DE102015114187B4 - Continuous film processing system of vertically aligned substrates - Google Patents
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Abstract
Durchlauf-Folienbehandlungsanlage zur Behandlung von flexiblen, bandförmigen Substraten (2) unter Vakuumbedingungen, wobei die Anlage folgende Bestandteile umfasst mit
- einem Abgabeabschnitt (16) mit einer Abgaberolle (7) zur Abgabe eines Substrats (2) und
- einem Aufnahmeabschnitt (17) mit einer Aufnahmerolle (8) zur Aufnahme des Substrats (2),
- mit zumindest einem Behandlungsabschnitt (1) zur Behandlung des zwischen Abgabeabschnitt (16) und Aufnahmeabschnitt (17) durch die Anlage laufenden Substrats (2),
- mit einer Substrattransportvorrichtung mit Führungsrollen (3) zum Transport des Substrats (2) durch die Anlage und zur Halterung des Substrats (2) in einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung zumindest während des Transports im Behandlungsabschnitt (1),
- wobei das Substrat (2) von einer zur nächsten Führungsrolle (3) ohne Führung verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Behandlungsabschnitt (1) und die darin befindlichen Führungsrollen (3) derart zueinander angeordnet sind, dass der Transportweg (4) des im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Substrats (2) als ein einer Kurve β folgender Polygonzug (6) ausgebildet ist,
- wobei die Führungsrollen (3) auf einer Seite und die Behandlungsvorrichtung (11) auf der anderen Seite des Transportweges (4) angeordnet sind,
- wobei die Abgaberolle (7) und die Aufnahmerolle (8) horizontal angeordnet sind und
- in dem Abgabeabschnitt (16) und dem Aufnahmeabschnitt (17) jeweils eine Umlenkeinrichtung mit zumindest einer Umlenkrolle (9) angeordnet ist, zur Umlenkung des Substrats (2) von der horizontalen auf die vertikale Ausrichtung und umgekehrt.
Continuous film treatment plant for the treatment of flexible, belt-shaped substrates (2) under vacuum conditions, the plant comprising the following components
a dispensing section (16) having a dispensing roller (7) for dispensing a substrate (2) and
- A receiving portion (17) having a receiving roller (8) for receiving the substrate (2),
with at least one treatment section (1) for the treatment of the substrate (2) running through the installation between the delivery section (16) and the receiving section (17),
with a substrate transport device with guide rollers (3) for transporting the substrate (2) through the installation and for holding the substrate (2) in a substantially vertical orientation at least during transport in the treatment section (1),
- wherein the substrate (2) extends from one to the next guide roller (3) without a guide, characterized in that
- The treatment section (1) and the guide rollers therein (3) are arranged to each other such that the transport path (4) of the substantially vertically aligned substrate (2) as a curve β following traverse (6) is formed
- Wherein the guide rollers (3) are arranged on one side and the treatment device (11) on the other side of the transport path (4),
- Wherein the discharge roller (7) and the receiving roller (8) are arranged horizontally and
- In the discharge portion (16) and the receiving portion (17) each have a deflection device with at least one deflection roller (9) is arranged, for deflecting the substrate (2) from the horizontal to the vertical orientation and vice versa.
Description
Die Erfindung betrifft eine Durchlauf-Folienbehandlungsanlage, hier auch als Anlage bezeichnet, zur Behandlung von flexiblen, bandförmigen Substraten unter Vakuumbedingungen, wobei die Substrate im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sind.The invention relates to a continuous film treatment plant, also referred to as a plant, for the treatment of flexible, belt-shaped substrates under vacuum conditions, wherein the substrates are oriented substantially vertically.
Eine solche Anlage weist gattungsgemäß eingangs der Anlage, hier als Abgabeabschnitt bezeichnet, eine Abgaberolle zur Ausgabe und ausgangs der Anlage, hier als Aufnahmeabschnitt bezeichnet, eine Aufnahmerolle zur Aufnahme eines Substrats, zumindest eine Behandlungskammer, welche eine oder mehr Behandlungsabschnitte aufweist zur Behandlung des zwischen Abgabe- und Aufnahmeabschnitt durch die Anlage laufenden Substrats und eine Substrattransportvorrichtung zum Transport des Substrats durch die Anlage und zur Halterung des Substrats in einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung während des Transports und während der Behandlung. Das Substrat läuft dabei über Führungsrollen der Substrattransportvorrichtung, die den Transportweg des Substrats definieren und das Substrat auf diesem positionieren.Such a system, generically, at the beginning of the system, referred to herein as a delivery section, is a delivery roller for delivery and exit of the system, here referred to as a receiving section, a take-up roller for receiving a substrate, at least one treatment chamber having one or more treatment sections for treatment between dispensing and receiving section through the plant running substrate and a substrate transport device for transporting the substrate through the system and for holding the substrate in a substantially vertical orientation during transport and during the treatment. The substrate thereby passes over guide rollers of the substrate transport device, which define the transport path of the substrate and position the substrate thereon.
Als „Kammer“ wird üblicherweise ein durch Kammerwände umschlossener Raum bezeichnet, der zum umgebenden Raum abgegrenzt und häufig auch abschließbar ist. Eine Behandlungsanlage kann in Abhängigkeit vom Umfang der Behandlungen und von der Substratgröße eine oder mehr Behandlungskammern aufweisen. Eine Behandlungskammer kann einen einzigen Behandlungsabschnitt umfassen oder selbst wiederum in mehrere funktionell unterscheidbare Abschnitte unterteilt werden, indem innerhalb der Kammer Einbauten vorgenommen werden zur Begrenzung des jeweiligen Abschnitts zu benachbarten Abschnitten. Der Umfang der Abgrenzung hängt insbesondere von den jeweiligen Funktionen der Abschnitte ab und kann auch druckbegrenzend bis vakuumdicht ausgeführt sein. Insoweit nachfolgend von einem „Abschnitt“ die Rede ist, kann damit, falls explizit nicht anders dargelegt, sowohl ein Abschnitt von mehreren in einer Kammer oder eine Kammer mit nur einem Abschnitt gemein sein.A "chamber" is usually referred to a chamber enclosed by chamber walls, which is delimited to the surrounding space and often also lockable. A treatment facility may have one or more treatment chambers, depending on the amount of treatments and the size of the substrate. A treatment chamber may comprise a single treatment section, or may itself be subdivided into a plurality of functionally distinguishable sections by incorporating internals within the chamber to confine the respective section to adjacent sections. The scope of the demarcation depends in particular on the respective functions of the sections and can also be pressure-limiting to vacuum-tight. Insofar as a "section" is referred to below, it is thus possible, unless explicitly stated otherwise, to have in common both a section of several in one chamber or a chamber with only one section.
Als funktionelle Abschnitte einer Folienbehandlungsanlage oder vergleichbarer Anlagen zur Behandlung von Substraten sind neben dem Behandlungsabschnitt auch solche Abschnitte bekannt, die nicht direkt der Behandlung dienen, aber für den Gesamtprozess erforderlich sind, wie beispielsweise Abschnitte zur Evakuierung eines oder mehrerer Abschnitte, Abschnitte zur Gasseparation oder Abschnitte zur Änderung des Substrattransportmodus oder der Substrattransportrichtung, wobei in einem Abschnitt auch mehrere der Funktionen realisierbar sein können.As functional sections of a film treatment plant or comparable systems for the treatment of substrates, in addition to the treatment section, those sections are also known which do not serve directly the treatment but are required for the overall process, such as sections for evacuation of one or more sections, sections for gas separation or sections for changing the substrate transport mode or the substrate transport direction, wherein in a section also several of the functions can be realized.
