DE102016112868A1

DE102016112868A1 - Transportanordnung und Prozessieranordnung sowie Verfahren

Info

Publication number: DE102016112868A1
Application number: DE102016112868.6A
Authority: DE
Inventors: Uwe Wehner; Thomas Niederhausen; Robert Künanz; Christoph Kaiser; Roland Wanke
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2018-01-18

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Transportanordnung (100, 200, 1500) Folgendes aufweisen: mehrere drehbar gelagerte Wickelhülsenkupplungen (112a, 112b) zum Ankuppeln je einer Substrat-Wickelhülse; eine drehbar gelagerte Führungsrolle (122p) zum Führen eines flexiblen Substrats (102) entlang eines gekrümmten Transportpfads (111), welcher zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen (112a, 112b) um eine Mantelfläche der Führungsrolle (122p) herum verläuft; und eine Temperiervorrichtung (1124), welche eine Wärmequelle (302) zum Zuführen von thermischer Energie zu der Mantelfläche und eine Wärmesenke (304) zum Entziehen von thermischer Energie von der Mantelfläche aufweist; wobei die Mantelfläche der Führungsrolle (122p) zwischen der Temperiervorrichtung (1124) und dem Transportpfad (111) erstreckt ist, so dass zwischen dem Substrat (102) und der Temperiervorrichtung ausgetauschte thermische Energie mittels der Mantelfläche der Führungsrolle (122p) übertragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transportanordnung und eine Prozessieranordnung sowie ein Verfahren.
Im Allgemeinen kann ein Substrat, beispielsweise ein Glassubstrat, ein Metallsubstrat und/oder ein Polymersubstrat, behandelt (prozessiert), z. B. beschichtet werden, so dass die chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften des Substrats verändert werden können. Zum Beschichten eines Substrats können verschiedene Beschichtungsverfahren durchgeführt werden, wie beispielsweise eine Gasphasenabscheidung, z. B. eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder eine physikalische Gasphasenabscheidung (PVD).
Im Allgemeinen können flexible Substrate in Form eines Bands (z. B. Metallband, Folienband oder Glasband) in einer Durchlaufanlage prozessiert, z. B. in einer Folienbeschichtungsanlage beschichtet (und/oder anderweitig behandelt), werden. Dabei kann beispielsweise ein Bandsubstrat mittels einer Transportanordnung durch einen Beschichtungsbereich hindurch transportiert werden. Die Transportanordnung kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass das Bandsubstrat von Rolle-zu-Rolle (auch als R2R bezeichnet) prozessiert wird, wobei das Bandsubstrat von einem ersten Substrat-Wickler abgewickelt wird, mittels einer Führungsrolle oder mehrerer Führungsrollen durch den Beschichtungsbereich hindurch geführt wird, und nach dem Beschichten auf einen zweiten Substrat-Wickler wieder aufgewickelt wird (auch als Umwickeln bezeichnet).
Dabei kann die Beschichtungsanlage eine Vakuumkammer aufweisen, so dass das Bandsubstrat im Vakuum beschichtet werden kann. Der Substrat-Wickler kann beispielsweise in die Vakuumkammer eingeschleust oder aus dieser ausgeschleust werden, so dass die Vakuumkammer zyklisch belüftet werden muss zum Austauschen des Bandsubstrats.
Eine R2R-Vakuum-Beschichtungsanlage, z. B. für flexible Substrate, weist mehrere Rollen auf, welche den Bahnlauf realisieren. Herkömmlicherweise wird das Substrat während des Beschichtens über eine temperierbare Walze geführt, welche die Temperatur des Substrats während des Beschichtens einstellt. Nach dem Beschichten kühlt das Substrat ab und wird anschließend aufgerollt. Die temperierbare Walze wird herkömmlicherweise mittels einer Flüssigkeit auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass sich die Eigenschaften des Materials, mit dem das Substrat beschichtet wurde, mittels einer aktiven Temperierung des Substrats nach dem Beschichten beeinflussen lassen. Anschaulich lassen sich die Beschichtungseigenschaften verändern, indem das Abkühlen des Substrats nach dem Beschichten gesteuert und/oder geregelt erfolgt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine temperierbare Walze (auch als temperierbare Rolle bezeichnet) hinter dem Beschichtungsbereich bereitgestellt. Mittels der temperierbaren Walze können die Substrat- und/oder die Schichteigenschaften aktiv beeinflusst werden.
Anschaulich Ausführungsformen kann ein zu schnelles Abkühlen des Substrates direkt nach dessen Beschichtung verhindert werden. Mit anderen Worten kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen die Temperatur des Substrats nach dem Beschichten gesteuert und/oder geregelt werden. Beispielsweise kann die Temperatur für eine bestimmte Zeit auf einem bestimmten Niveau gehalten werden, da die Eigenschaften des aufgebrachten Schichtsystems stark von der Temperatur des Substrats abhängig sein können. Alternativ oder zusätzlich kann die Walzenoberfläche (auch als Mantelfläche bezeichnet) vorgeheizt werden, so dass eine plötzliche Schrumpfung des Substrates aufgrund eines direkten Kontakt des heißen Substrates mit der kälteren Walzenoberfläche verhindert werden kann, was verhindert, dass das Substrat und/oder das Schichtsystem beschädigt wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Rolle bereitgestellt, welche kontrolliert (gesteuert und/oder geregelt) temperierbar ist und die optional eine geringe thermische Trägheit besitzt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die temperierbare Rolle (auch als Temperierrolle bezeichnet) indirekt temperiert werden (d. h. von außen). Dadurch kann auf ein Fluid zum Temperieren der Rolle verzichtet werden, welches sonst der Rolle zugeführt werden müsste. Anschaulich kann das Fluid, wenn es in eine drehbare Rolle eingebracht wird, ein Drehmoment auf diese bewirken, da das Fluid auf die Drehgeschwindigkeit der Rolle gebracht werden muss. Dieses Drehmoment kann auf das Substrat übertragen werden und in diesem eine mechanische Spannung verursachen, welche das Risiko für einen Substratbruch erhöht. Weiterhin kann auf einen Antrieb der temperierbaren Rolle verzichtet werden, welcher das entstehende Drehmoment kompensieren müsste.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Transportanordnung Folgendes aufweisen: mehrere drehbar gelagerte Wickelhülsenkupplungen zum Ankuppeln je einer Substrat-Wickelhülse; eine drehbar gelagerte Führungsrolle zum Führen eines flexiblen Substrats entlang eines gekrümmten Transportpfads, welcher zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen um eine Mantelfläche der Führungsrolle herum verläuft; und eine Temperiervorrichtung, welche eine Wärmequelle zum Zuführen von thermischer Energie zu der Mantelfläche und eine Wärmesenke zum Entziehen von thermischer Energie von der Mantelfläche aufweist; wobei die Mantelfläche der Führungsrolle zwischen der Temperiervorrichtung (oder zumindest deren Wärmesenke) und dem Transportpfad erstreckt ist, so dass zwischen dem Substrat und der Temperiervorrichtung ausgetauschte thermische Energie mittels der Mantelfläche der Führungsrolle übertragen wird (auch als Wärmestrom bezeichnet).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Transportanordnung Folgendes aufweisen: mehrere drehbar gelagerte Wickelhülsenkupplungen zum Ankuppeln je einer Substrat-Wickelhülse; mehrere drehbar gelagerte Führungsrollen zum Führen eines flexiblen Substrats entlang eines gekrümmten Transportpfads, welcher zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen um eine Mantelfläche zumindest einer Führungsrolle der mehreren Führungsrollen herum verläuft; und eine Temperiervorrichtung, welche eine Wärmequelle zum Zuführen von thermischer Energie zu der Mantelfläche und eine Wärmesenke zum Entziehen von thermischer Energie von der Mantelfläche aufweist; wobei die Mantelfläche der zumindest einen Führungsrolle zwischen der Temperiervorrichtung und dem Transportpfad erstreckt ist, so dass zwischen dem Substrat und der Temperiervorrichtung ausgetauschte thermische Energie mittels der Mantelfläche der zumindest einen Führungsrolle übertragen wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Transportanordnung Folgendes aufweisen: mehrere drehbar gelagerte Wickelhülsenkupplungen zum Ankuppeln je einer Substrat-Wickelhülse; eine drehbar gelagerte Führungsrolle zum Führen eines flexiblen Substrats entlang eines gekrümmten Transportpfads, welcher zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen um eine Mantelfläche der Führungsrolle herum verläuft; und eine Temperiervorrichtung zum Austauschen von thermischer Energie mit dem Substrat; wobei die Führungsrolle zwischen der Temperiervorrichtung und dem Transportpfad angeordnet ist, so dass zwischen dem Substrat und der Temperiervorrichtung ausgetauschte thermische Energie mittels der Mantelfläche der Führungsrolle übertragen wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmequelle zwischen einer Mantelfläche der Führungsrolle und zumindest einem Abschnitt der Wärmesenke angeordnet sein. Beispielsweise kann der Abschnitt der Wärmesenke auf einer der Mantelfläche gegenüberliegenden Seite der Wärmequelle angeordnet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmequelle eingerichtet sein, elektrische Energie in Wärmestrahlung umzuwandeln und diese in Richtung der Mantelfläche zu emittieren. Mit anderen Worten kann die Wärmequelle eine elektrische Wärmestrahlungsquelle aufweisen oder daraus gebildet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmesenke eingerichtet sein, mehr Wärmestrahlung von der Mantelfläche zu absorbieren als zu dieser zu emittieren. Mit anderen Worten kann die Wärmesenke einen größeren Absorptionskoeffizienten für Wärmestrahlung aufweisen als die Mantelfläche.