Träger, entweder einem isolierenden Träger mit einer dünnen elektrisch leitfähigen Schicht, beispielsweise aus Glas, oder einem metallischen Träger, beispielsweise aus Nickel, abgeschieden, wobei die jeweilige Trägeroberfläche die reliefartige Struktur hat, welche die auszulesenden Informationen enthält. Die kleinste Informationseinheit, das sogenannte "Pit" hat eine Ortswellenlänge im Mikrometerbereich, wobei der Spurabstand zwischen benachbarten Informationsspuren ebenfalls im Mikrometerbereich liegt. Da die Trägeroberfläche mehrere Milliarden von Informationseinheiten enthalten kann und die zugehörigen feinen Strukturen im Mikrometerbereich auf die Metallschicht zu übertragen sind, werden an den Metallabscheidungsprozeß höchste Anforderungen gestellt. So soll die abgeschiedene Metallschicht sehr feinkörnig und spannungsfrei sein; es soll eine relativ große Dicke der abgeschiedenen Schicht erreicht werden, z.B. zum Herstellen von Compactdiscs soll das durch Metallabscheidung hergestellte Preßwerkzeug eine Dicke von 295 µm ± 5 µm haben; außerdem soll der Abscheidungsvorgang mit hoher Geschwindigkeit ablaufen. Weiterhin soll die Einrichtung zur galvanischen Abscheidung eine kleine Baugröße haben und leicht bedienbar sein. Ein wichtiges Erfordernis bei der Herstellung galvanoplastischer Metallschichten auf einem Träger ist die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke. Sie darf über die gesamte Fläche des Trägers nur innerhalb geringer Grenzen schwanken. Werden diese Grenzen überschritten, so leidet die Produktqualität der mit dieser Metallschicht hergestellten optischen Platten.
Eine Einrichtung eingangs genannter Art ist aus der EP-A-0 058 649 bekannt. Der mit Anodenmaterial gefüllte Anodenbehälter ist schräg zur Vertikalen angeordnet. Seine Austrittsfläche ist im wesentlichen parallel zur Trägeroberfläche, die durch einen von einer Welle angetriebenen Trägerhalter gehalten ist. Die mit der bekannten Einrichtung auf dem Träger abgeschiedene Metallschicht zeigt über die Oberfläche des Trägers gesehen erhebliche Dickenschwankungen.
Aus der US-A-4 187 154 ist eine Einrichtung zur galvanischen Abscheidung einer Metallschicht auf einem Träger bekannt, mit einem schräg zur Vertikalen angeordneten Trägerhalter, der gegenüber und parallel zu einer Anode angeordnet ist. Dieser Trägerhalter ist dahingehend justierbar, daß eine Entfernung gegenüber der Anode verstellt werden kann. Dadurch werden unter anderem Interferenzen im Elektrolyten verhindert, die zu einer heterogenen Verteilung der abgeschiedenen Schicht führen würden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur galvanischen Abscheidung einer Metallschicht anzugeben, deren Dikkenschwankung über eine relativ große Fläche des Trägers verringert ist.
Diese Aufgabe wird für die bekannte Einrichtung dadurch gelöst, daß die Trägeroberfläche in bezug auf die ihr gegenüberliegende Austrittsfläche des Anodenbehälters justierbar ist.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß für die Dikkenschwankung im wesentlichen eine ungleichmäßige elektrische Stromlinienverteilung im Raum zwischen Anode und der als Kathode geschalteten Trägeroberfläche verantwortlich ist. Wünschenswert ist, daß die Stromlinien zwischen Austrittsfläche des Anodenbehälters und Trägeroberfläche möglichst gleichmäßig und homogen nach Art paralleler Strahlen verlaufen. Da in der Praxis der elektrische Widerstand längs Linien zwischen Austrittsfläche und Trägeroberfläche nicht konstant ist, ist auch die Gleichmäßigkeit der Stromlinienverteilung gestört, was zu einem unterschiedlichen Dickenwachstum der Metallschicht auf der Trägeroberfläche führt. Durch eine Änderung der Lage der Trägeroberfläche relativ zur Lage der Austrittsfläche des Anodenbehälters, beispielsweise durch Abstandsänderung, durch unterschiedliche Neigung der beiderseitigen Flächen zueinander etc., kann auf den Widerstand längs Linien zwischen Austrittsfläche und Trägeroberfläche und somit auf die Stromlinienverteilung eingewirkt werden. Auf diese Weise kann diese Stromlinienverteilung auf der Trägeroberfläche vergleichmäßigt werden, wodurch auch das Dickenwachstum der Metallschicht gleichmäßig erfolgt.
