CN108026636B - 用于涂覆条带形衬底的感应蒸发器、蒸发器系统和蒸发方法 - Google Patents

用于涂覆条带形衬底的感应蒸发器、蒸发器系统和蒸发方法 Download PDF

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Abstract

在用于涂覆在涂覆平面中移动的条带形衬底的已知的蒸发器系统中，提供由多个感应蒸发器形成的蒸发器组，所述感应蒸发器各自包括用于保持将要被蒸发的涂覆材料的器皿和围绕所述器皿的感应加热线圈。高频发生器用来将加热交流电馈送到所述感应加热线圈中，由此生成初级电磁场，电磁场通过感应耦合使所述器皿加热。致动装置用来使得可能对所述加热线圈中的每一个单独地设定所述加热的交流电。为了确保所述蒸气沉积层的高度均匀性和不含瑕疵性的再现性，提议以如下方式修改所述已知的蒸发器：将感应反绕组分配给所述加热线圈的上部端部和/或下部端部，可将相反的交流电馈送到所述反绕组中，从而使得可能生成部分地中和所述初级电磁场的次级电磁场。

Description

用于涂覆条带形衬底的感应蒸发器、蒸发器系统和蒸发方法
技术领域
本发明涉及用于用涂覆材料涂覆在涂覆平面中移动的条带形衬底的蒸发器系统，包括：
·蒸发器组，所述蒸发器组包括多个感应蒸发器，所述多个感应蒸发器布置在所述涂覆平面的下方并且所述多个感应蒸发器各自包括用于接收将要被蒸发的所述涂覆材料的坩埚和围绕所述坩埚的感应加热线圈，
·高频发生器，所述高频发生器用来将加热的交流电馈送到所述感应加热线圈中并且生成初级电磁场，所述初级电磁场通过感应耦合加热所述坩埚，
·以及设定装置，所述设定装置使得可能对所述加热线圈中的每一个单独地设定所述加热的交流电。
此外，本发明涉及用于在这种蒸发器系统中使用的、具有用于接收将要被蒸发的涂覆材料的坩埚和围绕所述坩埚的感应加热线圈的感应蒸发器。
此外，本发明涉及用于通过蒸发用涂覆材料涂覆条带形衬底的方法。
需要具有对氧气、水蒸气和芳香剂有良好阻挡效果的包装材料用于包装食品。这些经常由(例如由铝制成的)薄阻挡层的蒸气沉积在箔片形或条带形半成品(衬底)上产生。通常将聚合物材料的保护层应用到金属阻挡层。对于希望具有透明性和低微波吸收性的应用，生产基于金属氧化物(尤其SiO2、Al2O3和MgO)的阻挡层。
热蒸发过程(物理蒸气沉积；简言之：PVD)用于产生这类涂层。在这一类过程中，将要被蒸发的材料在蒸发器中被加热使得它改变成气态并且蒸发的材料颗粒作为层凝结在定位在蒸发器上方的衬底上。
基本要求是衬底上的层厚度应尽可能均匀。蒸发间隙、即所谓的针孔，对于在食品行业中(例如在容器纸箱上的阻挡层的产生中)使用是不可接受的。在具有电容器箔片的情况下，就标称上相同的电容器而言，不匀称的涂层厚度导致电学上不同的性能数据。
背景技术
对于大宽度的条带和箔片的连续蒸发，EP 0 474 964B1提出蒸发器系统，在所述蒸发器系统中大量的相同类型的蒸发器被组合以形成所谓的蒸发器组。蒸发器被设计为具有伸长形状的坩埚，其被称为“蒸发器船”。它们由导电材料制成并且可因此由直流电流通路加热。蒸发器船等距地布置成至少两个平行行，其垂直于条带形衬底的条带延伸方向延长并且一起形成窄的涂覆区。邻近行的蒸发器船被设定“间隙”。使蒸发器船倾斜的更加复杂的布置例如在WO 2008064894 A2中被描述。
蒸发器在蒸发器组内的空间布置确定蒸发器叶片叠加的方式。目的是在衬底的整个宽度上实现尽可能均匀的层厚度分布。理想地，这导致在最大层厚度与最小层厚度之间具有最小可能的差值的波形涂层轮廓。上文描述的偏置成“间隙”减少了蒸气原子与彼此的撞击次数(蒸气原子的自由路径长度近似为3mm)并且因此减少了蒸发器叶片的相互作用。这进而导致将要被蒸气沉积的层具有更高的均匀性。
然而，除了蒸发器的空间布置之外，涂层轮廓受到外部影响(诸如边缘效应、温度分布和单个蒸发器的单个发射特性)的影响。另外的复杂因素是条带形衬底在蒸发器组上方以高的速度移动。这导致对蒸发器组中的单个蒸发器船的蒸发速率进行调整的高需求。
