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Die
vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 2008-0027059 ,
einreicht am 24. März
2008 bei dem koreanischen Amt für
gewerblichen Rechtschutz, deren Offenbarung durch Bezugnahme in
die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumabscheidungseinrichtung
und ein Steuerungsverfahren für
diese, und spezieller eine Vakuumabscheidungseinrichtung, welche
exakte Muster innerer Elektroden in einem Herstellungsverfahren
von Rolle zu Rolle für
Chip-Bauteile ausbilden kann, und ein Steuerungsverfahren für diese.
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Normalerweise
werden Chip-Bauteile wie ein Mehrschicht-Keramikkondensator (MLCC:
Multi-Layer Ceramic Capacitor) und eine Chip-Induktivität dadurch
hergestellt, dass mehrere dünne
Keramikschichten aufeinander gestapelt werden, auf welchen Muster
innerer Elektroden vorgesehen sind, und dann eine Gruppe von Prozessen
mit dem Stapel der dünnen
Keramikplatten durchgeführt
wird.
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Diese
Chip-Bauteile müssen
eine kleine Abmessung und eine hohe Kapazität aufweisen, infolge der neuesten
Trends bei elektronischen Erzeugnissen, beispielsweise Miniaturisierung,
Hochintegration und Multi-Funktionalität.
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Bei
der Herstellung des MLCC, der für Chip-Bauteile
repräsentativ
ist, wird ein Verfahren eingesetzt, welches die Dielektrizitätskonstante
erhöht,
durch Abänderung
der Zusammensetzung, oder die Dicke eines dielektrischen Materials
verringert, während
die Anzahl an Schichten erhöht
wird, um die Anforderungen an eine hohe Kapazität zu erfüllen.
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Ein
typisches Verfahren zur Herstellung des MLCC umfasst die Vorgänge, mehrere
dünne Grünlingsschichten
aus einem Dielektrikum aufeinander zu stapeln, auf welche Schichten
innerer Elektroden aufgedruckt sind, anschließendes Pressen, Entfetten und
Sintern bei hoher Temperatur, Ausbildung von Klemmen durch Drucken äußerer Elektroden,
und Plattieren der Klemmenelektroden.
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Die
Dicke der dielektrischen Schichten und der Schichten innerer Elektroden
wird verringert, um die Anzahl an Schichten pro Volumen zu erhöhen, und
hierdurch die Kapazität
des MLCC zu erhöhen.
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Allerdings
kann die Dicke der Schichten innerer Elektroden in relativ geringerem
Ausmaß als die
Dicke der dielektrischen Schichten verringert werden, da es schwierig
ist, einige Einflussgrößen von Nanoteilchen
aus Metall der Schichten innerer Elektroden zu verbessern, beispielsweise
die Abmessungen, die Geometrie und die physikalischen Eigenschaften.
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Daher
wurde ein Elektrodenausbildungsverfahren vorgeschlagen, das ein
Filmherstellungsverfahren einsetzt, beispielsweise Sputtern, Abscheiden oder
Plattieren. Weiterhin wird ein Verfahren zur Ausbildung exakter
Muster innerer Elektroden mit hoher Geschwindigkeit in einer Dünnfilmherstellungsein richtung
von Rolle zu Rolle benötigt,
die für
die Massenproduktion eingesetzt wird.
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Die
gattungsgemäße
US 2,898,241 beschreibt
ein Verfahren zur Metallbeschichtung einer Filmbahn. Mit einer Rollenanordnung
wird eine Filmbahn zusammen mit einer Maske, die auf die Filmbahn
gespannt ist, durch Metallbeschichtungsstationen geführt. Durch
die Anordnung der Rollen kann eine gleichmäßige Spannung auf die Filmbahn
beziehungsweise die Maske übertragen
werden. Problematisch dabei ist, dass beim Aufwickeln der Filmbahn eine
Verzerrung beziehungsweise Beschädigung
der Metallbeschichtung möglich
ist.
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Die
DE 691 26 684 T2 bezieht
sich auf eine Metallbeschichtungsmaschine, die mit einer Vorrichtung
zur Positionierung von Maskenbändern
ausgestattet ist.
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Die
US 5,304,274 beschreibt
ein Verfahren beziehungsweise ein System zur Metallbeschichtung einer
Filmbahn.
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Die
US 3,799,792 bezieht sich
auf ein Verfahren, das zur Metallisierung von Filmbahnoberflächen geeignet
ist. Während
dabei eine Maske mit einem vorhandenen Muster auf eine Filmbahn
gespannt ist, wird die Filmbahn an einer Metallisierungs-station
vorbeigeführt.
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Die
EP 1 975 272 A1 beschreibt
ein System zur Vakuumbeschichtung einer Filmbahn. Dabei wird vor
der Beschichtung ein Ölfilm
durch eine Vorrichtung auf die Filmbahn gebracht.
