DE102014113041A1 - Anordnung und Verfahren zum Transport bandförmiger Substrate in einer Vakuumbeschichtungsanlage - Google Patents

Anordnung und Verfahren zum Transport bandförmiger Substrate in einer Vakuumbeschichtungsanlage Download PDF

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Hans-Jürgen Heinrich
Peter Botzler
Carsten Deus
Manfred Kammer
Dr. Obst Henrik
Andreas Purath
Jaroslava Salomon
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Abstract

Der Erfindung, welche eine Anordnung und ein Verfahren zum Transport bandförmiger Substrate in einer Vakuumbeschichtungsanlage betrifft, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zum einfachen frontseitenberührungsfreien Transport des bandförmigen Substrats zwischen einer Abwickelrolle und einer Aufwickelrolle anzugeben, wobei das bandförmigen Substrats keiner Zugbelastung ausgesetzt ist. Diese Aufgabe wird anordnungsseitig dadurch gelöst, dass die Abwickelrolle in einem Bereich oberhalb der Aufwickelrolle angeordnet ist, dass zwischen der Abwickelrolle und Aufwickelrolle ein Bereich eines vertikalen Transports (12) des bandförmigen Substrats angeordnet ist und dass innerhalb dieses Bereichs eine Beschichtungsquelle angeordnet ist. Die Aufgabe wird verfahrensseitig dadurch gelöst, dass das bandförmige Substrat nach dem Abwickeln von der Abwickelrolle in einem Bereich eines vertikalen Transports vertikal ohne Berührung der Oberflächen des bandförmigen Substrats transportiert wird, dass eine Beschichtung mindestens einer Oberfläche des bandförmigen Substrats innerhalb des Bereichs des vertikalen Transports erfolgt und dass das bandförmige Substrat nachfolgen auf die Aufwickelrolle aufgewickelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Transport bandförmiger Substrate in einer Vakuumbeschichtungsanlage, wobei die Anordnung eine Abwickelrolle und eine Aufwickelrolle mit jeweils horizontal und parallel zueinander ausgerichteter Achse umfasst und wobei innerhalb eines Transportweges des bandförmigen Substrats von der Abwickelrolle zu der Aufwickelrolle eine Beschichtungsquelle zur Beschichtung einer Oberfläche des bandförmigen Substrats angeordnet ist.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Transport bandförmiger Substrate in einer Vakuumbeschichtungsanlage, wobei das bandförmige Substrat von einer Abwickelrolle abgewickelt und an mindestens einer Beschichtungsquelle zum Beschichten einer Oberfläche des bandförmigen Substrats in einem Prozessschritt vorbeigeführt wird, wobei das bandförmige Substrat nach einem Durchlauf aller Prozessschritte auf einer Aufwickelrolle aufgewickelt wird.
  • Vakuumbeschichtungsanlagen zum Beschichten bandförmiger Substrate nach dem Stand der Technik weisen meist eine Abwickeleinrichtung und eine Aufwickeleinrichtung auf, zwischen denen das zu beschichtende bandförmige Material mindestens eine evakuierbare Prozesskammer, in welcher Prozesskammervakuum herrscht, durchläuft. Üblicherweise ist in der Prozesskammer mindestens eine Beschichtungsquelle zum Beschichten des bandförmigen Substrats angeordnet. Die Prozesskammer ist mit Mitteln zur Erzeugung des Prozesskammervakuums, wie beispielsweise Vakuumpumpen, verbunden.
  • Bekannt ist, dass bei sehr dünnen biegsamen bandförmigen Substraten, wie beispielsweise Substraten aus Metall oder Kunststoff, die berührende Führung und Krafteinleitung für den Bandtransport von einer Abwickelrolle zu einer Aufwickelrolle ausgeführt wird.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass flexible Substrate zum Transport und zur Lagerung spiralförmig aufgewickelt werden. Meist besteht auch die Forderung, dass sich die Substratoberflächen der flexiblen Substrate nicht gegenseitig berühren dürfen. Aus diesem Grund wird zwischen die Oberflächen der flexiblen Substrate beim Aufwickeln eine Zwischenlage, beispielsweise ein aus Kunststoff bestehendes Interleaf-Band zwischengelegt. Diese Zwischenlage weist derartige haptische und mechanische Eigenschaften auf, dass es als Puffer zwischen den Substraten geeignet ist.
  • Die Verwendung einer Zwischenlage erfordert bei einer Nutzung in Vakuumprozessen einen hohen Aufwand zur Erhaltung der Reinheit im Vakuum, da an der Oberfläche des Kunststoffes sehr viele Stoffe angelagert sind und diese im Vakuum im gasförmigen Zustand frei werden können. Dieser Desorptionsrate ist nur mit höherem Aufwand an Pumptechnik zu begegnen. Die Zwischenlage wird vor der Durführung einer Beschichtung des Substrats in einem Prozessbereich separiert.