Derartige Folienbehandlungsanlagen dienen der unterschiedlichen additiven, subtraktiven oder modifizierenden Behandlung der Oberfläche des Substrats, was auch eine Behandlung des Substrats an sich, beispielsweise einer Wärmebehandlung, Vorbehandlungen wie Reinigungs- oder Aktivierungsprozesse und andere, innerhalb der Anlage einschließen kann. Zu den additiven Behandlungen zählen die verschiedensten Beschichtungen. Zu den subtraktiven Behandlungen zählt die vollständige oder teilweise Entfernung von Oberflächenschichten, ob parasitär oder zuvor aufgebracht, insbesondere mit physikalischen oder chemischen Prozessen und ebenso mechanische Behandlungen. Als Modifizierung sind Änderungen in der Struktur oder Zusammensetzung einer Oberflächenschicht bekannt, beispielsweise mittels Wärme- oder Plasmaeinwirkung oder chemische Behandlungen.Such film processing equipment serves for the differential, subtractive or modifying treatment of the surface of the substrate, which may also include treatment of the substrate itself, for example heat treatment, pretreatments such as cleaning or activation processes and others within the equipment. Additive treatments include a wide variety of coatings. Subtractive treatments include complete or partial removal of surface layers, whether parasitic or previously applied, particularly with physical or chemical processes, and also mechanical treatments. As a modification, changes in the structure or composition of a surface layer are known, for example, by heat or plasma or chemical treatments.
Eine solche Behandlungsanlage ist allgemein als Durchlauf- oder auch als Inline-Anlage bezeichnet, wenn die Anlage in mehrere Stationen untergliedert ist und das zu behandelnde Substrat entlang eines Transportweges durch die Anlage bewegt wird, so dass es dabei nacheinander die Stationen durchläuft, die in irgendeiner Weise zur Behandlung beitragen.Such a treatment plant is generally referred to as a continuous or inline system when the plant is divided into several stations and the substrate to be treated is moved along a transport path through the system, so that it successively passes through the stations that in any Contribute to the treatment.
Als Folie werden bandförmige Substrate bezeichnet, deren Bandlänge wesentlich länger ist als der Transportweg durch die Anlage und die flexibel sind, so dass sie schadlos gewölbte Transportwege durchlaufen können. Behandelt werden sowohl metallische oder dielektrische als auch komplexe Kunststoff- oder Verbundfolien. Derartige bandförmige Substrate werden üblicherweise eingangs der Anlage von einer Abgaberolle abgewickelt, durch die Anlage transportiert und dabei behandelt und ausgangs der Anlage wieder auf einer Aufnahmerolle aufgewickelt bis das gesamte Substrat die Anlage durchlaufen hat.As a film band-shaped substrates are referred to, the band length is much longer than the transport path through the plant and are flexible so that they can go through harmless curved transport routes. Both metallic and dielectric as well as complex plastic or composite films are treated. Such belt-shaped substrates are usually unwound at the beginning of the system from a delivery roller, transported through the system and thereby treated and the output of the system again wound up on a take-up roll until the entire substrate has passed through the system.
Es gibt verschiedene Typen von Folienbehandlungsanlagen, wobei sie zunächst nach der Ausrichtung des Substrats unterschieden werden. Bei einer horizontalen Ausrichtung liegt das Substrat senkrecht zur Schwerkraft. Um eine definierte Lage des Substrats gegenüber der Beschichtungsquelle zu erzielen kann entweder das Substrat mittels der Führungsrollen gespannt werden (
Um mehrere Stationen nacheinander durchlaufen zu können, werden große Trommeln benötigt und möglichst der gesamte Umfang für die Stationen genutzt. Mit der Lage der Behandlungsstation, d. h. deren Winkelposition zur Trommel, wechselt folglich die Richtung der Behandlung zwischen Behandlungsquelle und Substrat von horizontal auf zunehmend vertikal. Ein solcher Rollcoater ist beispielsweise in der
Die Behandlungsrichtung hat aber Einfluss auf den Behandlungserfolg. Beispielsweise besteht in der Beschichtung die Gefahr, dass Partikel und abgeplatzte Schichtflocken auf das Substrat fallen.The treatment direction has an influence on the success of the treatment. For example, there is a risk in the coating that particles and flaked layer flakes fall onto the substrate.
Nachteilig an diesem Anlagenkonzept ist weiter die begrenzte Zahl von Behandlungsabschnitten. Ein Austausch oder einer Ergänzung ist nur bedingt möglich. Da die Behandlungsabschnitte eng nebeneinander liegen, ist auch die Separation von benachbarten Abschnitten, insbesondere hinsichtlich der Prozessatmosphären, gering.A disadvantage of this system concept is further the limited number of treatment sections. An exchange or a supplement is only conditionally possible. Since the treatment sections are located close to each other, the separation of adjacent sections, in particular with regard to the process atmospheres, is low.
Es ist auch bekannt, derartige Trommelanlagen mit senkrechter Ausrichtung des Substrats zu betreiben, indem die Trommelachsen senkrecht liegen. In der
Zwar wird die Verschmutzung des Substrats durch Partikel und Schichtflocken reduziert, aber die Begrenzung hinsichtlich der Behandlungsabschnitte und der Separation bleibt. Derartige Anlagentypen sind jedoch hauptsächlich im Labormaßstab oder nur für kleine Substratbreiten bei geringerem Behandlungsaufwand im Einsatz.Although the contamination of the substrate by particles and layer flakes is reduced, but the limitation on the treatment sections and the separation remains. However, such types of equipment are mainly used on a laboratory scale or only for small substrate widths with less treatment effort.
Behandlungsanlagen mit einem linearen Transportweg bieten die Möglichkeit, eine Vielzahl von Behandlungskammern und/oder Behandlungsabschnitten nacheinander entlang des Transportwegs anzuordnen. Auch das Einfügen von separierenden Abschnitten zwischen zwei Behandlungsabschnitten ist möglich, wie es aus der Beschichtung von plattenförmigen Substraten bekannt ist. Derartige Anlagen können bei komplexen Behandlungen, insbesondere Beschichtungen, große Längen aufweisen. Für bandförmige Substrate ergibt sich in diesem Anlagentyp das Erfordernis, das Substrat über die gesamte Anlagenlänge in möglichst einer Ebene zu transportieren, um ein gleichmäßiges Behandlungs- oder Beschichtungsergebnis zu erzielen. Dies wird durch Führungsrollensysteme vor und/oder nach jeder Behandlungsstation realisiert, über welche das Substrat geführt und in der Ebene gehalten wird, wobei sich die Anforderungen mit zunehmender Anlagenlänge steigern. Damit ist zwangsläufig auch der Kontakt der zuvor behandelten Seite des Substrats, allgemein als Gutseite bezeichnet, mit den Führungsrollen verknüpft.Treatment facilities with a linear transport path offer the possibility of arranging a plurality of treatment chambers and / or treatment sections successively along the transport path. The insertion of separating sections between two treatment sections is also possible, as is known from the coating of plate-shaped substrates. Such systems may have long lengths in complex treatments, especially coatings. For strip-shaped substrates results in this type of equipment, the requirement to transport the substrate over the entire length of the plant in one plane, if possible, in order to achieve a uniform treatment or coating result. This is realized by guide roll systems before and / or after each treatment station, over which the substrate is guided and held in the plane, with the requirements increase with increasing plant length. This inevitably also the contact of the previously treated side of the substrate, generally referred to as good side, linked to the guide rollers.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Durchlauf-Behandlungsanlage anzugeben, welche bei vertikal ausgerichteten, hinsichtlich des Materials und der Substratgröße variablen Substraten auch bei komplexen Behandlungsabläufen, insbesondere auch bei komplexer Beschichtung, einen hohen Substratdurchsatz erlaubt.The invention has for its object to provide a continuous treatment plant, which allows for vertically oriented, with respect to the material and substrate size variable substrates even in complex treatment processes, especially in complex coating, a high substrate throughput.
Das Foliensubstrat soll in einer solchen Anlage für ein gleichförmiges Behandlungsergebnis entlang des gesamten Transportweges in einer zu jeder Behandlungsvorrichtung definierten Lage positioniert sein. Dabei soll die Gutseitenberührung des Substrats entlang des Transportwegs durch die Durchlauf-Behandlungsanlage zumindest weiter vermindert werden. Bevorzugt soll die Anlage gänzlich ohne Gutseitenberührung betrieben werden können.The film substrate should be positioned in such a system for a uniform treatment result along the entire transport path in a defined for each treatment device location. In this case, the Gutseitenberührung of the substrate along the transport path through the continuous treatment plant should be at least further reduced. Preferably, the system should be able to be operated entirely without Gutseitenberührung.
Zudem soll die Anlage variabel durch weitere Behandlungsabschnitte und/oder funktionelle Abschnitte ergänzt werden können.In addition, the system should be able to be supplemented variably by further treatment sections and / or functional sections.