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Ausgehend
vom Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, eine
Vakuumabscheidungseinrichtung beziehungsweise ein Steuerungsverfahren
für eine
Vakuumabscheidungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, das unter
Verwendung einfacher konstruktiver Mittel eine verbesserte Führung der
zu beschichtenden Filmbahn gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
mit den technischen Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise des
unabhängigen
Anspruchs 13. Verbesserte Weiterbildungen sind durch die technischen
Merkmale der Unteransprüche
gegeben.
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Die
vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der voranstehend genannten,
beim Stand der Technik auftretenden Probleme entwickelt, und daher
betrifft die vorliegende Erfindung eine Vakuumabscheidungsseinrichtung,
welche sehr exakte Muster innerer Elektroden mit einer sehr hohen
Rate in einem Herstellungsverfahren von Rolle zu Rolle ausbilden kann,
das zur Massenproduktion von Chip-Bauteilen, wie beispielsweise
eines Mehrschichtkeramikkondensators (MLCC), eingesetzt wird, und
ein Steuerungsverfahren für
diese.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist die Vakuumabscheidungseinrichtung eine
Kammer auf, die mit einer Dünnfilmquelle
versehen ist; eine Maskenzuführungseinheit,
die in der Kammer vorgesehen ist, um eine Maske, die ein Muster
aufweist, auf einem vorbestimmten Niveau der (mechanischen) Spannung
zuzuführen;
eine Filmzuführungseinheit
zum Zuführen
einer Filmbahn auf einem vorbestimmten Niveau der Spannung auf solche
Weise, dass die Dünnfilmquelle
ein Elektrodenmuster auf der Filmbahn entsprechend dem Muster der
Maske ausbildet; und eine Spannungseinstelleinheit zur Einstellung
der Spannung der Filmbahn, so dass diese im Wesentlichen gleichmäßig mit
der Maske durch Reibung gegen die Maske in einem Bereich bewegt wird,
in welchem das Elektrodenmuster auf der Filmbahn ausgebildet wird.
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Die
Filmzuführungseinheit
kann eine Abwickelrolle zum Abwickeln der Filmbahn von einer Filmrolle
aufweisen; eine Aufwickelrolle zum Aufwickeln der Filmbahn, die
von der Abwickelrolle zur Verfügung
gestellt wird; und eine Kühltrommel
zum Zuführen
der Filmbahn zwischen der Abwickelrolle und der Aufwickelrolle,
so dass die Maske und die Filmbahn in engem Kontakt miteinander
auf einem Abschnitt der Kühltrommel
stehen, damit sie durch Reibung bewegt werden.
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Die
Maskenzuführungseinheit
kann eine Rolleneinheit zum Rollen der Maske aufweisen, so dass diese
auf dem vorbestimmten Niveau der Spannung zugeführt wird; und eine Antriebseinheit
zum Antreiben der Rolleneinheit.
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Die
Rolleneinheit kann eine Antriebsrolle zur Bereitstellung einer Antriebskraft
zum Zuführen
der Maske aufweisen; eine Führungsrolle
zum Führen der
Maske so, dass sie zugeführt
wird; und eine Spannrolle, die sich mittels Reibung gegen die Maske
dreht, wobei die Spannrolle in einem vorbestimmten Intervall verstellbar
ist, um die Spannung der Maske einzustellen.
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Die
Antriebsrolle kann eine erste Antriebsrolle aufweisen, die sich
in Kontakt mit einer Seite der Maske dreht, um ein vorbestimmtes
Ausmaß an
Reibungskraft zu erzeugen, damit die Maske zum Zuführen angetrieben
wird; und eine zweite Antriebsrolle, die sich in entgegengesetzter
Richtung zu jener der ersten Antriebsrolle dreht, in Kontakt mit
der entgegengesetzten Seite der Maske, zur Erzeugung eines vorbestimmten
Ausmaßes
an Reibungskraft, damit die Maske so angetrieben wird, dass sie
zugeführt wird.
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Die
Antriebseinheit kann ein Antriebszahnrad zur Erzeugung der Antriebskraft
aufweisen; ein Trommelzahnrad, das sich zusammen mit der Kühltrommel
dreht; ein Zahnrad für
die erste Antriebsrolle, die sich zusammen mit der ersten Antriebsrolle
dreht; ein Zahnrad für
die zweite Antriebsrolle, das sich zusammen mit der zweiten Antriebsrolle
dreht; und ein Verbin dungsteil, welches das Antriebszahnrad, das Trommelzahnrad,
das Zahnrad für
die erste Antriebsrolle und das Zahnrad für die zweite Antriebsrolle
miteinander verbindet, so dass sie sich zusammen durch den Betrieb
des Antriebszahnrads drehen.
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Die
Spannungseinstelleinheit kann eine Sensoreinheit zur Erfassung der
Spannung der Filmbahn aufweisen; eine Kupplungseinheit zum Steuern
der Filmzuführungseinheit,
um die Spannung der Filmbahn einzustellen; und eine Steuereinheit
zum Steuern der Kupplungseinheit auf Grundlage eines Erfassungsergebnisses
von der Sensoreinheit.
