Verfahren und Einrichtung zum Bedampfen grosser bewegter Flächen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bedampfen grosser bewegter Flächen, wie Bänder oder Platten aus Papier, Kunststoff, Glas oder metallische Werkstoffe im Vakuum.
Das Verdampfen von Materialien erfolgt bisher in der Art, dass das zu verdampfende Material mittels Elektronenstrahlen direkt oder durch Wärmestrahlung und Wärmeleitung indirekt erhitzt wird. Der Verdampferkörper oder Verdampfungstiegel wird im letzteren Fall durch Stromdurchgang geheizt. Bei produktiven Anlagen kommt es darauf an, dass über lange Zeit stabile Bedampfungsbedingungen aufrecht erhalten werden. Dazu ist es erforderlich, dass eine störungsfreie Verdampfungsgutzufuhr gesichert ist und die Verdampferkörper hohe Standzeiten besitzen.
Bei Verwendung von Elektronenstrahlen zum Erhitzen des Materials finden wassergekühlte Kupfertiegel Anwendung. In den meisten Fällen werden jedoch für die Verdampferkörper Sondermaterialien verwendet, wie beispielsweise Oxyde, Boride und Metall-Keramik-Verbindungen. bei denen eine Änderung der Zusammensetzung nach der Verdampfungsfläche hin verwirklicht wird.
Für die Zufuhr des Verdampfungsgutes gibt es verschiedene Möglichkeiten. Bei Verwendung eines wassergekühlten Tiegels kann beispielsweise das Verdampfungsgut in Stangenform durch den Tiegel ohne Boden von unten zugeführt werden. Sehr verbreitet ist auch unabhängig von der Art der Heizung des Verdampfungskörpers die Zuführung des Verdampfungsgutes in Drahtform. Eine weitere Möglichkeit der Verdampfungsgutzufuhr besteht darin, dass es als Granulat eingesetzt und mittels eines Vibrationsförderers zugeführt wird.
An die meisten Anlagen wird die Forderung gestellt, möglichst homogene Schichten aufzudampfen. Um breite bewegte Flächen zu bedampfen, werden häufig eine Reihe gleichartiger Verdampfungseinrichtungen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bedampfungsgutes in gleichen Abständen nebeneinander angeordnet. Dabei ist für jeden Verdampfer eine getrennte Verdampfungsgutzufuhr erforderlich. Der Vorschub des Verdampfungsgutes, z.B. der Drähte, erfolgt der Einfachheit halber mit gleicher Geschwindigkeit durch einen zentralen Antrieb.
Der Draht wird dabei auf die Mitte der beheizten Verdampferkörper geführt. Bei den hohen Temperaturen des Verdampferkörpers, die grösser als die Schmelztemperaturen des jeweiligen Verdampfungsgutes sein müssen, und nicht zu grossem Drahtvorschub, bildet sich bei geeigneter Formgebung des Verdampferkörpers auf diesem ein Sumpf schmelzflüssigen Materials aus. Mit steigender Temperatur des Verdampferkörpers wird bei konstanter Verdampfungsgutzufuhr der Sumpf kleiner.
Bei genügend hohen Temperaturen tritt praktisch eine sofortige Verdampfung der momentan zugeführten Drahtmenge auf. Diese letztgenannte Verdampfungsart nennt man Flash-Verdampfung.
Die bekannten Verdampfungseinrichtungen haben alle den Nachteil, dass die Standzeit der Verdampferkörper sehr gering ist. Ausserdem ist die Anordnung von mehreren Einzelverdampfereinrichtungen beim Bedampfen breiter Bänder nachteilig, da die geforderte gleichmässige Schichtdicke, senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bandes nicht den Anforderungen entspricht. Ferner ist die Bedampfungsrate für viele Zwecke noch zu gering.