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmesenke eine Wärmestrahlungssenke (auch als Wärmestrahlungsabsorber bezeichnet) aufweisen oder daraus gebildet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmesenke eine Beschichtung mit einem Material aufweisen, welches mehr Wärmestrahlung absorbiert als emittiert (auch als Wärmeabsorptionsmaterial bezeichnet).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmesenke eingerichtet sein, die entzogene thermische Energie auf einen Stoffstrom zu übertragen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmesenke eine Kühlfluidleitung aufweisen, z. B. thermisch mit dem Wärmestrahlungsabsorber und/oder dem Wärmeabsorptionsmaterial gekoppelt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Führungsrolle (z. B. vollständig) zwischen dem Transportpfad und der Temperiervorrichtung oder zumindest deren Wärmesenke (304) angeordnet sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Führungsrolle neben der Temperiervorrichtung angeordnet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können sich die Wärmequelle und die Wärmesenke voneinander unterscheiden (beispielsweise in ihrer Ausrichtung, ihrer Wirkungsweise und/oder ihrem (z. B. mittleren) Abstand zu der Mantelfläche) und/oder nebeneinander angeordnet sein. Anschaulich können die Wärmequelle und die Wärmesenke zwei unabhängig voneinander betreibare Vorrichtungen sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich aus der Summe von mittels der Temperiervorrichtung zugeführter und entzogener thermischer Energie eine Temperatur der Mantelfläche ergeben.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Mantelfläche der Führungsrolle beschichtet sein, z. B. mit einem oder dem Wärmeabsorptionsmaterial.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung einen größeren Absorptionskoeffizienten für Wärmestrahlung aufweisen als die Mantelfläche.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Transportanordnung ferner aufweisen: einen Beschichtungsbereich, in dem der Transportpfad geradlinig (z. B. freihängend und/oder berührungsfrei) verläuft; wobei die Führungsrolle in Transportrichtung hinter dem Beschichtungsbereich angeordnet ist und/oder an diesen angrenzt. Geradlinig kann in dem Zusammenhang verstanden werden, als im Wesentlichen geradlinig, d. h. dass das Substrat aufgrund des Eigengewichtes von dem idealen Transportpfad abweichen kann (anschaulich kann das Substrat durchhängen).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Transportanordnung ferner aufweisen: eine zusätzliche Führungsrolle, welche den Transportpfad definiert, wobei der Beschichtungsbereich zwischen der Führungsrolle und der zusätzlichen Führungsrolle angeordnet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Führungsrolle antriebslos gelagert sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Transportanordnung ferner aufweisen: noch eine oder die zusätzliche Führungsrolle, welche den Transportpfad definiert; wobei die Führungsrolle und die zusätzliche Führungsrolle jede einen Umfang aufweisen; und wobei die Führungsrolle eine kleinere Wärmekapazität pro Umfang aufweist als die zusätzliche Führungsrolle.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Transportanordnung ferner aufweisen: eine Steuerung, welche eingerichtet ist, einen Austausch von thermischer Energie zwischen der Temperiervorrichtung und der Führungsrolle zu steuern und/oder zu regeln. Der Austausch kann einen Zufluss von thermischer Energie zu der Führungsrolle und/oder einen Abfluss von thermischer Energie von der Führungsrolle aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung ferner eingerichtet sein, eine Temperatur der Führungsrolle zu erfassen und den Austausch von thermischer Energie mit der Führungsrolle auf Grundlage der erfassten Temperatur zu steuern.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuern gemäß einer Vorgabe erfolgen, welche eine maximale Temperaturdifferenz zwischen Substrat und Mantelfläche repräsentiert, wenn diese miteinander in körperlichen Kontakt kommen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperaturdifferenz kleiner sein als eine Temperatur des Substrats mit dem dieses in körperlichen Kontakt mit der Mantelfläche kommt (d. h. eine Temperatur mit der das Substrat auf die Führungsrolle aufläuft), z. B. weniger als die Hälfte der Temperatur des Substrats.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung einen Sensor (auch als Temperatursensor bezeichnet) zum Erfassen der Temperatur aufweisen, zwischen dem und der Führungsrolle der Transportpfad verläuft.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung eingerichtet sein, eine der Wärmequelle zugeführte elektrische Leistung auf Grundlage der Vorgabe zu steuern.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Transportanordnung ferner aufweisen: ein Antriebssystem zum Antreiben der mehreren Wickelhülsenkupplungen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jede Wickelhülsenkupplung der mehreren Wickelhülsenkupplungen eine Spannvorrichtung (z. B. aufweisend einen Spanndorn, ein Konus-Spannelement und/oder einen Spreizdorn) zum Einspannen der jeweiligen Substrat-Wickelhülse aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Wickelhülsenkupplungen der Transportanordnung zumindest eine zusätzliche Wickelhülsenkupplung (z. B. zwei zusätzliche Wickelhülsenkupplungen) zum drehbaren Lagern (jeweils) einer Zwischenschicht-Wickelhülse aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Transportanordnung Folgendes aufweisen: einen Beschichtungsbereich und einen Substrat-Temperierbereich, welche aneinandergrenzen; mehrere drehbar gelagerte Wickelhülsenkupplungen zum Ankuppeln je einer Substrat-Wickelhülse; eine drehbar gelagerte Führungsrolle zum Führen eines flexiblen Substrats in eine Transportrichtung entlang eines gekrümmten Transportpfads, welcher zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen in die Transportrichtung erst durch den Beschichtungsbereich hindurch und nachfolgend durch den Substrat-Temperierbereich hindurch verläuft (beispielsweise eine Abkühlstrecke des Transportpfads); eine Temperiervorrichtung zum Bilden eines Stroms von thermischer Energie in den Substrat-Temperierbereich hinein und/oder heraus.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung eingerichtet sein, den Strom von thermischer Energie in den Substrat-Temperierbereich hinein und heraus zu steuern und/oder zu regeln.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Transportpfad geradlinig (z. B. freihängend und/oder berührungsfrei) durch den Beschichtungsbereich hindurch verlaufen. Alternativ oder zusätzlich kann der Transportpfad in dem Substrat-Temperierbereich gekrümmt verlaufen, z. B. mittels der drehbar gelagerte Führungsrolle gekrümmt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: eine Vakuumkammer; und eine Transportanordnung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen, deren zumindest eine Führungsrolle (d. h. eine Führungsrolle oder mehrere Führungsrollen) in der Vakuumkammer angeordnet ist.
Jede Wickelhülsenkupplung der Transportanordnung kann Teil eines Wicklers (z. B. Substrat-Wicklers) sein. Ein Wickler kann eine Wickelhülsenkupplung, die darauf gelagerte Wickelhülse und optional das auf der Wickelhülse aufgewickelte Substrat aufweisen. Beispielsweise kann die Wickelhülse inklusive des darauf gelagerten Substrats ausgetauscht werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Transportpfad die zumindest eine Wickelhülsenkupplung zumindest teilweise umgeben (z. B. einen Winkel von mehr als 250° umspannend), z. B. umlaufen. Beispielsweise kann der Transportpfad zumindest auf einander gegenüberliegenden Seiten (z. B. außerhalb des Wartungsbereichs) der zumindest einen Wickelhülsenkupplung verlaufen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Transportanordnung derart eingerichtet sein, z. B. eine oder mehrere konkave oder konvexe Führungsrollen (bzw. Walzen) aufweisen, dass das Substrat (z. B. ein Bandsubstrat) glatt (eben) transportiert wird und sich das Substrat anschaulich gesehen nicht wellt oder verzieht, z. B. mittels so genannter Breitstreckrollen. Ferner kann die hierin beschriebene Transportanordnung derart eingerichtet sein, dass eine vordefinierte Zugspannung auf das Substrat gebracht und/oder erhalten wird, z. B. zumindest in dem Prozessierabschnitt. Beispielsweise kann eine Führungsrolle der Transportanordnung aufgrund der vordefinierten Masse der Rolle eine vordefinierte Zugspannung erzeugen und/oder deren Drehzahl gesteuert und/oder geregelt sein oder werden.
Im Allgemeinen kann eine oder jede Führungsrolle (auch als Führungswalze bezeichnet), je nach Anwendungszweck und Konfiguration, verschieden ausgestaltet sein oder werden.
Beispielsweise kann eine Führungsrolle als passive Führung des Transportpfads eingerichtet sein. Eine solche passive Führungsrolle kann beispielsweise antriebslos gelagert sein, so dass deren Drehung durch die Bewegung des Substrats bewirkt wird, z. B. im Fall einer Umlenkrolle. Die passive Führungsrolle kann beispielsweise eine Metalloberfläche aufweisen (z. B. eine Stahlwalze) und/oder geschliffen oder poliert sein. Damit kann eine mechanische Belastung des Substrats durch die Führungsrolle und/oder durch Schlupf minimiert sein oder werden.
Alternativ kann eine Führungsrolle als Zugrolle (auch als Zugwalze bezeichnet) eingerichtet sein oder werden. Eine Zugrolle kann eine gummierte Oberfläche aufweisen, z. B. kann diese mit einem Gummi beschichtet sein oder werden. Die Zugrolle kann mit einem (z. B. gesteuerten oder geregelten) Antrieb gekuppelt sein.