Theoretisch ist es möglich, beide Flächen, d.h. die Trägeroberfläche und die Austrittsfläche, gleichzeitig zu verändern und zueinander zu justieren. Praktisch ist es jedoch vorteilhaft, entweder die Trägeroberfläche oder die Austrittsfläche in einer stabilen Lage zu halten und die jeweils andere Fläche in ihrer Lage zu verändern. Als lageveränderliche Fläche eignet sich bevorzugt die Trägeroberfläche, da diese über den Trägerhalter mit dem Deckel verbunden ist, der den Behälter zur Aufnahme des Elektrolyten im Betrieb gegen das Eindringen von Fremdkörpern schützt. Dieser Deckel kann von außen in seiner Lage verstellt werden, bzw. es kann die Lage des am Deckel befestigten Trägerhalters von außerhalb leicht verändert werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Deckels in einer Ebene liegt, die parallel zur Wellenachse verläuft und einen Spannteller des Trägerhalters schneidet, wobei der Deckel im geschlossenen Zustand zum Anodenbehälter hin verschiebbar ist, um den Abstand zwischen Trägeroberfläche und Austrittsfläche des Anodenbehälters zu verringern.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei einem verringerten Abstand zwischen Trägeroberfläche und Austrittsfläche des Anodenbehälters die Geschwindigkeit der Abscheidung von Metallionen erhöht ist. Dies ist auf eine Verringerung des elektrischen Widerstands längs Verbindungsgeraden zwischen Trägeroberfläche und Austrittsfläche zurückzuführen. Bei unveränderter Spannung zwischen Anode und Kathode ist dann der Strom und damit die Anzahl transportierter Metallionen je Zeiteinheit vergrößert. Eine inhomogene Stromlinienverteilung wirkt sich bei verringertem Abstand zwischen Träger und Anodenbehälter nachteilig auf die Dickenschwankung der abgeschiedenen Schicht aus. Zur Vergleichmäßigung der Stromlinienverteilung ist zwischen Anodenbehälter und Träger eine isolierende Blende mit einer Öffnung angeordnet. Aufgrund der Nähe dieser Blende zum Träger muß Sorge dafür getragen werden, daß der den Träger haltende Spannteller während seiner Schwenkbewegung beim Öffnen des Deckels nicht gegen diese Blende stößt. Durch die Maßnahmen der oben genannten Weiterbildung wird einerseits sichergestellt, daß beim Betrieb der Abstand zwischen Trägeroberfläche und Austrittsfläche des Anodenbehälters gering ist; andererseits kann der Deckel zum Öffnen in Richtung vom Anodenbehälter weg gezogen werden, um so den Abstand zwischen Trägeroberfläche und Austrittsfläche zu vergrößern. Beim Verschwenken des Deckels kann somit der Rand des Spanntellers an der Blende in einem ausreichenden Abstand vorbeigeführt werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1
schematisch ein wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung, bei dem Formen und Preßwerkzeuge für die Compactdisc-Herstellung durch Metallabscheidung erzeugt werden,
Fig. 2
eine Ansicht einer Galvanikanlage, in welche eine Abscheidungszelle einbezogen ist,
Fig. 3
eine schematische Ansicht der Abscheidungszelle mit einem schwenkbaren und verschiebbaren Deckel,
Fig. 4
eine teilweise geschnittene Ansicht durch die auf dem Deckel angeordnete Verstellvorrichtung und die Welle,
Fig. 5
eine Draufsicht auf die Stellplatte zum Justieren der Antriebseinheit und der von ihr angetriebenen Welle,
Fig. 6
eine Draufsicht auf den Deckel bei demontierter Antriebseinheit,
Fig. 7
eine Draufsicht auf die Edelstahlplatte mit Schwenkvorrichtung,
Fig. 8
eine Seitenansicht des Aufbaus nach Figur 7,
Fig. 9
eine Draufsicht auf die verschiebbare Grundplatte der Schwenkvorrichtung,
Fig. 10
verschiedene Betriebszustände der Schwenkvorrichtung beim Öffnen und Schließen des Deckels, und
Fig. 11
ein anderes Ausführungsbeispiel der Schwenkvorrichtung in verschiedenen Betriebsphasen.
Figur 1 zeigt schematisch die Herstellung einer Compactdisc für Audioanwendungen. Beim Herstellprozeß werden Formen verwendet, deren Metallschicht durch galvanische Abscheidung in einer Einrichtung nach der Erfindung erzeugt werden. Die Qualität dieser Metallschicht ist entscheidend für die Qualität des Fertigproduktes, d.h. für die Wiedergabequalität der auf der Compactdisc gespeicherten Audiosignale.