  • Beispielsweise zum Erreichen einer gleichmäßigen Beschichtung des bandförmigen Substrats wird dieses für die Dauer der Beschichtung in einem gleichbleibenden Abstand zu einer Beschichtungsquelle geführt.
  • Bekannt ist, dass die bandförmigen Substrate über gezielte Vorspannung frei von berührenden Rollen oder Führungen durch Teile des Prozessraumes geleitet werden.
  • Dabei werden mittels Zugbelastung diese bandförmigen Substrate so straff gehalten, das sie sowohl in ihrer Transportebene horizontal als auch vertikal oder in einem beliebigen Winkel schräg durch die Anlage transportiert werden können.
  • Um die hierbei auftretenden starken Zug-Belastungen auf das Substrat in einem zulässigen Bereich zu halten, werden an den für den Beschichtungsprozess unkritischen Bereichen unterstützende Spannrollen vorgesehen.
  • Zum Transport bandförmiger Substrate innerhalb einer Anlage zur Vakuumbeschichtung werden üblicherweise Bandlaufsysteme verwendet, die mit rotierenden Rollen, wie Führungsrollen oder Förderbänder, ausgestattet sind.
  • Bei einem Transport des bandförmigen Substrats können Verunreinigungen an der Oberfläche des Substrats durch Berührung der Oberfläche hervorgerufen werden. Dem kann mit Rollen begegnet werden, deren Oberfläche so weich gestaltet ist, dass Beschädigungen nahezu vermieden werden können.
  • Bei der Beschichtung von Substraten mit einer Glasoberfläche in einer Vakuumbeschichtungsanlage ist insbesondere darauf zu achten, dass keine Berührung der zu beschichtenden Frontseite des bandförmigen Substrats erfolgt, da derartige Berührungen zu qualitativen Abweichungen des Beschichtungsabbilds führen.
  • Außerdem können kleinste Verunreinigungen bei einem Glassubstrat zu mechanischen Spannungen an der Substrat-Oberfläche führen und eventuell zur Zerstörung des Substrats.
  • Die Nachteile des bekannten Standes der Technik liegen darin, dass mit Bandzügen gearbeitet wird, welche bei empfindlichen Glassubstraten bereits zur Zerstörung der Substrate selbst führen könne. Außerdem kann meinst kein frontseiten-berührungsfreier Transport der bandförmigen Substrate von der Abwickelrolle bis hin zu der Aufwickelrolle gewährleistet werden.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und eine Verfahren zum Transport bandförmiger, flexibler Glassubstrate in einer Vakuumbeschichtungsanlage anzugeben, womit ein einfacher frontseitenberührungsfreier Transport des bandförmigen Substrats zwischen einer Abwickelrolle und einer Aufwickelrolle ermöglicht wird und das bandförmige Substrat keiner Zugbelastung ausgesetzt ist.
  • Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Anordnung zum Transport bandförmiger Substrate in einer Vakuumbeschichtungsanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Abwickelrolle in einem Bereich oberhalb der Aufwickelrolle angeordnet ist, dass zwischen der Abwickelrolle und der Aufwickelrolle ein Bereich eines vertikalen Transports des bandförmiger Substrate angeordnet ist und dass innerhalb dieses Bereichs mindestens eine Beschichtungsquelle angeordnet ist.
  • Vorgesehen ist eine Abwickelrolle, von der das zu beschichtende bandförmige Substrat, wie beispielsweise ein empfindliches flexibles Glassubstrat, abgewickelt wird. In einem Bereich unterhalb dieser Abwickelrolle ist eine Aufwickelrolle zum Aufwickeln des nach einem Durchlauf durch einen Beschichtungsbereich beschichteten, bandförmigen Substrats angeordnet. Das bandförmige Substrat wird nach dem Abwickeln von der Abwickelrolle ohne weitere Führung und ohne eine Berührung der Oberflächen des bandförmigen Substrats in einen Bereich eines vertikalen Transports des bandförmigen Substrats eingeführt. Diesen Bereich durchläuft das bandförmige Substrat freihängend vertikal von oben nach unten, wobei das bandförmige Substrat in keinem Bereich entlang seines Transpots einer Zugbelastung ausgesetzt wird.
  • Somit können sehr empfindliche bandförmige Substrate, wie beispielsweise Glassubstrate, transportiert und beschichtet werden. Nach dem Durchlaufen dieses Bereichs des vertikalen Transports wird das bandförmige Substrat frei hängend in einer losen Schlaufe zu einer Aufwickelrolle geführt ohne die Aufwickelrolle, außer im Punkt der Aufwicklung auf die Aufwickelrolle selbst, zu berühren.
