CN1332063C - 带有一个真空室和一个涂覆辊的带材涂层装置 - Google Patents

带有一个真空室和一个涂覆辊的带材涂层装置 Download PDF

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Abstract

一种具有一真空室(1)的带材涂覆装置，其在一后壁(18)与至少一个可取下的封闭板(22)之间具有一个边框(20)，该边框带有一个平面的盖(10)，在真空室(1)中至少具有一个导辊(12、13、14、15)和一个涂覆辊(9)，该涂覆辊带有一根轴(A)，还具有至少一个涂覆源(39a、39b、39c)。为了减小结构高度和宽度，并使带材运行路径易于观察和调节，并避免在涂覆辊的区域内形成颗粒，按照本发明，所述至少一个导辊(12、13、14、15)及其涂覆辊(9)的朝向封闭板(22)的端部利用带有轴承的支撑件(16、17和19)固定在盖(10)上，真空室(1)中涂覆辊(9)下面的空间没有支撑件。所述至少一个导辊(12、13、14、15)和涂覆辊(9)的远离封闭板(22)的端部支撑在后壁(18)上，或者，所述至少一个导辊(12、13、14、15)和涂覆辊(9)的远离封闭板(22)的端部支撑在后壁(18)前的支撑件上和盖(10)上。

Description

带有一个真空室和一 个涂覆辊的带材涂层装置
技术领域
本发明涉及一种带材涂覆装置，其具有一个真空室，该真空室在一个后壁与至少一个可取下的封闭板之间有一个边框，该边框带有一个平面的盖，在真空室中有至少一个导辊和一个带轴涂覆辊，以及至少一个涂覆源。
背景技术
作为带材或基片，在此涉及金属、塑料、纸张和/或连接材料的薄膜。涂覆源例如为蒸发器、带或不带磁场增强器的溅射阴极、气体源等等，通过输送中性的或惰性的和/或活性的气体，可以形成金属层和/或氧化层和由多层构成的叠层物。通常的方法为PVD(物理蒸发沉淀)法、PCVD(物理化学蒸发沉淀)法。带材的预处理和涂层的后处理也可通过公知的反应进行。产品的例子将在说明书中提到，但没有完全描述。
US4692233A公开了一种带材涂覆装置，其中一个真空室的一个圆柱状边框的两侧设置带有封闭板的移动架。这样一个移动架插接支撑着一个卷绕系统，该系统带有一个中央涂覆辊、用于被涂覆的带材的卷绕和退绕辊以及若干用于无折痕地引导带材的导辊。在运行时，另一个移动架支撑着一个涂覆系统，该系统带有三个涂覆源。在一个水平的中间平面之下有三个扇形的分室，涂覆辊的旋转轴就在该平面上。这样，在涂覆辊的周边分布四个分室，其中的每一个都接着自己的真空泵。在装配装置时，卷绕系统从一侧插入，涂覆系统从另一侧插入。
原则上，这种类型的装置必须有相应的引导部件，例如导轨，才能使两部分既不接触，又能精确地插入预定的位置。其中，分室之间的隔断壁存在着一个问题，一方面，分室之间必须有良好的密封，另一方面，带材不能接触。为此，人们这样来处理US4692233A的技术主题，使隔断壁从里面向外由三部分构成，内部固定在可移动的卷绕架上，外部与真空室的边框焊接，二者之间设置弹性的滑动密封。密封针对涂覆辊的端部进行，但是并不完全到达最外部。由于结构部件需要移动，所以这种装置对真空室的两侧的场地要求很大。而且装置的高度也要很大，因为退绕和卷绕辊都在涂覆辊的上面。通常，这种装置的高度在3.5-4米之间。由于在上室中有若干运动部件，所以颗粒磨损比较大，这对涂层的质量有很大的影响。
DE4207525C2公开了一种类似的装置，在该装置中，涂覆系统固定地设置在一个真空室中，而卷绕系统可以抽出，一端悬挂着一个真空室顶轨，另一端支撑着一个轨道车。在一个真空室中的顶轨同样是构成不希望出现的磨损的原因，装置高度的问题也基本上是相同的。