对用于使铝蒸发的蒸发器船的蒸发速率的这种单个控制从DE 44 04 550 C2已知。所述控制的设定点是总电阻，所述总电阻由蒸发器船和包含在其中的金属材料的电阻总和产生。此外，涂层的层厚度被连续地确定。控制器的控制值是被施加给蒸发器船的电功率，或更精确地，操作电压。如果例如由于太高的填充水平或更高的条带行进速度(其对层的厚度并且因此间接地对填充水平具有影响)而使总电阻下降，那么这一类电压增加。
替代电阻加热的蒸发器船，在现代蒸发设备中使用所谓的“感应蒸发器”，在所述现代蒸发设备中，高频电压(在中频或高频范围中)借助于高频发生器生成并且被馈送到加热线圈中，通过所述加热线圈，加热热量通过高频交变场的电磁感应直接地耦合到坩埚中或围绕坩埚的承受器中。借助于感应蒸发器，如例如在JP S60152670 A中所描述，与电阻加热相比，更高的熔化温度可被实现，使得甚至高熔化涂覆材料(诸如上文提及的氧化材料)可被蒸发。
US 2013/186339 A1涉及用于用涂覆材料涂覆在涂覆平面中移动的条带形衬底的蒸发器系统，所述蒸发器系统包括感应蒸发器，所述感应蒸发器具有用于接收将要被蒸发的材料的坩埚，所述蒸发器系统包括由上部线圈和下部线圈组成的两件式感应线圈，其中所述上部线圈和所述下部线圈以相反方向缠绕。
JP 2007 270297 A描述具有传送器的真空蒸发器系统，所述传送器用于沿垂直于运送方向布置的一行或多行蒸发源反向运送涂覆平面中的衬底。
甚至在具有配备有感应蒸发器的蒸发器组的情况下，蒸发器的加热并且具体地蒸发速率可被单独地调节或控制并且彼此独立，以便能够单独地调整将要被涂覆的衬底的宽度上方的蒸发和涂覆速率。然而，已经发现常见的控制测量不足以以可再现的方式确保蒸气沉积层的均匀性和无瑕疵性。
发明内容
因此，本发明的目的是提供配备有感应蒸发器的蒸发器系统，借助于所述感应蒸发器，高质量的蒸气沉积层可被再现地实现，并且指示感应蒸发器特别适用于蒸发器系统。
本发明的目的还是以如下方式修改已知的蒸发方法：使其能够进行由均匀性和无瑕疵性表征的蒸气沉积涂层的可再现的生产。
至于蒸发器系统，根据本发明实现始于上文提及类型的系统的这一类目的在于将感应反绕组分配给加热线圈的上部端部和/或下部端部，可将相反的交流电馈送到所述反绕组中，从而使得可能生成部分地中和初级电磁场的次级电磁场。
在蒸发器组中，感应蒸发器尽可能接近于彼此定位以便实现均匀涂覆并且通常布置在一行或两个并行行中。已经发现，对已知蒸发器系统中的感应蒸发器进行单个调节或控制中存在的上文提及的困难归因于如下事实：蒸发器的电磁场彼此影响。本发明的基本发现在于感应蒸发器中线圈电流的电流、电压或频率的变化更改其电磁场，但同时也影响邻近感应蒸发器的电磁场。原因是感应蒸发器的电磁场对蒸发器叶片的尺寸和形状(即，来自相应蒸发器的涂覆材料蒸气的局部分布)也是决定性的。然而，这意味着对单一感应蒸发器的蒸发器叶片的蓄意修改同时导致对邻近蒸发器叶片的不想要的和通常难以管理的修改并且它们的修改进而影响相邻蒸发器叶片(包括蓄意地修改的蒸发器叶片)。这一类耦合最终可导致如下境况：由于单一感应蒸发器中小的校正，整个蒸发器组的磁场特性以不可预测和不可再现的方式改变。
蒸发器叶片受单个感应蒸发器的所描述的磁耦合和电耦合的相互影响损害可控制性并且易于导致不匀称层厚度分布。这一类问题由如下事实而被加剧：感应蒸发器接近于彼此定位以利于尽可能均质的涂层。感应线圈之间的距离通常为30mm至40mm。
为了减轻问题，蒸发器组中的一些并且优选全部感应蒸发器关于根据本发明的蒸发器系统中它们的能量供应装备具有下列特征：
(1)被供应给加热线圈的电功率是单独地可控制的或可调整的。
(2)面向涂覆平面的加热线圈的上部前面端部或面向远离涂覆平面的加热线圈的下部前面端部或加热线圈的两个端部直接地或间接地(通过中间元件)邻近于适于生成电磁场的元件。其他元件优选被设计为线圈、螺线或简单绕组并且在此称为“反绕组”。