  • Das Substrat wird dann auf die Aufwickelrolle aufgewickelt. Die Aufwickelrolle ist daher so angeordnet, dass das bandförmige Substrat im Bereich des vertikalen Transports keine Abweichung von der Lotsenkrechten erfährt. Hierzu wird die Achse der Abwickelrolle zur Achse der Aufwickelrolle unter Beachtung des jeweiligen Durchmessers der Abwickelrolle sowie der Aufwickelrolle mit einem entsprechenden horizontalen Versatz zueinander positioniert. Außerdem werden die Drehzahlen der Rollen derart geregelt, dass das bandförmige Substrat frei hängend ohne Zugbelastung zwischen den Rollen transportiert wird.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass neben der Abwickelrolle eine Zwischenlagen-Aufwickelrolle und neben der Aufwickelrolle eine Zwischenlagen-Abwickelrolle angeordnet ist.
  • Die Erfindung ermöglicht eine Verarbeitung von Substraten mit empfindlichen Oberflächen, bei welchen beim Aufwickeln eine so genannte Zwischenlage zum Schutz der Oberflächen des Substrats mit zwischengewickelt wird. Da diese Zwischenlage nicht in die Bereiche der Prozessräume gelangen darf, wird neben einer Abwickelrolle eine Zwischenlagen-Aufwickelrolle angeordnet, auf welcher beim Abwickeln des bandförmigen Substrats die Zwischenlage aufgewickelt werden kann.
  • Weiterhin wird neben der Aufwickelrolle eine Zwischenlagen-Abwickelrolle vorgesehen, von welcher die Zwischenlage beim Aufwickeln des bandförmigen Substrats abgewickelt werden kann, um diese zwischen den Substratoberflächen einwickeln zu können.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abwickelrolle, die Zwischenlagen-Aufwickelrolle, die Aufwickelrolle und die Zwischenlagen-Abwickelrolle in einem gemeinsamen Wickelraum angeordnet sind.
  • Vorteilhafterweise können die Abwickelrolle, die Zwischenlagen-Aufwickelrolle, die Aufwickelrolle und die Zwischenlagen-Abwickelrolle in einem gemeinsamen Wickelraum untergebracht werden. Derart ist nur einmal die zum Evakuieren des Wickelraums erforderliche Pumptechnik notwendig.
  • In einer besonderen Variante könnte die beim Abwickeln von der Abwickelrolle abgewickelte Zwischenlage der Aufwickelrolle zum Einwickeln zwischen das bandförmige Substrat zugeführt werden. Somit würden die Zwischenlagen-Aufwickelrolle und die Zwischenlagen-Abwickelrolle entfallen.
  • In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Achse der Abwickelrolle und an der Achse der Aufwickelrolle jeweils ein Mittel zur Verschiebung der Achse angeordnet ist, mit welchen eine Verschiebung der Achsen unabhängig voneinander realisiert wird.
  • Da sich der Durchmesser der Abwickelrolle beim Abwickeln des bandförmigen Substrats verändert, ist es vorteilhaft, wenn die Achse der Abwickelrolle derart gelagert ist, dass diese verschoben werden kann. Somit kann mittels eines Sensors eine Abweichung des Bandlaufs vom vorgesehenen Transportweg durch den Bereich des vertikalen Transports, welcher einen vorgegebenen Abstand der Substratoberfläche des bandförmigen Substrats zu einer Beschichtungsquelle gewährleistet, erkannt und ausgeregelt werden. Erkennt der Sensor eine derartige Abweichung, wird die Achse der Abwickelrolle durch ein Mittel zur Verschiebung der Achse derart verschoben, dass die erkannte Abweichung beseitigt wird. Zu diesem Zweck kann das Mittel zur Verschiebung der Achse diese mindestens in einer horizontalen Ebene verschieben. In einer anderen Ausführung kann das Mittel zur Verschiebung der Achse diese sowohl horizontal als auch vertikal verschieben. Somit gewährleistet die Erfindung einen gleichleibenden Abstand zwischen einer Beschichtungsquelle und der Oberfläche des bandförmigen Substrats im Bereich des vertikalen Transports des Substrats.
  • In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass oberhalb und unterhalb des Bereichs des vertikalen Transports 12 des bandförmigen Substrats 7 jeweils eine Umlenkrolle 15 angeordnet ist.
