DD156715A1 - Einrichtung zur beidseitigen beschichtung ebener substrate - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum beidseitigen Beschichten von ebenen Substraten, insbesondere Keramikfolien fuer Kondensatoren. Das Ziel der Erfindung ist die mechanische oder automatische Beschickung der Einrichtung und die Beschichtung mit hoher Qualitaet. Die Aufgabe ist die Erzielung deckungsgleicher Beschichtungen auf beiden Seiten und hohe Kantenschaerfe. Erfindungsgemaess sind in einem Kamm Maskenpaare angeordnet. Diese bestehen aus zwei Einzelmasken, deren Raender doppelt abgewinkelt sind und auf einer Seite mittels Federelement zusammengehalten sind. Zwischen beiden wird das Substrat gehalten. Am Steg des Kammes sind oben und unten Buegel angeordnet, die mit Federn zusammengezogen werden. Die Enden der Buegel reichen bis ueber den Rand der Masken und sind so abgewinkelt, dass sie die Maskenpaare mit den eingelegten Substraten gleichmaessig zusammendruecken und gegen den Steg des Kammes ziehen. In den Zinken des Kammes und der unteren Maske sind deckungsgleich Bohrungen, durch welche Stifte einer Ent- und Bestueckungseinrichtung ragen zum Anheben der oberen Maske.

Description

Einrichtung zur beidseitigen Beschichtung ebener Substrate

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur beidseitigen Beschichtung ebener Substrate, wobei ein allseitig unbeschichteter Rand bleiben soll, wie es erforderlich ist zur Herstellung metallisierter Kondensatorkeramik (auch Keramikfolie genannt). Die Beschichtung mit Metall erfolgt vorzugsweise durch Hochratezerstäubung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die in der Regel viereckige Kondensatorkeramik wird beidseitig unter Beibehaltung eines unbeschichteten Randes beschichtet

Die Herstellung eines unbeschichteten Randes ist bei der Fertigung der Kondensatoren erforderlich, damit die beschichteten Keramikfolien ausgemessen und je nach Flächenkapazität sortiert werden können.

Die Herstellung eines isolierenden Randes erfolgt bei den bisher überwiegend angewendeten Verfahren der stromlosen chemischen Beschichtung bzw. des Einbrennens einer Silbersuspension durch Abtrennen des Randbereiches auf allen vier Seiten der Keramik mittels Diamantscheibe. Hierzu ist es erforderlich, eine Anzahl der metallisierten Keramikfolien aufeinanderzukitten, um sie in der angegebenen Weise trennen zu können. Das Kitten muß

in der Regel von Hand vorgenommen werden. Nach dem Beranden ist das Entfernen des Kittes erforderlich, um die Keramikfolien einzeln ausmessen und sortieren zu können. Diese Arbeitsgänge sind sehr zeitaufwendig.

Die Beschichtung durch physikalische Dampfabscheidung ergibt die Möglichkeit, durch Benutzung von Masken den Isolationsrand unmittelbar bei der Beschichtung zu erzeugen. Die Herstellung entsprechender Masken ist jedoch schwierig, da der durch die Größe des Metallbelages verursachte Fehler des Kapazitätswertes nicht mehr als 1 % betragen darf. Es werden erhebliche Anforderungen an die Genauigkeit des Maskenausschnittes, an die Kantenschärfe der Schicht sowie an die Genauigkeit der Lage der beidseitig aufgebrachten Schichten zueinander gestellt. Zur Erzielung einer ausreichenden Kantenschärfe ist es erforderlich, daß die Maske möglichst dicht auf der Oberfläche der Keramik aufliegt. Bei der Verwendung der Hochvakuum-Bedampfung für die Beschichtung treffen die Metallteilchen unter relativ steilem Y/inkel auf die Oberfläche der Keramikfolie auf, so daß noch ein gewisser Abstand zwischen Maske und Keramikfolie zulässig ist, ohne daß störende Unterdampfung eintritt. Y/ird jedoch aus Gründen der größeren Betriebssicherheit und der freizügigeren Materialauswahl die Zerstäubungstechnik als Beschichtungsverfahren angewendet, dann werden wesentlich höhere Anforderungen bezüglich der dichten Auflage der Masken auf der Keramikfolie gestellt. Diese Anforderungen sind mit den üblicherweise verwendeten Masken nicht zu erfüllen»

Bedampfungsmasken werden in der Regel durch Ausstanzen oder Bohren von Öffnungen in Bleche hergestellt, zwischen die die Substrate eingelegt werden. Dabei ist es jedoch schwierig, die erforderliche Genauigkeit der Lage der beiden Ausschnitte zueinander zu gewährleisten, da sich bei Anwendung eines Folgeschnittes beim Stanzen die Fehler addieren können. Die Herstellung eines Komplettschnittes für die Masken ist dagegen sehr aufwendig, da in der Regel nur geringe Stückzahlen der

