CH681308A5

CH681308A5 -

Info

Publication number: CH681308A5
Application number: CH1742/90A
Authority: CH
Inventors: Delio Ciparisso
Original assignee: Satis Vacuum Ag
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1993-02-26
Also published as: DE4115175C2; GB9110176D0; US5138974A; CA2042932A1; ITMI911294A0; DE4115175A1; FR2662448A1; ITMI911294A1; IT1247919B; GB2244286A

Description

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CH 681 308 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuum-Beschichtungsanlage zum Aufdampfen von Vergütungsschichten auf eine Seite von optischen Substraten, wie Kunststoff-Brillengläser, welche auf Trägermittel aufspannbar sind, die in einem evakuierbaren Rezipienten oberhalb von Verdampfungsquellen umlaufen.

Durch die DE-OS 2 337 204 des gleichen Anmelders ist bereits ein Verfahren zum Aufdampfen mindestens einer Oberflächenschicht auf einer Seite von optischen Trägem, insbesondere Gläser, im Vakuum bekannt geworden, bei welchem eine vorgegebene Anzahl solcher Substrate nach ihrer Be-schichtung innerhalb des gleichen Vakuum-Zyklus aus der Ebene, in welcher die Träger an der Verdampfungsquelle vorbeigeführt werden, heraus und nachfolgend mindestens noch einmal eine gleiche Anzahl weiterer Substrate in diese Ebene hineinbewegt werden, um diese ebenfalls nacheinander an der Verdampfungsquelle vorbeizuführen und innerhalb des gleichen Vakuum-Zyklus auf ihrer einen Seite zu beschichten.

Zur Durchführung dieses Verfahrens, das immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist eine Einrichtung gebräuchlich mit einem unter Vakuum setzbaren Drehtisch, an dessen Umfang eine Mehrzahl Stationen zur lösbaren Befestigung von Substraten angeordnet sind, sowie mit mindestens einer relativ zu den Stationen bewegbaren Verdampfungsquelle. Hierbei ist jede Station mit einer Wendevorrichtung bestückt, an der sich Haltemittel für die lösbare Befestigung von jeweils zwei Substraten befinden, zwischen welchen sich eine Abschirmung erstreckt.

Eine Einrichtung mit solchen Wendeträgem ist nicht nur kompliziert und aufwendig, sondern auch von ungenügender Kapazität.

Andrerseits ist aber auch eine Einrichtung bekannt geworden, welche als Trägermittel sogenannte Kalotten verwendet, welche sich jeweils kuppeiförmig und drehbar im oberen Teil des Rezipienten erstrecken und welche eine Mehrzahl, beispielsweise 36 gleichmässig über die Kalottenfläche verteilte Einspannöffnungen zur Aufnahme der Substrate aufweisen. Eine solche Anordnung ist im US-Patent 4 817 559 des gleichen Anmelders beschrieben und ist dafür bestimmt, Substrate ohne Zwischenbelüftung der Vakuumanlage beidseitig zu beschichten. Abgesehen davon, dass auch bei dieser Anordnung die Halte- und Wendemittel für die Gläser kompliziert und aufwendig sind, ist eine solche Einrichtung zur Durchführung des hier in Frage stehenden Verfahrens nicht geeignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vakuum-Beschichtungsanlage zu schaffen, welche gestattet, eine grosse Anzahl Substrate mit der einen zu beschichtenden Fläche innerhalb eines Vakuum-Zyklus nacheinander an Verdampfungsquellen vorbeizuführen, um dann die Substrate nach ihrer Beschichtung innerhalb des gleichen Vakuum-Zyklus aus der Ebene, in welcher die Substrate an den Verdampfungsquellen vorbeigeführt werden, heraus und nachfolgend mindestens noch einmal eine gleiche Anzahl weiterer Substrate in diese Ebene hineinbewegt werden, um diese ebenfalls nacheinander an den Verdampfungsquellen vorbeizuführen und innerhalb des gleichen Vakuum-Zyklus auf einer Seite zu beschichten, wobei diese Einrichtung von einfachster Bauart und sehr leicht zu handhaben sein soll.

Dies wird erfindungsgemäss zunächst dadurch erreicht, dass die Trägermittel eine Mehrzahl wenigstens angenähert kreissegmentförmige Wendeträger umfassen, die je um 180° um eine Drehzapfenachse wendbar an einer gemeinsamen Drehachse abgestützt sind, wobei jeder Wendeträger beidseitig Trägerflächen aufweist mit Mitteln zum klemmenden Festhalten einer Mehrzahl von einseitig zu beschichtenden, auf der betreffenden Trägerfläche aufliegenden Substraten.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfin-dungsgemässen Anlage ist es dabei von Vorteil, wenn die Mittel zum klemmenden Festhalten der Substrate auf den Trägerflächen des Wendeträgers durch jeweils einen, das Substrat umfassenden und randnahe überlappenden Spannring gebildet sind, der an der betreffenden Trägerfläche aufliegt und dort zweigeteilt um ein Scharnier gegen die Wirkung einer Schiiessfeder aufklappbar ist.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Trägerflächen der Wendeträger je beidseitig aus einer mittleren Flächenpartie heraus zum Rand hin steigend ausgebildet sind.