Die Herstellungsschritte lassen sich grob in vier Gruppen A, B, C, D einteilen, von denen A die Herstellung des Glasmasters, B die Herstellung des Preßwerkzeuges, C das Pressen und D die Endbearbeitung betreffen. Ausgangspunkt für die Herstellung des Glasmasters ist das Erzeugen eines Master-Magnetbandes (Schritt 10), wobei auf einem Magnetband Audioinformationen mit höchster Präzision digital gespeichert werden. Zur Herstellung des Glasmasters (Herstellschritte Gruppe A) wird auf einer polierten Glasscheibe ein dünner Fotoresist aufgetragen (Schritte 12 und 14). Im nachfolgenden Schritt 16 wird der Fotoresist durch einen gebündelten Laserstrahl belichtet, wobei der Laserstrahl durch die digitalen Informationen auf dem Master-Magnetband moduliert wird. Im nachfolgenden Entwicklungsschritt 18 werden die belichteten Stellen des Fotoresists entfernt - es verbleibt eine reliefartige Fotoresiststruktur auf der Glasscheibe zurück. Diese Struktur enthält in Form von Pits die vom Master-Magnetband übernommenen digitalen Informationen. Im anschließenden Schritt 20 wird die reliefartige Oberflächenstruktur mit einer dünnen elektrisch leitfähigen Schicht, z.B. einer Nickelschicht überzogen. Als Zwischenprodukt erhält man den sogenannten Glasmaster für die Compactdisc.
Die nächste Gruppe B von Herstellschritten betrifft die Erzeugung des Preßwerkzeuges. In Schritt 22 wird in einer galvanischen Einrichtung nach der Erfindung als Metallform der sogenannte "Vater" hergestellt, wobei auf die dünne elektrisch leitende Schicht des Glasmasters eine dicke Nickelschicht, z.B. mit einer Dicke von 500 µm, in einem Galvanoprozeß abgeschieden wird. Der Vater trägt nun eine zum Glasmaster komplementäre Reliefstruktur. Der Vater kann direkt als das Werkzeug zum Herstellen von Compactdiscs verwendet werden. Normalerweise wird in einem weiteren galvanoplastischen Prozeß vom Vater eine als "Mutter" bezeichnete Form aus Nickel erzeugt. Das eigentliche Preßwerkzeug wird dann anschließend in einem weiteren Galvanoprozeß (Schritt 26) als negatives Abbild von der Mutter abgeleitet. Die hierbei entstehende Form wird "Sohn" oder Matrize (englisch "stamper") genannt und dient als Preßwerkzeug für die Massenproduktion. Zu erwähnen ist, daß selbstverständlich mehrere Mütter oder Söhne erzeugt werden können, um in verschiedenen Fabrikationsanlagen zur Compactdiscproduktion eingesetzt zu werden.
Beim nachfolgenden Pressen (Herstellschritte Gruppe C) wird in einem Spritzgießprozeß oder in einem Formpreßvorgang die auf dem Preßwerkzeug vorhandene Reliefstruktur auf Plastikmaterial übertragen (Schritt 28). Die ursprünglich auf dem Master-Magnetband (Schritt 10) enthaltenen digitalen Informationen sind nun auf dem scheibenförmigen Plastikmaterial als Reliefstruktur oder als sogenannte Pitstruktur enthalten, wobei ein Pit die kleinste Informationseinheit in Form einer Vertiefung in der Oberfläche des Plastikmaterials darstellt.
Bei der nachfolgenden Endbearbeitung (Herstellschritte Gruppe D) wird auf die Oberfläche des Plastikmaterials eine dünne Reflexionsschicht aus Aluminium in einem Sputterprozeß aufgetragen. Diese Reflexionsschicht ermöglicht, daß beim Auslesen der Informationen ein Laserabtaststrahl moduliert wird, aus dem die ursprünglichen Audio-Informationen gewonnen werden. Im abschließenden Herstellschritt 32 wird die Compactdisc mit einer transparenten Schutzschicht überzogen, die die Reflexionsschicht vor Beschädigung und Korrosion schützt.
Beim vorliegenden Beispiel wurden die Schritte zum Herstellen einer Audio-Compactdisc (Audio CD) beschrieben. Auf gleiche bzw. ähnliche Weise erfolgt auch die Herstellung von Daten-Compactdiscs, Laser-Vision-Platten sowie anderer optischer Platten mit in Pitstruktur aufgezeichneten Informationen.