Masken benötigt werden. Diese Mängel treten besonders dann in Erscheinung, wenn aus Gründen der Produktivität eine Vielzahl von Substraten in einem Vakuumprozeß beschichtet werden sollen· Es ist außerdem nicht möglich, das dichte Aufliegen einer größeren Anzahl von Masken auf den Keramikfolien durch die Verwendung von ausgestanzten Blechen sicherzustellen. Unebenheiten, unterschiedliche Nenndicken im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm und Dickentoleranzen zwischen den Keramikfolien können durch eine derartige Anordnung nicht ausgeglichen werden, da die Masken nur mit 'geringer Kraft gegeneinander gedrückt werden dürfen, um die nur wenige Zehntel Millimeter dicke Keramikfolie nicht zu zerbrechen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten technischen Lösungen ist die schwierige Be- und EntSchickung der Einrichtungen. Diese bestehen aus Ober- und Unterteil. Das Oberteil muß zur Beschikkung abgenommen werden. Dadurch wird eine mechanisierte oder automatisierte Bestückung mit Keramikfolien stark erschwert, weil die viereckigen Keramikfolien passungsgerecht und in mehreren Reihen in die viereckige Aufnahme abgelegt werden müssen. Anschließend ist das Oberteil, ebenfalls von Hand, aufzulegen und zu befestigen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der Mängel der bekannten Lösungen und die Schaffung einer Einrichtung zum Beschichten von ebenen Substraten, die eine hohe Qualität und Genauigkeit der BeSchichtungsgeometrie gewährleistet._tAußerdem Soll die Einrichtung die mechanische oder automatische Be- und Entstückung ermöglichen. Der Aufwand für die Herstellung und die Wartung der Einrichtung soll gering sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur beidseitigen Beschichtung von ebenen Substraten, vorzugsweise

Kondensatorkeramik, zu schaffen, die eine deckungsgleiche Beschichtung von Ober- und Unterseite sowie hohe Kantenschärfe garantiert· Die Einrichtung soll weiterhin für die Hochratezerstäubung anwendbar und in übliche BeSchichtungsanlagen für Chargenbetrieb einsetzbar sein. In einem Beschichtungsprozeß soll eine große Anzahl Substrate zugleich beschichtet werden·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe unter Verwendung von jeweils zwei Masken für ein Substrat und einem gemeinsamen Träger für mehrere Substrate dadurch gelöst, daß der äußere Rand der Masken doppelt abgewinkelt ist, wobei der untere Schenkel auf dem Substrat aufliegt. Jeweils zwei Masken sind an einer Seite außen mittels eines Federelementes, vorzugsweise Rechteckfeder, miteinander so verbunden, daß sie zusammengehalten werden, aufklappbar sind und federnd das Substrat aufnehmen. Diese Maskenpaare sind an dem Träger, der als Kamm ausgebildet ist, zwischen Zinken, die dem Maskenprofil entsprechend ausgebildet sind, einschiebbar, und dieser Kamm bewegt sich in bekannter V/eise um seine Längsachse rotierend im Rezipienten zur Erzielung der beidseitig©!*? Beschichtung. Die Maskenpaare, die somit zugleich Substrathalterung sind, sind in den Kamm so eingeschoben, daß die Federelemente nach außen zeigen. Am Steg des Kammes sind jeweils in der Mitte der Aussparungen auf beiden Seiten Bügel angeordnet, die durch eine Feder gegeneinander gezogen werden· Die Bügel greifen in das Profil der Masken ein, wodurch die obere und untere Maske des Maskenpaares gleichmäßig zusammengedrückt und gegen den Steg des Kammes gezogen werden. Dadurch ist Deckungsgleichheit der oberen und unteren Schicht garantiert, denn die Substrate sind somit exakt justiert. Die Lagegenauigkeit des Ausschnittes in den Masken zu den Anlagekanten des Steges wird dadurch erreicht, daß alle Masken durch Tiefziehen und anschließendes Ausstanzen mit einem einheitlichen Werkzeug einzeln hergestellt werden. Die Zinken und der Steg des Kammes verhindern gleichzeitig, daß abgestäubtes Material in den Spalt zwischen den Masken gelangt. Auf der offenen Seite des Kammes wird das Eindringen von abgestäubten Teilchen

dadurch verhindert, daß der vordere Rand der Masken breiter ausgebildet ist, so daß sich ein langer schmaler Spalt zwischen, beiden Masken ergibt, dessen Verhältnis Spalthöhe zu Spaltlänge nicht kleiner als 1 : 10 ist. In den Zinken des Kammes befinden sich jeweils Bohrungen. Die gleichen Bohrungen sind in der Maske, die beim Einlegen in den Kamm die unterste ist, deckungsgleich eingebracht. Zum Be- und Entstücken des Kammes mit den eingelegten Maskenpaaren wird der Kamm auf eine Bestückungseinrichtung aufgesetzt, die Stifte besitzt, die dann durch die untere Maske und die Zinken ragen und die obere Maske anheben· Durch Senkrechtstellen des Kammes gleiten die Substrate aus der jeweils "unten liegenden Seite des Kammes heraus. Nach Schwenken des Kammes um 180° können über Gleitschienen unbeschichtete Folien in den geöffneten Spalt zwischen den Masken fallen.