Die zumindest eine Führungsrolle kann einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 mm bis ungefähr 0,3 m aufweisen, z. B. in einem Bereich von ungefähr 80 mm bis ungefähr 0,2 m.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats in einem Vakuum aufweisen: Umwickeln des Substrats in einem Vakuum; Beschichten des Substrats in dem Vakuum; und Temperieren des Substrats nach dem Beschichten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats in einem Vakuum aufweisen: Umwickeln des Substrats in einem Vakuum durch einen Beschichtungsbereich und einen Substrat-Temperierbereich hindurch, welche aneinandergrenzen; Beschichten des Substrats in dem Beschichtungsbereich; und Temperieren des Substrats nach dem Beschichten in dem Substrat-Temperierbereich.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats in einem Vakuum aufweisen: Umwickeln des Substrats; Beschichten des Substrats während des Umwickelns; und Temperieren einer Führungsrolle, mit welcher das Substrat nach dem Beschichten in körperlichen Kontakt kommt.
Das Temperieren und/oder das Beschichten des Substrats können in einem Vakuum erfolgen.
Das Temperieren des Substrats kann aufweisen: Bilden eines Stroms von thermischer Energie in den Substrat-Temperierbereich hinein und/oder heraus.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Strom von thermischer Energie in den Substrat-Temperierbereich hinein und/oder heraus geregelt und/oder gesteuert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Strom von thermischer Energie zu oder von dem Substrat durch eine Mantelfläche einer Führungsrolle hindurch erfolgen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Temperieren eines Substrats in einem Vakuum aufweisen: Temperieren (d. h. Erwärmen und/oder Kühlen) zumindest eines Mantelflächenabschnitts einer Führungsrolle mittels Wärmestrahlung; Umwickeln des Substrats mittels der Führungsrolle, so dass der temperierte Mantelflächenabschnitt mit dem Substrat in körperlichen Kontakt kommt (z. B. nachdem dieser temperiert wurde). Das Temperieren des Mantelflächenabschnitt und das in körperlichen Kontakt kommen des Mantelflächenabschnitts kann zyklisch erfolgen.
Das Erwärmen des zumindest einen Mantelflächenabschnitts kann aufweisen, diesen zu bestrahlen, z. B. mittels Wärmestrahlung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Temperieren eines Substrats in einem Vakuum aufweisen: Entziehen von thermischer Energie von einer Führungsrolle mittels einer Wärmesenke; und gleichzeitiges (z. B. geregeltes und/oder gesteuertes) Zuführen von thermischer Energie zu der Führungsrolle mittels einer Wärmequelle; und Umwickeln des Substrats mittels der Führungsrolle, so dass zwischen dem Substrat und der Führungsrolle thermische Energie ausgetauscht wird.
Das Temperieren des Substrats kann ein kontakt-Temperieren aufweisen, z. B. mittels der Führungsrolle.
Das Beschichten des Substrats kann berührungsfrei (d. h. kontaktlos) erfolgen. Dazu kann das Substrat freihängend in einem Beschichtungsbereich transportiert werden, in dem das Beschichten erfolgt. Beispielsweise kann das Substrat in dem Beschichtungsbereich zwischen zwei Führungsrollen umgewickelt werden.
Das Entziehen von thermischer Energie und/oder das Zuführen von thermischer Energie können geregelt und/oder gesteuert erfolgen. Das Entziehen von thermischer Energie und/oder das Zuführen von thermischer Energie können mittels Wärmestrahlung erfolgen.
Das Umwickeln des Substrats kann aufweisen: Abwickeln des Substrat von einem Substrat-Wickel und/oder Aufwickeln des Substrat auf einen zusätzlichen Substrat-Wickel.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1A eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
1B die Transportanordnung aus 1A in einer ersten Umwickelkonfiguration.
2A eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
2B die Transportanordnung aus 2A in einer zweiten Umwickelkonfiguration.
3A, 3B und 3C jeweils eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht;
4A, 4B und 4C jeweils eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht;
5A, 5B und 5C jeweils eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht;
6A und 6B jeweils eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
7A und 7B jeweils eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
8A und 8B jeweils eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
9A, 9B und 9C jeweils eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht;
10A und Figur 10B jeweils eine Prozessieranordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
11A eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
11B die Transportanordnung aus 11A in einer dritten Umwickelkonfiguration.
12 und 13 jeweils eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
14 und 15 jeweils eine Transportanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
16 ein Diagramm gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
17, 18 und 19 ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagram.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z. B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z. B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff ”gekoppelt” oder ”Kopplung” im Sinne einer (z. B. mechanischen, hydrostatischen, thermischen und/oder elektrischen), z. B. direkten oder indirekten, Verbindung und/oder Wechselwirkung verstanden werden. Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette miteinander gekoppelt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ”gekuppelt” im Sinne einer mechanischen (z. B. körperlichen bzw. physikalischen) Kopplung verstanden werden, z. B. mittels eines direkten körperlichen Kontakts. Eine Kupplung kann eingerichtet sein, eine mechanische Wechselwirkung (z. B. Kraft, Drehmoment, etc.) zu übertragen.
Im Zusammenhang mit vakuumerzeugenden oder vakuumerhaltenden Vakuumkomponenten (z. B. einer Pumpe, einer Kammer, einer Leitung, einem Ventil, usw.) kann der Begriff ”gekoppelt” oder ”Kopplung” im Sinne einer Verbindung zu einem gemeinsamen Vakuumsystem verstanden werden. Die Komponenten des Vakuumsystems können eingerichtet sein, mittels der Kopplung untereinander ein Gas austauschen, wobei die Kopplung von einem Äußeren des Vakuumsystems gassepariert sein kann.
1A veranschaulicht eine Transportanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang einer Drehachsenrichtung 101 der Transportanordnung 100).
Die Transportanordnung 100 kann aufweisen: mehrere (z. B. mindestens zwei) drehbar gelagerte Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b zum Ankuppeln je einer Wickelhülse. Ferner kann die Transportanordnung 100 zumindest eine drehbar gelagerte Führungsrolle 122p (auch als Temperierrolle 122p bezeichnet) aufweisen zum Führen eines flexiblen Substrats 102 entlang eines gekrümmten Transportpfads 111 zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b. Jede Wickelhülsenkupplung der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b kann um eine Drehachse 101a drehbar gelagert sein, welche z. B. parallel zur Drehachsenrichtung 101 ist und/oder achsparallel zueinander sind.
Beispielsweise kann die Führungsrolle 122p ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, z. B. Stahl oder Aluminium, was die Herstellungskosten verringert. Werden kleiner Temperaturen verwendet kann die Führungsrolle 122p beispielsweise einen Kunststoff aufweisen oder daraus gebildet sein, z. B. Polyetheretherketon (PEEK). Wird eine große Beständigkeit der Führungsrolle 122p benötigt, kann diese eine Keramik aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Drehachse 101a der zumindest einen Führungsrolle 122p kann achsparallel zu den Drehachsen 101a der Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b sein, z. B. parallel zu der Drehachsenrichtung 101.
Die zumindest eine drehbar gelagerte Führungsrolle 122p kann eine Mantelfläche 122m aufweisen, um welche der Transportpfad 111 herum geführt wird.
Ferner kann die Transportanordnung 100 eine Temperiervorrichtung 1124 aufweisen zum Austauschen von thermischer Energie mit der Mantelfläche 122m der zumindest einen Führungsrolle 122p (auch als temperierte Führungsrolle 122p oder Temperierrolle 122p bezeichnet).
Optional kann die zumindest eine Temperierrolle 122p antriebslos gelagert sein, d. h. frei von einer Kupplung zu einem Abtrieb. Mit anderen Worten kann die Temperierrolle 122p frei drehend gelagert sein.
1B veranschaulicht die Transportanordnung 100 in einer ersten Umwickelkonfiguration 100b, in der ein flexibles Substrat 102 zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b umgewickelt 111w wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren drehbar gelagerten Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b eingerichtet sein, in der ersten Umwickelkonfiguration 100b das Substrat 102 zwischen einer ersten Wickelhülsenkupplung 112a der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b und einer zweiten Wickelhülsenkupplung 112b der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b umzuwickeln. Das Substrat 102 kann auf eine Wickelhülse aufgewickelt werden oder von dieser abgewickelt werden, welche mittels einer Wickelhülsenkupplung der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b gelagert ist.
Eine Wickelhülse (auch als Spule bezeichnet) kann als rohrförmiger Träger verstanden werden, mittels dessen ein flexibles Material, z. B. das Substrat 102, in Form einer Wicklung 102w gelagert oder umgewickelt, d. h. zu einer Wicklung 102w aufgewickelt oder von einer Wicklung 102w abgewickelt, werden kann. Beispielsweise kann mittels einer Wickelhülse ein Substrat 102 umgewickelt, z. B. darauf aufgewickelt oder davon abgewickelt, werden (auch als Substrat-Wickelhülse bezeichnet).
Die zumindest eine Temperierrolle 122p der Transportanordnung 100 kann einen gekrümmten Transportpfad 111 definieren, entlang dessen das Umwickeln 111w erfolgen kann. Der gekrümmte Abschnitt des Transportpfads 111 kann in einem Temperierbereich 111t (auch als Substrat-Temperierbereich 111t bezeichnet) angeordnet sein, in dem das Temperieren des Substrats 102 erfolgt. Der Transportpfad 111 kann zuvor durch einen Beschichtungsbereich 306b hindurch verlaufen. Beispielsweise kann der Beschichtungsbereich 306b einen Vakuumbereich oder mehrere Vakuumbereiche aufweisen.