  • Eine Variante der Anordnung zum Transport bandförmiger Substrate sieht vor, dass das bandförmige Substrat mit der Zwischenlage von der Abwickelrolle abgewickelt und gemeinsam zu einer ersten Umlenkrolle transportiert wird. Diese erste Umlenkrolle ist oberhalb des Bereichs des vertikalen Transports des bandförmigen Substrats angeordnet.
  • Nach einer Umlenkung über diese erste Umlenkrolle wird das bandförmige Substrat in einer vertikalen Transportrichtung abwärts transportiert und erreicht den Bereich des vertikalen Transports, während die Zwischenlage nun zu einer Zwischenlagen-Aufwickelrolle weitertransportiert und auf dieser aufgewickelt wird. Nach dem senkrechten Durchlaufen des Bereichs des vertikalen Transports des bandförmigen Substrats erreicht das Substrat die zweite unterhalb dieses Bereichs angeordnete Umlenkrolle.
  • Von einer Zwischenlagen-Abwickelrolle, welche im Bereich der unteren Umlenkrolle angeordnet ist, wird eine Zwischenlage abgewickelt und ebenfalls zur unteren Umlenkrolle geführt. Das bandförmige Substrat und die Zwischenlage werden gemeinsam um die Umlenkrolle herum in Richtung einer Aufwickelrolle weitertransportiert und auf dieser gemeinsam aufgewickelt.
  • In eine Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei Beschichtungsquellen nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind, welche parallel zur Oberfläche des zu beschichtenden bandförmigen Substrats im Bereich des vertikalen Transports 12 des bandförmigen Substrats 2 ausgerichtet ist.
  • Neben einer ersten Beschichtungsquelle können im Bereich des vertikalen Transports des Bandförmigen Substrats weitere Beschichtungsquellen angeordnet sein. Diese Beschichtungsquellen werden in einer Ebene angeordnet, welche parallel zur Oberfläche des zu beschichtenden Substrats von dieser beabstandet liegt. Dabei wird der Abstand derart gewählt, dass dieser optimal für den Beschichtungsprozess mit der entsprechenden Beschichtungsquelle ist.
  • In einer anderen Variante können eine oder mehrere Beschichtungsquellen derart angebracht werden, dass beide Oberflächenseiten des bandförmigen Materials beschichtet werden können.
  • Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Verfahren zum Transport bandförmiger Substrate in einer Vakuumbeschichtungsanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das bandförmige Substrat nach dem Abwickeln von der Abwickelrolle in einem Bereich eines vertikalen Transports 12 vertikal ohne Berührung der Oberflächen des bandförmigen Substrats transportiert wird, dass eine Beschichtung mindestens einer Oberfläche des bandförmigen Substrats innerhalb des Bereichs des vertikalen Transports erfolgt und dass das bandförmige Substrat nachfolgen auf die Aufwickelrolle aufgewickelt wird.
  • Das Verfahren sieht vor, das bandförmige Substrat von der Abwickelrolle abzuwickeln und in dem Bereich des vertikalen Transports beispielsweise von oben nach unten zu transportieren. Hierbei wird der Transport des Substrats ohne eine Berührung der Substratoberfläche und in einem vorgegebenen gleichmäßigen Abstand zu den Beschichtungsquellen realisiert.
  • Nach einer Beschichtung einer oder beider Oberflächen des bandförmigen Substrats, welches beispielsweise ein empfindliches Glassubstrat ist, im Bereich des vertikalen Transports, wird das bandförmige Substrat frei hängend zu einer Aufwickelrolle geführt und auf dieser unter Nutzung einer Zwischenlage aufgewickelt. Verfahrensgemäß wird das bandförmige Substrat im Bereich des vertikalen Transports ohne eine Berührung der Substratoberflächen und ohne eine Zugbeanspruchung transportiert.
  • In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass innerhalb des Bereichs des vertikalen Transports mehrere Beschichtungen einer oder beider Oberflächen des bandförmigen Substrats durchgeführt werden.
  • Vorgesehen ist, eine Oberfläche des bandförmigen Substrats in mehreren nacheinander ablaufenden Prozessschritten zu beschichten. Zu diesem Zweck sind mehrere Beschichtungsquellen im Bereich des vertikalen Transports angeordnet, wobei diese beispielsweise den gleichen Abstand zu einer Oberfläche des Substrats aufweisen.
  • Alternativ können auf jeder Seite des bandförmigen Materials in zwei sich gegenüberliegenden Ebenen, zwischen welchen das bandförmige Substrat im vertikalen Bereich transportiert wird, mehrere Beschichtungsquellen angeordnet sein. Somit kann eine doppelseitige Beschichtung des Substrats erfolgen, wobei je Seite auch mehrere Beschichtungsebenen realisiert werden können.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Abwickeln von der Abwickelrolle mittels eines Antriebs an der Achse der Abwickelrolle oder der Achse der Zwischenlagen-Aufwickelrolle erfolgt.
