DD156715A1 - EQUIPMENT FOR DOUBLE-SIDED COATING OF LOWER SUBSTRATES - Google Patents
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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.The invention relates to a device for double-sided coating of flat substrates, in particular ceramic films for capacitors. The object of the invention is the mechanical or automatic loading of the device and the coating with high quality. The task is to achieve congruent coatings on both sides and high Kantenschaerfe. According to the invention mask pairs are arranged in a comb. These consist of two single masks whose edges are angled twice and are held together on one side by spring element. Between both the substrate is held. At the bridge of the ridge there are brackets at the top and bottom, which are pulled together with springs. The ends of the cheeks extend over the edge of the masks and are angled so that they evenly compress the mask pairs with the inserted substrates and pull them against the bridge of the comb. In the tines of the comb and the lower mask holes are congruent through which pins of a removal and Bestueckungseinrichtung protrude to lift the upper mask.
Description
Einrichtung zur beidseitigen Beschichtung ebener SubstrateDevice for double-sided coating of flat substrates
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.The invention relates to a device for double-sided coating of planar substrates, wherein an uncoated edge should remain on all sides, as it is necessary for the production of metallized capacitor ceramic (also called ceramic film). The coating with metal is preferably carried out by Hochratezerstäubung.
Die in der Regel viereckige Kondensatorkeramik wird beidseitig unter Beibehaltung eines unbeschichteten Randes beschichtetThe generally quadrangular capacitor ceramic is coated on both sides while maintaining an uncoated edge
Die Herstellung eines unbeschichteten Randes ist bei der Fertigung der Kondensatoren erforderlich, damit die beschichteten Keramikfolien ausgemessen und je nach Flächenkapazität sortiert werden können. The production of an uncoated edge is required in the manufacture of the capacitors, so that the coated ceramic films can be measured and sorted according to the area capacity.
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 mußThe production of an insulating edge takes place in the hitherto predominantly used methods of electroless chemical coating or baking of a silver suspension by separating the edge region on all four sides of the ceramic by means of diamond disk. For this purpose it is necessary aufeinanderzukitten a number of metallized ceramic sheets to separate them in the manner indicated. The kitten must
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.usually be done by hand. After Beranden removal of the putty is required to measure the ceramic films individually and sort. These operations are very time consuming.
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»The physical vapor deposition coating provides the ability to create the insulating edge immediately upon coating by using masks. The production of corresponding masks is difficult, however, since the error of the capacitance value caused by the size of the metal coating must not exceed 1 % . Considerable demands are placed on the accuracy of the mask section, on the edge sharpness of the layer and on the accuracy of the position of the layers applied on both sides. To achieve a sufficient edge sharpness, it is necessary that the mask rests as close as possible to the surface of the ceramic. When using the high-vacuum coating for the coating, the metal particles strike the surface of the ceramic film under a relatively steep angle, so that a certain distance between the mask and the ceramic film is allowed without disturbing underdamping. However, if, for reasons of greater reliability and more permissive material selection, the sputtering technique is used as the coating method, then much greater demands are placed on the dense coating of the masks on the ceramic film. These requirements can not be met with the commonly used masks »
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 derSteaming masks are usually made by punching or drilling holes in sheets, between which the substrates are inserted. However, it is difficult to ensure the required accuracy of the position of the two sections to each other, since when using a subsequent cut when punching the errors can add. The preparation of a complete cut for the masks, however, is very expensive, since usually only small numbers of
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.Masks are needed. These deficiencies are particularly noticeable when, for reasons of productivity, a plurality of substrates are to be coated in a vacuum process. It is also not possible to ensure the dense covering of a larger number of masks on the ceramic films by the use of punched-out metal sheets. Unevenness, different nominal thicknesses in the range of 0.1 to 0.8 mm and thickness tolerances between the ceramic films can not be compensated by such an arrangement, since the masks may be pressed against each other only with 'little force, to the only a few tenths of a millimeter thick ceramic film not to break.
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.Another disadvantage of the known technical solutions is the difficult loading and EntSchickung the facilities. These consist of upper and lower part. The upper part must be removed for loading. This greatly complicates a mechanized or automated assembly with ceramic films, because the quadrangular ceramic films have to be stored in the square receptacle in an appropriate manner and in several rows. Then the upper part, also by hand, hang up and fasten.
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.The object of the invention is to overcome the shortcomings of the known solutions and to provide a device for coating flat substrates, which ensures a high quality and accuracy of the coating geometry. t In addition, the device should enable mechanical or automatic loading and unloading. The effort for the production and maintenance of the device should be low.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur beidseitigen Beschichtung von ebenen Substraten, vorzugsweiseThe invention is based on the object, a device for two-sided coating of flat substrates, preferably
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·Condenser ceramic, which ensures a congruent coating of top and bottom as well as high edge sharpness · The device should continue to be applicable for high rate sputtering and can be used in conventional coating systems for batch operation. In a coating process, a large number of substrates are to be coated simultaneously.