Langlois等在1999年的《真空涂覆学会》，ISSN0737-5921，第475至479页)上发表的“Engineering Solutions Enabling a New Family of Expandable Multi-Process，Multi-Chamber Vacuum Roll Coaters”一文中公开了相反的方案，使卷绕系统始终在一个不移动的真空室中，而使涂覆系统可以抽出，以进行维护和清洁。为了避免卷绕系统的辊插接支撑，各支撑点都支撑在一支撑体的一端，该支撑体大致为Y形，并在涂覆辊的区域内带有一个厚厚的圆形隆起。该支撑体的下端通过一个角支撑件与真空室的底部螺旋连接，从而阻塞住一个非常重要的位置，以放置一个中间的涂覆源。这对于支撑体的每一侧都是有效的，然而，只有右螺栓连接脚可以看到。由于总体设计中带有用于桥式吊车的轨道，所以，总高度很容易超过3.5至4米。
DE10157186C1公开了一种带材涂覆装置，其带有中间室，该室内具有一个处理辊座，辊座上有两个涂覆辊。该两个涂覆辊支撑在两个内壁的横梁上，然而，这种支撑负荷只能向下传递到底，因为在这些内壁的上端区域带有带材穿过的间隙，该间隙称之为带材活门(band ventile)。这些穿过间隙几乎占据了装置的整个宽度，因此，盖板不作为处理辊座的支撑。关于移动性和整体高度，这份文献没有述及。
发明内容
因此，本发明的任务是提供开头所描述的带有多个室的带材涂覆装置，其具有尽可能小的结构高度，在给定的带材宽度的情况下，装置的宽度也尽可能小，在这种装置中，在敞开的状态下，即，在涂覆源抽出的状态下，带材的移动路径能够很好地看到，并且很好地控制，在涂覆辊的上方，只有尽可能少量的移动的易造成颗粒的部分，这些部分很容易输送，并可进入很小的清洗室。最后，各室之间还要彼此尽可能有效地遮蔽，而且尽可能排除经涂覆辊的前侧的流动分支。
无颗粒性特别是对于下述应用绝对必要的：
a)FPCB(“挠性印刷电路板”)的镀铜面：集成厚度(Integrationsdichte)越大，涂覆后腐蚀出的线路的宽度就越窄，因此，一个单个的尘粒就会使线路断开。
b)挠性集成电路：这时存在着用于在薄膜上制造印刷线路的方法。这用于例如直接将荧光屏激励器设置在薄膜上，挠性薄膜显示器旁。在此，组件例如晶体管在空间上的膨胀很小，制造过程的无颗粒性要求还是强制性的。
c)显示器的抗反射层(AR，ARAS)：在涂覆时沾上的尘粒会产生不抗反射区域，这将严重地影响反射显示器，例如在一个本应该是暗的荧光屏区域上出现小亮点。
对于开头所描述的带材涂覆装置，所提出的问题按照本发明是这样解决的，至少一个导辊和涂覆辊的朝向封闭板的端部通过带有轴承的支撑件固定在盖上，真空室中涂覆辊下面的空间没有支撑件。
这样，所提出的问题全面解决。特别是在给定带材宽度和长度的情况下，使结构高度尽可能小，并使结构宽度也尽可能小。在敞开状态下，即，涂覆源抽出的状态下可以清楚地看到带材运行路径，并可很容易进行调整。在涂覆辊的上方的运动的产生颗粒部件尽可能少。装置很容易运输，并可在较小的清洁室使用。最后，应该使各室之间达到一种有效的遮蔽，从而尽可能排除涂覆辊前侧的旁路流动。
本发明的一系列其它的实施形式，无论单独实施还是结合起来，如果具有下述特征则是非常有利的：
*至少一个导辊的涂覆辊以其远离封闭板的端部支撑在后壁上，
*至少一个导辊和涂覆辊以其远离封闭板的端部支承在后壁前的支撑件上，并保持在盖上，
*涂覆辊下面和侧面的室由隔断壁划分成至少两个分室，隔断壁在其朝向涂覆辊的端部具有密封件，其曲率与涂覆辊的半径相匹配，使得在密封件与涂覆辊之间形成弧形密封间隙，
*密封件通过调节机构与各所属的隔断壁连接，使得径向上的密封间隙可调节到尽可能小的值，
*在真空室的内部，沿着涂覆辊的周向形成至少四个分室，
*两个最上面的隔断壁相对轴向下构成120至180度之间的夹角，
*两个最上面的隔断壁下面的框的局部周边为圆柱状的，
*两个最上面的隔断壁上面的分室共带有四个导辊，
*隔断壁的远离后壁的端部带有径向延伸的密封板条，封闭板可顶靠到这些密封板条上，
*密封板条带有与其径向中线平行的弹性密封边，封闭板在封闭真空室时可顶靠到这些密封边上，
*涂覆辊具有一个朝向密封板的前侧，在该前侧的前面设置一个位置固定的扇形块，其与涂覆辊的支撑件的下端在局部周边上周边啮合，