Die reliefartige Pitstruktur auf der Reflexionsschicht der Compactdisc hat extrem kleine Dimensionen, z.B. beträgt die Breite eines Pits etwa 0,5 µm, die Tiefe etwa 0,1 µm und die Länge variiert von 1 bis 3 µm, wobei der Spurabstand etwa 1,6 um beträgt. Bei diesen kleinen Strukturen ist es verständlich, daß höchste Anforderungen an die verschiedenen galvanotechnischen Schritte zum Herstellen der verschiedenen Formen gestellt werden, insbesondere auch an die Gleichmäßigkeit der Dicke der Metallschicht über die gesamte Fläche. Eine zu große Dickenschwankung in Verbindung mit dem Spritzprozeß bei der Herstellung der Compactdisc bewirkt eine verschlechterte Entformung und führt zu Problemen beim späteren Aufbringen des Schutzlackes. Außerdem führt eine große Dickenschwankung dazu, daß der optische Abtastsensor bei der schnellen Rotation der Compactdisc die sich auf der Compactdisc ergebenden Höhenschwankungen nicht mehr in einem ausreichenden Maße ausregelt und so ein Informationsverlust auftreten kann.
Figur 2 zeigt eine Ansicht einer Galvanikanlage 40, in welche eine Abscheidungszelle 42 einbezogen ist. In dieser Abscheidungszelle 42 werden die verschiedenen Formen, wie Väter, Mütter und Matrizen (Söhne), durch Abscheidung von Nickelmetall hergestellt. Im Fußteil der Galvanikanlage 40 befindet sich eine Reinigungsanlage 44 zum Reinigen und Filtern des Elektrolyten. Im Kopfteil 46 sind elektrische Steuer- und Leistungseinheiten zum Steuern des Galvanikprozesses untergebracht. Die Gleichrichter zum Erzeugen des erforderlichen hohen Gleichstroms sind rechnergesteuert. Bauteile, die in Berührung mit dem Elektrolyten stehen, sind aus Polypropylen-Kunststoff oder Titan. Oberhalb der Abscheidungszelle 42 ist ein Reinraumfilter 48 angeordnet. Wie in der Figur 2 zu erkennen ist, hat die Abscheidungszelle 42 einen Behälter 50 mit zwei Außenwänden, die im wesentlichen schräg gegen die Vertikale geneigt sind. Die weiteren, nicht dargestellten Außenwände verlaufen vertikal. Auf einem Deckel 52 des Behälters 50 ist eine Antriebsvorrichtung 54 angeordnet, die weiter unten noch näher beschrieben wird. An den Deckel 52 schließt sich, getrennt durch eine Trennfuge 53, eine abnehmbare Abdeckplatte 51 an. Innerhalb des Behälters 50 befindet sich ein Anodenbehälter 56 aus Titan, der bei geöffneter Abdeckplatte 51 für eine Bedienperson zugänglich ist.
Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht der Abscheidungszelle 42 nach der Erfindung. Innerhalb des mit Elektrolyten 58 gefüllten Behälters 50, dessen beide Außenwände 60, 62 unter 45° zur Vertikalen geneigt sind, ist parallel zur Außenwand 62 der Anodenbehälter 56 angeordnet, der mit Nickelmaterial in Form von Stückchen, auch Pellets oder Flats genannt, gefüllt ist. An seiner Oberseite trägt der Anodenbehälter 56 eine Federleiste 66, die in elektrischem Kontakt mit einer Anodenleitung 68 steht, welche einen kreisförmigen Querschnitt hat. Die Federleiste 66 kann leicht von der Anodenleitung 68 gelöst werden, so daß der Anodenbehälter 56 von einer Bedienperson aus dem Behälter 50 herausgenommen werden kann.
Der Deckel 52 ist durch eine Schwenkvorrichtung 70 mit der Basis der Galvanoanlage 40 oder einem Randteil des Behälters 50 verbunden. Der Deckel 52 kann somit in Richtung des Pfeils 72 angehoben werden, um das Innere des Behälters 50 zugänglich zu machen. Auf dem Deckel 52 ist eine Verstellvorrichtung 74 montiert, die eine Winkelplatte 76 und eine mit ihr durch Schrauben verbundene Stellplatte 78 hat. Die Stellplatte 78 trägt die Antriebsvorrichtung 54, die einen Motor 82 enthält, der über ein Getriebe eine Antriebswelle 84 antreibt, an deren Ende ein Spannteller 86 befestigt ist. Auf diesem Spannteller 86 ist der Träger 87 aufgespannt, auf dem Nickel abgeschieden wird. Durch Verstellen der Schrauben der Verstellvorrichtung 74 kann der Spannteller 86 und damit der Träger 87 parallel zur ihm gegenüberliegenden planen Austrittsfläche 89 für Nickelionen des Anodenbehälters 56 ausgerichtet bzw. der Abstand zwischen Träger 87 und Anodenbehälter 56 kann fein reguliert werden.