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Die
Spannungseinstelleinheit kann ein erstes Sensorteil aufweisen, das
zwischen der Abwickelrolle und der Kühltrommel vorgesehen ist, um
die Spannung der Filmbahn zu erfassen; ein zweites Sensorteil, das
zwischen der Kühltrommel
und der Aufwickelrolle vorgesehen ist, um die Spannung der Filmbahn
zu erfassen; eine erste Kupplung zum Steuern der Abwickelrolle so,
dass die Spannung der Filmbahn eingestellt wird; eine zweite Kupplung
zum Steuern der Aufwickelrolle so, dass die Spannung der Filmbahn
eingestellt wird; und eine Steuerungseinheit zum Steuern zumindest
entweder der ersten oder der zweiten Kupplung auf Grundlage eines
Erfassungsergebnisses von zumindest entweder dem ersten oder dem
zweiten Sensorteil.
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Das
erste Sensorteil kann eine erste Messfühlerrolle aufweisen, die zwischen
der Abwickelrolle und der Kühltrommel
vorgesehen ist, um eine Zuführungsrate
der Filmbahn zu erfassen, während
die zuzuführende
Filmbahn geführt
wird, und das zweite Sensorteil kann eine zweite Messfühlerrolle
aufweisen, die zwischen der Kühltrommel
und der Aufwickelrolle vorgesehen ist, um die Zuführungsrate
der Filmbahn zu erfassen, während
die zuzuführende Filmbahn
geführt
wird.
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Die
erste Kupplung kann an die Abwickelrolle durch ein erstes Riemen-
oder Kettenteil angeschlossen sein, und die zweite Kupplung kann
auf die Aufwickelrolle durch ein zweites Riemen- oder Kettenteil angeschlossen
sein.
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Die
erste Kupplung und die Abwickelrolle können vereinigt miteinander
gekuppelt sein, und die zweite Kupplung und die Aufwickelrolle können vereinigt
miteinander gekuppelt sein.
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Das
Verhältnis
des Außendurchmessers
des Trommelzahnrads zu jenem des Zahnrads der ersten Antriebsrolle
oder zu jenem des Zahnrads für
die zweite Antriebsrolle kann im Wesentlichen gleich dem Verhältnis des
Außendurchmessers
der Kühltrommel
zu jenem der ersten Antriebsrolle oder der zweiten Antriebsrolle
sein.
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Gemäß einem
Aspekt umfasst das Steuerungsverfahren für eine Vakuumabscheidungseinrichtung
folgende Schritte: Antreiben einer Maskenzuführungseinheit, die eine Antriebsrolle
und eine Spannrolle aufweist, und einer Filmzuführungseinheit, welche eine
Abwickelrolle, eine Aufwickelrolle und eine Kühltrommel aufweist; Ausbildung
eines Elektrodenmusters auf einer Filmbahn entsprechend einem Muster
einer Maske; und Einstellung der Spannung der Filmbahn so, dass
sie im Wesentlichen gleichzeitig mit der Maske bewegt wird, durch Reibung
gegen die Maske, während
das Elektrodenmuster auf der Filmbahn ausgebildet wird.
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Der
Antriebsschritt kann einen Schritt des Antreibens der Filmzuführungseinheit
auf solche Art und Weise aufweisen, dass die Spannung der Filmbahn
an der Seite der Abwickelrolle größer ist als die Spannung der
Filmbahn an der Seite der Aufwickelrolle.
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Der
Antriebsschritt kann einen Schritt des Antriebs der Antriebsrolle
der Maskenzuführungseinheit
und der Kühltrommel
der Filmzuführungseinheit auf
solche Weise aufweisen, dass sie miteinander synchronisiert sind.
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Der
Spannungseinstellschritt kann einen Schritt der Einstellung der
Spannung der Maske so, dass sie größer ist als eine Differenz
zwischen der Spannung der Filmbahn an der Seite der Abwickelrolle
und der Spannung der Filmbahn an der Seite der Aufwickelrolle ist,
aufweisen.
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Der
Spannungseinstellschritt kann folgende Schritte aufweisen: Erfassen,
an einer Sensoreinheit, der Spannung der Filmbahn, die durch die
Filmzuführungseinheit
zugeführt
wird; Vergleichen der Spannung der Filmbahn, die von der Sensoreinheit
erfasst wird, mit einem vorbestimmten Bezugswert; und Steuern einer
Kupplungseinheit so, dass eine Differenz zwischen der Spannung der
Filmbahn, erfasst von der Sensoreinheit, und dem Bezugswert kompensiert
wird, zur Einstellung der Spannung der Filmbahn.
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Die
Sensoreinheit kann ein erstes Messfühlerteil zur Erfassung der
Spannung des Films an der Seite der Abwickelrolle und ein zweites
Messfühlerteil
zur Erfassung der Spannung des Films an der Seite der Aufwickelrolle
aufweisen, wobei der Erfassungsschritt folgenden Schritt umfassen
kann: Erfassen, an dem ersten Messfühlerteil, der Spannung des Films
an der Seite der Abwickelrolle, und an dem zweiten Messfühlerteil
der Spannung des Films an der Seite der Aufwickelrolle.