虽然加热线圈的初级电磁场主要地用来加热坩埚或围绕坩埚的承受器，但是感应反绕组的次级电磁场实现限制加热线圈的电磁场的目的。这一类效应在下文还被称为“缩窄”。
在理想的情况下，缩窄并不影响加热所需要的一部分电磁场并且所述部分并不是这一类目的所需要的，并且在相邻线圈的电磁场方向上的点(在下文也被称为“寄生部分”)完全被消除。在真实系统中，加热线圈的电磁场的寄生部分被减少并且加热线圈的电磁场在外侧被部分地中和。初级电磁场或多或少被往回推动，这取决于次级电磁场的浓度(strength)。
为了生成次级电磁场，将相反的交流电馈送到感应反绕组中，所述电流不同于加热线圈的交流电，优选关于其浓度、频率或相位，尤其关于其在空间中的方向。如果加热线圈中的交流电的空间方向和反绕组中的交流电的空间方向在相反方向上延伸，那么电磁场在场线在相反方向上延伸的情况下形成，这使彼此部分地中和。相反的交流电由加热线圈和反绕组的绕组的相反布置，或--在具有相同旋转方向的加热线圈和反线圈的情况下--通过在相应地其他端部处(即，在加热线圈的绕组和反绕组的上部端部处或下部端部处)馈送交流电引起。
初级电磁场的所描述的缩窄使得可能减少单个感应蒸发器的相互作用和耦合。因此，蒸发器组的单个蒸发器的单个功率调整可在对其他蒸发器不具有任何显著反馈的情况下进行，这显著地提高在不具有高的另外的成本的情况下到目前为止已经实现的涂覆质量。
供应至反绕组的电功率可独立于供应至加热线圈的电功率而被调整。然而，如果在两个电功率之间存在预定的耦合也已经被证明是有利的。如果加热的交流电和相反的交流电具有相同频率，那么加热线圈的电磁场的缩窄由于部分中和而特别成功。这可由于如下事实而容易地被实现：加热线圈和反绕组可连接到相同的高频发生器，电连接到彼此，或者相反的交流电可在加热线圈与反绕组之间感应地生成。在后两种情况下，反绕组并不具有其自己的电源。
通过使加热线圈的电磁场缩窄，仅外部场但优选地不是加热坩埚所需的内部场应该被中和。中和的程度和范围可受反绕组距加热线圈的前面端部的距离以及受反绕组的电功率影响。在最简单的情况下，反绕组是单绕的或双绕的并且加热线圈是多绕的。在反绕组与加热线圈之间的距离优选是可变的。如果加热线圈和反绕组具有公共电源(例如，通过形成单件式部件)，那么处于两侧上的绕组的数量比基本上确定中和的程度和范围。
为了使初级电磁场在两侧上进行特别有效的缩窄，已经示出，如果将上部感应反绕组分配给加热线圈的上部端部并且将下部感应反绕组分配给加热线圈的下部端部是有利的。
在具有特别简单的设计的情况下，加热线圈、上部反绕组和下部反绕组串联连接。
两侧上的加热线圈和反绕组优选被设计为具有公共电源的整体式线圈部件。在线圈的中心轴线的方向上，在与加热线圈的方向(例如，逆时针)相反的方向(例如，顺时针)上观看，馈送到线圈部件中的电交流电在反绕组中延伸。
在替代性设计的情况下，加热线圈、上部反绕组和下部反绕组串联连接，并且上部反绕组和下部反绕组在此并行于彼此连接。在此，加热线圈和反绕组形成单独部件。在使用相同设计的情况下，并行连接在反绕组中产生相同电流强度并且因此在初级电磁场的两侧上还产生近似同等有效的次级电磁场。这一类电路布置促进对镜像对称的电磁场进行调整；其中镜像平面并行于涂覆平面。
只要感应蒸发器被连接，根据本发明实现始于具有上文提及类型的特征的感应蒸发器的上文提及的技术目的在于将感应反绕组分配给加热线圈的上部端部和/或下部端部。
在根据本发明的感应蒸发器中，元件在加热线圈的上部前面端部处或加热线圈的下部前面端部处或加热线圈的两个端部处被提供，所述元件适于生成电磁场并且在此被称为“反绕组”。反绕组优选被设计为线圈、螺线或简单线圈绕组。所述反绕组与加热线圈直接电接触和机械接触，或形成单独部件。
虽然加热线圈用来生成初级电磁场以主要地用于加热坩埚或围绕坩埚的承受器，但是感应反绕组服务于生成能够限制初级电磁场的次级电磁场的目的。关于在形成感应蒸发器的电磁场时的这一类“缩窄”的效应，参考上文关于根据本发明的蒸发器系统的解释。根据本发明的感应蒸发器被设计并且具体地适于在这一类蒸发器系统中使用。