*分室内的涂覆辊的端部由条状圆筒的同心弧形遮挡片所包围，这些遮挡片以狭窄的间隙围绕着所述端部，保护着涂覆辊的没有被带材遮盖着的表面部分，使其不被涂上，
*靠前的遮挡片具有一个弹性密封边，封闭板在封闭真空室时可与该密封边接触，
*扇形块的周边一直到其端部边缘都在前遮挡片内延伸，
*装置的最大高度从其放置面算起为2.5米，
*在涂覆辊两侧的真空室，各具有一个旁室，在每个旁室中具有一个用于一个退绕辊或者用于一个卷绕辊的芯轴，以及用于引导带材的导辊，
*所述旁室设计成真空室，其通过槽状间隙与真空室的分室联接，以使带材通过，
*真空室的所有分室和旁室分别与一个自己的真空泵联接，
*旁室的上侧基本上与真空泵的盖同高。
附图说明
下面结合图1至5详细地描述本发明的实施形式及其作用和优点。
图1为一敞开的真空装置的一幅透视图，该真空装置带有一个涂覆室和两个引领室，图中示出的是通过取下封闭板而将涂覆系统抽出的情形，但没有带材移动路径。
图2以极其示意性的方式示出一个封闭板及装在上面的涂覆系统，该系统由三个涂覆源构成，该图是从一个较高一些的观察角度看到的。
图3示出按照图1和图2所示的装置在其两部分彼此分开后的局部竖直截面及两个操作人员。
图4为一个敞开的真空装置的非常简化的前视图，该装置带有一个涂覆室和两个用于接收带材退绕和卷绕辊的旁室，图中摘去了封闭板，但示出了带材路径。
图5为一幅类似于图4的前视图，区别在于，旁室相对于涂覆室设计成引领室。
具体实施方式
图1示出了一个真空室1，其整体为一个涂覆室，并被分为四个分室2、3、4和5。分室2、3、4和5为一个个掏空的狭窄扇形，由隔断壁6将它们彼此隔开。图中只能见到两个隔断壁。轴A方向上的径向延伸对应于图中的点划线。隔断壁6的径向上的内端带有拱形的密封件7，该密封件可以借助于调节机构8相对于一个涂覆辊9调节到一个尽可能窄的间隙宽度。
最上面的分室2具有一个平面的盖10，该盖通过板条11加强。在该分室2中，除了涂覆辊9的上一半之外，还有四个导辊12、13、14和15，它们与涂覆辊9一同构成一条带材运行路径，这在图4和5中详细地示出了。导辊12、13、14和15的前端支撑在坚固的支撑件16和17上，这两个支撑件与盖10固定连接，例如螺纹连接。导辊12、13、14和15的后端借助于相应的轴承直接支撑在一个后壁18上，该后壁将真空室1向后封闭。可以将这种连接设计成可拆卸的，然而，在更换带材、维护和检查时不必卸下该后壁。
轴A的前端以类似的方式支撑在一个稳定的支撑件19上，该支撑件同样与盖10固定地连接，例如螺纹连接。看不到的涂覆辊9的后轴承再支撑在后壁18上。这样，在尽可能小的结构深度的情况下，得到最外层的稳定支撑和准确的带材引导，在密封件7的狭窄间隙中也是如此。首先，涂覆辊9的下周边(就必要的支撑壁和其密封件而言)完全没有结构复杂的支撑件来保持。
真空室1由一个边框20包围着，盖10也属于该边框。在该边框的平行于后壁18的前侧有一个密封凸缘21，其多边形的周边线与封闭板22(见图2)相应。粗看起来，边框20的下面的一半为圆柱状，与轴A同心。这样，分室3、4和5及其隔断壁6就保持了一种体积尽可能小而强度尽可能大(相对于给定的带材宽度)的扇形。
为了使分室2、3、4、和5彼此之间更好地密封，隔断壁6上装有密封板条23，当封闭真空室时，其通过长边的相应设计，与未示出的弹性密封边装在一起。为了使在此可见的涂覆辊9的前侧的所谓液体短路尽可能少，可以在该前侧前面设置另一个在图4和5中示出的扇形块47，该扇形块具有相应的圆周角。图中只有扇形47的两个上端边用虚线示出。
为了固定扇形47，在前侧设置多个角件24，它们的轴向上平行的端部带有螺纹。带有相应的孔的扇形47可以通过这种方式保持在密封板条23与支撑件19之间。如果这种扇形块带有冷却通道，可以将角件24设计成冷却水导管，并联接在未示出的相应管路上。为了防止没有被带材盖着的涂覆辊9的前部的侧边缘被涂覆上，用遮挡片52将这些边缘的前后保护住，这些遮挡片在端部棱47a之间延伸大约180度。前遮挡片52的内部也有所述扇形47。前遮挡片52及必要时那里设置的密封边也紧贴着封闭板22(图2)，因此，在这些位置上也阻止或避免了分室3、4和5之间的空气的流通短路。