Die Durchlauf-Folienbehandlungsanlage soll insbesondere geeignet sein, mehrlagige Beschichtungssysteme mittels physikalischer oder chemischer, auch plasmagestützter, Vakuumbeschichtung herzustellen, die aus einer größeren Anzahl von metallischen und oxydischen Einzelschichten bestehen.The continuous film treatment plant should in particular be suitable for producing multilayer coating systems by means of physical or chemical, also plasma-supported, vacuum coating, which consist of a larger number of metallic and oxidic individual layers.
Die Anlage soll variabel auf die Herstellung verschiedener Schichtkombinationen bei verbesserter Separation benachbarter Behandlungsabschnitte anpassbar sein, wobei auch andere als Beschichtungsabschnitte, beispielsweise zur Substratvorbehandlung oder Substrat- oder Schichtmodifikation, geeignete Behandlungsabschnitte integrierbar sein sollen.The system should be variably adaptable to the production of different layer combinations with improved separation of adjacent treatment sections, whereby also other than treatment sections, for example for substrate pretreatment or substrate or layer modification, suitable treatment sections should be integrated.
Weiter soll das Anlagenkonzept eine der Variabilität in der Schichtkombination angepasste Minimierung des Anlagen- und des Behandlungskammervolumens gestatten, um so Anlagen-, Energie- und Zeitaufwand zu reduzieren.Furthermore, the plant concept should allow a minimization of the plant and the treatment chamber volume adapted to the variability in the layer combination, in order to reduce plant, energy and time expenditure.
Zur Lösung der Aufgabenstellungen wird eine Durchlauf-Beschichtungsanlage nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Die sich darauf beziehenden abhängigen Ansprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.To solve the problems, a continuous coating plant according to claim 1 is proposed. The referring to dependent claims represent advantageous embodiments.
Erfindungsgemäß sind der Behandlungsabschnitt und die dort befindlichen Führungsrollen derart zueinander angeordnet, dass der Transportweg des Substrats in jenem Bereich, in welchem das Substrat im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, als ein einer Kurve β folgender Polygonzug ausgebildet ist. Das schließt ein, dass im Falle von mehreren Behandlungsabschnitten und/oder anderen, ergänzenden Abschnitten der Transportweg auch durch diese Abschnitte Teil dieses Polygonzuges ist.According to the invention, the treatment section and the guide rollers located there are arranged relative to one another such that the transport path of the substrate in that region in which the substrate is oriented substantially vertically is designed as a traverse following a curve. This implies that, in the case of multiple treatment sections and / or other complementary sections, the transport path through these sections is also part of this traverse.
Als Kurve soll eine nicht geradlinig verlaufende Linie bezeichnet werden, die durch die Berührungspunkte eines Punkts des Substrats mit jeder Führungsrolle auf seinem Weg durch die Behandlungsabschnitte hindurch definiert wird. Die Richtung der Krümmung der Kurve β bleibt bevorzugt auf dem gesamten Transportweg gleich. Damit ist es entsprechend einer Ausgestaltung der Durchlauf-Folienbehandlungsanlage möglich, jede Gutseitenberührung zu vermeiden. Denn damit ist es möglich, alle Führungsrollen der Substrattransportvorrichtung auf derselben Seite des Substrats anzuordnen.The curve shall be taken to mean a non-rectilinear line defined by the points of contact of a point of the substrate with each guide roller on its way through the treatment sections. The direction of the curvature of the curve β preferably remains the same throughout the transport path. Thus, it is possible according to an embodiment of the continuous film treatment system to avoid any Gutseitenberührung. Because this makes it possible to arrange all the guide rollers of the substrate transport device on the same side of the substrate.
Die Richtung der Krümmung der Kurve β kann optional aber auch wechseln. Dies schließt einen frei zu gestaltenden Polygonzug, der erfindungsgemäß keine durchgehende gerade Linie sein soll, ebenso ein wie einen Polygonzug, der einem Kreis- und einem Ellipsenbogen oder auch einer Kombination dieser Varianten folgt.The direction of the curvature of the curve β can optionally also change. This includes a free to be designed polygon, which according to the invention should not be a continuous straight line, as well as a polygon, which follows a circular and an elliptical arc or a combination of these variants.
Dabei stellen die Achsen der Führungsrollen die Eckpunkte eines Polygonzuges dar, die auf einer neben der Kurve β verlaufenden Kurve β' liegen. Durch die Lage der Führungsrollen, zumindest in einem Bereich gleicher Krümmungsrichtung der Kurven β und β', auf einer Seite des Transportweges, wird ein solcher Transportweg erzeugt, dass das an allen Führungsrollen anliegende Substrat eine mechanische Spannung erhält, welche die Fixierung des Substrats auf dem Transportweg und damit in der gewünschten Position zu den Behandlungsvorrichtungen für jeden Behandlungsabschnitt gewährleistet. Soll die Krümmungsrichtung der Kurve β wechseln, sind am Umkehrpunkt zwei Führungsrollen, je eine auf jeder Substratseite, erforderlich, um auch für das nachfolgende Segment des Polygonzugs die Substratspannung über die Führungsrollen zu erzeugen. Damit sind sehr variable Polygonzüge und damit variable Transportwege realisierbar.In this case, the axes of the guide rollers represent the corner points of a polygonal course which lie on a curve β 'extending next to the curve β. Due to the position of the guide rollers, at least in a region of the same direction of curvature of the curves β and β ', on one side of the transport path, such a transport path is generated, that the voltage applied to all guide rollers substrate receives a mechanical stress, which fixation of the substrate on the Transport path and thus ensured in the desired position to the treatment devices for each treatment section. If the direction of curvature of the curve β is to change, two guide rollers, one on each side of the substrate, are required at the reversal point in order to generate the substrate tension over the guide rollers for the subsequent segment of the traverse. Thus, very variable polygons and thus variable transport routes can be realized.
Die Spannung des Substrats kann mittels der Führungsrollen durch deren Andruck an das Substrat variierbar ausgestaltet sein, sofern eine oder mehr Führungsrollen entsprechend einer Ausgestaltung der Durchlauf-Folienbehandlungsanlage senkrecht zur Substratoberfläche verschiebbar sind.The tension of the substrate can be made variable by means of the guide rollers by their pressure on the substrate, provided that one or more guide rollers are displaceable perpendicular to the substrate surface according to an embodiment of the continuous film treatment system.
Erfindungsgemäß liegt der Behandlungsprozessbereich und regelmäßig auch die Behandlungsvorrichtung auf der den Führungsrollen gegenüber liegenden Seite des Transportweges, so dass entlang eines Kurvenabschnitts des Transportweges mit gleicher Krümmungsrichtung keine Führungsrollen zum Spannen und Umlenken des Substrats oder andere Führungselemente erforderlich sind, die die Gutseite des Substrats berühren.According to the treatment process region and also regularly the treatment device on the guide rollers opposite side of the transport path, so that along a curved portion of the transport path with the same direction of curvature no guide rollers for clamping and deflection of the substrate or other guide elements are required to touch the good side of the substrate.
Die Anordnung der Führungsrollen, vom Behandlungsprozessbereich her betrachtet, hinter dem Substrat hat neben der verbesserten Schichtqualität infolge der fehlenden Gutseitenberührung den weiteren Vorteil, dass für die Führungsrollen längere Standzeiten realisierbar sind, da sie durch das Substrat dem Behandlungsprozessbereich gegenüber weitestgehend abgeschirmt sind.The arrangement of the guide rollers, viewed from the treatment process area, behind the substrate has, in addition to the improved layer quality due to the lack of Gutseitberührung the further advantage that longer life can be realized for the guide rollers, since they are shielded by the substrate to the treatment process area as far as possible.
Auch wenn die Erfindung sich entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform, auf einen Transportweg bezieht, bei dem alle Führungsrollen an einer Substratoberfläche und alle Behandlungsprozessbereiche über der gegenüber liegenden Substratoberfläche angeordnet sind, schließt die Erfindung auch einen möglichen Wechsel der Krümmungsrichtung im Verlauf des Transportweges infolge der Kombination von zwei Kurven ein, sofern der damit verbundene Gutseitenkontakt nach dem Wechsel unschädlich für die bereits behandelte Substratoberfläche ist. Das kann beispielsweise nach einer geeigneten Substratbehandlung oder erst unmittelbar vor der Aufnahmerolle sein.Although the invention according to a preferred embodiment, refers to a transport path in which all the guide rollers on a substrate surface and all Behandlungsprozessbereiche are arranged over the opposite substrate surface, the invention also includes a possible change of the direction of curvature in the course of the transport path due to the combination of two curves, provided that the associated Gutseitekontakt after the change is harmless for the already treated substrate surface. This can be, for example, after a suitable substrate treatment or only immediately before the take-up roll.