为了生成次级电磁场，将相反的交流电馈送到反绕组中，所述电流不同于加热线圈的交流电，优选关于其浓度、频率或相位，尤其关于其在空间中的方向。如果在加热线圈中的交流电的方向和反绕组中的交流电的方向在空间上相反(即，具有不同旋转方向)，那么形成具有相反的场线的电磁场，所述相反的场线彼此部分地被中和。相反的交流电由加热线圈和反绕组的相反的绕组引起，或--在具有相同旋转指向的加热线圈和反线圈的绕组的情况下--通过在相应的绕组的另一端部(即，上部端部处或下部端部)处馈送相应的交流电引起。
供应至反绕组的电功率可独立于供应至加热线圈的电功率而被调整。然而，如果在两个功率之间存在某种耦合也已经被证明是有利的。以此方式，如果加热的交流电和相反的交流电具有相同频率，那么加热线圈的电磁场的缩窄由于部分中和而特别成功。这可由于如下事实而容易地被实现：加热线圈和反绕组可连接到相同的高频发生器，电连接到彼此，或者相反的交流电可在加热线圈与反绕组之间感应地生成。在后两种情况下，反绕组并不具有其自己的电源。
在最简单的情况下，反绕组是单绕的或双绕的并且加热线圈是多绕的。
为了使初级电磁场进行特别有效的两侧式缩减，已经示出，如果将上部感应反绕组分配给加热线圈的上部端部并且将下部感应反绕组分配给加热线圈的下部端部是有利的。
在蒸发器的这一类实施方案中，加热线圈、上部反绕组和下部反绕组串联连接。
两侧上的加热线圈和反绕组优选被设计为具有公共电源的整体式线圈部件。在线圈的中心轴线的方向上、在与加热线圈的方向(例如，逆时针)相反的方向(例如，顺时针)上观看，馈送到线圈部件中的电交流电在反绕组中延伸。
在反绕组与加热线圈之间的距离优选是可变的。
关于用于通过蒸发用涂覆材料涂覆条带形衬底的方法，上文提及的技术目标由包括根据本发明的下列方法步骤的方法实现：
(a)在涂覆平面中运送衬底，
(b)提供蒸发器组，所述蒸发器组包括多个感应蒸发器，所述多个感应蒸发器布置在所述涂覆平面的下方并且各自包括用于接收将要被蒸发的涂覆材料的坩埚和围绕坩埚的感应加热线圈，
(c)使用高频发生器加热和蒸发涂覆材料，所述高频发生器用来将加热的交流电馈送到感应加热线圈中并且生成初级电磁场，所述初级电磁场通过感应耦合加热坩埚，
(d)对加热线圈中的每一个单独地调整加热的交流电，
其中感应蒸发器被使用，其中感应反绕组分别被分配给感应加热线圈的上部端部和/或下部端部，可将相反的交流电馈送到所述反绕组中并且从而生成部分地中和初级电磁场的次级电磁场。
在根据本发明的涂覆方法中，将要被涂覆的条带形衬底在蒸发器组上方延伸的水平涂覆平面中连续地移动。这一类库配备有多个感应蒸发器，所述多个感应蒸发器通常布置成一行或若干行，如根据用于蒸发器船的现有技术已知；具体地，邻近行的感应蒸发器可布置成相对于彼此中心地偏置。感应蒸发器的蒸发速率在蒸发过程期间通过调节或控制加热的交流电而被单独地和独立地调整。感应蒸发器的电磁场可彼此影响。例如，感应蒸发器中的一个中的加热的交流电的电流、电压、频率或相位的改变可改变其电磁场，这还影响邻近感应蒸发器的电磁场。然而，感应蒸发器的电磁场对蒸发器叶片的尺寸和形状(即，来自相应蒸发器的涂覆材料蒸气的局部分布)也是决定性的。然而，这意味着对单一感应蒸发器的蒸发器叶片的蓄意修改同时造成对邻近蒸发器叶片的不想要的和通常难以管理的修改，由此它们的修改进而影响它们的相邻蒸发器叶片(包括蓄意地修改的蒸发器叶片)。由于对单一感应蒸发器进行小的校正，这一类耦合可最终导致整个蒸发器组的磁场特性以不可预测的和不可再现的方式改变。
蒸发器叶片受单个感应蒸发器的所描述的磁耦合和电耦合对彼此的相互影响损害加热的交流电的可控制性并且易于导致不匀称层厚度分布。为了减轻问题，根据本发明的方法使用蒸发器组，在所述蒸发器组中一些或优选全部感应蒸发器具有除它们的单个可控制性之外的下列特殊特征：
面向涂覆平面的加热线圈的上部前面端部或面向远离涂覆平面的加热线圈的下部前面端部或加热线圈的两个端部直接地或间接地(通过中间元件)邻近于适于生成电磁场的反绕组。反绕组优选被设计为线圈、螺线或简单绕组。