Femer kann eine weitere Ausgestaltung der er-findungsgemässen Anlage darin gesehen werden, wenn jeder Wendeträger wenigstens teilweise auf einem, mit der Drehachse umlaufenden Ring abgestützt ist und Wendesteuerkurvenmittel trägt, die mit einem, in den Umlaufbereich der Wendeträger temporär hineinbewegbaren Stellstift zusammenwirken.

Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Längsschnitt in schematischer, vereinfachter Darstellung eine Vakuum-Beschichtungs-anlage zum einseitigen Bedampfen mehrerer optischer Substrate;

Fig. 2 in schematischer, schaubildartiger Darstellung und in grösserem Massstab einen erfindungs-gemässen Wendeträger der Anordnung gemäss Fig. 1 in frei kippbarer Ausführung;

Fig. 3 ausschnittweise im Querschnitt und in grösserem Massstab eine erfindungsgemässe Substrat-Halterung beidseitig des Wendeträgers der Anordnung gemäss Fig. 1 ; und

Fig. 4 im Grundriss die Anordnung gemäss Fig. 3 in anderem Massstab.

Die in Fig. 1 beispielsweise veranschaulichte Vakuum-Beschichtungsanlage zum Aufdampfen von Vergütungsschichten auf optische Substrate, beispielsweise hier Kunststoff-Brillengläser 10, um-fasst einen, über eine Vakuum-Pumpe 2 evakuierbaren Rezipienten 1. Im oberen Kammerbereich dieses Rezipienten 1 befinden sich Trägermittel 3 mit einer Mehrzahl, hier zwei erkennbare kreissegmentförmige Wendeträger 33, die je um 180° wend-

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bar an einer gemeinsamen Drehachse 32 abgestützt sind, wobei jeder Wendeträger 33 beidseitig Trägerflächen aufweist mit Mitteln zum klemmenden Festhalten einer Mehrzahl von einseitig zu beschichtenden, auf der betreffenden Trägerfläche aufliegenden Substraten 10, wie das nachfolgend noch näher beschrieben ist.

Im unteren Bereich des Rezipienten 1 ist eine (von mehreren) Verdampfungsquelle 100 angedeutet, die hier eine sogenannte Elektronenstrahlkanone mit einem Heizfaden 15 umfasst, dessen austretende Elektronen nach seiner Erhitzung in einer Fokussie-rungseinrichtung 16 strahlenförmig gebündelt werden. Beispielsweise kann der Elektronenstrahl von einer an negativer Hochspannung liegenden Wolframkathode erzeugt und mit einem geformten Wehnelt-Zylinder vorfokussiert werden. Dieser Elektronenstrahl lässt sich nun durch Umlenkmagnetmittel 13 in einen Tiegel 17 umlenken, in dem sich das Aufdampfmaterial befindet. Dabei kann dem Strahl 11 eine pendelnde und/oder rotierende Bewegung durch weitere magnetfelderzeugende Mittel 14 erteilt werden, um mit dem Elektronenstrahl 11 die ganze Tiegeloberfläche zu bestreichen.

Zum Betreiben bzw. Bedienen der im evakuierten Rezipienten 1 zu bewegenden Apparateteile wie Blenden u. dgl. sind Einrichtungen mit Betätigungsbauteilen notwendig, die von aussen in den Vakuumraum hineinreichen, wie etwa der Drehmechanismus 30 mit dem Motor 31 und die Drehachse 32 für die Trägermittel 3. Alle diese Mittel sind in der Regel von einem Steuerten 20 ansteuerbar.

Im übrigen ist der Aufbau solcher Vakuumaufdampfanlagen soweit bekannt, dass sich eine nähere Konstruktionsbeschreibung erübrigt.

Erfindungswesentlich ist hier zunächst, dass die Trägermittel 3 Wendeträger 33 umfassen, mit etwa kreissegmentförmigen Flächenbegrenzungen.

Diese Wendeträger 33 sind, wie Fig. 1 erkennen lässt, je um 180° wendbar mit der Drehachse 32 umlaufend montiert. Hierbei stützen sich die Wendeträger 33 über Drehzapfen 24 bzw. 24' einerseits am freien, eine Radnabe bildenden, inneren Ende der Drehachse 32 und andrerseits auf einem, mit der Drehachse 32 umlaufenden Ring 22 ab. Dieser Ring 22 ist ähnlich einem Speichenrad durch Radialstege 23 mit der die Nabe bildenden Drehachse 32 drehfest verbunden, wobei sich die Wendeträger 33 jeweils zwischen zwei benachbarten Radialstegen 23 befinden. Für das Wenden der Wendeträger 33 sind am betreffenden Drehzapfen 24' Wende-steuerkurvenmittel 19 in Forni einer Umsteuergabel angeordnet, welche mit einem Stellstift 18 im Wandungsbereich des Rezipienten 1 zusammenwirken, indem sich der Stellstift 18 temporär in den Umlaufbereich der Wendeträger 33 bzw. deren Wende-steuerkurvenmittel 19 hineinbewegen lässt. Der Stellstift 18 kann etwa elektromagnetisch oder hydraulisch oder pneumatisch betätigbar und vom Steuerteil 20 ansteuerbar sein.