  • Zum Transport des bandförmigen Substrats wie auch der Zwischenlage kann je ein Antrieb an der Achse der Abwickelrolle wie auch der Achse der Zwischenlagen-Aufwickelrolle vorgesehen werden.
  • In einer besonderen Variante ist nur ein Antrieb an der Zwischenlagen-Aufwickelrolle vorgesehen, über welchen die Zwischenlage auf die Zwischenlagen-Aufwickelrolle aufgewickelt wird, wobei die hierbei entstehende Zugspannung der Zwischenlage zum Abwickeln auf der Abwickelrolle führt. Derart wird sowohl eine Antrieb als auch Energie zum Betreiben der Antriebe eingespart.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Führung des bandförmigen Substrats innerhalb des Bereichs des vertikalen Transports bei einem sich ändernden Durchmesser der Abwickelrolle eine Verschiebung der Achse der Abwickelrolle innerhalb eines Verstellbereichs durchgeführt wird.
  • Vorgesehen ist, das bandförmige Substrat im Bereich des vertikalen Transports lotsenkrecht und in einem festgelegten Abstand zu den Beschichtungsquellen zu transportieren. Um diesen festgelegten Abstand im Laufe des Beschichtungsverfahrens beibehalten zu können, ist vorgesehen, dass bei einem Abweichen vom festgelegten Abstand die Achse der Abwickelrolle beispielsweise horizontal verschoben wird, um die aufgetretene Abweichung auszuregeln. Hierfür sind entsprechende Sensoren zum Erkennen der Abweichung sowie ein Mittel zum Verschieben der Achse der Abwickelrolle vorgesehen. Die Verschiebung der Achse kann horizontal aber auch in einem Winkel von beispielsweise 5, 10, 15 oder 45 Grad zur Horizontalen geneigt erfolgen.
  • In einer anderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Führung des bandförmigen Substrats innerhalb des Bereichs des vertikalen Transports bei einem sich ändernden Durchmesser der Aufwickelrolle, eine Verschiebung der Achse der Aufwickelrolle innerhalb eines Verstellbereichs durchgeführt wird.
  • Auch die Achse der Aufwickelrolle ist mit einem Mittel zum Verschieben der Achse der Aufwickelrolle versehen. Somit besteht bei einem Abweichen vom festgelegten Abstand zu den Beschichtungsquellen auch die Möglichkeit, die Achse dieser Rolle zu verschieben. Auch diese Achse ist innerhalb eines Verstellbereichs horizontal und vertikal verschiebbar.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das bandförmige Substrat zwischen der Abwickelrolle und der Aufwickelrolle ohne Zugbelastung transportiert wird, wobei das bandförmige Substrat unterhalb der Unterkante der Aufwickelrolle eine frei hängend Schlaufe ausbildet.
  • Das ohne eine Zugbelastung von der Abwickelrolle durch den Bereich des vertikalen Transports geführte bandförmige Substrat wird nach diesem Bereich in einer losen Schlaufe hängend zu einer Aufwickelrolle geführt und auf dieser aufgewickelt. Diese Aufwickelrolle kann an verschiedene Stellen platziert werden und sich je nach Platzierung in verschieden Richtungen drehen, um das Substrat und üblicherweise auch die Zwischenschicht aufzuwickeln.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt
  • 1 eine erfindungsgemäße Anordnung mit einer Abwickel- und einer Aufwickelrolle und einem Bereich des vertikalen Transports des bandförmigen Materials,
  • 2 eine Variation der erfindungsgemäßen Anordnung,
  • 3 eine erfindungsgemäße Anordnung in der die Abwickelrolle linksseitig und die Aufwickelrolle rechtsseitig des Bereichs der vertikalen Transports des bandförmigen Materials angeordnet ist,
  • 4 eine Variation der erfindungsgemäßen Anordnung aus der 3,
  • 5 eine erfindungsgemäße Anordnung mit zusätzlichen Umlenkrollen oberhalb und unterhalb des Bereichs des vertikalen Transports des bandförmigen Materials angeordnet und
  • 6 eine Variation der erfindungsgemäßen Anordnung aus der 5.