虽然加热线圈的初级电磁场主要地用来加热坩埚或围绕坩埚的承受器，但是感应反绕组的次级电磁场服务于限制加热线圈的电磁场的目的。这一类效应在此还被称为“缩窄”。
在理想的情况下，缩窄并不影响加热所需要的一部分电磁场并且所述部分并不是这一类目的所需要的，并且在相邻线圈的电磁场方向上的点(在此也被称为“寄生部分”)完全被消除。在真实系统中，外部场的初级电磁场的寄生部分被部分地中和。初级电磁场或多或少被往回推动，这取决于次级电磁场的浓度。
为了生成次级电磁场，将相反的交流电馈送到感应反绕组中，所述电流不同于加热的交流电，优选就在浓度、频率或相位，尤其关于其在空间中的方向方面。如果在加热线圈中的交流电力的方向和反绕组中的交流电的方向在空间上相反(即，具有不同旋转方向)，那么电磁场被形成具有相反的场线，所述相反的场线彼此部分地被中和。空间上相反的交流电由加热线圈和反绕组的绕组的相反布置，即由线圈绕组--从电流进入的角度观看--顺时针延伸一次并且逆时针延伸一次引起，或--在加热线圈和与所述加热线圈隔开的反线圈的并行线圈绕组的情况下--通过在相应绕组的另一端部处(上部端部处或下部端部处)馈送相应的交流电引起。
初级电磁场的所描述的缩窄使得可能减少单个感应蒸发器的相互作用和耦合。因此，蒸发器组的单个蒸发器的单个功率调整可在对其他蒸发器不具有任何显著反馈的情况下进行，这显著地提高在不具有高的另外的成本的情况下到目前为止已经实现的涂覆质量。
理想地，根据本发明的方法使用根据本发明的蒸发器系统和感应蒸发器执行。
供应至反绕组的电功率可独立于供应至加热线圈的电功率而被调整。然而，如果在两个功率之间存在某种耦合链接也已经被证明是有利的。以此方式，如果加热的交流电和相反的交流电具有相同频率，那么加热线圈的电磁场的缩减由于部分中和而特别成功。这可由于如下事实而容易地被实现：加热线圈和反绕组可连接到相同的高频发生器，电连接到彼此，或者相反的交流电可在加热线圈与反绕组之间感应地生成。在后两种情况下，反绕组并不具有其自己的电源。
通过使加热线圈的电磁场缩减，仅外部场但优选地不是加热坩埚所需的内部场应该被中和。因此，由相反的交流电生成的电磁场优选比由加热的交流电生成的电磁场微弱的多。中和的程度和范围可受反绕组距加热线圈的前面端部的距离以及受反绕组的电功率影响。因此，在反绕组与加热线圈之间的距离优选是可变的。
当相反的交流电的电流强度对应于加热的交流电的电流强度的2/3的最大值时被证明是值得的。这导致次级电磁场比初级电磁场具有更低的强度。强度被理解为由高频电流在相应加热线圈/反绕组中生成的场的浓度。
为了使初级电磁场在两侧上进行特别有效的缩减，已经示出，如果将上部感应反绕组分配给加热线圈的上部端部并且将下部感应反绕组分配给加热线圈的下部端部是有利的。
优选地，加热线圈、上部反绕组和下部反绕组串联连接。两侧上的加热线圈和反绕组优选被设计为具有公共电源的整体式线圈部件。馈送到线圈部件中的电交流电在反绕组中延伸--在线圈中心轴线的方向上可见--在与加热线圈的方向(例如，逆时针--从电流进入的角度可见)相反的方向上(例如，顺时针--从电流进入的角度可见)。
附图说明
本发明基于实施方案和专利附图在下文更加详细地解释。在详细地示意性表示的附图中：
图1以透视图的形式示出根据本发明的用于涂覆条带形衬底的蒸发器系统的实施方案，
图2以侧视图的形式示出蒸发器系统的截面，
图3以透视图的形式示出根据现有技术的感应蒸发器以及它们相应的电磁场的布置，
图4以透视图的形式示出根据本发明的感应蒸发器以及它们相应的电磁场的布置，
图5示出解释在相反的感应线圈区域叠加时电磁场的场分布的改变的简图，并且
图6示出解释根据本发明的方法中的层厚度控制的块图。
具体实施方式
图1示意性地示出用于涂覆条带形衬底9(出于对蒸发器系统的更好的可辩认性的益处在图1中省去；参见图2)的感应蒸发器系统1。蒸发器系统1配备有具有布置在真空腔室中的总数为17个完全相同的感应蒸发器10的蒸发器组。