Bei einem punktförmigen Verdampfer und einer ebenen Fläche. die über dem Verdampfer geführt wird, ist die Schichtdicke auf dieser Fläche proportional cos wobei mp der Winkel zwischen der Flächennormale und der Verbindungslinie Aufpunkt-Dampfquelle ist. Auch bei Verwendung eines linienhaften Verdampferkörpers mit konstanter Dampfdichte in Richtung dieser Linie wird, wenn beispielsweise die Länge des Verdampferkörpers etwa gleich der Breite der zu bedampfenden Fläche ist, auf dieser Fläche eine unterschiedliche Schichtdicke über die Flächenbreite erzeugt, und zwar derart, dass die Schichtdicke nach den Rändern hin abfällt. Der gleiche nachteilige Effekt tritt auch auf, wenn eine Reihe punktförmiger Verdampfer mit gleichem Abstand und gleicher Ergiebigkeit unter der zu bedampfenden Fläche und senkrecht zu deren Bewegungsrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Ein weiterer Mangel besteht bei den Verdampferkörpern, die mittels Strom durchgang erhitzt werden, indem der mittlere Teil durch das fortwährende Auftreten des Verdampfungsdrahtes auf ein und dieselbe Stelle nach relativ kurzer Zeit zerstört wird.
Die Erfindung hat den Zweck, die Mängel am Stand der Technik zu vermeiden und die Gebrauchsdauer der Verdampferkörper zu verlängern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und die zugehörige Einrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, die Bedampfungsrate zu erhöhen und mit geringem apparativen Aufwand eine sehr gleichmässige Schichtdicke und homogene Schicht über grossen Breiten des Bedampfungsgutes zu erreichen.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe mit einer bekannten Verdampfungseinrichtung, bestehend aus einem oder mehreren durch Stromdurchgang, induktive Erwärmung od. Elektronenbombardement erhitzten Verdamp ferkörper, über welche das Bedampfungsgut geführt wird, und einer zu jedem Verdampferkörper zugeordneten Verdampfungsgut-Vorschubeinrichtung, dadurch gelöst, dass das drahtförmige Verdampfungsgut programmiert mit gleicher oder variabler Geschwindigkeit auf der Verdampferfläche senkrecht, oder senkrecht und parallel zur Bewegungsrichtung des Bedampfungsgutes bewegt wird.
Es versteht sich, dass die Bewegungsgeschwindigkeit und der Auftreffort des Verdampfungsgutes auf dem Verdampfer zweckmässig so gewählt werden, dass eine gleichmässige Schichtdicke und eine homogene Schicht erzielt wird, wobei die Verdampfungsrate durch die zeitliche und örtliche Anpassung des Verdampfungsgutes dieser Forderung angepasst ist. Es ist auch möglich, die Vorschubgeschwindigkeit des Verdampfungsgutes dieser Bewegung anzupassen, um das Ergebnis weiter zu verbessern. Dabei kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Verdampfungsgutes auf dem Verdampfer konstant bleiben.
Bei mehreren getrennten Verdampferkörpern ist es zweckmässig, wie bekannt den Drahtvorschub mit einem Antrieb zentral vorzunehmen und alle Vorschubgeschwindigkeiten gleich zu lassen. Dabei besteht auch die Möglichkeit, die Menge des verdampfenden Drahtes abzustufen. indem der Durchmesser des Drahtes oder der Durchmesser der Antriebsrollen für den Draht unterschiedlich ausgelegt wird, wobei die Verdampferkörper unterschiedlich erhitzt werden.
Eine weitere zweckmässige Ausgestaltung besteht darin, dass mehrere Reihen von Verdampfern hintereinander angeordnet sind, und die einzelnen Reihen mit jeweils im Material unterschiedlichem Draht beschickt werden. Dadurch wird eine Schicht unterschiedlicher Matenalkomponenten aufgedampft. Der Verdampferkörper hat in bekannter Weise eine rechteckige Verdampfungsfläche und ist so angeordnet, dass dessen Längsausdehnung senkrecht zur Bewegungsrichtung ist. Seine Länge ist fast gleich der Breite des Bedampfungsgutes.
Es sind bei grösseren Breiten auch mehrere Verdampferkörper in einer Reihe nebeneinander und auch mehrere Reihen hintereinander angeordnet.
Es ist auch vorteilhaft bei durch Stromdurchgang beheizten Verdampferkörpern den Querschnitt des Verdampferkörpers auf seiner Länge unterschiedlich auszuführen, um die Temperatur der Verdampferfläche dem örtlichen undloder zeitlichen Programm der Drahtzufuhr anzupassen.