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Das
erste Messfühlerteil
kann eine erste Messfühlerrolle
aufweisen, die zwischen der Abwickelrolle und der Kühltrommel
vorgesehen ist, um eine Zuführungsrate
der Filmbahn zu erfassen, während
die zuzuführende
Filmbahn geführt
wird, und das zweite Messfühlerteil
kann eine zweite Messfühlerrolle
aufweisen, die zwischen der Kühltrommel
und der Aufwickelrolle vorgesehen ist, um die Zuführrate der
Filmbahn zu erfassen, während
die zuzuführende Filmbahn
geführt
wird.
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Die
Kupplungseinheit kann eine erste Kupplung zum Steuern einer Umdrehungsgeschwindigkeit der
Abwickelrolle und eine zweite Kupplung zum Steuern einer Umdrehungsgeschwindigkeit
der Aufwickelrolle aufweisen, wobei der Steuerungsschritt folgenden
Schritt umfassen kann: Steuern, an der ersten Kupplung und an der
zweiten Kupplung, der Umdrehungsgeschwindigkeit der Abwickelrolle
bzw. der Umdrehungsgeschwindigkeit der Aufwickelrolle, auf Grundlage
eines Ergebnisses der Erfassung durch die Sensoreinheit.
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Wie
voranstehend erläutert,
können
die Vakuumabscheidungseinrichtung und das Steuerungsverfahren für diese
gemäß der Erfindung
sehr exakte innere Elektroden von Chip-Bauteilen in einem Herstellungsverfahren
von Rolle zu Rolle ausbilden, durch Ausbildung der Muster innerer
Elektroden mit hoher Geschwindigkeit, und Zuführen der Filmbahn so, dass
sie im Wesentlichen mit der Maske synchronisiert ist, durch korrekte
Einstellung der Spannung.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen die voranstehenden und andere Aspekte, Merkmale und weiteren
Vorteile noch deutlicher werden. Es zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung einer Vakuumabscheidungseinrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung einer Antriebseinheit der in 1 gezeigten
Vakuumabscheidungseinrichtung; und
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3 ein
Blockdiagramm eines Steuersystems der in 2 gezeigten
Vakuumabscheidungseinrichtung.
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Nachstehend
werden eine Vakuumabscheidungseinrichtung und ein Steuerungsverfahren
für diese
gemäß der vorliegenden
Erfindung ausführlicher
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen
dargestellt sind.
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Zuerst
wird eine Vakuumabscheidungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf 1 beschrieben,
welche schematisch die Vakuumabscheidungseinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt, weist die Vakuumabscheidungseinrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Kammer 10 auf, eine Maskenzuführungseinheit,
eine Filmzuführungseinheit,
und eine Spannungseinstelleinheit.
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Eine
Dünnfilmquelleneinheit 12,
die in der Kammer 10 vorgesehen ist, dient zum Aufbringen
einer Quelle eines Dünnfilms
aus Metall (nachstehend als ”Dünnfilmquelle” bezeichnet),
welcher Metallteilchen enthält,
auf eine eng gestapelte Anordnung einer Filmbahn F und einer Maske
M, die sich im In nern der Kammer 10 bewegt, so dass die
Dünnfilmquelle ein
vorbestimmtes Muster ausbildet.
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Die
Dünnfilmquelleneinheit 12 ist
eine Vorrichtung, welche die Dünnfilmquelle
liefert, und weist ein Heizsystem oder eine Sputterkathodenvorrichtung
zur Ablagerung des Dünnfilms
auf der Filmbahn auf.
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Da
die Maske M mit einem Muster entsprechend jeder gewünschten
Elektrodengeometrie versehen ist, werden die von der Dünnfilmquelleneinheit 12 gelieferten
Metallteilchen auf der Filmbahn F entsprechend dem Muster der Maske
M abgelagert, wodurch das Elektrodenmuster ausgebildet wird. Dieser Vorgang
wird nachstehend noch genauer erläutert.
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Wie
in 1 gezeigt, ermöglicht
die Maskenzuführungseinheit,
dass sich die Maske M entlang einer Endlosspur mit einem im Wesentlichen
konstanten Niveau der Spannung dreht.
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Die
Maskenzuführungseinheit
weist eine Rolleneinheit und eine Antriebseinheit zum Antrieb der
Rolleneinheit auf. Wie in 1 gezeigt,
enthält eine
Ausführungsform
der Rolleneinheit Antriebsrollen 30, Führungsrollen 34, und
eine Spannrolle 40.
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Die
Rolleneinheit ist eine Vorrichtung, welche die Maske M bei einem
konstanten Niveau der Spannung zuführt, und die Antriebsrollen 30 sind eine
Vorrichtung, welche eine Antriebskraft zum Zuführen der Maske M zur Verfügung stellt.