  • In der 1 ist eine erste erfindungsgemäße Anordnung mit einer Abwickelrolle 1 und einer Aufwickelrolle 3 sowie einem Bereich des vertikalen Transports 12 des bandförmigen Substrats 7 dargestellt. Von einer Abwickelrolle 1 werden das bandförmige Substrat 7 und die Zwischenlage 9 abgewickelt. Die Zwischenlage 9 wird zu einer Zwischenlagen-Aufwickelrolle 10 geführt und auf diese aufgewickelt. Das bandförmige Substrat 7 läuft senkrecht nach unten von der Abwickelrolle 1 ab und durch einen Bereich des vertikalen Transports 12 des bandförmigen Substrats 7 hindurch. In diesem Bereich 12 ist auf einer Seite der Substratoberfläche und beabstandet zu dieser, eine Beschichtungsquelle 8 zur Beschichtung der Substratoberfläche in einem Durchlaufverfahren angeordnet.
  • Üblicherweise befindet sich der Bereich des vertikalen Transports 12 in einer evakuierten Prozesskammer, in welcher die zur Vakuumbeschichtung notwendigen Prozessbedingungen geschaffen wurden. Auf eine Darstellung der Prozesskammer wie auch einer Wickelkammer mit üblichen Mitteln zur Vakuumerzeugung wie Vakuumpumpen wurde in den 1 bis 6 verzichtet.
  • Nach erfolgter Beschichtung der Oberfläche des bandförmigen Substrats 7 durch die Beschichtungsquelle 8 verlässt das bandförmige Substrat 7 den Bereich des vertikalen Transports 12. Das bandförmige Substrat 7 wird nun in einer losen Schlaufe hängend, auch als free-span bezeichnet, zu einer Aufwickelrolle 3 geführt und auf diese aufgewickelt. Bei dem Aufwickeln auf die Aufwickelrolle 3 wird gleichzeitig eine von einer Zwischenlagen-Abwickelrolle 11 abgewickelte Zwischenlage 9 mit aufgewickelt und derart ein Schutz der empfindlichen Oberflächen des Bandförmigen Substrats 7 erreicht.
  • Zur Einhaltung eines gleichmäßigen Abstands zwischen der Beschichtungsquelle 8 und der zu beschichtenden Substratoberfläche des bandförmigen Substrats 7 ist vorgesehen, zumindest die Achse 2 der Abwickelrolle 1 in einem Verstellbereich 13 der Abwickelrolle 1 durch ein geeignetes Mittel verschiebbar zu machen. Derart kann bei einem sich verändernden Durchmesser der Abwickelrolle 1 die Achse 2 der Abwickelrolle 1 verschoben und der Abstand zwischen der Beschichtungsquelle 8 und der zu beschichtenden Substratoberfläche des bandförmigen Substrats 7 beibehalten werden. Hierdurch wird eine gleichmäßige Beschichtung der Substratoberfläche sichergestellt.
  • Die Verschiebung der Achse 2 im Verstellbereich 13 kann horizontal oder vertikal oder sowohl horizontal als auch vertikal erfolgen. Eine Verschiebung horizontaler Art kann beispielsweise in der Ebene 5 erfolgen.
  • Zusätzlich kann eine Verschiebung der Achse 4 der Aufwickelrolle 3 in einem Verstellbereich 14 der Aufwickelrolle 3 vorgesehen werden. Auch für diese Verschiebung ist ein geeignetes Mittel vorgesehen, wobei in horizontaler, vertikaler oder in beiden Richtungen verschoben werden kann. Eine horizontale Verschiebung der Achse 2 kann beispielsweise in der Ebene 6 erfolgen.
  • In der 2 ist eine Variation der erfindungsgemäßen Anordnung aus der 1 dargestellt. Die Darstellung und Funktion der Anordnung entspricht im Wesentlichen der bereits zur 1 erläuterten. Ein Unterschied in der 2 besteht darin, dass mehrere Beschichtungsquellen 8 im Bereich des vertikalen Transports 12 angeordnet sind. Mit den in der 2 gezeigten drei Beschichtungsquellen 8 können drei nacheinander folgende Beschichtungsvorgänge realisiert werden. Das aufzuwickelnde bandförmige Substrat 7 weist somit drei Beschichtungsebenen auf. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die Drehrichtung der Aufwickelrolle 3 gegensätzlich zur 1 gewählt wurde. Dadurch hängt die Schlaufe des bandförmigen Substrats 7 nicht unter der Aufwickelrolle 3, wie in der 1, sondern unterhalb und neben der Aufwickelrolle 3. Bedingt durch die Änderung der Drehrichtung der Aufwickelrolle 3 ist auch die Drehrichtung der Zwischenlagen-Abwickelrolle 11 eine andere.
  • In der 3 ist eine weitere erfindungsgemäße Anordnung dargestellt. Im Unterschied zur 1 und 2 ist die lose Bandschlaufe des bandförmigen Substrats 7 nicht nach links, sondern nach rechts zu der nun auf der vom Betrachter aus gesehenen rechten Seite angeordneten Aufwickelrolle 3 gerichtet. Dementsprechend ist auch die Zwischenlagen-Abwickelrolle 11 auf der rechten Seite platziert.