Ausführungsbeispiel

In der zugehörigen Zeichnung ist in

Pig. 1 eine Draufsicht eines Teiles eines bestückten Kammes,

Fig. 2 ein Schnitt durch einen Kamm gezeigt.

Keramikfolien (Abmessungen 22 χ 22 χ .0,1 mm) sollen mit einer NiCr-Schicht und anschließend mit einer Kupferschicht durch Hochrate-Zerstäuben beidseitig metallisiert werden. Dabei soll auf jeder Seite eine Elektrodenfläche von 400 mm entstehen. Die Abweichung der Elektrodenfläche vom Sollwert darf maximal 1 % betragen.

Ein doppelseitiger Kamm 1, der zwischen seinen Zinken 2 die aus einzelnen Masken 3 bestehenden Maskenpaare 4 aufnimmt, rotiert bei gleichzeitiger Drehung um seine Längsachse im Rezipienten einer Beschichtungsanlage (Hochratezerstäubungsanlage). Die

Masken 3 sind am Rand allseitig doppelt abgewinkelt und damit zugleich Halterung der dazwischen liegenden Substrate 5 (Keramikfolien). Durch die Ausbildung der Masken 3 als Doppelwinkel wird eine ausreichende Verwindungsstabilität erreicht. Gleichzeitig ergibt sich eine Anlagefläche, durch die die Maskenpaare 4 zwischen den Zinken 2 eines Kammes 1 gehaltert und zueinander justiert sind· Die ausreichende Kantenschärfe der Beschichtung wird dadurch erreicht, daß jedes Maskenpaar 4 für sich durch Federelemente zusammengezogen wird· Im außen liegenden Teil der Maske 3 wird hierfür eine Rechteckfeder 6 verwendet, die gewährleistet, daß der Spalt zwischen dem Maskenpaar für die Beschickung mit dem Substrat 5 freigehalten wird· Die Rechteckfeder 6 ist durch umgebogene Laschen an den Masken 3 befestigt, so daß die obere und untere Maske 3» auch nach Herausnehmen aus dem Kamm 1, ein Maskenpaar 4 bildet·

Oberhalb und unterhalb des Kammes 1 sind am Steg 7, jeweils zwischen den Zinken 2, Bügel 8 angeordnet, die durch eine in einer Bohrung des Steges 7 liegende Zugfeder 9 zusammengezogen werden. Die Schenkel der Bügel 8 sind unter einem Winkel von etwa 45° abgewinkelt, so daß sie die Masken 3 gleichzeitig zusammenziehen und an die .innere Anlagefläche des Steges 7 ziehen. Dabei wird je ein Maskenpaar 4 auf jeder Seite des Kammes 1 gleichzeitig durch ein Bügelpaar gehaltert. Durch diese Befestigung wird erreicht, daß sich jedes Maskenpaar 4 durch Anheben des Bügels 8 leicht aus dem Kamm 1 entnehmen läßt· Zum Be- und Entstücken der Einrichtung wird diese auf eine Vorrichtung (nicht gezeichnet) aufgesetzt, die mehrere Stifte im Rastermaß der Zinken 2 aufweist. Diese Stifte ragen dann durch die Bohrungen 10 in den unteren Masken 3 und die in den Zinken 2 und heben dadurch die obere Maske 3, die keine Bohrung besitzt, an, und das Substrat 5 kann durch Kippen des Kammes 1 mit der Vorrichtung in die senkrechte Lage eingelegt oder entnommen werden·

Claims (2)

1. Erfindunesanspruch

   1. Einrichtung zur beidseitigen Beschichtung von Substraten, bestehend aus jeweils zwei Masken für ein Substrat und einem Träger zur Aufnahme mehrerer Substrate, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand der Masken (3) doppelt abgewinkelt ist und jeweils zwei Masken (3) auf einer Seite außen mit einer Rechteckfeder (6) zu einem Maskenpaar (4) so verbunden sind, daß sie das zu beschichtende Substrat (5) federnd aufnehmen und aufklappbar sind, daß der Träger als Kamm (1) ausgebildet ist und zwischen seinen Zinken (2) die Maskenpaare (4) mit der Rechteckfeder (6) nach außen zeigend einschiebbar sind, daß am Steg (7) des Kammes (1) beiderseits Bügel (8) mittels Zugfedern (9) gegeneinander gezogen angeordnet sind, die in das Profil der Masken (3) so eingreifen, daß die Masken (3) gegen den Steg (7) gezogen und gleichzeitig zusammengedrückt werden, und daß in den Zinken (2) und in der jeweils unteren Maske (3) des Maskenpaares (4) deckungsgleich Bohrungen (10) eingebracht sind,

   2β Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamm (1) doppelseitig ausgebildet ist und die beiderseits angeordneten Bügel (8) so ausgebildet sind, daß sie auf die gegenüberliegenden Maskenpaare· (4) wirken.
2. 3. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Rand der Maske (3)» an dem die Rechteckfeder (6) angeordnet ist, breiter ist, damit das Verhältnis Spalthöhe zu Spaltlänge auf der außen liegenden Seite der Masken nicht kleiner als 1 : 10 ist·

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen