DD202897A1

DD202897A1 - Einrichtung zum wechseln von testglaesern in vakuum-bedampfungsanlagen

Info

Publication number: DD202897A1
Application number: DD23223981A
Authority: DD
Inventors: Ulrike Ehrlich; Egon Goldammer; Hans Luhn; Norbert Solger; Joachim Standfest; Roman Zielinski
Original assignee: Ulrike Ehrlich; Egon Goldammer; Hans Luhn; Norbert Solger; Joachim Standfest; Roman Zielinski
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1981-07-31
Publication date: 1983-10-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Wechseln von Testglaesern in Vakuum-Bedampfungsanlagen, in denen insbesondere Vielschicht-Interferenzsysteme auf optische Objekte aufgedampft werden. Die bekannten Wechselvorrichtungen haben die Nachteile eines grossen Platzbedarfes und der Beschaedigung der Testglaeser durch Kratzspuren. Die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zum Wechseln von Testglaesern zu schaffen, die einen geringen Platzbedarf aufweist und eine Beschaedigung der Testglaeser ausschliesst, wird dadurch geloest, dass in einem Gehaeuse, welches aus einer Kammer und einen in den Vakuumraum hineinragenden Hohlzylinder besteht, ein Wechselwerk angeordnet ist, dessen endlose Kette fuer die Aufnahme der Testglaeser ausgebildet ist. Durch mechanisches Anheben und Absetzen werden die Testglaeser jeweils in die erforderliche Messposition gebracht. Der Platzbedarf ist trotz Verwendung relativ grosser Testglaeser wesentlich vermindert und die Beschaedigung der Testglaeser ausgeschlossen.

Description

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Einrichtung zum Wechseln von Testgläsern in Vakuum-Bedampfungsanlagen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Wechseln von Testgläsern in Vakuum-Bedampfungsanlagen, in denen insbesondere eine große Anzahl von Schichten, z. B. Vielschicht-Interferenzsysteme auf optische Objekte aufgedampft werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bekannten Wechselvorrichtungen arbeiten mit einem Vorratsbehälter, in dem die Testgläser flach aufeinanderliegend geschichtet sind, einem ebensolchen Sammelbehälter, einem horizontal liegenden Verbindungskanal, der den unteren Abschluß der Behälter bildet und einem Schieber, der die jeweils unterste Glasscheibe aus dem Vorratsbehälter zunächst in die Bedampfungs- und zugleich Meßposition schiebt, später dieselbe bis zum Sammelbehälter weiterbewegt und unter den Stapel der bereits bedampften Glasscheiben drückt.

lachteile einer solchen Wechselvorrichtung sind der relativ komplizierte Mechanismus für den Antrieb des Schiebers und die schwierige Gestaltung und genaue Bemessung der Konturen des Verbindungskanals an der Einmündung in den Sammelbehälter, wo die einzubringende Glasscheibe un-

ter den Stapel geschoben und auf einer Schräge so weit nach oben gedrückt werden muß, daß die nächste Glasscheibe in gleicher Weise untergeschoben werden kann. Ein weiterer Hachteil besteht darin, daß die bedampften Planflächen der Glasscheiben beim Einschieben in den Sammelbehälter durch Kratzspuren beschädigt werden, so daß ein späteres Kontrollieren und nachmessen derselben außerhalb des Vakuumraumes erschwert ist und fehlerhafte.Ergebnisse bringen kann· Den Sammelbehälter nach unten hängend anzuordnen und die Glasscheiben hineingleiten zu lassen, was naheliegend wäre, verbietet sich wegen der Behinderung des DampfZutritts zu den Objekten. Es sind vereinfachte Wechselvorrichtungen bekannt, bei denen die bedampften Glasscheiben einfach in einen am Boden der Vakuumkammer stehenden Behälter geworfen werden, • wobei man den lachteil der erheblichen Beschädigungen in Kauf nimmt.

Eine Wechselvorrichtung wurde vorgeschlagen (DE-PS 16 96 099/19 34 937), bei der Vorrats- und Sammelbehälter_ gemeinsam eine Schiebebewegung, vorzugsweise auf einer Kreisbahn, ausführen und dabei auf einer feststehenden Platte gleiten, die in der Meßposition eine Einsenkung und eine tiefer liegende Mut enthält, in der eine mit dem Sammelbehälter verbundene Zunge gleitet. Befindet sich der Vorratsbehälter über der Meßposition, so fallt eine Glasscheibe in die Einsenkung, bewegt sich der Sammelbehälter auf die Meßposition zu, so greift die Zunge unter die Glasscheibe und wirkt ebenso wie der vorstehend beschriebene Schieber, d. h. auch hierbei wird die "bedampfte Glasscheibe unter den Stapel der im Sammelbehälter befindlichen gedrückt und der Nachteil des Zerkratzens ist zu verzeichnen.

Gegenüber der Wechselvorrichtung mit feststehenden Behältern ist bei der vorgeschlagenen Wechselvorrichtung mit beweglichen Behältern der Antrieb einfacher. Die Bewegung der Behälter auf einer Kreisbahn ist eine begrenzte Schwenkbewegung mit Raststellung bei etwa halbem Schwenkwinkel·

Es sind ferner auch ganz einfache Wechselvorrichtungen bekannt, bei denen die Glasscheiben auf einer Kreislinie einer schrittweise angetriebenen Drehscheibe angeordnet sind und nacheinander in die Meßposition bewegt werden· Hierbei können allerdings nur beispielsweise 7 Testgläser aufgenommen werden, da die Größe der Drehscheibe gering gehalten werden muß, um den für die zu bedampfenden Objekte nutzbaren Platz nicht zu. stark zu vermindern·

Bei den bekannten Wechselvorrichtungen mit 2 feststehenden Behältern und dazwischenliegender Meßposition ist der Durchmesser des umgrenzenden Kreises theoretisch 3mal, praktisch 4- bis 5mal so groß wie der Durchmesser des Testglases, wodurch ein relativ großer Platz benötigt wird· Die in der DE-PS 16 96 099 vorgeschlagene Wechselvorrichtung mit bewegten Behältern ist in dieser Hinsicht noch ungünstiger» Um den Platzbedarf gering zu halten, bzw. um mit dem durch die Vakuura-Bedampfungsanlage vorgegebenen Platz auszukommen, wird mit möglichst kleinen Testgläsern gearbeitet. Testgläser größerer Abmessungen sind wegen der größeren nutzbaren Fläche und der leichteren Justierung, insbesondere bei Reflexionsmessungen, günstiger und werden z. B. bei der Anwendung einfacher Haltevorrichtungen für Testgläser in Vakuum-Bedampfungsanlagen bevorzugt.

Ein Uachteil, der allen bekannten Wechselvorrichtungen anhaftet, ist die Empfindlichkeit die das Testglas in Meßposition fixierenden Bauteile gegen Wärmeeinwirkung, d. h. durch unterschiedliche Erwärmung entstehenden Yerlagerun-• gen des Testglases, was bei Reflexionsmessungen zu Störungen führt oder die Meßgenauigkeit beeinträchtigt. Die an den Bauteilen nachweisbare Temperatur beträgt bis zu 400 ⁰C, wenn aus technologischen Gründen die zu bedampfenden Objekte beheizt werden müssen. Eine einseitig wirkende, vom Verdampfer ausgehende Wärmestrahlung ist stets vorhanden·

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Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer leicht zu handhabenden Wechselvorrichtung, die einen einfachen Aufbau hat und die die Beschädigung der Testgläser ausschließt·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Wechseln von Testgläsern zu schaffen, die bei vergleichsweise groß bemessenen Testgläsern einen möglichst geringen Platz benötigt, eine genügende Anzahl Testgläser so aufnimmt und bewegt, daß eine Beschädigung ihrer Planflächen ausgeschlossen ist und einen solchen Aufbau hat, der ein unkompliziertes Auswechseln ermöglicht' und die Einstellbarkeit der Meßebene über oder unter die Ebene der zu bedampfenden Objekte gewährleistet. Dabei sollen die das'Testglas in Meßposition fixierenden Bauteile gegen Wärmeeinwirkung möglichst unempfindlich sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Einrichtung gelöst, die aus einem Gehäuse und einem im Gehäuse angei' 20 ordneten, eine endlose Kette aufweisenden Wechselwerk besteht. Das Gehäuse besteht dabei aus einer Kammer und einem mit dieser Kammer verbundenen, durch einen Tubus abgeschlossenen Hohlzylinder.

Die Kammer, die sich mit Stellspindeln auf dem Bund einer vakuumdichten Schiebedurchführung abstützt, ist mit dem in den Vakuumraum hineinragenden Hohlzylinder formschlüssig verbunden. Der Tubus seinerseits wird durch eine justierbare kreisringförmige Scheibe abgeschlossen. Das Wechselwerk besteht aus längsschienen zur Führung der Kette im Hohlzylinder, einem von in Buchsen geführten und von Federn abgestützten Ründstangenmit den Längsschienen verbundenen Rahmen, einer an diesem Rahmen befestigten, die Form eines halben Kleeblattes aufweisenden Kettenfüh-

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rung, die in der Kammer durch zwei zur Hohlzylinderachse parallele Stangen dadurch geführt wird, daß die in der Kammer befestigten Stangen in Bohrungen einer^ am oberen Teil des Wechselwerkes angeordneten abgewinkelten Schiene gleiten sowie einen in der Kammer angeordneten Kurbeltrieb der mit einer Rolle unter; die abgewinkelte Schiene greift. Die Kettenführung ist in der Kammer derart angeordnet, daß die Rohrmitte in Verlängerung bis zu einem im Deckel der Kammer befindlichen Fenster für den Strahlengang frei bleibt.

Die untere Führung der Kette wird durch eine an den Längsschienen über Streben drehbar angeordnete Wendeplatte, ihrer Funktion nach ein zweizähniges Kettenrad, übernommen, die in Arbeitsstellung das unterste Kettenglied gegen die im Tubus befindliche Öffnung drückt. Des weiteren sind im Hohlzylinder nach unten gerichtete Sperrhaken angeordnet.

Die die endlose Kette mit Zwischengliedern bildenden Fassungsringe besitzen für die Aufnahme der Testgläser auf einer Planfläche eine Sindrehung sowie eine daneben liegende Hut für die Befestigung einer Feder, die so angeordnet ist, daß ihre freistehenden Enden das Testglas in der Eindrehung festhalten

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist dabei wie folgt:

In die am Rezipienten befestigte Kammer mit Hohlzylinder wird ein an einem separaten Arbeitsplatz mit Testgläsern bestücktes Wechselwerk so eingesetzt, daß es durch die in der Kammer angeordneten Stangen geführt wird und das unterste Testglas mit Hilfe der Wendeplatte infolge des Eigengewichtes des Wechselwerkes gegen die Scheibe im Tubus drückt. Danach wird der Deckel der Kammer fest verschlossen.

Soll nach dem Bedampfen eines Testglases ein neues Testglas vor die Öffnung im Tubus gebracht werden,so wird die an der Kammer befindliche Kurbel eine Umdrehung weitergedreht. Dabei greift die Rolle unter die an den Längsschienen angeordnete abgewinkelte Schiene und hebt zunächst das Wechselwerk an. Der im Hohlzylinder angeordnete Sperrhaken

verhindert, daß sämtliche Kettenglieder die Hubbewegung ausführen, so daß lediglich eine Relativbewegung in der Form erfolgt, daß die dem Sperrhaken gegenüberliegenden Kettenglieder die Aufwärtsbewegung mitmachen und die Wendeplatte sich um ungefähr 180 ° wendet.

Beim Weiterdrehen der Kurbel in ihre Ausgangslage senkt sich das Wechselwerk, wobei das oberhalb der Sperrhaken liegende Kettenglied über die Sperrhaken gleitet. In ihrer tiefsten Stellung befindet sich zwischen der Rolle und der abgewinkelten Schiene ein solcher Zwischenraum, daß das Wechselwerk durch sein Eigengewicht das unterste Kettenglied, mit dem Testglas gegen die Scheibe im Tubus drückt, wobei sich die Wendeplatte nach der Scheibe ausrichtet und die mit ihr verbundenen federbelasteten Längsschienen eine stoßartige Belastung des Testglases ausschließen. Die Auswechslung der Testgläser kann erfolgen, indem das gesamte Wechselwerk ausgetauscht wird oder indem über den Vakuumraum nach Entfernen des Tubus einzelne Testgläser ausgewechselt werden. Das Wechselwerk kann in diesem PaI-Ie von Hand mqIterge,sehaltet werden.