  • Außerdem sind in der 3 auf beiden Seiten des bandförmigen Substrats 7 jeweils mehrere Beschichtungsquellen 8 vorgesehen. Derart kann eine zweiseitige Beschichtung des bandförmigen Materials 7 erreicht werden, wobei je Seite mehrere Schichten erzeugt werden können.
  • Auch hier wird der Abstand des bandförmigen Substrats 7 zu den Beschichtungsquellen 8 durch eine entsprechende Verschiebung der Achsen 2 und 4 innerhalb der Verstellbereiche 13 und 14 gewährleistet.
  • In der 4 ist eine Variation der erfindungsgemäßen Anordnung aus der 3 dargestellt. In dieser weist die wiederum auf der rechten Seite dargestellte Aufwickelrolle 3 eine zur 3 entgegengesetzte Drehrichtung auf. Somit ist die frei hängende Schlaufe des bandförmigen Materials 7 nicht unterm sondern neben der Aufwickelrolle 3 ausgebildet. In Folge dessen weist auch die Zwischenlagen-Abwickelrolle 11 zur Abwicklung der Zwischenlage 9 eine andere Drehrichtung auf als die in der 3.
  • In der 5 ist eine erfindungsgemäße Anordnung dargestellt, welche zusätzliche Umlenkrollen oberhalb und unterhalb des Bereichs des vertikalen Transports des bandförmigen Materials aufweist.
  • Die in der 5 dargestellte Anordnung sieht vor, dass das bandförmige Substrat 7 gemeinsam mit der Zwischenlage 9 von der Abwickelrolle 1 abgewickelt und gemeinsam zu einer ersten Umlenkrolle 15 transportiert wird. Diese erste Umlenkrolle 15 ist oberhalb des Bereichs des vertikalen Transports des bandförmigen Substrats angeordnet.
  • Nach einer Umlenkung über diese erste Umlenkrolle 15 wird das bandförmige Substrat 7 in einer vertikalen Transportrichtung abwärts transportiert, während die Zwischenlage 9 nun auf die Zwischenlagen-Aufwickelrolle 10 aufgewickelt wird.
  • Nachdem das bandförmige Substrat 7 in einer senkrechten Transportrichtung den Bereich des vertikalen Transports 12 durchlaufen hat, wird es über eine zweite unterhalb dieses Bereichs 12 angeordnete Umlenkrolle 15 zur Aufwickelrolle 3 umgelenkt. Über die Umlenkrolle 15 wird auch die von der Zwischenlagen-Abwickelrolle 11 abgewickelte Zwischenlage geführt, sodass die Zwischenlage 9 gemeinsam mit dem bandförmigen Substrat 7 zur Aufwickelrolle 3 transportiert und auf dieser aufgewickelt wird. In dieser Ausführung können Mittel zur Nachführung der Achsen 2 und 4 der Abwickelrolle 1 und der Aufwickelrolle 3 entfallen, da das bandförmige Substrat 7 über die Umlenkrollen geführt wird und daher ein sich verändernder Durchmesser der Rollen keinen Einfluss auf den Abstand der Substratoberfläche zur Beschichtungsquelle 8 hat.
  • Auch in dieser Ausführung kann das bandförmige Substrat 7 beidseitig mit mehreren Schichten beschichtet werden, da auch hier entsprechende Beschichtungsquellen 8 beidseitig im Bereich des vertikalen Transports 12 angeordnet sind.
  • In der 6 ist wiederum eine Variation der erfindungsgemäßen Anordnung aus der 5 dargestellt. In dieser erfolgt die Führung des bandförmigen Substrats sowie der Zwischenlage oberhalb des Bereichs des vertikalen Transports 12 wie in der 5 beschrieben.