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Die
Antriebsrollen 30 werden durch die Antriebseinheit so gedreht,
dass die Maske M unter Einsatz der Reibung zwischen den Antriebsrollen 30 und der
Maske M angetrieben wird. Wie in 1 gezeigt, können die
Antriebsrollen 30 eine erste Antriebsrolle 31 und
eine zweite Antriebsrolle 32 aufweisen.
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Wie
in 1 gezeigt, stehen die erste Antriebsrolle 31 und
die zweite Antriebsrolle 32 in engem Kontakt mit beiden
Seiten der Maske M, um die Reibung gegenüber der Maske M aufrecht zu
erhalten, wenn sie sich drehen.
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Die
erste und die zweite Antriebsrolle 31 bzw. 32 drehen
sich in entgegengesetzten Richtungen, um die Maske M in einer Richtung
zuzuführen, infolge
ihrer jeweiligen Reibung gegen die Maske M.
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Die
Führungsrollen 34 sind
eine Vorrichtung, welche die zuzuführende Maske M führt, und
können, wie
in 1 gezeigt, falls erforderlich an mehreren Orten
vorhanden sein. Vorzugsweise werden die Führungsrollen 34 durch
Reibung gegen die Maske M gedreht, ohne eine sonstige Antriebskraft.
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Die
Spannrolle 40 ist eine Vorrichtung, welche die Spannung
der Maske M einstellt. Die Spannrolle 40 ist so ausgebildet,
dass sie innerhalb eines vorbestimmten Intervalls nach oben und
unten bewegt werden kann, und durch Reibung gegen die Maske M gedreht
werden kann.
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Im
Einzelnen kann die Spannrolle 40 in einer angehobenen Position
festgestellt sein, damit die sich bewegende Maske M fester eingestellt
wird, wodurch die Spannung erhöht
wird, oder in einer abgesenkten Position, um die sich bewegende
Maske loser einzustellen, wodurch die Spannung verringert wird.
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Der
Betrieb der Spannrolle 40 kann automatisch von einer (nicht
gezeigten) Steuerungseinheit durchgeführt werden, oder von Hand durch
einen Benutzer gesteuert werden.
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Die
auf die Maske M einwirkende Spannung liegt vorzugsweise im Bereich
von 0 bis 98 N (10 kgf).
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Es
ist vorzuziehen, die Reibungskraft zwischen der Maske M und den
Antriebsrollen 30 oder zwischen der Maske M und den Führungsrollen 34 zu erhöhen. Um
die Reibungskraft zu erhöhen,
können die
Antriebsrollen 30, die Spannrolle 40 oder die
Führungsrollen 34 vorzugsweise
mit einem Material hoher Reibung beschichtet sein, oder hieraus
bestehen.
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Nachstehend
erfolgt unter Bezugnahme auf 1 eine Beschreibung
der Filmzuführungseinheit der
Vakuumabscheidungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 1 gezeigt, weist die Filmzuführungseinheit der Vakuumabscheidungseinrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
eine Abwickelrolle 51 auf, eine Aufwickelrolle 61,
und eine Kühltrommel 20.
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Die
Abwickelrolle 51 arbeitet so, dass sie die Filmbahn F von
einer Filmrolle abwickelt, und die Aufwickelrolle 61 arbeitet
so, dass sie die Filmbahn F erneut aufwickelt, die von der Abwickelrolle 51 abgewickelt
wurde.
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Eine
Führungsrolle 67 ist
an der Seite der Aufwickelrolle 61 vorgesehen, speziell
stromaufwärts der
Aufwickelrolle 61, um die Zuführung der Filmbahn F zu führen. Alternativ
kann die Führungsrolle
in der Nähe
der Abwickelrolle 61 vorgesehen sein, um die Zuführung der
Filmbahn F zu führen.
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Die
von der Abwickelrolle 51 abgewickelte Filmbahn F wird der
Aufwickelrolle 61 zugeführt,
geführt
durch die Kühltrommel 20.
Die Kühltrommel 20 wird
durch Reibung gegen die Filmbahn F gedreht, um die Maske M in engen
Kontakt mit der Filmbahn F an deren einer Seite (beispielsweise
einem Außenumfangsabschnitt)
zu versetzen.
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Die
Dünnfilmquelle,
welche Metallteilchen enthält,
geliefert von der Dünnfilmquelleneinheit 12, wird
auf überlappenden
Abschnitten der Maske M und einem Abschnitt der Filmbahn F abgeschieden oder
abgelagert, die in engem Kontakt miteinander auf der Kühltrommel 20 stehen.
Hierbei arbeitet die Kühltrommel 20 auch
so, dass sie die Filmbahn F abkühlt,
die während
der Ablagerung erwärmt
wird.
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Wenn
sich die Filmbahn F und die Maske M in engem Kontakt miteinander
auf der Kühltrommel 20 bewegen,
sollte die Bewegungsgeschwindigkeit der Filmbahn F im Wesentlichen
ebenso groß sein wie
jene der Maske M.
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Eine
Bewegung der Filmbahn F und der Maske M bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten ist
nicht vorzuziehen, da ein Dünnfilmmuster,
das sich von jenem der Maske M unterscheidet, auf der Filmbahn F
infolge der unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten während der
Ablagerung ausgebildet werden kann.
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Die
Spannungseinstelleinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Vorrichtung, welche die Spannung der Filmbahn
F einstellt, so dass wie voranstehend geschildert die Maske M und die
Filmbahn F im Wesentlichen dieselbe Bewegungsgeschwindigkeit beibehalten
können.
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Die
Vakuumabscheidungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist so ausgebildet, dass die Spannung der Maske M im Wesentlichen gleich
gehalten wird, und die Spannung der Filmbahn F durch die Spannungseinstelleinheit
eingestellt wird, so dass die Filmbahn F und die Maske M mit derselben
Geschwindigkeit in engem Kontakt mit der Kühltrommel 20 in einem
Bereich zugeführt
werden können,
wo die Ablagerung durchgeführt
wird.
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Die
Spannungseinstelleinheit gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist eine Sensoreinheit auf, eine Kupplungseinheit,
und eine Steuerungseinheit.
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Die
Sensoreinheit weist ein erstes Sensorteil auf, das zwischen der
Abwickelrolle und der Kühltrommel
angeordnet ist, um die Spannung der Filmbahn zu erfassen, und ein
zweites Sensorteil, das zwischen der Kühltrommel und der Aufwickelrolle
angeordnet ist, um die Spannung der Filmbahn zu erfassen.
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1 zeigt
eine erste Messfühlerrolle 55 als ein
Beispiel für
das erste Sensorteil, und eine zweite Messfühlerrolle 65 als ein
Beispiel für
das zweite Sensorteil.
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Die
erste Messfühlerrolle 55 ist
zwischen der Abwickelrolle 51 und der Kühltrommel 20 vorgesehen,
um die Zuführung
der Filmbahn F zu führen,
und die Spannung der Filmbahn F zu erfassen.
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Die
zweite Messfühlerrolle 65 ist
zwischen der Aufwickelrolle 61 und der Kühltrommel 20 vorgesehen,
um die Zuführung
der Filmbahn F zu führen, und
die Spannung der Filmbahn F zu erfassen.
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Die
Spannung der Filmbahn F liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis
5 kgf.
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1 zeigt
weiterhin als ein Beispiel für
die Kupplungseinheit eine erste Kupplung 53 zum Steuern
der Abwickelrolle 51 und eine zweite Kupplung 63 zum
Steuern der Aufwickelrolle 61.
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Wie
in 1 gezeigt, sind die erste Kupplung 53 und
die Abwickelrolle 61 miteinander über ein erstes Riemen-/Ketten-Teil 62 verbunden,
und sind die zweite Kupplung 63 und die Aufwickelrolle 61 miteinander
durch ein zweites Riemen-/Kettenteil 62 verbunden.
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Die
Spannungseinstelleinheit ist nicht auf jenen Fall beschränkt, bei
welchem die Riemen-/Kettenteile dazu verwendet werden, die erste
Kupplung 53 mit der Abwickelrolle 61 und die zweite
Kupplung 63 mit der Aufwickelrolle 61 zu verbinden,
sondern ist auch bei einem Fall einsetzbar, bei welchem die Kupplung
direkt mit der Rolle gekuppelt ist, um diese zu steuern.
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Die
erste Kupplung 53 und die zweite Kupplung 63 können daher
direkt mit der Abwickelrolle 51 bzw. der Aufwickelrolle 61 gekuppelt
sein, um deren Umdrehungsgeschwindigkeiten zu steuern.
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Obwohl
nicht in 1 dargestellt, kann die Spannungseinstelleinheit
gemäß der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise eine Steuerungseinheit aufweisen, welche an die Sensoreinheit
bzw. die Kupplungseinheit angeschlossen ist, um diese zu steuern.
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Im
Einzelnen erfasst die erste Messfühlerrolle 55 die Spannung
der Filmbahn F an der Seite der Abwickelrolle 51, und erfasst
die zweite Messfühlerrolle 65 die
Spannung der Filmbahn F an der Seite der Aufwickelrolle 61.
Dann vergleicht die Steuerungseinheit die erfassten Werte mit einem
vorbestimmten Bezugswert, und betätigt dann, wenn eine Differenz
gegenüber
dem Bezugswert vorhanden ist, die erste Kupplung 53 und/oder
die zweite Kupplung 63, um die Abwickelrolle 51 und/oder
die Aufwickelrolle 61 zu steuern.
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Einzelheiten
des geschilderten Steuerungsverfahrens der Vakuumabscheidungseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden nachstehend erläutert.
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Anhand
von 2 erfolgt nachstehend eine Beschreibung der Antriebseinheit
der Vakuumabscheidungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die in 1 dargestellt
ist. 2 zeigt schematisch die Antriebseinheit der in 1 dargestellten
Vakuumabscheidungseinrichtung.
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Wie
in 2 gezeigt, treibt die Antriebseinheit der Vakuumabscheidungseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Antriebsrollen 31 und 32 und die
Kühltrommel 20 der
Maskenzuführungseinheit
so an, dass sie im Wesentlichen miteinander synchronisiert sind.
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Im
Einzelnen sind ein Zahnrad 2 für eine erste Antriebsrolle,
das sich zusammen mit der ersten Antriebsrolle 31 dreht,
ein Zahnrad 3, das sich mit der zweiten Antriebsrolle 32 dreht,
und ein Trommelzahnrad 1, das sich zusammen mit der Kühltrommel 20 dreht,
miteinander durch ein Verbindungsteil 6 verbunden, und
werden daher gleichzeitig oder zusammen angetrieben.
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Weiterhin
ist ein Antriebszahnrad 4 vorgesehen, um eine Antriebskraft
auf das Verbindungsteil 6 zu übertragen. Allerdings ist dies
nicht einschränkend
zu verstehen, da nämlich
auch das Trommelzahnrad 1, das Zahnrad 2 für die erste
Antriebsrolle oder das Zahnrad 3 für die zweite Antriebsrolle
so ausgebildet sein können,
dass sie die Antriebskraft übertragen.
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Wie
in 2 gezeigt, kann auch ein Führungszahnrad 5 geeignet
bei einigen Anwendungen des Synchronbetriebs vorgesehen sein, um
die Bewegung des Verbindungsteils 6 zu führen.
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Das
Verbindungsteil 6 kann vorzugsweise mit zum Beispiel einem
Synchronriemen versehen sein, um einen Schlupf zu verhindern. Allerdings
ist dies nicht einschränkend
zu verstehen, da das Verbindungsteil mit verschiedenen Arten von
Riemen oder Ketten ausgebildet sein kann.
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Wenn
eine Antriebskraft von dem Antriebszahnrad 4 geliefert
wird, wird daher das Verbindungsteil 6 so angetrieben,
dass es das Trommelzahnrad 1, das Zahnrad 2 für die erste
Antriebsrolle und das Zahnrad 3 für die zweite Antriebsrolle
mit im Wesentlichen konstanter Rate dreht, welche wiederum die Kühltrommel 20,
die erste Antriebsrolle 31 und die zweite Antriebsrolle 32 mit
einer im Wesentlichen konstanten Rate drehen, wodurch die Maske
M mit einer im Wesentlichen konstanten Spannung zugeführt wird.
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Vorzugsweise
weisen das Zahnrad 2 und 3 für die erste bzw. zweite Antriebsrolle
im Wesentlichen denselben Durchmesser auf, und weisen die erste
und die zweite Antriebsrolle 31 bzw. 32 im Wesentlichen
denselben Durchmesser auf.
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Das
Verhältnis
des Außendurchmessers
des Trommelzahnrads 1 zu jenem des Zahnrads 2 der ersten
Antriebsrolle (oder zu jenem des Zahnrads 3 für die zweite
Antriebsrolle) ist vorzugsweise ebenso gewählt wie das Verhältnis des
Außendurchmessers der
Kühltrommel 2 zu
jenem der ersten Antriebsrolle 31 (oder zu jenem der zweiten
Antriebsrolle 32).
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Da
die Außendurchmesserverhältnisse gleich
eingestellt sind, ist die Geschwindigkeit der Maske M, die von der
ersten und zweiten Antriebsrolle 31 und 32 zugeführt wird,
im Wesentlichen gleich der Geschwindigkeit der Maske M, die auf
der Kühltrommel 20 und
in engem Kontakt mit dieser bewegt wird.
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Nachstehend
erfolgt eine Beschreibung des Steuerungsverfahrens der Vakuumabscheidungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 und 3,
wobei 3 ein Blockschaltbild ist, welches ein Steuerungssystem
der in 2 gezeigten Vakuumabscheidungseinrichtung zeigt.
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Wie
aus den 1 und 3 hervorgeht, weist
das Steuerungssystem der Vakuumabscheidungseinrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung das erste Sensorteil (beispielsweise
die erste Messfühlerrolle 55)
auf, das zweite Sensorteil (beispielsweise die zweite Messfühlerrolle 65), die
erste Kupplung 53 und die zweite Kupplung 63,
die an die Steuerungseinheit 100 angeschlossen sind.
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Die
Sensorteile, die Kupplungen, und die Steuerungseinheit sind so ausgebildet,
dass die Filmzuführungseinheit
so gesteuert wird, dass die Filmbahn F und die Maske M mit im Wesentlichen gleicher
Geschwindigkeit in einem Ablagerungsschritt bewegt werden können, in
welchem Elektroden auf der Filmbahn F ausgebildet werden.
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Hierbei
ist die Maske, die durch die Maskenzuführungseinheit zugeführt wird,
im Wesentlichen auf ein konstantes Niveau der Spannung festgelegt.
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Daher
umfasst das Steuerungsverfahren für die Vakuumabscheidungseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Antriebsschritt, einen Elektrodenausbildungsschritt,
und einen Spannungseinstellschritt.