Beispielsweise kann das Substrat 102 zumindest eines von Folgendem aufweisen oder daraus gebildet sein: eine Keramik, ein Glas, einen Halbleiter (z. B. einen amorphen, polykristallinen oder einkristallinen Halbleiter, z. B. Silizium), ein Metall (z. B. Aluminium, Kupfer, Eisen, Stahl, Platin, Gold, etc.) ein Polymer (z. B. Kunststoff) und/oder eine Mischung verschiedener Materialien, wie z. B. ein Verbundwerkstoff (z. B. Kohlenstofffaser-verstärkter-Kohlenstoff, oder Kohlenstofffaser-verstärkter-Kunststoff).
Beispielsweise kann das flexible Substrat 102 eine Kunststofffolie, eine Halbleiterfolie, eine Metallfolie und/oder eine Glasfolie aufweisen oder daraus gebildet sein, und optional beschichtet sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Substrat 102 Fasern aufweisen, z. B. Glasfasern, Kohlenstofffasern, Metallfasern und/oder Kunststofffasern, z. B. in Form eines Gewebes, eines Netzes, eines Gewirks, Gestricks, oder als Filz bzw. Flies.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 als Band (auch als Bandsubstrat bezeichnet) von Rolle-zu-Rolle transportiert werden. Das Bandsubstrat 102 kann eine Breite (Ausdehnung entlang der Drehachsenrichtung 101, d. h. Ausdehnung quer zur Transportrichtung) in einem Bereich von ungefähr 30 cm bis ungefähr 500 cm aufweisen oder eine Breite von mehr als ungefähr 500 cm. Ferner kann das Bandsubstrat 102 flexibel sein. Beispielsweise kann ein Bandsubstrat 102 ein beliebiges Substrat 102 sein, welches zu einer Wicklung aufgewickelt werden kann und/oder beispielsweise von Rolle-zu-Rolle prozessiert werden kann. Das Bandsubstrat 102 kann je nach Elastizität des verwendeten Materials eine Materialstärke (auch als Substratdicke bezeichnet) in einem Bereich von ungefähr einigen Mikrometern (z. B. von ungefähr 1 μm) bis ungefähr einigen Millimetern (z. B. bis ungefähr 10 mm) aufweisen, z. B. in einem Bereich von ungefähr 0,01 mm bis ungefähr 3 mm.
Die erste Umwickelkonfiguration 100b kann optional derart eingerichtet sein, dass der Transportpfad 111 in genau einer Richtung gekrümmt ist (eine sogenannte „No Fronttouch” Konfiguration). Damit kann erreicht werden, dass eine Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102, welche prozessiert (z. B. beschichtet) werden soll, mittels der zumindest einen Temperierrolle 122p der Transportanordnung 100 berührungsfrei entlang des Transportpfads 111 geführt wird. Eine der Hauptprozessierseite 102t gegenüberliegende Seite des Substrats 102 kann auf der oder jeder Führungsrolle 122, 122p der Transportanordnung 100 aufliegen.
2A veranschaulicht eine Transportanordnung 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang einer Drehachsenrichtung 101 der Transportanordnung 200). 2B veranschaulicht die Transportanordnung 200 in einer zweiten Umwickelkonfiguration 200b, in der ein flexibles Substrat 102 zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b umgewickelt 111w wird.
Die Transportanordnung 200 kann eingerichtet sein, wie die Transportanordnung 100, wobei die Transportanordnung 200 mehr als eine Führungsrolle 122, 122p aufweisen kann (auch als mehrere Führungsrollen 122, 122p bezeichnet) zum Führen des flexiblen Substrats 102 entlang des gekrümmten Transportpfads 111.
Die mehreren Führungsrollen 122, 122p können die zumindest eine Führungsrolle 122p (die zumindest eine temperierte Führungsrolle 122p) aufweisen, deren Mantelfläche 122m mittels der Temperiervorrichtung 1124 temperiert (d. h. erwärmt und/oder gekühlt) wird. Dazu kann der Mantelfläche 122m mittels der Temperiervorrichtung 1124 thermische Energie zugeführt und/oder entzogen werden. Ferner können die mehreren Führungsrollen 122, 122p zumindest eine zusätzliche Führungsrolle 122 aufweisen, z. B. zumindest zwei zusätzliche Führungsrollen 122. Ferner können die mehreren Führungsrollen 122, 122p zumindest eine zusätzliche Führungsrolle 122 aufweisen (z. B. eine, zwei, drei, vier, fünf oder mehr als fünf Führungsrollen 122) zum Führen eines flexiblen Substrats 102 entlang des gekrümmten Transportpfads 111.
Beispielsweise kann die zumindest eine zusätzliche Führungsrolle 122 zumindest eine von folgenden Führungsrollen-Typen aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Umlenkrolle; eine Breitstreckrolle; eine Messrolle; und/oder eine Zugrolle. Zumindest die Zugrolle kann eine angetriebene (d. h. aktive) Führungsrolle 122 sein. Alternativ oder zusätzlich können die Umlenkrolle; die Breitstreckrolle und/oder die Messrolle eine antriebslos gelagerte (d. h. passive) Führungsrolle 122 sein. Die Messrolle mindestens einen Sensor aufweisen, welcher zum Erfassen einer mechanischen Größe eingerichtet sein kann, wobei die mechanische Größe eine mechanische Spannung in dem Substrat 102 repräsentiert. Die mechanische Größe kann beispielsweise eine mechanische Wechselwirkung mit dem Substrat 102 aufweisen, z. B. eine mechanische Kraft zu oder von dem Substrat 102 (z. B. eines Drehmomentes). Alternativ oder zusätzlich kann die mechanische Größe eine Drehgeschwindigkeit der Messrolle aufweisen. Mit anderen Worten kann die Messrolle eingerichtet sein, eine mechanische Größe zu erfassen, welche eine mechanische Zugspannung in dem Substrat 102 und/oder deren Gradienten und/oder Transienten repräsentiert.
Optional kann die Transportanordnung 200 eine oder mehrere Zug-Regelstrecken (zur Zugentkopplung) aufweisen. Die oder jede Zug-Regelstreck kann mindestens eine Messrolle, eine Zugrolle und eine Steuerung aufweisen. Die Steuerung kann eingerichtet sein eine Drehgeschwindigkeit und/oder ein Drehmoment der Zugrolle auf Grundlage der mechanischen Größe zu steuern und/oder zu regeln, z. B. gemäß einer Vorgabe. Die Steuerung kann auch zum Steuern und/oder Regeln mehrerer Zug-Regelstrecken gemeinsam verwendet werden. Mittels der oder jeder Zug-Regelstrecke lässt sich bei einem empfindlichen Substrat 102 die mechanische Zugspannung (auch als Bahnspannung bezeichnet), welche von den Führungsrollen 122, 122p und/oder Wicklern auf das Substrat 102 übertragen wird, steuern und/oder regeln.
Die zumindest eine Temperierrolle 122p und/oder jede zusätzliche Führungsrolle 122 der Transportanordnung 200 können länger (Ausdehnung entlang der Drehachse 101a) sein, als das Substrat 102 (Ausdehnung quer zur Transportrichtung 111w) breit ist. Beispielsweise kann die zumindest eine Temperierrolle 122p und/oder jede zusätzliche Führungsrolle 122 der Transportanordnung 200 länger sein als ungefähr 50 cm (Zentimeter), beispielsweise länger als 1 m.
Optional kann die Transportanordnung 200 einen Substratposition-Sensor aufweisen, welche zum Erfassen einer Messgröße eingerichtet sein kann, welche eine Position des Substrats 102 quer zur Transportrichtung 111w repräsentiert. Beispielsweise kann der Substratposition-Sensor eine Bahnkanten-Sensorik aufweisen, welche zum Erfassen einer Kante des Substrats 102 eingerichtet ist. Mittels des Substratposition-Sensors kann eine Lageabweichung des Substrats 102 in axialer Richtung 101 erfasst werden und/oder es kann erfasst werden, wenn das Substrat 102 bricht (auch als Bahnbruch bezeichnet).
Die zweite Umwickelkonfiguration 200b kann optional derart eingerichtet sein, dass der Transportpfad 111 in genau einer Richtung gekrümmt ist (eine sogenannte „No Fronttouch” Konfiguration). Damit kann erreicht werden, dass eine Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102, welche prozessiert (z. B. beschichtet) werden soll, mittels der Führungsrolle(n) 122, 122p der Transportanordnung 200 berührungsfrei entlang des Transportpfads 111 geführt wird. Eine der Hauptprozessierseite 102t gegenüberliegende Seite des Substrats 102 kann auf jeder Führungsrolle 122, 122p der Transportanordnung 200 aufliegen.
Jede Führungsrolle 122, 122p der Transportanordnung 200 kann um eine Drehachse 101a drehbar gelagert sein, welche beispielsweise parallel zu der Drehachsenrichtung 101 sein kann.
Das Umlenken des Transportpfads 111 mittels der zumindest einen Temperierrolle 122p oder jeder zusätzlichen Führungsrolle 122 der Transportanordnung 200 kann beispielsweise einen Winkel aufweisen (anschaulich die Differenz aus einlaufendem Transportpfad 111 und auslaufendem Transportpfad 111). Der Winkel kann auch als Mindestumschlingung bezeichnet werden. Der Winkel kann größer sein als ungefähr 10°, z. B. größer als ungefähr 20°, z. B. größer als ungefähr 30°.
3A veranschaulicht eine Transportanordnung 300a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht.
Die Transportanordnung 300a kann z. B. eingerichtet sein wie die Transportanordnung 100 oder die Transportanordnung 200.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 300a eine Wärmequelle 302 zum Zuführen von thermischer Energie 301 zu der Mantelfläche 122m (oder zu zumindest einem Mantelflächenabschnitt) aufweisen. Ferner kann die Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 300 eine Wärmequelle 302 zum Zuführen von thermischer Energie und eine Wärmesenke 304 zum Entziehen von thermischer Energie 301 von der Mantelfläche 122m (oder zu zumindest einem Mantelflächenabschnitt) aufweisen.
Mittels der Temperiervorrichtung 1124 kann ein Wärmestrom 301 zu der Mantelfläche 122m hin und/oder von der Mantelfläche 122m weg erzeugt werden, aus welchem sich eine Temperatur der Mantelfläche 122m ergibt.
Optional kann die Temperiervorrichtung 1124 eine Vertiefung 1124v aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 300a (z. B. deren Wärmequelle 302 und/oder deren Wärmesenke 304) eine gekrümmte Form aufweisen.
Die Wärmequelle 302 und die Wärmesenke 304 können sich voneinander unterscheiden, beispielsweise in ihrer Ausrichtung, ihrer Wirkungsweise und/oder ihrem (z. B. mittleren) Abstand zu der Mantelfläche 122. Beispielsweise können die Wärmequelle 302 und die Wärmesenke 304 nebeneinander angeordnet sein, z. B. aneinandergrenzend oder in einem Abstand voneinander, z. B. in einem Abstand von weniger als dem Durchmesser der zumindest einen Temperierrolle 122p, z. B. von weniger als 10 mm (Millimeter).
3B veranschaulicht eine Transportanordnung 300b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht. Die Transportanordnung 300b kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 300a.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 300b (oder zumindest ein Teil davon, z. B. zumindest die Wärmequelle 302) innerhalb der zumindest einen Temperierrolle 122p angeordnet sein, z. B. von der Mantelfläche 122m umgeben, und/oder Teil dieser sein.
Beispielsweise kann zumindest die Wärmequelle 302 innerhalb der Mantelfläche 122m angeordnet sein. Alternativ kann die Wärmequelle 302 eine Beschichtung der Mantelfläche 122m aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Beschichtung kann beispielsweise als Widerstandheizer eingerichtet sein.
Optional kann die Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 300a (z. B. deren Wärmequelle 302 und/oder deren Wärmesenke 304) eine gekrümmte Form aufweisen. Damit kann die thermische Kopplung zu der zumindest einen Temperierrolle 122p verbessert sein oder werden.
3C veranschaulicht eine Transportanordnung 300c gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht. Die Transportanordnung 300c kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 300b.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 300c (oder zumindest ein Teil davon, z. B. zumindest die Wärmesenke 304) außerhalb der zumindest einen Temperierrolle 122p angeordnet sein, z. B. dem Transportpfad 111 zumindest teilweise gegenüberliegend (d. h. auf einander gegenüberliegenden Seiten der Temperierrolle 122p). Beispielsweise kann die zumindest eine Temperierrolle 122p (z. B. vollständig) zwischen dem Transportpfad 111 und der Temperiervorrichtung 1124 (oder zumindest deren Wärmesenke 304) angeordnet sein.
Die thermische Kopplung der Temperiervorrichtung 1124 (oder zumindest deren Wärmesenke 304) mit der zumindest einen Temperierrolle 122p kann beispielsweise berührungsfrei (mit anderen Worten kontaktlos) sein. Die Temperiervorrichtung 1124 (oder zumindest deren Wärmesenke 304) der Transportanordnung 300c kann in einem Abstand von der zumindest einen Temperierrolle 122p angeordnet sein, z. B. in einem Abstand von weniger als dem Durchmesser der zumindest einen Temperierrolle 122p, z. B. von weniger als 10 mm (Millimeter).
Optional kann die Temperiervorrichtung 1124 (z. B. deren Wärmequelle 302 und/oder deren Wärmesenke 304) eine Vertiefung 1124v aufweisen, in welcher die zumindest eine Temperierrolle 122p aufgenommen ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 300a (z. B. deren Wärmequelle 302 und/oder deren Wärmesenke 304) eine gekrümmte Form aufweisen. Damit kann die thermische Kopplung zu der zumindest einen Temperierrolle 122p verbessert sein oder werden.
Ist die Wärmequelle 302 außerhalb der zumindest einen Temperierrolle 122p angeordnet, kann diese einen Abstand von der zumindest einen Temperierrolle 122p aufweisen, z. B. von weniger als 10 mm. Alternativ kann die Wärmequelle 302 eine Beschichtung 512 der Mantelfläche 122m aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Beschichtung 512 kann beispielsweise als Widerstandheizer eingerichtet sein.
4A veranschaulicht eine Transportanordnung 400a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht. Die Transportanordnung 400a kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 300c.
Die Wärmequelle 302 der Transportanordnung 400a kann zwischen der Mantelfläche 122m der zumindest einen Temperierrolle 122p und zumindest einem Abschnitt 304b der Wärmesenke 304 angeordnet sein. Damit kann bewirkt werden, dass thermische Energie, welche von Wärmequelle 302 in eine der zumindest einen Temperierrolle 122p abgewandten Richtung abgegeben wird, von dem zumindest einen Abschnitt 304b der Wärmesenke 304 aufgenommen wird. Dies kann eine thermische Belastung der Umgebung reduzieren oder verhindern.
4B veranschaulicht eine Transportanordnung 400b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht. Die Transportanordnung 400b kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 400a.
Die Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 400b kann eine Elektrowärme-Wandler 302w aufweisen oder daraus gebildet sein. Mit anderen Worten kann die Wärmequelle 302 der Transportanordnung 400b eingerichtet sein, elektrische Energie in thermische Energie, z. B. in Form von Wärmestrahlung, umzuwandeln. Beispielsweise kann die Wärmequelle 302 eine Infrarot-Strahlungsheizung aufweisen oder daraus gebildet sein, mittels der die zumindest eine Temperierrolle 122p beheizt werden kann.
Die mittels der Wärmequelle 302 erzeugte thermische Energie kann in Richtung der Mantelfläche 122m der zumindest einen Temperierrolle 122p abgegeben werden. Beispielsweise kann die thermische Energie mittels Wärmestrahlung zu der Mantelfläche 122m der zumindest einen Temperierrolle 122p übertragen werden.
Der Elektrowärme-Wandler 302w kann beispielsweise einen Heizwiderstand aufweisen, z. B. eine Heizwendel oder einen Mantelrohrheizer. Dann kann der Elektrowärme-Wandler 302w beispielsweise mittels einer Gleichstromquelle mit elektrischer Energie versorgt werden.
Optional kann der Elektrowärme-Wandler 302w einen Flächenwandler (z. B. einen Flächenheizer) aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann der Heizwiderstand an einem Träger (z. B. aufweisen eine Keramik oder daraus gebildet) befestigt sein.
Alternativ oder zusätzlich kann der Elektrowärme-Wandler 302w eine Induktionsheizung aufweisen, z. B. eine Spule. Dann kann der Elektrowärme-Wandler 302w beispielsweise mittels einer Wechselstromquelle mit elektrischer Energie versorgt werden. Der Elektrowärme-Wandler 302w kann induktiv mit der zumindest einen Temperierrolle 122p gekoppelt sein oder werden.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Elektrowärme-Wandler 302w kann die Wärmequelle 302 einen Fluidheizer aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Fluidheizer kann eine Heizfluidleitung aufweisen. Die Heizfluidleitung kann einen Hohlraum aufweisen, durch welchen ein geheizter Flüssigkeitsstrom hindurch geführt werden kann, z. B. ein Öl. Beispielsweise kann der Flüssigkeitsstrom mittels des Elektrowärme-Wandlers 302w geheizt werden. Damit kann eine größere thermische Leistung pro Fläche realisiert werden. Beispielsweise kann der Elektrowärme-Wandler 302w in einem separaten Gehäuse angeordnet sein oder werden.
4C veranschaulicht eine Transportanordnung 400c gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht. Die Transportanordnung 400c kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 400b.
Die Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 400b kann eine oder die Wärmesenke 304 aufweisen, welche eingerichtet ist, der Mantelfläche 122m mehr thermische Energie 301 (z. B. in Form von Wärmestrahlung) zu entziehen als dieser zuzuführen (z. B. parasitär zu dieser zurück zu reflektieren).
5A veranschaulicht eine Transportanordnung 500a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht. Die Transportanordnung 500a kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 400c.
Die Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 500b kann eine oder die Wärmesenke 304 aufweisen, welche eingerichtet ist, die entzogene thermische Energie 301 auf einen Stoffstrom 304s zu übertragen. Der Stoffstrom 304s kann beispielsweise ein strömendes Fluid (Kühlfluid) aufweisen oder daraus gebildet sein, d. h. einen Flüssigkeitsstrom. Alternativ oder zusätzlich kann der Stoffstrom 304s ein strömendes Gas (Kühlgas) aufweisen oder daraus gebildet sein, d. h. einen Gasstrom.