  • Im unteren Bereich sind die Aufwickelrolle 3 sowie die Zwischenlagen-Abwickelrolle 11 rechtsseitig angeordnet, wobei die Wickelrichtung der Aufwickelrolle 3 beibehalten wird. Außerdem haben die Umlenkrollen 15 einen horizontalen Versatz zueinander, während die Achsen der Umlenkrollen 15 in der 5 lotsenkrecht übereinander ausgerichtet sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Abwickelrolle
    2
    Achse der Abwickelrolle
    3
    Aufwickelrolle
    4
    Achse der Aufwickelrolle
    5
    erste Ebene
    6
    zweite Ebene
    7
    bandförmiges Substrat
    8
    Beschichtungsquelle
    9
    Zwischenlage
    10
    Zwischenlagen-Aufwickelrolle
    11
    Zwischenlagen-Abwickelrolle
    12
    Bereich des vertikalen Transports des bandförmigen Substrats
    13
    Verstellbereich der Abwickelrolle
    14
    Verstellbereich der Aufwickelrolle
    15
    Umlenkrolle

Claims (12)

  1. Anordnung zum Transport bandförmiger Substrate (7) in einer Vakuumbeschichtungsanlage, wobei die Anordnung eine Abwickelrolle (1) und eine Aufwickelrolle (3) mit jeweils horizontal und parallel zueinander ausgerichteter Achse (2 und 4) umfasst und wobei innerhalb eines Transportwegs des bandförmigen Substrats (7) von der Abwickelrolle (1) zu der Aufwickelrolle (3) eine Beschichtungsquelle (8) zur Beschichtung einer Oberfläche des bandförmigen Substrats (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwickelrolle (1) in einem Bereich oberhalb der Aufwickelrolle (3) angeordnet ist, dass zwischen der Abwickelrolle (1) und der Aufwickelrolle (3) ein Bereich eines vertikalen Transports (12) des bandförmigen Substrats (7) angeordnet ist und dass innerhalb dieses Bereichs (12) eine Beschichtungsquelle (8) angeordnet ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Abwickelrolle (1) eine Zwischenlagen-Aufwickelrolle (10) und neben der Aufwickelrolle (3) eine Zwischenlagen-Abwickelrolle (11) angeordnet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwickelrolle (1), die Zwischenlagen-Aufwickelrolle (10), die Aufwickelrolle (3) und die Zwischenlagen-Abwickelrolle (11) in einem gemeinsamen Wickelraum angeordnet sind.
  4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Achse (2) der Abwickelrolle (1) und an der Achse (4) der Aufwickelrolle (3) jeweils ein Mittel zur Verschiebung der Achse (2, 4) angeordnet ist, mit welchen eine Verschiebung der Achsen (2, 4) unabhängig voneinander realisiert wird.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb und unterhalb des Bereichs des vertikalen Transports (12) des bandförmigen Substrats (7) jeweils eine Umlenkrolle (15) angeordnet ist.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Beschichtungsquelle (8) nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind, welche parallel zur Oberfläche des zu beschichtenden bandförmigen Substrats (2) im Bereich des vertikalen Transports (12) des bandförmigen Substrats (2) ausgerichtet ist.
  7. Verfahren zum Transport bandförmiger Substrate (7) in einer Vakuumbeschichtungsanlage, wobei das bandförmige Substrat (7) von einer Abwickelrolle (1) abgewickelt und an mindestens einer Beschichtungsquelle (8) zum Beschichten einer Oberfläche des bandförmige Substrat (7) in einem Prozessschritt vorbeigeführt wird, wobei das bandförmige Substrat (2) nach einem Durchlauf aller Prozessschritte auf einer Aufwickelrolle (3) aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das bandförmige Substrat (7) nach dem Abwickeln von der Abwickelrolle (1) in einem Bereich eines vertikalen Transports (12) vertikal ohne Berührung der Oberflächen des bandförmigen Substrats (7) transportiert wird, dass eine Beschichtung mindestens einer Oberfläche des bandförmigen Substrats (7) innerhalb des Bereichs des vertikalen Transports (12) erfolgt und dass das bandförmige Substrat (7) nachfolgen auf die Aufwickelrolle (3) aufgewickelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Bereichs des vertikalen Transports (12) mehrere Beschichtungen einer oder beider Oberflächen des bandförmigen Substrats (7) durchgeführt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwickeln von der Abwickelrolle (1) mittels eines Antriebs an der Achse (2) der Abwickelrolle (1) und/oder der Achse der Zwischenlagen-Aufwickelrolle (10) erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des bandförmigen Substrats (7) innerhalb des Bereichs des vertikalen Transports (12) bei einem sich ändernden Durchmesser der Abwickelrolle (1) eine Verschiebung der Achse (2) der Abwickelrolle (1) innerhalb eines Verstellbereichs (13) durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des bandförmigen Substrats (7) innerhalb des Bereichs des vertikalen Transports (12) bei einem sich ändernden Durchmesser der Aufwickelrolle (3) eine Verschiebung der Achse (4) der Aufwickelrolle (3) innerhalb eines Verstellbereichs (14) durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das bandförmige Substrat (7) zwischen der Abwickelrolle (1) und der Aufwickelrolle (3) ohne Zugbelastung transportiert wird, wobei das bandförmige Substrat (7) unterhalb der Unterkante der Aufwickelrolle (3) eine frei hängend Schlaufe ausbildet.
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