图2示出感应蒸发器10的细节。感应蒸发器10中的每一个包括用于接收将要被蒸发的物质17的石墨坩埚2和用于感应加热的感应线圈4。石墨坩埚2由氧化铝(7)和石墨毡(8)的热绝缘层围绕。水冷却的感应线圈4位于石墨坩埚2与最外侧的热绝缘层8之间。图1的透视图示出用于由铜管制成的感应线圈4的馈电线5。
馈电线5中的每一个延伸到高频发生器62(参见图6)，所述高频发生器62在图1中由接线盒6示意性地表征。每个感应蒸发器10可通过其高频发生器62和控制单元63(参见图6)单独地控制。石墨坩埚2借助于高频发生器62通过在大约10kHz的频率下和10kW至20kW的功率范围中通过馈电线6将高频交流电馈送到相应的感应线圈4中来感应地加热。感应器电流大约为330A。电流源(电流和电压)借助于控制单元63针对每个感应蒸发器10是单独地可调整的。频率针对单个感应蒸发器可以相同或不同。
感应蒸发器10布置成两个并行行，一行中的感应蒸发器10布置成与另一行的感应蒸发器10中心地偏置。在感应线圈4之间的最小距离大约为35mm。石墨坩埚2的中心距离--被测量为在涂覆平面12(以参考数字12指示；还参见图2)上突出的距离“x”是160mm。
图2的图示示出导引衬底9涂覆在水冷却的涂覆辊11上。蒸发器单元1的蒸发器行由相对于彼此偏置布置的一对感应蒸发器10表征。衬底9是用于食品包装的箔片或硬纸板。条带形衬底9连续地经过感应蒸发器10上方的涂覆平面12，如由方向箭头13所指示。蒸发器单元1用来使薄膜蒸气沉积在例如由铝制成的一侧上。
蒸气沉积的薄膜的厚度连续地以光学的方式或以电学的方式测量。用薄膜涂覆的衬底9经过光学或电学测量装置，所述光学或电学测量装置在运送方向13上布置在蒸发器系统1的下游。测量装置包括许多层厚度传感器14(其对应于感应蒸发器10的数量)，所述许多层厚度传感器14匀称地分布在衬底网的整个宽度上，并且所述许多层厚度传感器14各自连接到控制单元63(参见图6)。每个层厚度传感器14包括位于衬底9的一侧上的发送器15和位于衬底的相反侧上的检测器16。将每个层厚度传感器14精确地分配给一个感应蒸发器10。在衬底的宽度上可见的局部位置在由被分配给层厚度传感器14的感应蒸发器10生成的蒸发叶片的中心处对齐；层厚度传感器14的中心距离还对应于感应蒸发器10的中心距离“x”。
图3示出当先前在感应蒸发器中被使用时的一组感应线圈20(将石墨坩埚和热绝缘性排除在外)。这些感应线圈包括具有功率连接5的多绕组的简单铜管线圈。由感应线圈20生成的电磁场21彼此强烈地影响，这由大的交叠区域22指示。
相比较而言，图4示出用于在根据本发明的感应蒸发器10(也不具有石墨坩埚和热绝缘性)中使用的一组代表性感应线圈4。这些感应线圈4包括由铜管制成的三重线圈，从底部到顶部观看，下列线圈区域由所述三重线圈缠绕，所述三重线圈在它们的旋转指向上彼此不同：具有第一旋转指向的下部反绕组31；具有第二旋转指向的实际加热线圈32，所述第二旋转指向不同于第一旋转指向；以及上部反绕组33，所述上部反绕组33反过来在第一旋转指向上缠绕。下部反绕组31设置在实际加热线圈32的下部前侧处。它仅示出一个单一完整绕组，其在与加热线圈32相反的方向上延伸并且以U形弧形终止在其中。加热线圈32由多个绕组制成(在实施方案中，存在九个完整绕组)并且它进而通过处于相反的和单一绕组的上部反绕组33中的另外的U形弧形终止在其上部前面端部处。上部反绕组和下部反绕组31、33各自生成比较弱的电磁场36，所述比较弱的电磁场36在与加热线圈32的场37相反的方向上。这一类并列模式导致加热线圈32的电磁场缩窄，使得邻近感应线圈4的场不存在或存在更少的相互影响，其在图4中由不存在交叠区域38指示。
交叠区域的差异在图5的简图中示意性地示出。对于两个相应地邻近感应线圈，单个线圈区域(31、32、33)的磁场浓度被绘制在x轴上，并且距实际加热线圈(32)的中心的距离被绘制在y轴上。下部反绕组31、实际加热线圈32和上部反绕组33的位置被标记。具有点线的曲线40示意性地表示如图2中所示的加热线圈(即，不具有上部反绕组和下部反绕组)的磁场浓度的行进路线。这导致邻近感应线圈的磁场(40)的磁场线的宽的分布和大的交叠区22。