Der Verlauf des Transportweges wird wie oben dargelegt durch die Anordnung der Führungsrollen relativ zueinander realisiert. Da der Transportweg durch die Führungsrollen bestimmt wird und das Substrat von einer zur nächsten Führungsrolle ohne Führung verläuft, ist es leicht einzusehen, dass der Transportweg keine Kurve ist, sondern jeweils durch eine Vielzahl von Eckpunkten eines Polygonzugs gebildet werden, von dem jede Führungsrolle einen Eckpunkt definiert. Dementsprechend ist es möglich, aber nicht erforderlich, den Behandlungsabschnitt oder die Behandlungsabschnitte gewölbt auszubilden. Diese können den Polygonzug durch gerade Wände beidseitig des Transportweges begleiten. Lediglich zur Klarstellung des Verlaufs des Transportweges und der damit verknüpften Spannung und Fixierung des Substrats erfolgt hier die Beschreibung mithilfe von Kurven.The course of the transport path is realized as stated above by the arrangement of the guide rollers relative to each other. Since the transport path is determined by the guide rollers and the substrate passes from one to the next guide roller without guide, it is easy to see that the transport path is not a curve, but each formed by a plurality of vertices of a polygon, from which each guide roller a corner Are defined. Accordingly, it is possible, but not required, to make the treatment section or sections curved. These can accompany the traverse through straight walls on both sides of the transport route. Only to clarify the course of the transport path and the associated voltage and fixation of the substrate is here the description using curves.
Die Unterteilung des Transportweges in einzelne funktionelle Abschnitte bietet weiter den Vorteil, dass das Volumen in den Behandlungsabschnitten klein gehalten werden kann. Dies ermöglicht, in Kombination mit der Anordnung von Vakuumpumpen an und zwischen den Behandlungsabschnitten, insbesondere einen niedrigen Basisdruck, das heißt den minimal erreichbaren Druck ohne Einlass von Prozessgas, sowie eine schnelle Evakuationszeit.The subdivision of the transport path into individual functional sections further offers the advantage that the volume in the treatment sections can be kept small. This allows in Combination with the arrangement of vacuum pumps on and between the treatment sections, in particular a low base pressure, ie the minimum achievable pressure without the admission of process gas, as well as a fast evacuation time.
Bekanntermaßen können abhängig von den Prozessanforderungen zwischen benachbarten Behandlungsabschnitten Gasseparationssysteme vorhanden sein, die eine effiziente Trennung zwischen den Prozessatmosphären gewährleisten sollen. Auch auf die Gasseparation benachbarter Behandlungsabschnitte hat das im Vergleich zu den eingangs beschriebenen Trommelanlagen kompakte Anlagenkonzept einen positiven Effekt aufgrund der Möglichkeit der Einrichtung mindestens eines Pumpabschnittes zwischen benachbarten Behandlungsabschnitten. Dieser kann durch weitere eingebaute Vorrichtungen als spezieller Gasseparationsabschnitt ausgeführt werden. Durch Aneinanderreihung von Gasseparationsabschnitten lassen sich sehr hohe Gasseparationsverhältnisse erreichen. Ein kleines Volumen der Pump- bzw. Gasseparationsabschnitte verbunden mit deren hohen Längenausdehnung in Substrattransportrichtung unterstützt den Effekt der Gasseparation.As is known, depending on the process requirements, gas separation systems may be present between adjacent treatment sections to ensure efficient separation between the process atmospheres. Also on the gas separation of adjacent treatment sections compared to the drum systems described above compact system concept has a positive effect due to the possibility of establishing at least one pump section between adjacent treatment sections. This can be done by other built-in devices as a special gas separation section. By stringing together gas separation sections, very high gas separation ratios can be achieved. A small volume of the pump or gas separation sections combined with their high length extension in the substrate transport direction supports the effect of the gas separation.
Die Lage des Substrats als im „Wesentlichen vertikal“ schließt neben der vertikalen Ausrichtung auch solche geringen Abweichungen davon ein, welche weder der Erzeugung der für die Substratfixierung auf dem Transportweg erforderlichen Substratspannung noch der ungestörten Substratbehandlung entgegenstehen. Letzteres bezieht sich insbesondere auf die oben beschriebenen störenden Partikel und Flocken, die unter Berücksichtigung des Abstandes des Substrats von der Behandlungsvorrichtung oder der Kammerwandung nicht auf die zu behandelnde Oberfläche des Substrats und ebenso nicht auf die Behandlungsvorrichtung fallen sollen. Dies wird für eine Vielzahl von Beschichtungsprozessen und Beschichtungsmaterialien mit Abweichungen bis zu +/- 15° aus der vertikalen Lage erzielbar sein. Jene Führungsrollen der erfindungsgemäßen Anlage, welche diese im Wesentlichen vertikale Ausrichtung des Substrat realisieren, werden hier vereinfacht auch als vertikale Führungsrollen bezeichnet.The position of the substrate as in the "substantially vertical" includes not only the vertical orientation but also small deviations thereof, which preclude neither the generation of the substrate tension required for the substrate fixation on the transport path nor the undisturbed substrate treatment. The latter relates in particular to the above-described interfering particles and flocs, which, taking into account the distance of the substrate from the treatment device or the chamber wall, should not fall on the surface of the substrate to be treated and also not on the treatment device. This will be achievable for a variety of coating processes and coating materials with deviations of up to +/- 15 ° from the vertical position. Those guide rollers of the system according to the invention, which realize this substantially vertical orientation of the substrate, are here also referred to simply as vertical guide rollers.
Erfindungsgemäß sind hingegen die Abgabe- und Aufnahmerolle horizontal angeordnet. Aufgrund des Eigengewichts des Foliensubstrats ist es damit möglich, die Wicklungen auf den Rollen sowohl beim laufenden Betrieb der Anlage sowie beim Ein- und Ausbringen der vollen Rollen zu stabilisieren. Dies erweist sich als vorteilhaft gegenüber im Wesentlichen vertikal liegenden Abgabe- und Ausgaberollen, bei denen die Wicklungen insbesondere bei Vakuumerzeugung in der Umgebung dieser Rollen auseinander driften und undefinierte Substratlagen entstehen. Zudem erleichtert es das Handling der, insbesondere bei breiten und langen Substraten, großen Rollen, wenn das Transportieren der Rollen und deren Ein- oder Ausbau in der Anlage in horizontaler Lage der Rolle erfolgt. Es ist einzusehen, dass von der horizontalen Lage solche Abweichungen eingeschlossen sind, für welche diese Vorteile noch erzielbar sind.In contrast, according to the invention, the dispensing and receiving rollers are arranged horizontally. Due to the inherent weight of the film substrate, it is thus possible to stabilize the windings on the rollers both during ongoing operation of the system and during insertion and removal of the full rollers. This proves to be advantageous over substantially vertical discharge and output rollers, in which the windings drift apart especially in vacuum generation in the environment of these roles and create undefined substrate layers. In addition, it facilitates the handling of large rolls, especially in the case of wide and long substrates, when the transport of the rolls and their installation or removal takes place in the system in a horizontal position of the roll. It will be appreciated that from the horizontal position such deviations are included for which these benefits are still achievable.