Mit dieser erfindungsgemäßen Einrichtung zum Wechseln von Testgläsern in Vakuumbedampfungsanlagen werden ökonomische Vorteile einmal-dadurch erreicht, daß der Platzbedarf im ' Inneren des Vakuumraumes sehr gering ist_s was eine Vergrößerung der die Objekte aufnehmenden Fläche bedeutet und sich als Erhöhung der Produktivität der Anlage auswirkt. Zum anderen wird die Qualität der Objekte verbessert durch die Erhöhung der Meßgenauigkeit, wobei die Verwendung relativ großer Testgläser, die Vermeidung von Beschädigungen derselben durch Kratzspuren sowie die Gestaltung der beweglichen Teile und die Werkstoffauswahl zur Vermeidung von Wärmeverzug beste Voraussetzungen sind. Zu erwarten ist, daß Ausschuß durch Fehlmessungen, der stets die gesamte Charge betrifft, vermieden oder doch V35 stark verringert werden kann.

Ein weiterer Vorteil ist die Verstellbarkeit der Meßebene um ein bestimmtes Maß vor oder hinter die Objektebene, wo-

durch meßtechnisch ein Interferenzpunkt als Minimum oder Maximum angesteuert werden kann, wenn auf den Objekten ein bestimmter Zwischenwert mit hoher Genauigkeit erfaßt werden soll.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig· 1: einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Einrichtung von vorn gesehen

Fig. 2: einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Einrichtung von der Seite gesehen Pig. 3: einen Schnitt gemäß Fig. 2 bei angehobenem Wechselwerk Fig. 4: Einzelheit A gemäß Fig. 2 Fig. 5: den Schnitt C-C gemäß Fig. 2

Das Gehäuse 1, welches das Wechselwerk 2 aufnimmt, besteht aus der mit einem Deckel 3 verschließbaren Kammer 4 und dem sich an die Kammer 4 anschließenden Hohlsylinder 5, der innerhalb des Yäkuumraumes mit einem Tubus 6, der an seinem unteren Ende eine justierbare Scheibe 7 trägt, verschlossen ist·

Das Wechselwerk 2 besteht aus einer endlosen Kette 8, die aus Fassungsringen 9 und Zwischengliedern 10 gebildet ist, aus Längsschienen 11, die im Hohlzylinder 5 die Führung der Kette 8 übernehmen; an diesen Längsschienen 11 angeordneten Buchsen 12, in denen durch Federn 14 abgestützte Rundstangen 13 gelagert sind, sowie aus dem an den Rundstangen 13 befestigten Rahmen 15, der seinerseits die Kettenführung 16 zur Umkehrung der Kette 8 in der Kammer 4 trägt· An einer Längsschiene 11 ist des weiteren, wie in Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, eine abgewinkelte Schiene 17 angebracht, die zwei Bohrungen aufweist und auf zwei in

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der Kammer 4 angeordneten Führungsbolzen 18 gleitet. Ein an der Wand der Kammer 4 befindlicher Kurbeltrieb 19 greift mit seiner Rolle 20 unter die abgewinkelte Schiene 17» wobei im entlasteten Zustand zwischen der Schiene 17 und der Rolle 20 ein Spalt vorhanden ist.

Die Längsschienen 11, im Querschnitt U-Profile mit abgewinkelten Ecken, sind untereinander durch Stifte 21 verbunden, die in Langlöchern des Gegenteiles geführt werden. Dadurch ist eine axiale Verschiebbarkeit der Längsschienen 11 gegeneinander gewährleistet, was beim Senken des Wechselwerkes 2 notwendig ist, um ein sicheres Aufsitzen des Testglases auch bei Schrägstellung der Scheibe 7 zu gewährleisten· -Am unteren Ende der Längsschienen 11 sind Streben 22, vorzugsweise aus Stahldraht, befestigt, an denen die Wendeplatte 23, wie aus der Pig. 4 und 5 ersichtlich ist, drehbar gelagert ist. Ebenfalls in Pig·. 4 ist die Befestigung der justierbaren Scheibe 7 am Tubus 6 dargestellt. Die innere kleeblattförmige Bohrung in der Wendeplatte 23 sorgt dafür, daß die Enden der Feder 25, die das Testglas 26 in die Ausdrehung des Passungsringes 9 fixiert, nicht gegen die Wendeplatte 23 drücken. Das Testglas 26 ist im Passungsring 9 in der Sindrehung so gelagert, daß in Arbeitsposition die Wendeplatte 23 auf eine aus dem Passungsring 9 herausragende Planfläche des Testglases 26 und dieses gegen die Öffnung in der Scheibe 7 drückt. Das Spannen der Kette 8 übernehmen die auf den Rundstangen 13 angeordneten Pedern 14, die das Oberteil des Wechselwerkes 2 mit der Ketten führung 16 nach oben drücken.