Eine solche Wendeanordnung ist durch ihre einfache Konzeption besonders funktionssicher und wartungsfreundlich, lässt sich aber durchaus auch durch andere Steuermittel ersetzen.

Zweckmässig sind die Wendeträger 33 mit deren

Zapfen 24 bzw. 24' an der Drehachse 32 resp. dem Ring 22 lediglich in offene Lagerschalen eingelegt, um die Wendeträger für eine Bestückung leicht herausnehmen bzw. wieder einsetzen zu können. 5 Fig. 2 zeigt im einzelnen einen solchen vorbeschriebenen Wendeträger 33 mit seinen Lagerzapfen 24 und 24', welcher erkennen lässt, dass hier pro Trägerfläche 33', 33" sieben Substrate aufgelegt werden können, was natürlich nicht bindend ist. 10 Erkennbar ist hier zudem, dass die Trägerflächen 33' resp. 33" beidseitig aus einer mittleren Flächenpartie heraus zum Rand hin steigend sind, was gewährleistet, dass alle zu bedampfenden Substratflächen eine optimale Winkelstellung bezüglich der 15 Verdampfungsquelle einnehmen, womit auf allen Substraten ein gleichmässiger Niederschlag erreicht wird.

Ferner weisen die Wendeträger 33, wie erwähnt, auf beiden Trägerflächen 33' und 33" Mittel 8 zum 20 klemmenden Festhalten der aufgelegten, einseitig zu beschichtenden Substrate 10 auf, die hier durch einen, das Substrat 10 umfassenden und gering überlappenden Spannring 4 gebildet sind. Diese Spannringe 4 liegen an der betreffenden Trägerflä-25 che 33' resp. 33" auf und sind dort zweigeteilt um ein Scharnier 5 gegen die Wirkung einer Schliessfe-der 6 zu öffnen. Diese sehr einfache Konstruktion gewährleistet nicht nur eine leichte Handhabung, sondern auch ein sicheres Fixieren der Substrate 30 auf den Trägerflächen. Die leichte Überlappung des Substratrandes verhindert zudem wirksam ein Eindringen von Verdampfungsmedium zwischen Trägerfläche und Substrat.

Aus dem Vorbeschriebenen ergibt sich somit eine 35 Vakuum-Beschichtungsanlage zum einseitigen Aufdampfen von Vergütungsschichten auf optische Substrate, die allen heutigen Anforderungen an solche Einrichtungen zu genügen vermag, insbesondere bezüglich Einfachheit, Bedienungsfreundlichkeit 40 und Fassungsvermögen.

Natürlich sind an der vorbeschriebenen Anlage eine ganze Reihe Modifikationen möglich, ohne dabei den Erfindungsgedanken zu verlassen. Dies bezieht sich sowohl auf die Ausgestaltung der Wende-45 mittel als auch auf die Wendeträger resp. deren Mittel zum klemmenden Festhalten der Substrate auf den Trägerflächen.

Claims

50 Patentansprüche

1. Vakuum-Beschichtungsanlage zum Aufdampfen von Vergütungsschichten auf eine Seite von optischen Substraten, wie Kunststoff-Brillenglä-55 ser, welche auf Trägermittel aufspannbar sind, die in einem evakuierbaren Rezipienten oberhalb von Verdampfungsquellen umlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägermittel (3) eine Mehrzahl wenigstens angenähert kreissegmentförmige Wen-60 deträger (33) umfassen, die je um 180° um eine Drehzapfenachse (24, 24') wendbar an einer gemeinsamen Drehachse (32) abgestützt sind, wobei jeder Wendeträger (33) beidseitig Trägerflächen (33', 33") aufweist mit Mitteln (8) zum klemmenden Fest-65 halten einer Mehrzahl von einseitig zu beschichten-

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den, auf der betreffenden Trägerfläche (33' resp. 33") aufliegenden Substraten (10).

2. Vakuum-Beschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (8) zum klemmenden Festhalten der Substrate (10) auf den 5 Trägerflächen (33', 33") des Wendeträgers (33)

durch jeweils einen, das Substrat (10) umfassenden und randnahe überlappenden Spannring (4) gebildet sind, der an der betreffenden Trägerfläche aufliegt und dort zweigeteilt um ein Scharnier (5) gegen die 10 Wirkung einer Schliessfeder (6) aufklappbar ist.

3. Vakuum-Beschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerflächen (33' resp. 33") der Wendeträger (33) je beidseitig aus einer mittleren Flächenpartie heraus zum Rand 15 hin steigend ausgebildet sind.

4. Vakuum-Beschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wendeträger (33) wenigstens teilweise auf einem, mit der Drehachse (32) umlaufenden Ring (22) abgestützt 20 ist und Wendesteuerkurvenmittel (19) trägt, die mit einem, in den Umlaufbereich der Wendeträger (33) temporär hineinbewegbaren Stellstift (18) zusammenwirken.

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