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 TeilchenAccording to the invention, the object is achieved by using two masks each for a substrate and a common carrier for a plurality of substrates in that the outer edge of the masks is angled twice, wherein the lower leg rests on the substrate. Each two masks are on one side outside by means of a spring element, preferably rectangular spring, connected to each other so that they are held together, are hinged and resiliently receive the substrate. These pairs of masks are insertable on the carrier, which is formed as a comb between tines, which are formed according to the mask profile, and this comb moves in a known V / eise about its longitudinal axis rotating in the recipient to achieve the two sides ©! *? Coating. The mask pairs, which are thus substrate holder at the same time, are inserted into the comb so that the spring elements point outwards. At the ridge of the comb, brackets are placed in the center of the cutouts on both sides, which are pulled against each other by a spring · The temples engage the profile of the masks, thus compressing the upper and lower mask of the mask pair evenly against the bridge of the mask Kammes be pulled. As a result, congruence of the upper and lower layers is guaranteed, because the substrates are thus precisely adjusted. The positional accuracy of the cutout in the masks to the abutment edges of the web is achieved in that all masks are produced individually by deep drawing and subsequent punching with a single tool. The tines and the ridge of the comb simultaneously prevent sputtered material from getting into the gap between the masks. On the open side of the comb is the penetration of sputtered particles
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.thereby preventing the front edge of the masks from being made wider so as to give a long narrow gap between both masks, whose gap height to gap length ratio is not smaller than 1:10. In the tines of the comb are each holes. The same holes are in the mask, which is the lowest when inserted into the comb, congruent introduced. For dressing and Entstücken the comb with the inserted pairs of masks comb is placed on a loading device that has pins that then protrude through the lower mask and the prongs and lift the upper mask · By vertical positions of the comb slide the substrates from each " After tilting the comb through 180 °, uncoated foils can slide into the open gap between the masks via slide rails.
In der zugehörigen Zeichnung ist inIn the accompanying drawing is in
Pig. 1 eine Draufsicht eines Teiles eines bestückten Kammes,Pig. 1 is a plan view of a part of a loaded comb,
Fig. 2 ein Schnitt durch einen Kamm gezeigt.Fig. 2 shows a section through a comb.
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.Ceramic foils (dimensions 22 χ 22 χ .0.1 mm) are to be metallized on both sides with a NiCr layer and then with a copper layer by high-rate sputtering. The aim is to create an electrode surface of 400 mm on each side. The deviation of the electrode area from the setpoint must not exceed 1 % .
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). DieA double-sided comb 1, which receives the mask pairs 4 consisting of individual masks 3 between its tines 2, rotates with simultaneous rotation about its longitudinal axis in the recipient of a coating installation (high-rate atomization plant). The
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·Masks 3 are double-angled on all sides at the edge and thus at the same time holding the intermediate substrates 5 (ceramic films). By forming the masks 3 as a double angle sufficient torsional stability is achieved. At the same time results in a contact surface through which the pairs of masks 4 are held between the tines 2 of a comb 1 and adjusted to each other · The sufficient edge sharpness of the coating is achieved in that each pair of masks 4 is pulled together by spring elements · In the outer part of the mask 3, this is a rectangular spring 6 is used, which ensures that the gap between the pair of masks for the loading of the substrate 5 is kept free · The rectangular spring 6 is fixed by bent tabs on the masks 3, so that the upper and lower mask 3 »also after removal from the comb 1, a mask pair 4 forms ·
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·Above and below the comb 1 are arranged on the web 7, in each case between the tines 2, bracket 8, which are pulled together by a lying in a bore of the web 7 tension spring 9. The legs of the bracket 8 are angled at an angle of about 45 °, so that they contract the masks 3 at the same time and pull to the .innere contact surface of the web 7. In this case, a pair of masks 4 is held on each side of the comb 1 at a time by a pair of brackets. By this attachment is achieved that each pair of masks 4 can be easily removed by lifting the bracket 8 from the comb 1 · For loading and Entstücken the device this is on a device (not shown) placed, the several pins in the grid of the tines. 2 having. These pins then protrude through the holes 10 in the lower masks 3 and those in the tines 2 and thereby lift the upper mask 3, which has no bore, and the substrate 5 can be tilted by tilting the comb 1 with the device in the vertical Position can be inserted or removed ·
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD22806881A DD156715A1 (en) | 1981-03-05 | 1981-03-05 | EQUIPMENT FOR DOUBLE-SIDED COATING OF LOWER SUBSTRATES |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DD156715A1 true DD156715A1 (en) | 1982-09-15 |
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Family Applications (1)
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| DD22806881A DD156715A1 (en) | 1981-03-05 | 1981-03-05 | EQUIPMENT FOR DOUBLE-SIDED COATING OF LOWER SUBSTRATES |
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| DD (1) | DD156715A1 (en) |
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1981
- 1981-03-05 DD DD22806881A patent/DD156715A1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
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