实线41表示如当加热线圈的磁场(如由曲线40所指示)由反绕组31和33引起的相反的磁场42、43叠加时获得的磁场浓度进展。这导致原始电磁场(曲线40)缩窄和使邻近电磁场具有显著更小的叠加区38。交叠区22和38的区域尺寸在所有情况下被认为是对两侧上的电磁场的相互作用的范围的测量。这一类相互作用在两侧上缩窄的电磁场中比尚未缩窄的场中显著地较不明显。
因此，这一类缩窄减少了单个感应蒸发器10与彼此的相互作用和耦合。这允许蒸发器组的单个蒸发器10的单个功率调整在对其他蒸发器不具有任何显著反馈的情况下进行，这显著地提高在不具有高的另外的成本的情况下到目前为止已经实现的涂覆质量。
图6中的块图示意性地示出作为实例使用三个完全相同的单元，蒸发器单元1的感应线圈4的功率输出的结构和控制。感应蒸发器10中的每一个具有水冷却的、三件式感应线圈4。这一类线圈由铜管缠绕并且具有下列线圈区域：具有逆时针绕组方向(从电流进入的角度观看)的下部反绕组31，具有顺时针绕组方向的实际加热线圈32，以及具有逆时针绕组方向的上部反绕组33。馈电线通过电容器61各自连接到交流电发生器62。蒸发器单元中的全部交流电发生器62连接到中心控制单元63。将由单个层厚度传感器14得到的层厚度测量的测量数据通过数据线64馈送到控制单元63中。基于数据，单个交流电发生器62通过控制线65单独地被控制。
单个感应线圈4的电磁场表示功率控制的干扰变量，所述功率控制的干扰变量在图6中由双向方向箭头66示意性地表征，所述功率控制的干扰变量然而在真实系统中对全部邻近电磁场具有更大或更小影响。交流电发生器的数量还可低于感应蒸发器的数量。在替代性优选实施方案中，替代感应蒸发器10中的每一个的单个电源(62)，公共交流电发生器因此被提供用于全部感应蒸发器或感应蒸发器中的一些的电源；在最简单的情况下，单一交流电发生器是足够的。然而，为了能够保证对感应蒸发器的热容量进行单个控制，在这些情况下交流电发生器或交流电发生器中的每一个配备有呈所谓的磁放大器形式的电力分支，所述电力分支的数量对应于感应蒸发器的数量。
根据本发明的方法的实例在下文参考附图更加详细地解释。
蒸发器单元1用来将铝层应用到包装箔片9。石墨坩埚2用铝填充并且使用单个高频发生器62和感应线圈4加热至大约1400℃的温度。感应器电流每次近似330A，频率10kHz。蒸发器组的单个感应蒸发器10的功率单独地被调整。所述功率通过调节电功率通过控制单元63在10kW至20kW的范围中控制。
将要被涂覆到蒸发器单元1的包装箔片的馈送速度是10m/s。铝层的给定的目标层厚度是10。感应蒸发器10的单个功率控制基于层厚度测量值。测量单元14一检测到下降到低于目标层厚度，供应至相应感应蒸发器10的电功率就单独地增加。相反，如果目标层厚度超出，那么相应感应蒸发器10的功率单独地减少。
这个单个功率改变引起相应感应蒸发器10的电磁场改变，以及蒸发速率改变。由于使用具有反绕组31、33的感应线圈4(如上文基于图4至图6所解释)，电磁场的改变比如果感应蒸发器在不具有反绕组的情况下使用的情况对邻近电磁场具有显著更小的影响。这意味着每个感应蒸发器的蒸发速率可单独地被优化，而无需对其他感应蒸发器的蒸发速率产生不想要的反馈。

Claims (15)

1.用于用涂覆材料(17)涂覆在涂覆平面(12)中移动的条带形衬底(9)的蒸发器系统，包括：
蒸发器组，所述蒸发器组包括多个感应蒸发器(10)，所述多个感应蒸发器(10)布置在所述涂覆平面(12)的下方并且所述多个感应蒸发器(10)各自包括用于接收将要被蒸发的所述涂覆材料(17)的坩埚(2)和围绕所述坩埚(2)的感应加热线圈(4、32)；
高频发生器(62)，所述高频发生器(62)用来将加热的交流电馈送到所述加热线圈(4、32)中并且生成初级电磁场(37)，所述初级电磁场(37)通过感应耦合加热所述坩埚(2)；以及
设定装置(63)，所述设定装置(63)用来对所述加热线圈(4、32)中的每一个单独地设定所述加热的交流电，