Der Stoffstrom 304s kann beispielsweise mittels einer Kühlfluidleitung 304l durch die Wärmesenke 304 der Transportanordnung 500a hindurch geführt werden. Die Kühlfluidleitung 304l kann einen Hohlraum aufweisen, durch welchen der Stoffstrom 304s hindurch geführt wird.
Der Stoffstrom 304s kann thermisch mit einer Oberfläche 1124o der Temperiervorrichtung 1124 gekoppelt sein, z. B. mittels einer Wandung der Kühlfluidleitung 304l. Die Oberfläche 1124o kann der Mantelfläche 122m zugewandt sein, d. h. in Richtung der Mantelfläche 122m ausgerichtet sein.
Beispielsweise kann die Temperiervorrichtung 1124 einen Absorptionsschild aufweisen, welcher mit der Kühlfluidleitung 304l thermisch gekoppelt ist und/oder die Oberfläche 1124o bereitstellt.
Die Wärmesenke 304 der Temperiervorrichtung 1124, z. B. deren Oberfläche 11240 und/oder deren Kühlfluidleitung 304l können ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, z. B. Kupfer. Optional kann der Absorptionsschild ein oder das Absorptionsmaterial aufweisen (z. B. eine Beschichtung daraus) oder daraus gebildet sein.
5B veranschaulicht eine Transportanordnung 500b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht. Die Transportanordnung 500b kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 500a.
Die Transportanordnung 500b kann eine oder die zumindest einen Temperierrolle 122p aufweisen, deren Mantelfläche 122m beschichtet ist. Die Beschichtung 512 (auch als Absorptionsschicht bezeichnet) der Mantelfläche 122m kann ein Material (auch als Absorptionsmaterial bezeichnet) aufweisen, welches einen größeren Absorptionskoeffizienten für Wärmestrahlung aufweist als die Mantelfläche 122m.
Beispielsweise kann die Temperierrolle 122p ein Trägerrohr 514 aufweisen, welches die Mantelfläche 122m aufweist. Das Trägerrohr 514, z. B. dessen Mantelfläche 122m, kann ein Metall aufweisen, z. B. Stahl oder Aluminium.
Im Allgemeinen können sich die Beschichtung 512 bzw. deren Material und die Mantelfläche 122m bzw. das Material des Trägerrohrs 514 voneinander unterscheiden, z. B. in einer Bruchfestigkeit, einem Absorptionskoeffizienten für Wärmestrahlung, einer chemischen Zusammensetzung, in einer mechanischen Härte, in einer Elastizitätsgrenze, in einer mechanischen Festigkeit und/oder in einem Elastizitätsmodul.
Die Beschichtung 512 bzw. deren Material kann einen größeren Absorptionskoeffizienten für Wärmestrahlung aufweisen als die Mantelfläche 122m bzw. das Material des Trägerrohrs 514. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschichtung 512 bzw. deren Material zumindest eines von Folgendem aufweisen: ein größeres Elastizitätsmodul als die Mantelfläche 122m bzw. das Material des Trägerrohrs 514; eine kleinere Dicke 802d (Ausdehnung quer zur Drehachse 102a) als die Mantelfläche 122m bzw. das Material des Trägerrohrs 514; einen kleineren Wärmeleitkoeffizienten als die Mantelfläche 122m bzw. das Material des Trägerrohrs 514; eine größere mechanische Härte als die Mantelfläche 122m bzw. das Material des Trägerrohrs 514; eine größere Elastizitätsgrenze als die Mantelfläche 122m bzw. das Material des Trägerrohrs 514; eine größere Festigkeit als die Mantelfläche 122m bzw. das Material des Trägerrohrs 514 und/oder eine kleinere Rauheit als die Mantelfläche 122m bzw. das Material des Trägerrohrs 514.
Beispielsweise kann eine Dicke 512d der Beschichtung 512 kleiner sein als eine Dicke 514d des Trägerrohrs 514.
Beispielsweise kann die Dicke 514d des Trägerrohrs 514, z. B. in einem Bereich von ungefähr bis ungefähr 0,25 mm bis ungefähr 0,7 mm liegen. Alternativ oder zusätzlich kann die Dicke 512d der Beschichtung 512 ungefähr 0,2 mm sein oder weniger, z. B. kleiner sein als 0,1 mm.
Anschaulich kann das Trägerrohr 514 ein günstiges Gerüst bereitstellen, welches mittels der Beschichtung 512 funktionalisiert wird. Eine kleinere Rauheit ermöglicht es z. B. das Substrat 102 zu schonen. Ein größerer Absorptionskoeffizienten für Wärmestrahlung vergrößert die Wärmeaufnahme der zumindest einen Temperierrolle 122p. Eine größere mechanische Härte, Elastizitätsgrenze oder Festigkeit vergrößert die Widerstandfähigkeit der zumindest einen Temperierrolle 122p. Ein kleinerer Wärmeleitkoeffizient kann die thermische Trägheit noch weiter reduzieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann Wärmestrahlung (auch als thermische Strahlung bezeichnet) als elektromagnetische Strahlung verstanden werden, die am Ort ihrer Entstehung im thermischen Gleichgewicht mit der Materie ist. Die Wärmestrahlung kann eine Wellenlänge aufweisen in einem Bereich von ungefähr 780 nm (Nanometer) bis ungefähr 1 mm (Mit anderen Worten Infrarotstrahlung).
Optional kann die Beschichtung 512 Teil der Temperiervorrichtung 1124 der Transportanordnung 500b sein, z. B. deren Wärmequelle 302. Beispielsweise kann die Beschichtung 512 als Elektrowärme-Wandler 302w (z. B. als Heizwiderstand) verwendet werden. Dann kann die Beschichtung 512 elektrisch kontaktiert sein, und z. B. mit einer Stromquelle gekoppelt sein oder werden.
5C veranschaulicht eine Transportanordnung 500c gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht. Die Transportanordnung 500c kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 500b.
Die Transportanordnung 500c kann ferner einen Beschichtungsbereich 306b aufweisen, in dem der Transportpfad 111 geradlinig verläuft. Entlang des geradlinig verlaufenden Abschnitts 111g des Transportpfads 111 (Transportpfadabschnitt 111g) kann das Substrat 102 berührungsfrei transportiert sein oder werden (z. B. freihängend, auch als Free-Span Konfiguration bezeichnet).
Die zumindest eine Temperierrolle 122p der Transportanordnung 500c kann in Transportrichtung 111w hinter dem Beschichtungsbereich 306b angeordnet sein und/oder an diesen angrenzen.
Damit kann erreicht werden, dass das Substrat 102 nach dem Beschichten mittels der zumindest einen Temperierrolle 122p temperiert, z. B. erwärmt und/oder gekühlt, werden kann. Dies ermöglicht es beispielsweise, das Substrat 102 nach dem Beschichten in dem Beschichtungsbereich 306b kontrolliert abzukühlen und/oder auf eine vorgegebene Temperatur zu bringen. Anschaulich kann dies ermöglichen, die Beschichtung des Substrats 102 nachzubehandeln, was deren Eigenschaften beeinflussen kann.
Beispielsweise kann das Substrat 102 in dem Beschichtungsbereich 306b mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet werden, z. B. einem gasförmigen Beschichtungsmaterial. Das Beschichtungsmaterial kann zumindest ein Material der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Metall; ein Übergangsmetall, ein Oxid (z. B. ein Metalloxid oder ein Übergangsmetalloxid); ein Dielektrikum; ein Polymer (z. B. ein Kohlenstoff-basiertes Polymer oder ein Silizium-basiertes Polymer); ein Oxinitrid; ein Nitrid; ein Karbid; eine Keramik; ein Halbmetall (z. B. Kohlenstoff); ein Perowskit; ein Glas oder glasartiges Material (z. B. ein sulfidisches Glas); einen Halbleiter; ein Halbleiteroxid; ein halborganisches Material, und/oder ein organisches Material. Das Beschichtungsmaterial zum Beschichten des Substrats 102 kann mittels einer Beschichtungsmaterialquelle bereitgestellt sein oder werden, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird.
6A veranschaulicht eine Transportanordnung 600a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang der Drehachsenrichtung 101 der Transportanordnung 600a). Die Transportanordnung 600a kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 500c.
Transportanordnung 600a kann einen oder den Beschichtungsbereich 306b aufweisen und zumindest eine oder die zusätzliche Führungsrolle 122. Die zumindest eine zusätzliche Führungsrolle 122 kann zwischen der zumindest einen Temperierrolle 122p und derjenigen Wickelhülsenkupplung der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b angeordnet sein, mittels der das Substrat 102 abgewickelt wird (d. h. welche in einer Abwickel-Konfiguration ist).
Der Beschichtungsbereich 306b der Transportanordnung 600a kann zwischen der zumindest einen zusätzliche Führungsrolle 122 und der zumindest einen Temperierrolle 122p angeordnet sein.
Die zumindest eine Temperierrolle 122p kann einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 mm bis ungefähr 0,3 m aufweisen, z. B. in einem Bereich von ungefähr 80 mm bis ungefähr 0,2 m.
6B veranschaulicht eine Transportanordnung 600b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang der Drehachsenrichtung 101 der Transportanordnung 600b). Die Transportanordnung 600b kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 600a.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Beschichtungsbereich 306b (auch als erster Beschichtungsbereich 306b bezeichnet) kann die Transportanordnung 600b einen zusätzlichen Beschichtungsbereich 308b (auch als zweiter Beschichtungsbereich 308b bezeichnet) aufweisen. Ferner kann die Transportanordnung 600b zwei Temperierrollen 122p aufweisen, zwischen denen der zweite Beschichtungsbereich 308b angeordnet ist. Der zweite Beschichtungsbereich 308b der Transportanordnung 600b kann zwischen den zwei Temperierrollen 122p angeordnet sein.