Um das Substrat nach seinem Abwickeln von einer horizontal gelagerten Rolle umzulenken auf die im Wesentlichen vertikale Ausrichtung und/oder in umgekehrter Richtung ausgangs der Anlage umfasst die Anlage erfindungsgemäß eine Umlenkeinrichtung mit zumindest einer Führungsrolle zur Umlenkung des Substrats oder mehreren solcher Führungsrollen, die in Kombination miteinander dem Umlenken des Substrats dienen. Die Führungsrollen, die dem Umlenken des Substrats dienen, fallen grundsätzlich unter die oben zum Stand der Technik beschriebene Definition einer Führungsrolle. Zur besseren Unterscheidung sollen in der Beschreibung der Erfindung jene Führungsrollen als „Umlenkrollen“ bezeichnet werden, die gemeinsam dem Umlenken des Substrat zwischen dessen beiden grundsätzlichen Ausrichtungen, jener auf der Abgabe- und/oder Aufnahmerolle und der im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung, dienen.In order to divert the substrate after its unwinding from a horizontally mounted roller to the substantially vertical orientation and / or in the reverse direction of the system, the plant comprises according to the invention a deflection device with at least one guide roller for deflecting the substrate or a plurality of such guide rollers, which in combination with each other serve to deflect the substrate. The guide rollers which serve to deflect the substrate generally fall under the definition of a guide roller described above with respect to the prior art. For better distinction, in the description of the invention, those guide rollers should be referred to as "pulleys" which together serve to deflect the substrate between its two principal orientations, those on the delivery and / or take-up rollers and the substantially vertical orientation.
Die Zahl der Umlenkrollen kann in Abhängigkeit insbesondere vom Substrattyp, dessen Breite und der Lage der Abgabe- bzw. Aufnahmerolle zur ersten vertikalen Führungsrolle unterschiedlich sein. Zahl und Lage der Umlenkrollen sind danach zu bestimmen, dass jeder parallel zur Substrattransportrichtung verlaufende Streifen des Substrats zwischen der Abgabe- bzw. Aufnahmerolle und der nächstliegenden, im Wesentlichen vertikal angeordneten Führungsrolle gleich lang ist und infolge dessen gleich gespannt ist. Mittels benachbart zur Abgabe- bzw. Aufnahmerolle und/oder zur nächstliegenden vertikalen Führungsrolle liegender Umlenkrollen kann zudem eine definierte Übernahme und/oder Übergabe des Substrats auf diese Rollen gewährleistet werden.The number of deflection rollers can be different depending on the particular type of substrate, its width and the position of the delivery or take-up roll to the first vertical guide roller. Number and position of the pulleys are then determined that each parallel to the Substrattransportrichtung running strip of the substrate between the dispensing or pick-up roller and the nearest, substantially vertically arranged guide roller is the same length and as a result is equally tense. By means of adjacent to the discharge or take-up roll and / or to the nearest vertical guide roller lying pulleys also a defined takeover and / or transfer of the substrate can be ensured on these roles.
Die Umlenkeinrichtung wird bevorzugt mit solch einem Abstand vor dem Einführen des Substrats in die erste Behandlungskammer und/oder im Anschluss an die letzte Behandlungskammer liegen, dass das Substrat weitestgehend unbeeinflusst vom Umlenken durch die jeweilige Behandlungskammer bewegt werden kann.The deflection device will preferably lie with such a distance before the substrate is introduced into the first treatment chamber and / or following the last treatment chamber, that the substrate can be moved largely uninfluenced by the deflection through the respective treatment chamber.
Unter der oben angeführten Maßgabe der gleichlangen Substratstreifen liegt die besagte zumindest eine Umlenkrolle in einer Ausgestaltung der Anlage in einer solchen Lage im Raum zwischen der Abgabe- bzw. Aufnahmerolle und der nächstliegenden vertikalen Führungsrolle, bei der sie einen ersten Winkel α zur Achse der Abgaberolle bzw. zur Aufnahmerolle und einen zweiten Winkel γ zur Achse der nächstliegenden vertikalen Führungsrolle aufweist. Beide Winkel liegen im Bereich 0° ≤ α ≤ 90°, bevorzugt zwischen 30° und 60°, unter der Bedingung, dass zumindest einer der Winkel α und γ von 0° und von 90° abweicht. Aufgrund der Notwendigkeit, das Substrat auf seinem Weg zu führen und der Bezüge der Winkel α und γ auf eine, im Wesentlichen, horizontale Linie, die Achse der Abgabe- bzw. Aufnahmerolle, und auf eine vertikale oder mit einem bekannten Winkel davon abweichende Linie, Letzteres ist die Achse der nächstliegenden vertikalen Führungsrolle, ist die Lage der Umlenkrolle im Raum mittels beider Winkel zu definieren. Die obige Winkelbeziehung lässt eine solche Lage der einen oder mehr Umlenkrollen zu, die von zumindest einer der folgenden Ebenen abweicht, jener regelmäßig horizontalen, in welcher die Abgabe- bzw. die Aufnahmerolle liegt, und einer im Wesentlichen vertikalen, in welcher die nächstliegende vertikale Führungsrolle liegt.Under the abovementioned proviso of the same length of substrate strip said at least one guide roller in one embodiment of the system in such a position in the space between the discharge or take-up roll and the nearest vertical guide roller, in which they have a first angle α to the axis of the delivery roller or to the take-up roll and a second angle γ to Has axis of the nearest vertical guide roller. Both angles are in the range 0 ° ≦ α ≦ 90 °, preferably between 30 ° and 60 °, on the condition that at least one of the angles α and γ deviates from 0 ° and from 90 °. Because of the need to guide the substrate in its path and the references of the angles α and γ to a substantially horizontal line, the axis of the take-up roll, and to a vertical or deviating line at a known angle, The latter is the axis of the nearest vertical guide roller, the position of the guide roller in the space by means of both angles to define. The above angular relationship allows for such a position of the one or more diverting pulleys which deviates from at least one of the following planes, that regular horizontal in which the delivery reel lies and a substantially vertical one in which the closest vertical guide reel lies.
Da die genannten Rollen im Raum verteilt sind, so dass nicht in jedem Fall ein Schnittpunkt der die genannten Winkel bildenden Achsen besteht, kann die Messung der Winkel zwischen der Achse der Umlenkrolle und den genannten Ebenen erfolgen. Winkel α liegt folglich zwischen der Achse der Umlenkrolle und der senkrechten Projektion dieser Achse auf die durch die Achse der Abgabe- bzw. Aufnahmerolle horizontal verlaufende Ebene. Winkel γ ist eindeutig bestimmbar durch die Winkelmessung zwischen der Achse der Umlenkrolle und deren senkrechte Projektion auf die durch die Achse der nächstliegenden vertikalen Führungsrolle verlaufenden Ebene, zu der die Achse der Abgabe- bzw. Aufnahmerolle senkrecht steht.Since said rollers are distributed in space, so that there is not always an intersection of the axes forming said angles, the measurement of the angles between the axis of the pulley and said planes can be made. As a result, angle α lies between the axis of the diverting pulley and the vertical projection of this axis on the plane passing horizontally through the axis of the dispensing roll. Angle γ is clearly determinable by the angle measurement between the axis of the guide roller and its vertical projection on the plane passing through the axis of the nearest vertical guide roller plane to which the axis of the discharge or take-up roller is perpendicular.