Zwischen dem Spannteller 86 und dem Anodenbehälter 56 ist eine ortsfest mit der Außenwand des Behälters 50 verbundene Trennwand 88 mit einem Filterelement 85 angeordnet. Dieses Filterelement 85 verhindert den Eintritt von Teilchen oder Schlamm aus Anodenmaterial in die Öffnung einer ihr gegenüberliegenden Leitblende 90. Die Leitblende 90 hat ein Griffstück 90a, das das Einsetzen erleichtert. Unterhalb der Leitblende 90 ist eine Einspritzdüse 92 angeordnet, die den gereinigten Elektrolyten in den Raum zwischen Leitblende 90 und dem auf dem Spannteller 86 aufgespannten Träger 87 einspritzt. Die Zuführung des Elektrolyten erfolgt durch ein angedeutetes Zuführrohr 94. Die erforderliche Abführung des Elektrolyten 58 ist in Figur 3 aus Übersichtsgründen nicht dargestellt.
Figur 4 zeigt in einem Querschnitt den oberen Teil der am Deckel 52 befestigten Antriebsvorrichtung 54. Dieser obere Teil ist auf der Stellplatte 78 mittels Schrauben 96 in Gewindelöchern 98 befestigt. Zum besseren Verständnis der Anordnung der Verbindungselemente auf der Stellplatte 78 wird auf Figur 5 verwiesen, welche eine Draufsicht auf die Stellplatte 78 zeigt. Der Stellplatte 78 gegenüberliegend ist die Winkelplatte 76 im Abstand a angeordnet. Die Stellplatte 78 stützt sich mittels Stellschrauben 100 (von denen nur eine in Figur 4 dargestellt ist), welche in Gewindebohrungen 101 geführt sind, an der Winkelplatte 76 ab. Durch Verdrehen der jeweiligen Stellschraube 100 kann die Winkellage und Abstandslage der Stellplatte 78 gegenüber der Winkelplatte 76 verändert und damit die Lage der Oberfläche des Trägers 87 in bezug auf die ihm zugewandte Austrittsfläche 89 des Anodenbehälters 56 eingestellt werden. Die Stellplatte 78 mit der Antriebsvorrichtung 54 ist auf der Winkelplatte 76 mittels Schrauben 103 durch die Durchgangsbohrungen 105 in Gewindelöchern 107 befestigt. Zur besseren Übersicht sind die Durchgangsbohrungen 105 nur in Figur 5 und die Gewindelöcher 107 nur in Figur 6 zu sehen.
Die Winkelplatte 76 ist auf einer massiven Edelstahlplatte 102 geschweißt oder geschraubt, die mittels Schrauben 104 mit dem Deckel 52 verbunden ist. Die Edelstahlplatte 102 ist nahe der Schwenkvorrichtung 70 umgebogen und mittels Schrauben 104 am Deckel 52 befestigt. Die Antriebseinheit 55 ragt zum Teil in eine ovale Öffnung 116 (vgl. Figur 6) des Deckels 52 und der darauf befestigten Edelstahlplatte 102. Um die Antriebsvorrichtung 54 vor dem Elektrolyten 58 zu schützen, ist sie mit einer Schutzabdeckung 106 umgeben. Die mit einer Isolierschicht 108 versehene Welle 84 ist durch Dichtelemente 110 gegen das Eindringen des Elektrolyten abgedichtet. Ein Schutzrohr 112, das mit seinem Ende unterhalb des Spiegels 114 des Elektrolyten 58 ragt, dient als Spritzschutz bei rotierender Welle 84.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf die Stellplatte 78 mit den Gewindelöchern 98 zur Befestigung der Antriebseinheit 55. Die Veränderung der Winkellage und Abstandslage der Stellplatte 78 zur Winkelplatte 76 erfolgt durch die vier Schrauben 100, welche durch die Gewindebohrungen 101 geführt sind. Die in geringem Abstand dazu parallel angeordneten Durchgangsbohrungen 105 in der Stellplatte 78 sind für die vier Schrauben 103 vorgesehen, welche die Antriebsvorrichtung 54 starr mit der Winkelplatte 76 verbinden. Zwei Aussparungen 109, 109 sind zur Gewichtsreduktion vorgesehen.
Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf den Deckel 52 mit Edelstahlplatte 102 und Winkelplatte 76 bei demontierter Antriebsvorrichtung 54 und ohne Schwenkvorrichtung 70. Mittels Schrauben 104 ist der Deckel 52 mit der Edelstahlplatte 102 verschraubt. Die Gewindelöcher 107 in der Winkelplatte 76 dienen zur Befestigung der Stellplatte 78 an ihr. Gut zu erkennen ist die ovale Öffnung 116, in die die Antriebsvorrichtung 54 teilweise ragt (vgl. Figur 4). Am oberen Ende der Edelstahlplatte 102 sind Gewindelöcher 118 vorgesehen, mit deren Hilfe ein Flansch (nicht dargestellt) befestigt werden kann, an welchem ein Antrieb zum Öffnen und Schließen des Deckels 52 angreift. Die Aussparungen 111 in der Winkelplatte 76 dienen zur Gewichtsreduktion.