在真空室1的上部，在边框20的平面部分还设有两个旁室25和26，在这种情况下，其设计成引领室。为了更好地看清楚，图中去掉了前封闭板。这两个旁室25和26的平面的盖与盖10的高度大致相同，该两旁室的两端支撑着中心卷绕芯轴27和28，用于未示出的卷绕和退绕带材的辊，该两室中还带有用于带材的其它导辊29、30、31和32。通向或离开真空室的带材通道由狭窄的槽状间隙33和34构成。图4和5中示出了这些带材通道。真空室1的全部分室2、3、4和5以及旁室25和26都有自己的真空泵35，因此，可以将各分室调节到一个用于涂覆的特定的气氛。整个装置静止地支撑在一个四腿支架36上。门37和38用于退绕和卷绕辊的给料和排料。至少一部分导辊可以设计成公知的碾辊，以避免在运行的带材上形成皱纹。
在图2中极其示意性地示出一个封闭板22的透视图，该板上装有涂覆系统39，该系统由三个涂覆源39a、39b和39c构成，该透视图是从比图1高一些的视角看的。这些涂覆源从装在三个用于提供所需气体和/或流体的联接盒40中延伸出来。封闭板由两个柱子41支撑，这两个柱子固定在移动架42上，移动架可沿着装在地板上的轨道43移动。涂覆源和轨道在垂直于封闭板22的方向上延伸，其空间取向使得涂覆源39a、39b和39c可精确地并轴平行地在一个位置上进入真空室1的分室3、4和5，如图4和5所示。
在下面的附图中，至此已经描述过的部件采用相同的附图标记。
图3示出穿过如图1和2所示的装置相互分开时的两幅竖直的截面图，图中还示出了两个操作人员。左边示出了真空室1，然而，除了第一导辊12及其支撑件，其它结构都没有示出。可以清楚地看到，导辊12的悬出侧借助于支撑件16固定在盖10上，并借助于一个支撑件16a支撑在后壁18上。相邻的右侧只示出了一个封闭板22和中间涂覆源39b，以及两个移动架42中的一个。从图中可以看出，整个装置的高度几乎不比一个维修人员高，因此，这样的一种结构特别适合于安置在清洁室中。但是，如果空间没有限制，完全可以想象出更大的实施形式。
图4中示出了一个敞开着的真空装置1的非常简化的前视图，该真空装置带有一个涂覆室和两个旁室25和26，并带有贯通的盖10，带材运行路径如下：带材45从一个退绕辊44(其初始直径在图中以虚线示出)经导辊29、30和12向涂覆辊9输送，由该辊携带着，经涂覆源39a、39b和39c，一直到导辊13，从那里又经过导辊14、15、31和32，最后由卷绕辊46接收。在此可以清楚地看出，结合图1描述的扇形块47位于环绕着轴A和支撑件19的下端的涂覆辊9的前侧。
在如图5所示的类似的实施形式中，旁室25和26与图1中相应，也是设计成引领室，相对于涂覆室的带材运行路径与图1中的相当，并设置了隔断壁50和51，其上设置了如图1的槽状间隙33和34，用于使带材45穿过。
附图标记
1  真空室
2  分室
3  分室
4  分室
5  分室
6  隔断壁
7  密封件
8  调节机构
9  涂覆辊
10 盖
11 板条
12 导辊
13 导辊
14 导辊
15 导辊
16 支撑件
16a轴承
17 支撑件
18 后壁
19 支撑件
20 边框
21 密封凸缘
22 封闭板
23 密封板条
24 角件
25 旁室
26 旁室
27 卷绕芯轴
28 卷绕芯轴
29 导辊
30 导辊
31 导辊
32 导辊
33 间隙
34 间隙
35 真空泵
36 支架
37 门
38 门
39 涂覆系统
39a涂覆源
39b涂覆源
39c涂覆源
40 联接盒
41 柱子
42 移动架
43 轨道
44 退绕辊
45 带材
46 卷绕辊
47 扇形块
47a端部棱
50 隔断壁
51 隔断壁
52 遮挡片
A  轴

Claims (20)