In
Das bandförmige Substrat 2 wird von der Abgaberolle 7 abgewickelt und über eine erste Umlenkrolle 9', deren Achse 18 parallel zu der Achse 18 der Abgaberolle verläuft, abgewickelt. Diese erste Umlenkrolle 9' positioniert das Substrat 2 für den weiteren Verlauf über die Umlenkrolle 9, welche durch seine Lage schräg im Raum, definiert durch die Winkel α und γ, die eigentliche Umlenkung von horizontal auf vertikal ausführt. Dazu wird das Substrat 2 von der Umlenkrolle 9' weiter über die Umlenkrolle 9 bis auf die erste vertikale Führungsrolle 3 geführt. Von dort aus verläuft es weiter entlang des durch die übrigen Führungsrollen (nur die nächste dargestellt) definierten Transportwegs bis zur letzten Führungsrolle 3 transportiert. Dort wird es in analoger Weise über die Umlenkrollen 9 und 9' auf die Aufnahmerolle 8 geführt. Winkel γ kann in der Zeichnungsebene direkt zwischen den beiden Achsen 18 der Umlenkrolle 9 und der ersten vertikalen Führungsrolle 3 dargestellt werden. Eine solche Umlenkung vermeidet durchgehend den Gutseitenkontakt.The band-shaped
In einer Ausgestaltung sind die Winkel α und γ variierbar, indem die Umlenkrolle in zumindest einem der Winkel schwenkbar ist. Alternativ oder ergänzend ist die Umlenkrolle relativ zur nächstliegenden Führungsrolle verschiebbar. Damit ist die Umlenkung des Substrats mit den verschiedenen, durch die Anlage realisierbaren Parametern des Substrattransports abstimmbar, wie beispielsweise dessen tatsächliche Ausrichtung zur Vertikalen, die Substratspannung oder die Lage der Abgaberolle in Bezug auf die erste Führungsrolle. Auch diese Ausgestaltung unterstützt die Vermeidung oder zumindest Verminderung eines Gutseitenkontakts für die hier beschriebenen Ausgestaltungen der Anlage. Eine solche Verschiebbarkeit ist auch dann von Vorteil, wenn mehr als eine Umlenkrolle verwendet wird, so dass die Wirkung jeder Umlenkrolle variierbar ist. Die Verschiebbarkeit kann sich dabei für eine oder alle Umlenkrollen ausgebildet sein.In one embodiment, the angles α and γ are variable by the deflection roller is pivotable in at least one of the angles. Alternatively or additionally, the deflection roller is displaceable relative to the nearest guide roller. Thus, the deflection of the substrate is tunable with the various parameters of the substrate transport that can be realized by the system, such as, for example, its actual alignment with the vertical, the substrate tension or the position of the delivery roller with respect to the first guide roller. This embodiment also supports the avoidance or at least reduction of Gutseitenkontakts for the embodiments of the system described here. Such displaceability is also advantageous if more than one deflection roller is used, so that the effect of each deflection roller is variable. The displaceability may be formed for one or all pulleys.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Winkel zwischen je zwei Segmenten des Polygonzugs begrenzt, indem jeweils zwei benachbarte Segmente des Polygonzugs einen Winkel δ im Bereich von 90° < δ < 180° aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, unter Beibehaltung der Substratspannung dem Kurvenverlauf eine schwach gekrümmte Form zu geben und so die Behandlungsbedingungen für das Substrats entlang des Transportweges vergleichbar zu machen mit denen in linearen Anlagentypen, bei denen der oben definierte Winkel δ 180° betragen würde. Beispielsweise werden übermäßige Spannungen oder Spannungswechsel im Substrat vermieden.According to a further embodiment of the invention, the angle between each two segments of the polygon are limited by each two adjacent segments of the polygon have an angle δ in the range of 90 ° <δ <180 °. In this way, while maintaining the substrate tension, it is possible to give the curve a slightly curved shape and thus make the treatment conditions for the substrate along the transport path comparable to those in linear system types in which the above-defined angle δ would be 180 °. For example, excessive stresses or voltage changes in the substrate are avoided.
In einer Ausgestaltung umfasst die Anlage neben dem einen oder den mehreren Behandlungsabschnitten zusätzliche funktionelle Abschnitte, wie in der einleitenden Beschreibung dargelegt. Diese sollen hier als Ergänzungsabschnitt bezeichnet werden. Solche Ergänzungsabschnitte sind beispielsweise Abschnitte zur Evakuierung, zur Gasseparation, zur Anpassung der Anlagenkrümmung an die Transportrichtungsänderung oder andere, wobei in einem Ergänzungsabschnitt auch mehr als eine Funktion realisiert sein kann.In one embodiment, the system includes additional functional sections adjacent to the one or more treatment sections, as set forth in the introductory description. These should be referred to here as a supplementary section. Such supplementary sections are, for example, sections for evacuation, for gas separation, for adaptation of the system curvature to the direction of transport direction change or others, wherein more than one function can also be implemented in a supplementary section.
Beispielsweise kann ein Ergänzungsabschnitt zur Anpassung der Anlagenkrümmung an die Transportrichtungsänderung zwischen zwei benachbarten Abschnitten, Behandlungs- und/oder Ergänzungsabschnitten, in denen ein von 180° verschiedener Winkel δ zwischen den benachbarten Polygonzugsegmenten des Transportweges besteht, eingefügt werden. Mittels eines solchen Ergänzungsabschnitts kann der Winkel δ, der von den beiden aufeinanderfolgenden Teilstrecken des Transportwegs gebildet ist, anlagentechnisch ausgeführt werden. Ein solcher Ergänzungsabschnitt, der zwischen zwei Abschnitten mit bevorzugt in der Draufsicht rechteckigem Querschnitt liegt, weist dafür in der Draufsicht einen trapezförmigen oder dreieckigen Querschnitt mit Stirnflächen auf, die einen Winkel δ' mit
Ein solcher Ergänzungsabschnitt zur Anpassung der Anlagenkrümmung an die Transportrichtungsänderung kann unterschiedliche Ausstattungsgrade aufweisen. Beispielsweise kann er lediglich als ein Zwischenflansch ausgebildet sein, bei welchem die in einem Winkel δ' zueinander stehenden Stirnflächen die Dichtflächen des Flansches sind. Die Dichtflächen sind dabei jene, mit denen der Anschluss zu den angrenzenden Abschnitten hergestellt wird. Ein höherer Ausstattungsgrad eines solchen Ergänzungsabschnittes kann durch eine enthaltene Führungsrolle zur aktiven Transportrichtungsänderung ausgebildet sein.Such a supplementary section for adapting the system curvature to the transport direction change may have different equipment levels. For example, it may be formed only as an intermediate flange, in which the standing at an angle δ 'end faces are the sealing surfaces of the flange. The sealing surfaces are those with which the connection to the adjacent sections is made. A higher degree of equipment of such a supplementary section can be formed by a contained guide roller for the active direction of transport direction change.
Alternativ kann ein solcher Ergänzungsabschnitt zusätzlich Komponenten und Einbauten haben, die für den Behandlungsprozess indirekt oder direkt benötigt werden. Er kann beispielsweise über einen Vakuumanschluss verfügen und/oder über Saugöffnungen zu benachbarten Abschnitten. In einem solchen Abschnitt kann auch eine Erwärmung oder Abkühlung des Substrats erfolgen und vieles mehr. Er kann eine oder mehr Führungsrollen aufweisen oder ganz ohne Führungsrolle ausgestattet sein, wenn beispielsweise die nächstliegenden Führungsrollen in den angrenzenden Abschnitten unmittelbar benachbart zum jeweiligen Durchgang liegen.Alternatively, such a supplementary section may additionally have components and internals that are needed indirectly or directly for the treatment process. For example, it can have a vacuum connection and / or suction openings to adjacent sections. In such a section can also be done heating or cooling of the substrate and much more. It may have one or more guide rollers or be equipped without a guide roller, for example, if the nearest guide rollers in the adjacent sections are immediately adjacent to the respective passage.
In beiden Optionen liegen die, in Substrattransportrichtung betrachtet, eingangs und ausgangs des Ergänzungsabschnitts liegenden Stirn- beziehungsweise Dichtflächen nicht parallel zueinander. Sie schließen den Winkel δ' ein, für den bevorzugt, das heißt bei den hier beschriebenen Nachbarabschnitten des betreffenden Ergänzungsabschnitts die obige Beziehung zu δ gilt.In both options, viewed in the substrate transport direction, located at the beginning and end of the supplementary portion lying end or sealing surfaces are not parallel to each other. They include the angle δ ', for which preference is given, that is to say that in the neighboring sections of the relevant supplemental section described here the above relation to δ holds.
In einer Alternative zu solch einem winkligen Ergänzungsabschnitt kann der Winkel δ im Transportweg auch durch die auf diesen beiden Teilstrecken des Transportwegs liegenden, benachbarten Behandlungs- und/oder Ergänzungsabschnitte selbst anlagentechnisch realisiert sein. Dazu weisen deren Stirnflächen bevorzugt jeweils einen Winkel δ'' = δ/2 zu ihrer Teilstrecke des Transportwegs auf. Bei asymmetrischer Ausführung können auch andere Winkel ausgeführt sein.In an alternative to such an angled supplementary section, the angle δ in the transport path can also be implemented by the system itself by means of the adjacent treatment and / or supplementary sections lying on these two partial sections of the transport path. For this purpose, their end faces preferably each have an angle δ '' = δ / 2 to their part of the transport path. In asymmetric design, other angles can be performed.