Figur 7 zeigt die Edelstahlplatte 102 mit der an ihr befestigten Schwenkvorrichtung 70, die als Teilzeichnung dargestellt ist. Die Winkelplatte 76 auf der Edelstahlplatte 102 wurde zur besseren Übersicht weggelassen. Bei diesem Beispiel enthält die Edelstahlplatte 102 Gewindelöcher 105 zum Befestigen der Winkelplatte 76 mittels Schrauben. Figur 8 zeigt eine Seitenansicht des Aufbaus nach Figur 7. Die zur Mittellinie M1 symmetrische Schwenkvorrichtung 70 hat zwei Verlängerungsstücke 120, die auf die Edelstahlplatte 102 aufgeschweißt sind. An dem von der Edelstahlplatte 102 weg weisenden Ende des jeweiligen Verlängerungsstücks 120 ist ein oberes Drehlager 122 ausgebildet, in welchem schwenkbar ein Abstandselement 126 gelagert ist, das sich über die gesamte Breite zwischen den beiden Verlängerungsstücken 120 erstreckt. Das Abstandselement 126 hat ein unteres Drehlager 128, an welchem ein Scharnier 134 angelenkt ist. Dieses Scharnier 134 ist durch eine Schraube 135 auf einer Grundplatte 160 in einer nutenartigen Ausnehmung 161 befestigt. Das Scharnier 134 hat ein Langloch 137, wodurch es längs des Doppelpfeils P1 verstellbar ist. Auch die Grundplatte 160 hat Langlöcher 163, durch die hindurch Schrauben einsetzbar sind, um sie am Rand des Behälters 50 oder am Gestell der Galvanoanlage zu befestigen. Die Grundplatte 160 kann somit in Richtung des Doppelpfeils P2 verstellt werden.
Figur 9 zeigt eine Seitenansicht sowie eine Draufsicht auf die Grundplatte 160 mit den Langlöchern 163. Die Nuten 161 enthalten Gewindelöcher 161a zum Befestigen der Scharniere 134.
Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schwenkvorrichtung 70 in verschiedenen Betriebsphasen A, B, C beim Öffnen und Schließen des Deckels 52. Die Schwenkvorrichtung 70 ist an der Edelstahlplatte 102 durch das Verlängerungsstück 120 befestigt, das über das obere Drehlager 122, welches die Drehachse 124 enthält, mit dem Abstandselement 126 verbunden ist. Dieses Abstandselement 126 ist durch das untere Drehlager 128, das die untere Drehachse 130 enthält, mit dem Schwenkhebel 132 verbunden, der in dem Scharnier 134 lagert. Das Scharnier 134 umfaßt ein eine Drehachse 138 enthaltendes Schwenklager 136 und ist mit der in Figur 10 nur angedeuteten Grundplatte 160, die vorzugsweise am Rand des Behälters 50 ausgebildet ist, fest verbunden. Der Schwenkhebel 132 hat eine untere Anschlagfläche 142, die im Gegenuhrzeigersinn gesehen mit der Vertikalen einen kleinen spitzen Winkel w1 (vgl. Phase B) einschließt, sowie eine obere, schräge Anschlagfläche 144, die im Uhrzeigersinn gesehen mit der Vertikalen einen kleinen spitzen Winkel w2 einschließt. Am Abstandselement 126 stehen den Anschlagflächen 142, 144 entsprechende, durchgehend plan verlaufende Anschlagflächen 146, 148 gegenüber.
Im folgenden wird die Betriebsweise der Schwenkvorrichtung 70 anhand der Betriebsphasen A, B, C erläutert, wobei im oberen Bildteil der Pfeil G die Richtung der Gewichtskraft, also die Vertikale kennzeichnet. Im angehobenen Zustand gemäß Betriebsphase A - der Öffnungswinkel w3 beträgt bei diesem Beispiel ca. 50° - liegt die Anschlagfläche 146 an der unteren Anschlagfläche 142 an. Die Mittellinie 127 des Abstandselements 126 ist dann leicht gegen die Vertikale um den Winkel wl geneigt, so daß durch die Gewichtskraft des Deckels 52 der Anschlag 146 gegen den Anschlag 142 drückt.
In der Betriebsphase B (geschlossener Deckel) wird der Deckel 52 um die Drehachse 124 in Richtung des Pfeils G bewegt, wobei der Kontakt der Anschlagflächen 146 und 142 beibehalten wird. Es ergibt sich zwischen Vorderkante des Schwenkhebels 132 und der abgewinkelten Edelstahlplatte 102 ein kleiner Abstand b.