Weiterhin ist es zweckmässig, bei Verwendung mehrerer Verdampfer alle Drahtvorschubeinrichtungen auf einem gemeinsamen Träger anzubringen und diesen nach einem Programm zu bewegen.
Um den Abfall der Schichtdicke nach den Rändern des Bedampfungsgutes zu vermeiden, wird bei breiten Bändern, wo mehrere Verdampfer in einer Reihe senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordnet sind, der Abstand der Verdampfer an den Rändern kleiner gewählt als in der Mitte. Die Abstände der Verdampfer voneinander in Abhängigkeit vom Abstand des Verdampfers zur Bedampfungsfläche und in Abhängigkeit von der Bandbreite, werden optimiert, um mit wenig Verdampfereinrichtungen eine gleichmässige und homogene Schicht auf dem Bedampfungsgut zu erhalten.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass mehrere Drähte um einen Verdampferkörper zugeführt werden. Somit können die Bedampfungsraten erhöht werden oder auch durch besondere Massnahmen bei der Zuführung von Drähten unterschiedlichen Materials Schichten mit mehreren Materialkomponenten aufbedampft werden.
Die technisch-ökonomischen Auswirkungen der Erfindung bestehen darin, dass eine gleichmässige Schichtdicke über jede Breite des Bedampfungsgutes erreicht wird und die Gebrauchsdauer der Verdampferkörper verlängert ist.
An vier Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Verdampfereinrichtung im Schnitt mit einem Verdampferkörper zur örtlich und zeitlich programmierten Zuführung des Verdampfungsdrahtes,
Fig. 2 den möglichen Verlauf der Geschwindigkeit des Drahtvorschubes auf dem Verdampferkörper,
Fig. 3 Draufsicht auf einen Verdampfer mit einem Verdampferkörper, dem mehrere Drähte zugeführt werden,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Verdampfer einer Verdampfereinrichtung für breite Bänder,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Verdampfer einer Verdampfereinrichtung für grosse Schichtdicken und breite Bänder.
Aus Fig. 1 ist das Prinzip der Verdampfereinrichtung zu erkennen. In der Drahtvorschubeinrichtung 1 ist die Vorratsrolle 2 für den Draht 3, der das Verdampfergut ist, angeordnet. Zwei angetriebene Rollen 4 wickeln den Draht 3 ab und führen diesen durch das Führungsrohr 5 auf die Verdampfungsfläche 6 des Verdampferkörpers 7, der durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird und den Draht 3 zum Verdampfen bringt. Das darüber in Richtung y laufende Bedampfungsgut 8 wird bedampft. Die Drahtvorschubeinrichtung 1 ist auf einem Träger 9 befestigt. Um den Draht 3 erfindungsgemäss auf der Verdampfungsfläche 6 zu bewegen, wird die Drahtvorschubeinrichtung 1 mit dem Träger 9 senkrecht und gegebenenfalls auch parallel zur Bewegungsrichtung y des Bedampfungsgutes 8 nach einem vorgegebenen Programm in bekannter Weise hin und her bewegt.
Neben dieser örtlichen Programmierung kann zusätzlich die Geschwindigkeit v dieser Bewegung noch variiert werden, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist. Im Diagramm wird zum Beispiel gezeigt, wie sich die Geschwindigkeit v in der Bewegungsrichtung x, das ist längs zum Verdampferkörper 7, also quer zur Bewegungsrichtung y des Bedampfungsgutes 2, nach den Rändern zu verringert, um mehr Draht 3 zu verdampfen und damit den Schichtdickenabfall nach dem Rand zu verhindern. Der Draht 3 beschreibt durch seinenVerlauf auf der Verdampfungsfläche 6 eine Schleife 10. Der Verdampferkörper 7 ist in seiner Längsrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung y des Bedampfungsgutes 2 angeordnet. Die gesamte Anordnung befindet sich in einer Vakuumkammer, die nicht mitgezeichnet ist.