Mit diesen Ausführungsformen ist es möglich, dass die Abschnitte der Kurve β und deren Polygonzug folgen, ohne gebogene Wandungen aufzuweisen. Auch die Modularität der Anlage wird unterstützt, da mittels der Winkelstellungen der Stirn- bzw. Dichtflächen der Polygonzug an eine geänderte Abschnitts- oder Kammerlänge angepasst werden kann oder umgekehrt. Durch die Verwendung besagter Ergänzungsabschnitte zur Anpassung der Anlagenkrümmung an Transportrichtungsänderungen können auch mehr modulare Behandlungs- oder Ergänzungsabschnitte zur Anwendung kommen.With these embodiments, it is possible for the portions of the curve to follow β and its traverse without having bent walls. Also, the modularity of the system is supported, since by means of the angular positions of the end or sealing surfaces of the polygon can be adapted to a changed section or chamber length or vice versa. By using said supplemental sections for adapting the curvature of the machine to changes in direction of transport, it is also possible to use more modular treatment or supplementary sections.
Sofern entsprechend einer oben beschriebenen Ausgestaltung der Winkel δ im Bereich zwischen 90° und 180° liegen soll, ergeben sich daraus die Winkel δ' und δ'' im Bereich von 0° < δ' < 90° und 45° < δ'' < 90°.If, according to an embodiment described above, the angle δ is to be in the range between 90 ° and 180 °, the angles δ 'and δ "in the range of 0 ° <δ' <90 ° and 45 ° <δ" 'result therefrom 90 °.
Die Variabilität der Anlage ist auch auf Abgabe- bzw. Aufnahmerolle anwendbar. Wie oben dargelegt erfolgt deren Ein- und Ausbau in den Abgabe- beziehungsweise den Aufnahmeabschnitt in horizontaler Lage. Es ist selbstverständlich, dass auch diese Ausrichtung rein technisch bedingte geringfügige Abweichungen einschließen kann.The variability of the system is also applicable to dispensing or take-up roll. As stated above, their installation and removal in the dispensing or the receiving section takes place in a horizontal position. It goes without saying that this orientation too can include purely technical deviations.
Für den Ein- und Ausbau der Rollen können der Abgabe- und/oder der Aufnahmeabschnitt in jeweils einer eigenen vakuumdicht gegenüber der Anlage abschließbaren Kammer angeordnet sein, so dass es möglich ist, dass ein Wechsel der Abgabe- oder Aufnahmerollen unter Aufrechterhaltung der Vakuumbedingungen in der Anlage durchgeführt werden kann.For the installation and removal of the rollers of the dispensing and / or the receiving portion may be arranged in each case a separate vacuum-tight against the system lockable chamber, so that it is possible that a change of the dispensing or receiving rollers while maintaining the Vacuum conditions can be performed in the system.
Abgabe- und Aufnahmeabschnitt können alternativ auch in die Vakuumanlage einbezogen werden, indem sie zur Umgebung vakuumdicht geschlossen und mit dem jeweils benachbarten ersten beziehungsweise letzten Behandlungsabschnitt durch Schlitzschleusen verbunden sind. Mit letzteren sind Druckstufen zwischen benachbarten Abschnitten oder Kammern realisierbar. In beiden Ausgestaltungen kann auf die Verwendung von Bandschleusen verzichtet und auch hier eine Gutseitenberührung vermieden werden.As an alternative, the dispensing and receiving sections can also be included in the vacuum system by being closed to the environment in a vacuum-tight manner and connected to the respectively adjacent first or last treatment section by slot locks. With the latter, pressure levels between adjacent sections or chambers can be realized. In both embodiments can be dispensed with the use of belt locks and here a Gutseitenberührung be avoided.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Behandlungsabschnitte und/oder die Ergänzungsabschnitte modular ausgebildet, indem sie hinsichtlich ihrer Geometrie und ihrer Schnittstellen zum benachbarten Behandlungs- oder Ergänzungsabschnitt technisch gleichartig sind. Der Begriff „technisch gleichartig“ beschreibt solch ein Kammerdesign, dass eine Kammer durch eine oder mehrere andere ersetzt werden kann oder umgekehrt, ohne die benachbarten Kammern in ihrer Lage oder ihrem Aufbau ändern zu müssen. Auf die Geometrie bezogen bedeutet dass, das die Abschnittsbreite und Abschnittshöhe im Wesentlichen übereinstimmt und die Abschnittslänge einem auf die Krümmung der Kurve β und/oder eine sinnvolle Zahl von auf einen Abschnittsplatz anzuordnenden kleineren Abschnitt abgestimmten Rastermaß unterworfen ist. So können beispielsweise Ergänzungsabschnitte zur Verminderung der Anlagengröße entsprechend ihrer Funktion kürzer sein als Behandlungsabschnitte.In a further embodiment of the invention, the treatment sections and / or the supplementary sections are of modular design in that they are technically similar in terms of their geometry and their interfaces to the adjacent treatment or supplemental section. The term "technically similar" describes such a chamber design that one chamber may be replaced by one or more others, or vice versa, without having to change the adjacent chambers in their position or structure. In terms of geometry, that means that the section width and section height are substantially coincident and the section length is subject to a pitch matched to the curvature of the curve β and / or a reasonable number of smaller sections to be placed on a section location. Thus, for example, supplementary sections for reducing the size of the plant can be shorter in function than their function.
Der modulare Aufbau soll insbesondere derart gestaltet sein, dass die Transportbahn durch die Anlage verlängerbar oder kürzbar ist durch Einfügen oder Entfernen zumindest eines modularen Behandlungs- oder Ergänzungsabschnitts zwischen Abgabeabschnitt und Aufnahmeabschnitt. Eine Verkürzung oder Verlängerung wird erzielt, indem Abschnitte am Anfang oder Ende des Transportweges ergänzt oder entfernt werden können, wobei die Abgabe- und Aufnahmeabschnitte stets wieder an den Enden des Transportweges angeordnet werden. Aber auch eine Änderung der Abschnittsfolge im mittleren Bereich des Transportweges ist realisierbar, wenn modulare Abschnitte durch andere ersetzt werden und/oder die übrigen Abschnitte entlang der Kurve β beweglich sind, beispielsweise auf einem Schienensystem.The modular structure should in particular be designed such that the transport path can be extended or shortened by the system by inserting or removing at least one modular treatment or supplementary section between delivery section and receiving section. A shortening or lengthening is achieved by sections can be added or removed at the beginning or end of the transport path, the dispensing and receiving sections are always arranged again at the ends of the transport path. But also a change of the section sequence in the central region of the transport path can be realized if modular sections are replaced by others and / or the remaining sections along the curve β are movable, for example on a rail system.
Zumindest für das Ergänzen und Entnehmen von Abschnitten kann es erforderlich sein, ganze Kammern zu ergänzen oder zu entnehmen, wobei eine Kammer eine oder mehrere Abschnitte aufweisen kann. Eine Kammer weist eingangs- und/oder ausgangsseitig Vakuumventile auf zu deren vakuumdichten Verschluss, so dass die Kammern voneinander vakuumtechnisch und/oder physisch trennbar sind. Eine solche vakuumtechnische Trennung ist auch für das nichtmodulare Design der Anlage von Vorteil, beispielsweise zur Wartung, zum Wechsel der Behandlungsvorrichtung oder zum Austausch der gesamten Behandlungskammer. Auch die oben beschriebenen Abgabe- und Aufnahmeabschnitte können in die Modularität einbezogen werden. Alternativ ist das Austauschen aufgrund der Modularität auch abschnittsweise möglich.At least for the completion and removal of sections, it may be necessary to complete or remove entire chambers, wherein a chamber may have one or more sections. A chamber has input and / or output side vacuum valves to the vacuum-tight closure, so that the chambers of each other vacuum technology and / or physically separable. Such a vacuum separation is also advantageous for the non-modular design of the system, for example for maintenance, for changing the treatment device or for replacing the entire treatment chamber. The dispensing and receiving sections described above may also be included in the modularity. Alternatively, the replacement is also partially possible due to the modularity.