In der Betriebsphase C wird der Deckel 52 in Richtung des Pfeils 150 bewegt, bis die Anschlagfläche 148 in Kontakt mit der oberen Anschlagfläche 144 kommt. Aufgrund der Neigung der Anschlagfläche 144 um den Winkel w2 bewegt sich das Drehlager 124 nach rechts, so daß der Abstand b vergrößert wird. Um eine Höhenangleichung zu erreichen dreht sich der Schwenkhebel 132 um einen kleinen Winkel w4 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 138. Durch die Anordnung nach Figur 7 wird bewirkt, daß der auf dem Spannteller 86 aufgespannte Träger 87 seinen Abstand gegenüber der ihm zugewandten Austrittsfläche 89 des Anodenbehälters 56 verkleinert, wodurch der Abscheidungsvorgang beschleunigt werden kann. Auf dem Träger 87 wird somit eine Nickelschicht mit hohem Gesamtstrom bei gleichbleibender anliegender elektrischer Spannung aufgebaut.
Um den Deckel 52 zu öffnen, wird er in Richtung entgegengesetzt dem Pfeil 150 verschoben (vgl. Betriebsphase B) und dann angehoben (Betriebsphase A). Der Abstand zwischen der dem Anodenbehälter 56 zugewandten Fläche des Spanntellers 86 und der Leitblende 90 (vgl. Figur 3) wird durch das Verschieben in Richtung entgegengesetzt dem Pfeil 150 vergrößert, so daß der Spannteller 86 an der Leitblende 90 beim Öffnen des Deckels 52 sicher vorbeigeführt werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Spannteller 86 oder die Leitblende 90 verletzt werden.
Figur 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schwenkvorrichtung 70 in verschiedenen Betriebsphasen A, B, C. Gleiche Teile sind gleich bezeichnet. Das Abstandselement 126 hat eine untere Anschlagfläche 152 und eine hintere Anschlagfläche 156, die bei den Betriebsphasen A und B an einer schrägen Anschlagfläche 157 des Scharniers anliegt. Die untere Anschlagfläche 152 des Abstandselements 126 kommt in Betriebsphase C zur Anlage an eine plane Anschlagfläche 158 auf der Grundplatte 160. In der Betriebsphase A ist der Deckel 52 angehoben, wobei die hintere Anschlagfläche 156 in Kontakt mit der Anschlagfläche 157 gelangt.
In der Betriebsphase B ist der Deckel 52 abgesenkt, wobei der Kontakt zwischen den Anschlagflächen 156 und 157 beibehalten wird. Es ergibt sich der Abstand b zwischen Grundplatte 160 und abgewinkelter Edelstahlplatte 102. In der Betriebsphase C wird der Deckel 52 in Richtung des Pfeils 150 bewegt, so daß die Anschlagflächen 152 und 158 zusammenwirken. Der Abstand b wird somit vergrößert.
Wie besonders gut in der Betriebsphase C zu erkennen ist, liegt die Drehachse 124 nicht auf der Mittellinie 162 des Abstandselements 126. Dadurch wird erreicht, daß beim Verschieben des Deckels 52 das Verlängerungsstück 120 in einer Kreisbahn leicht angehoben wird, was den Gleitwiderstand des Dekkels 52 gegenüber den Behälter 50 verringert.

Claims (17)

  1. Einrichtung zur galvanischen Abscheidung einer Metallschicht auf einem Träger, mit einem Behälter (50) zur Aufnahme des Elektrolyten (58), mit einem mit Anodenmaterial gefüllten Anodenbehälter (56) mit einer im wesentlichen planen Austrittsfläche (89) für Metallionen des Anodenmaterials, welche auf der dem Anodenbehälter (56) zugewandten Trägeroberfläche des als Kathode dienenden Trägers (87)abgeschieden werden, wobei die Trägeroberfläche schräg zur Vertikalen und im wesentlichen parallel und im Abstand zu der ihr zugewandten Austrittsfläche (89) des Anodenbehälters (56) angeordnet ist, mit einem Trägerhalter (86), der mit einer in Richtung der Normalen der Trägeroberfläche verlaufenden angetriebenen Welle (84) verbunden ist, die in einer Antriebsvorrichtung (54) auf einem Deckel (52) des Behälters (50) gelagert ist, wobei der Deckel (52) um eine Drehachse einer Schwenkvorrichtung(70) drehbar gelagert ist, die auf der dem Anodenbehälter (56) gegenüberliegenden Seite des Behälters (50) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägeroberfläche in bezug auf die ihr gegenüberliegende Austrittsfläche (89) des Anodenbehälters (56) justierbar ist und daß der Deckel (52) eine Verstellvorrichtung (74) trägt, durch die die Welle (84) um mindestens eine Achse verschwenkt werden kann.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (124) des Deckels (52) im wesentlichen in einer Ebene liegt, die parallel zur Wellenachse verläuft und einen Spannteller (86) des Trägerhalters schneidet, und daß der Deckel (52) im geschlossenen Zustand zum Anodenbehälter (56) hin verschiebbar ist, um den Abstand zwischen Trägeroberfläche und Austrittsfläche (89) des Anodenbehälters (56) zu verringern.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtung (70) ein Abstandselement (126) enthält, an dessen einen Ende ein Drehlager (122) mit der Drehachse (124) angeordnet ist und dessen anderes Ende mit einem Scharnier (134) verbunden ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Abstandselements (126) an einem Schwenklager (128) eines Schwenkhebels (132) angelenkt ist, der mit dem Scharnier (134) verbunden ist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (132) zwei Anschlagflächen (142, 144) hat, die mit zugehörigen Anschlagflächen (146, 148) auf dem Abstandselement (126) zusammenwirken, und daß die ersten Anschlagflächen (142, 146) beim Öffnen des Deckels (52) und im offenen Zustand des Deckels (52) zusammenwirken, und daß die zweiten Anschlagflächen (144, 148) bei geschlossenem und in Richtung zum Anodenbehälter (50) verschobenen Deckel (52) zusammenwirken.