Der Verdampferkürper 7 wird durch direkten Strom durchgang geheizt und ist beiderseitig zwischen wassergekühlten Klemmvorrichtungen 11 gehalten. Eine Blende 12 gibt jeweils die Fläche frei, die bedampft werden soll.
Bei zunehmender Breite des Bedampfungsgutes 8 macht es sich erforderlich, den Verdampferkörper 7 zu verlängern. Die Bewegung des zugeführten Drahtes 3 über die gesamte Länge der Verdampfungsfläche 6 muss der Durchlaufgeschwindigkeit des Bedampfungsgutes 8 angepasst sein. Bei grossen Geschwindigkeiten ergeben sich dann Schwierigkeiten bei der Erzeugung einer homogenen Schichtdicke senkrecht zur Bewegungsrichtung y des Bedampfungsgutes 8. Diese Schwierigkeiten werden dadurch beseitigt, dass, wie Fig. 3 zeigt, mehrere Drähte 3 einem Verdampferkörper 7 zugeführt werden.
Dazu sind in einer Drahtvorschubeinrichtung 1 je drei Vorratsrollen 2 für den Draht 3 und die Rollen 4 zum Abziehen des Drahtes 3 von den Vorratsrollen 2 und zum Zuführen desselben zur Verdampfungsfläche 6 angeordnet. Somit ist es möglich, mit einem Verdampferkörper 7, der mindestens die gleiche Länge wie die Breite des Bedampfungsgutes 8 besitzt, auszukommen. Der Verdampferkörper 7 wird thermisch gleichmässig belastet und besitzt dadurch eine längere Gebrauchsdauer.
Durch entsprechend erhöhte Zufuhr von Verdampfungsgut an den Rändern des Bedampfungsgutes 8 wird eine gleichmässige Schicht über die gesamte Breite des Bedampfungsgutes 8 erreicht. Die Drahtvorschubeinrichtung 1 wird nach dem erfindungsgemässen Programm bewegt.
Die Anordnung nach Fig. 4 dient der Bedampfung von Bändern grosser Breite. Die Drahtvorschubeinrichtungen 1 sind senkrecht zur Bewegungsrichtung y des Bedampfungsgutes 8 (nicht mitgezeichnet) in einer Reihe auf dem gemeinsamen Träger 9 angeordnet, da der Verdampferkörper 7 nicht unbegrenzt lang hergestellt werden kann. Damit auf der gesamten Breite des Bedampfungsgutes 8 gleiche Schichtdicke erzielt wird, muss der Abstand al der äusseren Verdampfer zueinander kleiner sein als der Abstand a2 der mittleren. Der Abstand a, zu a2 wird bestimmt durch den Abstand des Verdampferkörper 7 von der zu bedampfenden Fläche und der Länge der Verdampfungsfläche 6. Es gilt, die Werte zu optimieren. Die Geschwindigkeiten des Vorschubs sind alle gleich, so dass ein Antrieb für alle Rollen 4 verwendet werden kann.
Der Träger 9, und somit sämtliche Drahtvorschubeinrichtungen 1, werden nach dem Programm seitlich und/oder örtlich in den Richtungen y und x bewegt. Eine Kompensation des Schichtdickenabfalls am Rand des Bedampfungsgutes 8 ist auch darin möglich, dass die Verdampferkörper 7, die am Rand angeordnet sind, durch ihren veränderten Querschnitt stärker erhitzt werden, und dabei diesen mehr Draht 3 zur Verdampfung zugeführt wird. Die erhöhte Zuführung von Draht 3 erfolgt bei zentralem Antrieb und gleicher Drehzahl der Rollen 4 dadurch, dass entweder die Drähte 3 der äusseren Verdampfer grösseren Durchmesser haben oder die Rollen 4 zum Zuführen des Drahtes 3, bei gleichem Durchmesser aller Drähte 3, im Durchmesser grösser sind, wodurch die Vorschubgeschwindigkeit erhöht wird.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung für breite Bänder und grössere Verdampfungsrate. Da die Verdampfungsrate durch die maximale Betriebstemperatur der Verdampferkörper 7 begrenzt ist, sind zwei Reihen Verdampfer hintereinander angeordnet, die sämtlich auf einem gemeinsamen Träger 9 angebracht sind, der nach dem örtlichen und/oder seitlichen Programm bewegt wird.