In den Pig. 1 bis 3 sind des weiteren die im Hohlzylinder angeordneten Sperrhaken 27 dargestellt, die in der gezeichneten Stellung (Pig. 3) einen Passungsring 9 blockieren. Der Passungsring 9 wird in diesem Bereich durch Pührungsbleche 28 geführt. Seitlich an der Kammer 4 sind die Stellschrauben 29 angeordnet, die sich auf dem Plansch einer an sich bekannten vakuumdichten Schiebedurchführung abstützen

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und ermöglichen, daß die Einrichtung in vertikaler Richtung wie auch in einem kleinen ?/inkel zu dieser verstellbar ist· Mit 30 ist die Vakuumkammer und mit 31 sind die zu bedampfenden Objekte bezeichnet.

Claims

- ίο - SrfinduBgsanspruch

1. Einri eilt tang zum Wechseln von lestgläsern in Vakuum-Bedampfungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (1), welches aus einer mit einem Deckel (3) versehenen Kammer (4) und einem mit der Kammer (4) verbundenen, durch einen Tubus (6) abgeschlossenen Hohlzylinder (5) besteht, ein Wechselwerk (2) angeordnet ist, das eine endlose Kette (8) aufweist, die, aus Passungsringen (9) und Zwischengliedern (10) bestehend, für die Aufnahme von Testgläsern (26) ausgebildet ist und in der Kammer (4) ein Kurbeltrieb (19) vorgesehen ist und daß die Kette (8) in der Kammer (4) so geführt wird,· daß die Rohrmitte in Verlängerung bis zu einem im Deckel (3) der Kammer (4) befindlichen Penster für den Strahlengang frei bleibt,

2. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselwerk (2) aus Längsschienen (11), einem von Rundstangen (13) in Buchsen (12) geführten und von Federn (14) abgestützten, mit den Längsschienen (11) verbundenen Rahmen (15), einer am Rahmen (15) befestigten, die Porm eines halben Kleeblattes darstellenden Kettenführung (16), einer am oberen Teil des Wechselwerkes (2) angeordneten abgewinkelten Schiene (17) sowie aus einer Wendeplatte (23), die am unteren Teil der Längsschienen (11) durch Streben (22) drehbar befestigt ist, besteht und daß die Wendeplatte (23) einen kleeblattförmigen Durchbruch aufweist.

3· Einrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schiene (17) Bohrungen vorhanden sind, in denen in der Kammer (4) angeordnete Führungsbolzen (18) gleiten und der Kurbeltrieb (19) mit einer Rolle (20) unter die Schiene (17) greift und daß in Arbeitsstellung die Rolle (20) die Schiene (17) nicht berührt.

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4· Einrichtung nach Punkt 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlzylinder (5) Sperrhaken (27) sowie Führungsbleche (28) angeordnet sind, wobei der Abstand der Führungsbleche (28) voneinander etwas größer als der Durchmesser der Fassungsringe (9) ist und daß der am Hohlzylinder (5) angeordnete Tubus (6) durch eine justierbare kreisringförmige Scheibe (7) abgeschlossen ist, die ihrerseits mit einer schmalen Kreisringfläche in den Passungsring (9) hineinreicht·

5· Einrichtung nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Testgläser (26) in Eindrehungen der Fassungsringe (9) liegen und daß in Hüten der Fassungsringe (9) versenkt liegende Federn (25) mit ihren Enden auf den Kanten der vorstehenden Testgläser (26) aufliegen.

6· Einrichtung nach Punkt 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß j ede Längsschiene (11) Stifte (21) aufweist, die in langlöchern der gegenüberliegenden Längsschiene (11)

geführt v/erden. .

7. Einrichtung nach Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kammer (4) Stellspindeln (29) angeordnet sind, die sich auf dem Flansch einer an sich bekannten vakuumdichten Schiebedurchführung abstützen.

Hierzu. 3 Seiten Zeichnungen