  6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (126) mindestens zwei Anschlagflächen (152, 156) hat, die mit zugehörigen Anschlagflächen (158) auf einer Grundplatte (160) zusammenwirken, und daß die eine Anschlagfläche (156) beim Öffnen des Deckels (52) und im offenen Zustand des Deckels (52) an einer schrägen Anschlagfläche (157) des Scharniers (134) anliegt, und daß die zweite Anschlagfläche (152) bei geschlossenem und in Richtung zum Anodenbehälter (50) verschobenen Deckel (52) an einer Anschlagfläche (158) der Grundplatte (160) anliegt.
  7. Einrichtung nach Ansprüche einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (74) die Welle (84) um zwei Achsen, vorzugsweise um zwei annähernd in einer Ebene liegenden und vorzugsweise zueinander senkrecht stehenden Achsen, schwenkbar lagert.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (74) die Welle (84) in Richtung ihrer Längsachse verschiebbar hält.
  9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (74) die Welle (84) in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse oder parallel zur Ebene des Deckels (52) verschiebbar hält.
  10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (74) zwei miteinander verbundene erste Platte (76) und zweite Platte (78) hat, daß die erste Platte (76) fest mit dem Deckel (52) verbunden ist, daß die zweite Platte (78) im Abstand von der ersten Platte (76) durch Verstellschrauben (100) gehalten ist und die Antriebsvorrichtung (54) lagert, und daß durch Verdrehen der Verstellschrauben (100) die Lage der beiden Platten (76, 78) zueinander und/oder ihr Abstand voneinander einstellbar ist.
  11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Platte (78) innerhalb einer Ebene annähernd parallel zur Oberfläche des Anodenbehälters (56) angeordnet ist und vorzugsweise als Edelstahlplatte ausgebildet ist.
  12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Platte (76) Teil einer Winkelplatte ist, die mit einer massiven Edelstahlplatte (102) fest verbunden ist, die auf dem Deckel (52) befestigt ist.
  13. Einrichtung nach einem der vohergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebseinheit zum Öffnen und Schließen des Deckels (52) vorgesehen ist.
  14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenbehälter (56) aus Titan besteht, und daß zwischen Rückwand (170) und Vorderwand (172) des Anodenbehälters (56) eine Abstandsvorrichtung (208) aus Titan zum Einhalten eines vorgegebenen Abstands zwischen Rückwand (170) und Vorderwand (172) angeordnet ist.
  15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsvorrichtung (208) mehrere Schrauben (196) aus Titan umfaßt, die die Vorderwand (172) und die Rückwand (170) miteinander verbinden und die in zwischen Vorderwand (172) und Rückwand (170) angeordneten Abstandshülsen (197) aus Titan verlaufen, wobei vorzugsweise die Schraubenköpfe (198) auf der Vorderwand (172) und zugehörige Gewindelöcher (202) auf der Rückwand (170) angeordnet sind.
  16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anodenleitung (182) zum Zuführen des Anodenstroms zum Anodenbehälter (56) und eine am Anodenbehälter (56) angeordnete Kontaktvorrichtung zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit der Anodenleitung (182) vorgesehen sind, und daß die Kontaktvorrichtung als auf die Anodenleitung (182) steckbare und abnehmbare Federleiste (176) ausgebildet ist, die mit der Anodenleitung (182) unter Beaufschlagung von Federkraft in Kontakt gebracht werden kann.
  17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Federleiste (176) einen federnden U-förmigen Bügel hat, dessen Schenkel (184, 186) die Anodenleitung (182) zur Kontaktgabe umgreifen.
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