Die Anlage lässt sich anhand des modularen Aufbaus damit für Nachrüstungen für zukünftige Anwendungen schnell anpassen. Entsprechend des modularen Designkonzepts werden bei dieser Anlage soweit wie möglich technisch gleichartige Abschnitt- oder Kammermodule mit modifizierten Einbauten und Peripheriegeräten für gleiche aber auch grundsätzlich verschiedene Prozesse eingesetzt. Das ermöglicht durch die Nutzung technischer und technologischer Synergien die Erzielung hoher Anlagenverfügbarkeit und Prozessstabilität. Auch einheitliche Werkzeug-und Ersatzteilsätze sowie effiziente Wartungsarbeiten sind nutzbar und somit niedrigere Gesamtbetriebskosten erzielbar.Thanks to its modular design, the system can be quickly adapted for retrofitting for future applications. According to the modular design concept, as far as possible technically similar section or chamber modules with modified fixtures and peripheral devices are used for the same but basically different processes. This enables the achievement of high plant availability and process stability through the use of technical and technological synergies. Uniform tool and spare parts sets as well as efficient maintenance work can also be used and thus lower total operating costs can be achieved.
Die Modularität der Anlage stellt darüber hinaus einige Vorteile in Bezug auf den Prozess dar. Ein Vorbehandlungsabschnitt kann zwischen dem Aufnahmeabschnitt und dem nachfolgenden Prozessabschnitt eingefügt und von beiden getrennt ausgeführt werden, wodurch sich eine hohe Flexibilität für den Nutzer ergibt, unterschiedliche Vorbehandlungsprozesse zur Optimierung der Behandlungsqualität zu fahren.The modularity of the plant further presents some advantages with respect to the process. A pretreatment section may be inserted between the receiving section and the subsequent process section and carried out separately, thereby providing high flexibility to the user, different pretreatment processes to optimize treatment quality to drive.
Die beschriebene Anlage ist mit den verschiedenen Ausgestaltungen insbesondere für PVD-Beschichtungen mittels Sputtern oder CVD-Beschichtungen, diese auch mit Plasmaunterstützung, anwendbar. In solchen Durchlaufanlagen werden zunehmend komplexe Schichtsysteme mit zahlreichen Schichten unterschiedlicher Zusammensetzungen nacheinander abgeschieden werden. Auch für Plasmabehandlungen von Foliensubstraten ist diese Anlage verwendbar. Dementsprechend ist die Anlage mit deren Behandlungs- und meist auch Ergänzungsabschnitten für diese Prozesse konfiguriert. Beispielsweise sind in den Behandlungsabschnitten eine oder mehr Behandlungsvorrichtungen, wie z.B. Sputterquellen oder Plasmaquellen angeordnet.The system described can be used with the various configurations, in particular for PVD coatings by means of sputtering or CVD coatings, these also with plasma assistance. In such continuous flow systems, increasingly complex layer systems with numerous layers of different compositions will be sequentially deposited. This system can also be used for plasma treatments of film substrates. Accordingly, the plant is configured with its treatment and usually also supplementary sections for these processes. For example, in the treatment sections, one or more treatment devices, such as e.g. Sputter sources or plasma sources arranged.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
-
1A ,1B Beispielhafte Anordnungen der Abgaberolle, Umlenkrolle und nächstliegenden Führungsrolle relativ zueinander, -
2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Durchlauf-Folienbehandlungsanlage, -
3 eine Darstellung eines Teilstücks des Transportwegs des Substrats gemäß2 , -
4 ein Abgabeabschnitt mit Umlenkeinrichtung während des Betriebs der Anlage, -
5A ,5B Darstellung von Ausgestaltungen eines Ergänzungsabschnitts für die Anpassung der Anlagenkrümmung an die Transportrichtung des Substrates und -
6 Darstellung einer Reihe von Abschnitten der Anlage mit Stirnflächen, die in der Draufsicht keinen rechten Winkel mit der Transportrichtung bilden.
-
1A .1B Exemplary arrangements of the delivery roller, deflection roller and nearest guide roller relative to each other, -
2 a top view of a continuous film treatment plant according to the invention, -
3 a representation of a portion of the transport path of the substrate according to2 . -
4 a discharge section with deflection during operation of the system, -
5A .5B Representation of embodiments of a supplementary section for the adaptation of the system curvature to the transport direction of the substrate and -
6 Representation of a series of sections of the system with end faces, which do not form a right angle with the transport direction in the plan view.
Die Darstellungen in den Figuren sind lediglich schematisch zum Verständnis der Erfindung. Sie erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Maßstäblichkeit. The illustrations in the figures are only schematic for understanding the invention. You make no claim to completeness or scale.
In
Eine Mehrzahl von Behandlungsabschnitte
Die Behandlungsabschnitte
Die Abschnitte
In einigen Behandlungsabschnitten
Die Führungsrollen
Die Abschnitte
Eingangs und ausgangs der Durchlauf-Folienbehandlungsanlage befindet sich jeweils ein Abgabe- und Aufnahmeabschnitt
Zwischen dem Abgabe- beziehungsweise Aufnahmeabschnitt
Weitere Servicewagen
Im Ausführungsbeispiel gemäß
Die Führungsrollen
Die Mantelflächen der Führungsrollen
Die dort angeordnete Umlenkeinrichtung weist im Ausführungsbeispiel zwei Umlenkrollen
An den Abgabeabschnitt
Alternativ kann der Ergänzungs- und Richtungsänderungsabschnitt
Derartige Systeme zum Transport eines bandförmigen Substrats durch die Anlage sind bekannt. Der Abwickler (nicht dargestellt) der Abgaberolle
Die Substratführung in den Abschnitten
Am Ende des Transportsystems (nicht dargestellt) befindet sich im Aufnahmeabschnitt eine weitere Umlenkeinrichtung (nicht dargestellt) zur Umlenkung des Substrats von der vertikalen Ausrichtung in die horizontale Ausrichtung der Aufnahmerolle, wie oben beschrieben. Im Aufnahmeabschnitt befindet sich weiter eine Aufwickeleinheit (nicht dargestellt), die hauptsächlich aus einer Schwingeinheit und Substrateinstelleinrichtung besteht. Eine Folienbandkantenmessvorrichtung überprüft auch hier kontinuierlich die Substratposition und das Steuersystem verstellt die Position der Aufnahmerolle
Auch im Aufnahmeabschnitt sind Hochvakuumbedingungen während der Behandlung der Folie vorhanden. Nach dem Abschluss der Aufwicklung wird das Vakuumventil (nicht dargestellt), welches analog zum Eingang in die Anlage ausgangs des letzten Abschnitts
In den
Die Ausführungsbeispiele der
In den Ausführungsformen der
Die in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Behandlungsabschnitttreatment section
- 22
- Substratsubstratum
- 33
- Führungsrolleleadership
- 44
- Transportwegtransport
- 55
- Eckpunktevertices
- 6, 6'6, 6 '
- Polygonzugtraverse
- 77
- Abgaberolledelivery roller
- 88th
- Aufnahmerolleup roll
- 9, 9'9, 9 '
- Umlenkrolleidler pulley
- 1010
- Vakuumanschlussvacuum connection
- 1111
- Behandlungsvorrichtungtreatment device
- 1212
- Beschichtungsabschnittcoating section
- 1313
- Vorbehandlungsabschnittpretreatment section
- 1414
- Kammerdeckelchamber cover
- 1515
- Servicewagenservice car
- 1616
- Abgabeabschnittdispensing portion
- 1717
- Aufnahmeabschnittreceiving portion
- 1818
- Achseaxis
- 1919
- Schlitzslot
- 2020
- Ergänzungsabschnittsupplement section
- 2121
- Ergänzungs- und RichtungsänderungsabschnittSupplementary and directional change section
- 2222
- Stirnflächeface
- 2323
- Dichtflächesealing surface
- 2424
- Saugöffnung suction opening
- β, β'β, β '
- Kurve, KreisbogenCurve, circular arc
- αα
- Winkel zwischen Abgabe- bzw. Aufnahmerolle und UmlenkrolleAngle between the dispensing or pick-up roller and deflection roller
- γγ
- Winkel zwischen Umlenkrolle und benachbarter FührungsrolleAngle between pulley and adjacent guide pulley
- δδ
- Winkel zwischen zwei Teilstrecken des TransportwegsAngle between two sections of the transport route
- δ'δ '
- Winkel zwischen Stirnwänden eines winkligen ErgänzungsabschnittsAngle between end walls of an angled supplementary section
- δ"δ "
- Winkel zwischen Stirnwand eines Behandlungs- oder Ergänzungsabschnitts und TransportwegAngle between end wall of a treatment or supplementary section and transport path
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