1.带材涂覆装置，具有一真空室(1)，该真空室在一个后壁(18)与至少一个可取下的封闭板(22)之间有一个边框(20)，该边框带有一个平面的盖(10)，在真空室(1)中设置至少一个导辊和一个带有一轴(A)的涂覆辊(9)以及至少一个涂覆源，其特征在于：所述至少一个导辊和涂覆辊(9)的朝向封闭板(22)的端部通过带有轴承的支撑件(16、17、19)固定在盖(10)上，涂覆辊(9)下面的真空室(1)中的空间中没有支撑件。
2.如权利要求1的带材涂覆装置，其特征在于：所述至少一个导辊和涂覆辊(9)以远离封闭板(22)的端部支撑在所述后壁(18)上。
3.如权利要求1的带材涂覆装置，其特征在于：所述至少一个导辊和涂覆辊(9)以远离封闭板(22)的端部支承于后壁(18)前的支撑件上，并保持在盖(10)上。
4.如权利要求1的带材涂覆装置，其特征在于：涂覆辊(9)下面及其侧面的室由隔断壁(6)分成至少两个分室，隔断壁(6)的朝向涂覆辊(9)的端部具有密封件(7)，其曲率与涂覆辊(9)的半径相匹配，使得在密封件(7)与涂覆辊(9)之间形成拱形的密封间隙。
5.如权利要求4的带材涂覆装置，其特征在于：密封件(7)通过调节机构(8)与各相应的隔断壁(6)连接，使得所述密封间隙在径向上可调节到最小的值。
6.如权利要求1的带材涂覆装置，其特征在于：在真空室(1)内，在涂覆辊(9)的周边，由隔断壁(6)至少形成四个分室(2、3、4、5)。
7.如权利要求4的带材涂覆装置，其特征在于：两个最上面的隔断壁(6)相对于轴(A)向下构成一个120至180度的夹角。
8.如权利要求4的的带材涂覆装置，其特征在于：边框(20)的位于两个最上面的隔断壁(6)下面的局部周边为部分圆柱状的。
9.如权利要求8的带材涂覆装置，其特征在于：位于最上面的两个隔壁(6)上面的分室(2)中总共有四个导辊(12、13、14、15)。
10.如权利要求4的带材涂覆装置，其特征在于：隔断壁(6)的远离后壁(18)的端部具有径向延伸的密封板条(23)，封闭板(22)与这些密封板条接触。
11.如权利要求10的带材涂覆装置，其特征在于：密封板条(23)带有平行于其径向中线延伸的弹性密封棱，封闭板(22)在封闭真空室(1)时与这些密封棱接触。
12.如权利要求11的带材涂覆装置，其特征在于：涂覆辊(9)具有一个朝向封闭板(22)的前侧，在该前侧的前面设置一个位置固定的扇形块(47)，其与涂覆辊(9)的支撑件(19)的下端在局部周边上周边啮合。
13.如权利要求6的带材涂覆装置，其特征在于：涂覆辊(9)在分室(3、4、5)内在其端部上由同心的条形圆柱状弯曲遮挡片(52)包围，这些遮挡片以狭窄的间隙与所述端部周边接合，将涂覆辊(9)的没有被带材(45)覆盖的表面部分遮挡住，使其免受涂覆。
14.如权利要求13的带材涂覆装置，其特征在于：前面的遮挡片(52)具有一个弹性密封棱，在真空室(1)封闭时，封闭板(22)与该棱接触。
15.如权利要求13的带材涂覆装置，其特征在于：扇形块(47)周边一直延伸到其在前遮挡片(52)内的端部棱(47a)。
16.如权利要求1至15中任一项的带材涂覆装置，其特征在于：从放置面算起，装置的全高度为最大2.5米。
17.如权利要求1的带材涂覆装置，其特征在于：真空室(1)在涂覆辊(9)的两侧各有一个旁室(25、26)，各旁室中有一个卷绕芯轴(27或28)，分别用于一个退绕辊(44)和一个卷绕辊(46)，各旁室中还有相应的导辊(29、30或31、32)用于引导带材(45)。
18.如权利要求17的带材涂覆装置，其特征在于：旁室(25、26)设计成真空室，经槽状间隙(33、34)与真空室(1)的分室(2)连接，以使带材(45)穿过。
19.如权利要求17的带材涂覆装置，其特征在于：真空室(1)的所有分室(2、3、4、5)及旁室(25、26)分别与自己的真空泵(35)连接。
20.如权利要求17的带材涂覆装置，其特征在于：旁室(25、26)的上表面至少基本上与真空室(1)的盖(10)同高。
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