Ausserdem bietet die Anordnung von mehreren Verdampferreihen den Vorteil, dass die einzelnen Verdampferkörper 7 nicht mit maximaler Betriebstemperatur belastet werden, wodurch die Standzeit derselben erhöht wird. Weiterhin besteht die Möglichkeit, in jeder Reihe ein anderes Material auszuführen und somit Schichten aus mehreren Material komponenten au fzu dampfen.
PAIENTANSPRUCH I
Verfahren zum Bedampfen grosser bewegter Flächen im Vakuum durch Zuführung von Draht als Verdampfungsgut auf einen durch Stromdurchgang, induktive Erwärmung oder Elektronenbombardement erhitzten Verdampferkörper, worauf dieser Draht verdampft und der Dampf auf dem darüber durchlaufenden Bedampfungsgut niederschlägt, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtförmige Verdampfungsgut programmiert mit gleicher oder variabler Geschwindigkeit auf der Verdampferfläche senkrecht, oder senkrecht und parallel zur Bewegungsrichtung des Bedampfungsgutes bewegt wird.
Method and device for steaming large moving surfaces
The invention relates to a method and a device for the vapor deposition of large moving surfaces, such as strips or plates made of paper, plastic, glass or metallic materials in a vacuum.
The evaporation of materials has so far been carried out in such a way that the material to be evaporated is heated directly by means of electron beams or indirectly by thermal radiation and heat conduction. In the latter case, the evaporator body or evaporation crucible is heated by the passage of electricity. In productive systems, it is important that stable steaming conditions are maintained over a long period of time. For this it is necessary that a trouble-free supply of evaporation material is ensured and that the evaporator bodies have a long service life.
When using electron beams to heat the material, water-cooled copper crucibles are used. In most cases, however, special materials are used for the evaporator bodies, such as oxides, borides and metal-ceramic compounds. in which a change in the composition is realized towards the evaporation surface.
There are various options for supplying the material to be evaporated. When using a water-cooled crucible, for example, the material to be evaporated can be fed in rod form through the crucible without a bottom from below. Irrespective of the type of heating of the evaporation body, it is also very common to supply the evaporation material in wire form. Another possibility for the supply of evaporation material is that it is used as granulate and supplied by means of a vibration conveyor.
Most systems are required to vaporize layers that are as homogeneous as possible. In order to vaporize wide moving surfaces, a number of similar vaporization devices are often arranged side by side at equal intervals perpendicular to the direction of movement of the material to be vaporized. A separate evaporation material supply is required for each evaporator. The advance of the material to be evaporated, e.g. the wires, for the sake of simplicity, is carried out at the same speed by a central drive.
The wire is led to the middle of the heated evaporator body. At the high temperatures of the evaporator body, which must be higher than the melting temperature of the respective evaporation material, and not too large a wire feed, a sump of molten material forms on the evaporator body if it is suitably shaped. As the temperature of the evaporator body rises, the sump becomes smaller with a constant supply of evaporation material.
At sufficiently high temperatures there is practically immediate evaporation of the currently supplied amount of wire. This last-mentioned type of evaporation is called flash evaporation.
The known evaporation devices all have the disadvantage that the service life of the evaporator body is very short. In addition, the arrangement of several individual evaporator devices is disadvantageous when steaming wide strips, since the required uniform layer thickness perpendicular to the direction of movement of the strip does not meet the requirements. Furthermore, the steaming rate is still too low for many purposes.
With a point evaporator and a flat surface. which is passed over the evaporator, the layer thickness on this surface is proportional to cos, where mp is the angle between the surface normal and the connecting line between the point and the steam source. Even when using a linear evaporator body with constant vapor density in the direction of this line, if, for example, the length of the evaporator body is approximately equal to the width of the area to be steamed, a different layer thickness is generated on this area over the area width, in such a way that the layer thickness after slopes down towards the edges. The same disadvantageous effect also occurs when a row of point-like evaporators are arranged next to one another with the same distance and the same productivity under the surface to be steamed and perpendicular to its direction of movement.