Jede der zwei temperierten Temperierrollen 122p kann einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 mm bis ungefähr 0,3 m aufweisen, z. B. in einem Bereich von ungefähr 80 mm bis ungefähr 0,2 m.
7A veranschaulicht eine Transportanordnung 700a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang der Drehachsenrichtung 101 der Transportanordnung 700a). Die Transportanordnung 700a kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 600b.
Die Transportanordnung 700a kann die oder eine zusätzliche Führungsrolle 122 aufweisen, welche den Transportpfad 111 definiert.
Die zumindest eine Temperierrolle 122p kann einen ersten Umfang aufweisen, welcher von ihrem Durchmesser definiert wird. Beispielsweise kann die zumindest eine Temperierrolle 122p einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 mm bis ungefähr 0,3 m aufweisen, z. B. in einem Bereich von ungefähr 80 mm bis ungefähr 0,2 m. Ferner kann die zumindest eine Temperierrolle 122p eine erste Wärmekapazität aufweisen.
Die Wärmekapazität einer Struktur (oder des Materials, aus welchem die Struktur gebildet ist) kann verstanden werden als das Verhältnis der ihm zugeführten Wärmeenergie zu der davon bewirkten Temperaturerhöhung.
Die zusätzliche Führungsrolle 122 kann einen zweiten Umfang aufweisen, welcher von ihrem Durchmesser definiert wird. Beispielsweise kann die zusätzliche Führungsrolle 122 einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 mm bis ungefähr 0,3 m aufweisen, z. B. in einem Bereich von ungefähr 80 mm bis ungefähr 0,2 m. Ferner kann die zusätzliche Führungsrolle 122 122p eine zweite Wärmekapazität aufweisen.
Die zumindest eine Temperierrolle 122p kann derart eingerichtet sein, dass ein erstes Verhältnis aus der ersten Wärmekapazität zu dem ersten Umfang kleiner ist als ein zweites Verhältnis aus der zweiten Wärmekapazität zu dem zweiten Umfang. Das erste Verhältnis kann beispielsweise weniger als ungefähr 75% des zweiten Verhältnisses sein, z. B. weniger als ungefähr 50% des zweiten Verhältnisses, weniger als ungefähr 25% des zweiten Verhältnisses.
Beispielsweise kann das Trägerrohr 514 der zumindest einen Temperierrolle 122p eine geringere Materialmenge und/oder Gewicht aufweisen als die zusätzliche Führungsrolle 122 (bzw. deren Trägerrohr 514). Alternativ oder zusätzlich kann das Trägerrohr 514 der zumindest einen Temperierrolle 122p eine geringere Wandstärke (Ausdehnung quer zur Drehachse) aufweisen (anschaulich die Dicke 514d des Rollenmantels 514) als die zusätzliche Führungsrolle 122 (bzw. deren Trägerrohr 514), z. B. eine geringere Wandstärke als ungefähr 0,7 mm, z. B. eine geringere Wandstärke als ungefähr 0,5 mm.
Damit kann eine geringe thermische Trägheit der zumindest einen Temperierrolle 122p bereitgestellt sein oder werden, was das Steuern und/oder Regeln der Temperatur deren Mantelfläche 122m erleichtert. Alternativ oder zusätzlich kann die Verfälschung der Substrattemperatur durch die Temperierrolle 122p geringer sein, was das Steuern und/oder Regeln der Temperatur des Substrats 102 erleichtert.
7B veranschaulicht eine Transportanordnung 700b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang der Drehachsenrichtung 101 der Transportanordnung 700b).
Die Transportanordnung 700b kann z. B. eingerichtet sein wie die Transportanordnungen 700a, wobei die Transportanordnung 700b mehrere zusätzliche Führungsrollen 122 aufweist. Die mehreren zusätzlichen Führungsrollen 122 können beispielsweise alle Führungsrollen 122 sein, mittels derer der Transportpfad 111 definiert wird (d. h. mittels denen das Substrat 102 transportiert wird).
Die zumindest eine Temperierrolle 122p kann derart eingerichtet sein, dass das erste Verhältnis kleiner ist als das zweite Verhältnis jeder Führungsrolle der mehreren Führungsrollen 122. Das erste Verhältnis kann beispielsweise weniger als ungefähr 75% des zweiten Verhältnisses sein, z. B. weniger als ungefähr 50% des zweiten Verhältnisses, weniger als ungefähr 25% des zweiten Verhältnisses.
Mit anderen Worten kann aus allen Führungsrollen 122, 122p, mit denen das Substrat 102 während des Umwickelns in körperlichen Kontakt steht, die zumindest eine Temperierrolle 122p diejenige Führungsrolle sein, welche von allen Führungsrollen 122, 122p das kleinste Verhältnis aus Wärmekapazität pro Umfang aufweist.
8A veranschaulicht eine Transportanordnung 800a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang der Drehachsenrichtung 101 der Transportanordnung 800a). Die Transportanordnung 800a kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 700b.
Die Transportanordnung 800a kann ferner eine Steuerung 508 aufweisen, welche eingerichtet ist, den Austausch von thermischer Energie mit der zumindest einen Temperierrolle 122p zu steuern. Die Steuerung 508 kann eingerichtet sein den Zufluss an thermischer Energie von der Wärmequelle 302 zu der zumindest einen Temperierrolle 122p zu steuern und/oder zu regeln. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung 508 eingerichtet sein, den Abfluss an thermischer Energie von der zumindest einen Temperierrolle 122p zu der Wärmesenke 304 zu steuern und/oder zu regeln.
Beispielsweise kann die Steuerung 508 eingerichtet sein, eine Temperatur der Führungsrolle 122p zu erfassen und den Austausch von thermischer Energie mit der Führungsrolle 122p auf Grundlage der erfassten Temperatur zu steuern, z. B. gemäß einer Vorgabe. Die Vorgabe kann einen Sollwert aufweisen oder daraus gebildet sein.
Die Vorgabe kann beispielsweise eine maximale Temperaturdifferenz zwischen Substrat 102 und Mantelfläche 122m der zumindest einen Temperierrolle 122p repräsentieren. Die Temperaturdifferenz zwischen Substrat 102 und Mantelfläche 122m kann die Differenz aus der Temperatur des Substrats 102 und der Temperatur der Mantelfläche 122m sein, wenn diese miteinander in körperlichen Kontakt kommen, d. h. wenn das Substrat 102 auf die Temperierrolle 122p aufläuft. Beispielsweise kann die Temperaturdifferenz kleiner sein als die Temperatur des Substrats 102 (in °C gemessen), z. B. kleiner als ungefähr 250°C, z. B. kleiner als ungefähr 200°C, z. B. kleiner als ungefähr 100°C. Damit kann eine schonende Temperierung des Substrats 102 erreicht werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vorgabe eine Temperatur des Substrats 102, deren Transienten, d. h. zeitlichen Gradienten (z. B. die maximal zulässige Abkühlrate), und/oder eine Temperatur der Mantelfläche 122m aufweisen. Beispielsweise kann eine Soll-Temperatur des Substrats 102 kleiner sein als die Temperatur des Substrats 102 (in °C oder Kelvin gemessen).
Das Steuern kann verstanden werden als eine beabsichtigte Beeinflussung eines Systems. Dabei kann der Zustand des Systems gemäß einer Vorgabe verändert werden. Regeln kann als Steuern verstanden werden, wobei zusätzlich einer Zustandsänderung des Systems durch Störungen entgegengewirkt wird. Anschaulich kann die Steuerung 508 eine nach vorn gerichtete Steuerstrecke aufweisen und somit anschaulich eine Ablaufsteuerung implementieren, welche eine Eingangsgröße (auch als Sollwert oder Führungsgröße/Steuergröße bezeichnet) in eine Ausgangsgröße (auch als Stellgröße bezeichnet) umsetzt. Die Steuerstrecke kann aber auch Teil eines Regelkreises sein, so dass eine Regelung implementiert wird. Die Regelung weist im Gegensatz zu der reinen Vorwärts-Steuerung 508 eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße auf, welche durch den Regelkreis bewirkt wird (Rückführung). Mit anderen Worten kann alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung 508 eine Regelung verwendet werden bzw. alternativ oder zusätzlich zu dem Steuern ein Regeln erfolgen.
Beispielsweise kann die Steuerung 508 eingerichtet sein, eine der Temperiervorrichtung 1124 (z. B. deren Wärmequelle 302) zugeführte elektrische Leistung auf Grundlage der Vorgabe zu steuern und/oder zu regeln. Optional kann die Wärmesenke 304 der Temperiervorrichtung 1124 ungesteuert und/oder ungeregelt betrieben werden, z. B. indem das Kühlfluid passiv gekühlt wird und/oder mit einer konstanten Temperatur bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Wärmesenke 304 mit einem zeitlich konstanten Wärmeaufnahmevermögen betrieben werden, z. B. indem das Kühlfluid aktiv temperiert wird.
8B veranschaulicht eine Transportanordnung 800b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang der Drehachsenrichtung 101 der Transportanordnung 800b).