其特征在于将感应反绕组(31、33)分配给所述感应加热线圈(4、32)的上部端部和/或下部端部，可将相反的交流电馈送到所述反绕组中，从而使得可能生成部分地中和所述初级电磁场的次级电磁场(36)。
2.如权利要求1所述的蒸发器系统，其特征在于由所述次级电磁场(36)部分中和可由所述相反的交流电的方向、浓度或频率调整。
3.如权利要求1所述的蒸发器系统，其特征在于所述相反的交流电在空间上具有与所述加热的交流电的空间方向相反的方向。
4.如权利要求1至3中任一项所述的蒸发器系统，其特征在于所述感应加热线圈(4、32)和所述反绕组(31、33)形成连接到所述高频发生器(6)的整体部件(4)。
5.如权利要求1至3中任一项所述的蒸发器系统，其特征在于所述反绕组(31、33)是单绕的或双绕的并且所述加热线圈(32)是多绕的。
6.如权利要求1至3中任一项所述的蒸发器系统，其特征在于将上部感应反绕组(33)分配给所述加热线圈(32)的上部端部，并且将下部感应反绕组(31)分配给所述加热线圈(32)的下部端部。
7.感应蒸发器，用于在如权利要求1所述的蒸发器系统中使用，该感应蒸发器包括用于接收将要被蒸发的涂覆材料(17)的坩埚(2)和围绕所述坩埚(2)的感应加热线圈(4、32)，其特征在于将感应反绕组(31、33)分配给所述加热线圈(32)的所述上部端部和/或所述下部端部。
8.如权利要求7所述的感应蒸发器，其特征在于所述反绕组(31、33)是单绕的或双绕的并且所述加热线圈(32)是多绕的。
9.如权利要求7所述的感应蒸发器，其特征在于将上部感应反绕组(33)分配给所述加热线圈(32)的所述上部端部，并且将下部感应反绕组(31)分配给所述加热线圈(32)的所述下部端部。
10.如权利要求9所述的感应蒸发器，其特征在于所述加热线圈(32)、所述上部反绕组和所述下部反绕组(31、33)串联连接。
11.用于用涂覆材料(17)涂覆条带形衬底(9)的方法，所述方法包括如下步骤：
(a)在涂覆平面(12)中运送所述衬底(9)，
(b)提供蒸发器组，所述蒸发器组包括多个感应蒸发器(10)，所述多个感应蒸发器(10)布置在所述涂覆平面(12)的下方并且所述多个感应蒸发器(10)各自包括用于接收将要被蒸发的所述涂覆材料(17)的坩埚(2)和围绕所述坩埚(2)的感应加热线圈(4)，
(c)使用高频发生器(62)加热和蒸发所述涂覆材料(17)，所述高频发生器(62)用来将加热的交流电馈送到所述感应加热线圈(4)中并且生成初级电磁场(37)，所述初级电磁场(37)通过感应耦合加热所述坩埚(2)，
(d)对所述加热线圈(4)中的每一个单独地调整所述加热的交流电，
其中感应蒸发器(10)被使用，其中感应反绕组(31、33)分别被分配给所述感应加热线圈(32)的上部端部和/或下部端部，可将相反的交流电馈送到所述反绕组中并且从而生成部分地中和所述初级电磁场(37)的次级电磁场(36)。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于由所述次级电磁场(36)部分中和由所述相反的交流电的方向、浓度或频率调整。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述相反的交流电在空间上具有与所述加热的交流电的空间方向相反的方向。
14.如权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于所述加热的交流电和所述相反的交流电具有相同频率。
15.如权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于如下两者：所述加热线圈(32)的所述上部端部与上部感应反绕组(32)相关联，并且所述加热线圈(32)的所述下部端部与下部感应反绕组(31)相关联。
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