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Der
Antriebsschritt umfasst das Betreiben der Maskenzuführungseinheit
und der Filmzuführungseinheit
so, dass die Maske M und die Filmbahn F jeweils zugeführt werden.
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Der
Elektrodenausbildungsschritt umfasst die Bereitstellung einer Dünnfilmquelle
von der Dünnfilmquelleneinheit 12 zur
Maske M und zur Filmbahn F, die aufeinander gestapelt sind, wenn
sie sich auf der Kühltrommel 20 bewegen,
so dass Metallteilchen in der Dünnfilmquelle
auf der Filmbahn M abgelagert werden, um hierdurch ein Elektrodenmuster auszubilden,
welches zum Muster der Maske M passt.
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Der
Spannungseinstellschritt umfasst die Einstellung der Spannung der
Filmbahn F so, dass sich die Maske M und der Film F mit im Wesentlichen gleicher
Geschwindigkeit bewegen, so dass das Elektrodenmuster, das dem Muster
der Maske M entspricht, exakt auf der Filmbahn F ausgebildet wird.
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Hierbei
kann vorzugsweise in dem Antriebsschritt die Filmzuführungseinheit
so betätigt
werden, dass die Spannung der Filmbahn an der Seite der Abwickelrolle
größer eingestellt
ist als jene der Filmbahn an der Seite der Aufwickelrolle.
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Dies
dient dazu, zu verhindern, dass bei der Filmbahn ein Schlupf auf
der Kühltrommel
auftritt, und die Einstellung der Spannung der Filmbahn zu erleichtern,
da die Filmbahn einen Schlupf auf der Kühltrommel erfährt, wodurch
es schwieriger wird, die Spannung einzustellen, wenn die Spannung
der Filmbahn an der Seite der Aufwickelrolle größer ist.
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Weiterhin
kann die Maskenzuführungseinheit
vorzugsweise so betrieben werden, dass die Antriebsrolle und die
Kühltrommel
miteinander synchronisiert sind. Da dieses Merkmal voranstehend
bereits beschrieben wurde, werden insoweit keine weiteren Einzelheiten
erläutert.
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Die
Differenz der Spannung der Filmbahn zwischen der Seite der Abwickelrolle
und der Seite der Aufwickelrolle wird durch die Reibungskraft zwischen
der Maske und der Filmbahn kompensiert. Die Reibungskraft gleicht
daher eine Kraft entsprechend der Differenz der Spannung der Filmbahn
zwischen der Seite der Abwickelrolle und der Seite der Aufwickelrolle
aus, so dass sich die Maske zusammen mit der Filmbahn dadurch bewegen
kann, dass die Filmbahn durch die Reibungskraft mitgezogen wird.
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Wenn
die Reibungskraft zwischen der Maske und der Filmbahn so eingestellt
ist, dass sie wesentlich größer ist
als die Differenz der Spannung der Filmbahn zwischen der Seite der
Abwickelrolle und der Seite der Aufwickelrolle, kann ein geringes
Ausmaß an
Fehlausrichtung durch die Kraft der Maske und der Kühltrommel
ausgeglichen werden, welche die Filmbahn haltern, selbst wenn die
Steuerung der ersten Kupplung 53 und der zweiten Kupplung 63 eine
geringfügige
Fehlausrichtung aufweist.
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Hierbei
kann die Differenz der Spannung der Filmbahn zwischen der Seite
der Abwickelrolle und der Seite der Aufwickelrolle korrekt folgendermaßen gesteuert
werden: die erste Messfühlerrolle 55 erfasst
die Spannung der Filmbahn an der Seite der Abwickelrolle, und die
zweite Messfühlerrolle 65 erfasst
die Spannung der Filmbahn an der Seite der Aufwickelrolle; die Steuerungseinheit
vergleicht die erfassten Spannungen mit einem Bezugswert, und steuert,
wenn eine Differenz vorhanden ist, die erste und die zweite Kupplung 53 bzw. 63 so,
dass die Geschwindigkeit der Abwickelrolle 51 bzw. die
Geschwindigkeit der Aufwickelrolle 61 eingestellt wird, durch
Rückkopplung
der Differenz.
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Wie
voranstehend geschildert, können
die Spannung des Films an der Seite der Abwickelrolle und die Spannung
des Films an der Seite der Aufwickelrolle korrekt gesteuert werden,
so dass eine gleichzeitige Zuführung
im Wesentlichen korrekt durch die Reibungskraft zwischen der Maske
und der Filmbahn ermöglicht
werden kann. Dies wiederum ermöglicht
die Ausbildung exakter Muster innerer Elektroden, welche durch Massenproduktion
durch ein Verfahren von Rolle zu Rolle hergestellt werden können.
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Zwar
wurde die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den beispielhaften
Ausführungsformen
dargestellt und beschrieben, jedoch wissen Fachleute auf diesem
Gebiet, dass Abänderungen und
Variationen vorgenommen werden können,
ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen,
die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben
und von den beigefügten
Patentansprüchen
umfasst sein sollen.