Another shortcoming is the evaporator bodies, which are heated by means of a passage of electricity, in that the middle part is destroyed after a relatively short time by the continuous occurrence of the evaporation wire on one and the same point.
The purpose of the invention is to avoid the deficiencies in the prior art and to extend the service life of the evaporator body.
The invention is based on the object of creating a method and the associated device with which it is possible to increase the vapor deposition rate and to achieve a very uniform layer thickness and homogeneous layer over large widths of the material to be vaporized with little equipment.
According to the invention, the object is achieved with a known evaporation device, consisting of one or more evaporator bodies heated by the passage of current, inductive heating or electron bombardment, over which the evaporation material is guided, and an evaporation material feed device assigned to each evaporator body, in that the wire-shaped evaporation material programmed with the same or variable speed on the evaporator surface is moved vertically, or vertically and parallel to the direction of movement of the material to be vaporized.
It goes without saying that the speed of movement and the point of impact of the evaporation material on the evaporator are expediently chosen so that a uniform layer thickness and a homogeneous layer is achieved, the evaporation rate being adapted to this requirement by adjusting the time and location of the evaporation material. It is also possible to adapt the feed speed of the evaporation material to this movement in order to further improve the result. The speed of movement of the material to be evaporated on the evaporator can remain constant.
If there are several separate evaporator bodies, it is advisable, as is known, to carry out the wire feed centrally with a drive and to leave all feed speeds the same. There is also the option of graduating the amount of wire that vaporizes. by designing the diameter of the wire or the diameter of the drive rollers for the wire differently, the evaporator bodies being heated differently.
Another expedient embodiment consists in that several rows of evaporators are arranged one behind the other, and the individual rows are charged with wire of different material in each case. As a result, a layer of different material components is evaporated. In a known manner, the evaporator body has a rectangular evaporation surface and is arranged so that its longitudinal extent is perpendicular to the direction of movement. Its length is almost equal to the width of the material to be vaporized.
In the case of larger widths, several evaporator bodies are also arranged in a row next to one another and several rows one behind the other.
In the case of evaporator bodies heated by the passage of current, it is also advantageous to design the cross section of the evaporator body differently along its length in order to adapt the temperature of the evaporator surface to the local and / or temporal program of the wire feed.
Furthermore, when using several evaporators, it is advisable to mount all wire feed devices on a common carrier and to move it according to a program.
In order to avoid the drop in layer thickness towards the edges of the material to be vaporized, the distance between the evaporators at the edges is smaller than in the middle for wide belts where several evaporators are arranged in a row perpendicular to the direction of movement. The distances between the evaporators depending on the distance from the evaporator to the vaporization surface and depending on the bandwidth are optimized in order to obtain a uniform and homogeneous layer on the material to be vaporized with few evaporator devices.
A further embodiment of the invention consists in that several wires are fed around an evaporator body. In this way, the vapor deposition rates can be increased or layers with several material components can also be vapor deposited by special measures when feeding wires of different material.
The technical-economic effects of the invention are that a uniform layer thickness is achieved over every width of the material to be vaporized and the service life of the evaporator body is extended.
The invention will be explained in more detail using four exemplary embodiments. In the drawing show:
1 shows an evaporator device in section with an evaporator body for the locally and temporally programmed supply of the evaporation wire,
2 shows the possible course of the speed of the wire feed on the evaporator body,
3 is a plan view of an evaporator with an evaporator body to which several wires are fed,
4 shows a plan view of the evaporators of an evaporator device for wide strips,
5 shows a plan view of the evaporators of an evaporator device for large layer thicknesses and wide strips.
The principle of the evaporator device can be seen from FIG. 1. The supply roll 2 for the wire 3, which is the material to be evaporated, is arranged in the wire feed device 1. Two driven rollers 4 unwind the wire 3 and guide it through the guide tube 5 onto the evaporation surface 6 of the evaporator body 7, which is heated by direct current passage and causes the wire 3 to evaporate. The steaming material 8 running above it in direction y is steamed. The wire feed device 1 is fastened on a carrier 9. In order to move the wire 3 according to the invention on the evaporation surface 6, the wire feed device 1 with the carrier 9 is moved back and forth in a known manner perpendicular and possibly also parallel to the direction of movement y of the steaming material 8 according to a predetermined program.
In addition to this local programming, the speed v of this movement can also be varied, as can be seen from FIG. The diagram shows, for example, how the speed v in the direction of movement x, that is longitudinal to the evaporator body 7, i.e. transversely to the direction of movement y of the material to be vaporized 2, decreases towards the edges in order to vaporize more wire 3 and thus the decrease in layer thickness to prevent the edge. The wire 3 describes a loop 10 through its course on the evaporation surface 6. The evaporator body 7 is arranged in its longitudinal direction perpendicular to the direction of movement y of the material 2 to be evaporated. The entire arrangement is located in a vacuum chamber, which is not shown.
The evaporator body 7 is heated by direct current passage and is held between water-cooled clamping devices 11 on both sides. A panel 12 releases the area that is to be steamed.
As the width of the material 8 to be vaporized increases, it becomes necessary to lengthen the evaporator body 7. The movement of the fed wire 3 over the entire length of the evaporation surface 6 must be adapted to the passage speed of the material 8 to be vaporized. At high speeds, difficulties then arise in producing a homogeneous layer thickness perpendicular to the direction of movement y of the material to be vaporized 8. These difficulties are eliminated in that, as FIG. 3 shows, several wires 3 are fed to an evaporator body 7.
For this purpose, three supply rolls 2 each for the wire 3 and the rolls 4 for pulling the wire 3 from the supply rolls 2 and for feeding it to the evaporation surface 6 are arranged in a wire feed device 1. It is thus possible to get by with an evaporator body 7 which has at least the same length as the width of the material to be vaporized 8. The evaporator body 7 is thermally evenly loaded and therefore has a longer service life.
By appropriately increasing the supply of material to be vaporized at the edges of the material to be vaporized 8, a uniform layer over the entire width of the material to be vaporized 8 is achieved. The wire feed device 1 is moved according to the program according to the invention.
The arrangement according to FIG. 4 is used for the vapor deposition of strips of great width. The wire feed devices 1 are arranged perpendicular to the direction of movement y of the material to be vaporized 8 (not shown) in a row on the common carrier 9, since the evaporator body 7 cannot be manufactured indefinitely. So that the same layer thickness is achieved over the entire width of the material to be vaporized 8, the distance a1 between the outer evaporators must be smaller than the distance a2 between the middle ones. The distance a to a2 is determined by the distance between the evaporator body 7 and the surface to be vaporized and the length of the evaporation surface 6. It is important to optimize the values. The feed speeds are all the same, so that one drive can be used for all rollers 4.
The carrier 9, and thus all wire feed devices 1, are moved laterally and / or locally in the directions y and x according to the program. Compensation for the drop in layer thickness at the edge of the material to be vaporized 8 is also possible in that the evaporator bodies 7, which are arranged at the edge, are heated more strongly due to their changed cross-section, and more wire 3 is fed to them for evaporation. The increased supply of wire 3 takes place with a central drive and the same speed of the rollers 4 in that either the wires 3 of the outer evaporator have a larger diameter or the rollers 4 for supplying the wire 3 are larger in diameter with the same diameter of all wires 3 which increases the feed rate.
Fig. 5 shows an arrangement for wide bands and greater evaporation rate. Since the evaporation rate is limited by the maximum operating temperature of the evaporator body 7, two rows of evaporators are arranged one behind the other, all of which are mounted on a common carrier 9 which is moved according to the local and / or lateral program.
In addition, the arrangement of several rows of evaporators offers the advantage that the individual evaporator bodies 7 are not loaded with the maximum operating temperature, which increases their service life. It is also possible to use a different material in each row and thus to vaporize layers made of several material components.
PARTICIPANT CLAIM I
Process for vaporising large moving surfaces in a vacuum by feeding wire as vaporization material to an evaporator body heated by the passage of current, inductive heating or electron bombardment, whereupon this wire evaporates and the vapor is deposited on the vaporization material passing through it, characterized in that the wire-shaped vaporization material is programmed with the same or variable speed on the evaporator surface is moved vertically, or vertically and parallel to the direction of movement of the material to be vaporized.