Die Transportanordnung 800b kann z. B. eingerichtet sein wie die Transportanordnungen 800a, wobei die Steuerung 508 einen Sensor 508s zum Erfassen der Temperatur der Mantelfläche 122m aufweist, z. B. einen optischen Sensor (z. B. einen Halbleiter-Temperatursensor). Der Sensor 508s kann derart angeordnet sein, dass zwischen diesem und der zumindest einen Temperierrolle 122p der Transportpfad 111 verläuft. Damit kann erreicht werden, dass der Sensor 508s durch das Substrat 102 hindurch misst, was weniger Platz benötigt und/oder das Messen der Mantelfläche 122m direkt vor dem Kontakt mit dem Substrat 102 ermöglicht. Beispielsweise kann der Sensor 508s einen Bereich erfassen, durch den die Mantelfläche 122m hindurch läuft und welcher zwischen der Temperiervorrichtung 1124 und dem Transportpfad 111 angeordnet ist. Alternativ kann der Sensor 508s auch an einer anderen Stelle angeordnet sein oder werden.
9A veranschaulicht eine Transportanordnung 900a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht (mit Blickrichtung quer zur Drehachse 101a).
Die Transportanordnung 900a kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 800b.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine oder jede Wickelhülse 502, z. B. eine Substrat-Wickelhülse 502 und/oder eine Zwischenschicht-Wickelhülse 502, auf eine Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c aufgesteckt 501 sein oder werden. Das Aufstecken kann entlang der Drehachse 101a erfolgen. Die Wickelhülse 502 kann einen Innendurchmesser 502w aufweisen, der gleich oder größer ist als ein Außendurchmesser 112r der Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c.
9B veranschaulicht eine Transportanordnung 900b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht (mit Blickrichtung quer zur Drehachse 101a).
Die Transportanordnung 900b kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 900a.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zumindest eine oder jede Wickelhülsenkupplung der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b, 112c eine Spannvorrichtung 504 zum Einspannen der jeweiligen Wickelhülse 502 aufweisen. Die Spannvorrichtung 504 kann zumindest einen Spanndorn (z. B. einen Hülsenspanndorn und/oder einen Segmentspanndorn) und/oder zumindest einen Spreizdorn aufweisen oder daraus gebildet sein. Mittels der Spannvorrichtung 504 kann der Außendurchmesser 112r bzw. Außenumfang der Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c verstellbar sein. Beispielsweise kann die Spannvorrichtung 504 in einem gespannten Zustand gegen eine aufgesteckte Wickelhülse 502 pressen (auch als Einspannen der Wickelhülse 502 bezeichnet).
Die Spannvorrichtung 504 kann eingerichtet sein, eine Drehbewegung und/oder Drehmomentmoment auf oder von eine(r) eingespannte(n) Wickelhülse 502 weiterzuleiten.
Die Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c kann eine drehbar gelagerte Welle 112w (z. B. eine Maschinenspindel 112w) aufweisen, mittels derer die Spannvorrichtung 504 gelagert ist. Die drehbar gelagerte Welle 112w kann den minimalen Außendurchmesser 112r der Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c definieren. Der Stellbereich der Spannvorrichtung 504 kann den maximalen Außendurchmesser 112r der Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c definieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Außendurchmesser 112r der Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c in einem Bereich von ungefähr 30 mm bis ungefähr 150 mm liegen, z. B. ungefähr 100 mm betragen. Beispielsweise kann der Spannbereich der Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c in einem Bereich von ungefähr 30 mm bis ungefähr 150 mm liegen.
9C veranschaulicht eine Transportanordnung 900c gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht (mit Blickrichtung quer zur Drehachse 101a).
Die Transportanordnung 900c kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 900b. Ferner kann die Transportanordnung 900c mehrere Antriebe 506 (auch als Wickelantriebe 506 bezeichnet) aufweisen, von denen jeder Antrieb mit genau einer Wickelhülsenkupplung der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b gekuppelt ist. Der oder jeder Antrieb der mehreren Antriebe 506 kann zum Erzeugen einer Drehbewegung und/oder eines Drehmoments eingerichtet sein, welches auf die jeweilige Wickelhülsenkupplung der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b übertragen wird. Der oder jeder Antrieb der mehreren Antriebe 506 kann einen elektrischen Antrieb 506 aufweisen oder daraus gebildet sein.
Der oder jeder Antrieb der mehreren Antriebe 506 kann Teil eines Wicklers (z. B. Substrat-Wicklers) sein.
Der oder jeder Antrieb der mehreren Antriebe 506 kann mittels einer Steuerung 508 gesteuert oder geregelt werden, z. B. mittels eines von der Steuerung 508 erzeugten Steuersignals. Das Steuersignal kann beispielsweise ein Drehverhalten des oder jedes Antriebs der mehreren Antriebe 506 repräsentieren, z. B. eine Drehrichtung, eine Drehzahl und/oder ein erzeugtes Drehmoment. Der oder jeder Antrieb der mehreren Antriebe 506 kann optional zum bidirektionalen Betrieb eingerichtet sein, z. B. indem das Steuersignal invertiert wird. Damit kann eine größere Flexibilität erreicht werden.
Optional kann die Steuerung 508 eingerichtet sein, ein Drehverhalten (z. B. eine Drehzahl) einer oder jeder Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c an eine Größe anzupassen, welche eine Transportcharakteristik des Substrats 102 repräsentiert. Die Transportcharakteristik kann einen Transportfortschritt und/oder eine dadurch bewirkte mechanische Zugspannung in dem Substrat 102 aufweisen, z. B. deren Zeitabhängigkeit. Der Transportfortschritt kann eine Transportgeschwindigkeit und/oder einen bereits zurückgelegten Transportweg aufweisen.
10A und 10B veranschaulichen jeweils eine Prozessieranordnung 1000a, 1000b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang einer Drehachsenrichtung 101).
Das Prozessieren (z. B. Beschichten) des Substrats 102 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem Vakuum erfolgen, z. B. in einer Prozessieranordnung 1000a, 1000b.
Beispielsweise kann das Prozessieren (auch als Behandeln bezeichnet) eines Substrats 102 (z. B. Bandsubstrats 102) mindestens eines von Folgendem aufweisen: Reinigen des Substrats 102, Beschichten des Substrats 102, Bestrahlen (z. B. mittels Licht, kohärentes Licht, UV-Licht, Teilchen, Elektronen, Ionen, usw.) des Substrats 102, Modifizieren der Oberfläche des Substrats 102, Erwärmen des Substrats 102, Ätzen des Substrats 102 und Glimmen des Substrats 102.
Beispielsweise kann das Substrat 102 mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet sein oder werden. Das Beschichtungsmaterial kann zumindest ein Material der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Metall; ein Übergangsmetall, ein Oxid (z. B. ein Metalloxid oder ein Übergangsmetalloxid); ein Dielektrikum; ein Polymer (z. B. ein Kohlenstoff-basiertes Polymer oder ein Silizium-basiertes Polymer); ein Oxinitrid; ein Nitrid; ein Karbid; eine Keramik; ein Halbmetall (z. B. Kohlenstoff); ein Perowskit; ein Glas oder glasartiges Material (z. B. ein sulfidisches Glas); einen Halbleiter; ein Halbleiteroxid; ein halborganisches Material, und/oder ein organisches Material. Das Beschichtungsmaterial zum Beschichten des Substrats 102 kann mittels einer Beschichtungsmaterialquelle 306, 308 bereitgestellt sein oder werden.
Die Beschichtungsmaterialquelle 306, 308 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen zum Beschichten des Substrats 102 eingerichtet sein, welches z. B. durch den Prozessierraum 111b hindurch transportiert wird. Beispielsweise kann die Beschichtungsmaterialquelle 306, 308 zum Bereitstellen eines gasförmigen Beschichtungsmaterials (z. B. ein Materialdampf) und/oder flüssigen Beschichtungsmaterials eingerichtet sein, welches z. B. auf dem zumindest einen Substrat 102 zum Bilden einer Schicht abgeschieden werden kann. Eine Beschichtungsmaterialquelle 306, 308 kann zumindest eines von Folgendem aufweisen: eine Sputtervorrichtung, eine thermisch-Verdampfen-Vorrichtung (z. B. einen Laserstrahlverdampfer, einen Lichtbogenverdampfer, einen Elektronenstrahlverdampfer und/oder einen thermischen Verdampfer), eine Präkursorgasquelle, einen Flüssigphasenzerstäuber. Eine Sputtervorrichtung kann zum Zerstäuben des Beschichtungsmaterials mittels eines Plasmas eingerichtet sein. Eine thermisch-Verdampfen Vorrichtung kann zum Überführen des Beschichtungsmaterials in einen gasförmigen Aggregatszustand mittels thermischer Energie eingerichtet sein. Je nach der Beschaffenheit des Beschichtungsmaterials können ein Sublimieren und/oder ein Verdampfen des Beschichtungsmaterials erfolgen. Mit anderen Worten kann die thermisch-Verdampfen-Vorrichtung das Beschichtungsmaterial auch sublimieren. Ein Flüssigphasenzerstäuber kann zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials aus der Flüssigphase eingerichtet sein, z. B. einen Farbstoff aufweisend oder daraus gebildet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 1000a, 1000b ein Vakuumkammergehäuse 802 aufweisen, in welcher ein Vakuum erzeugt und/oder erhalten werden kann. Das Vakuumkammergehäuse 802 kann dazu beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden. Das Vakuumkammergehäuse 802 kann eine oder mehrere Vakuumkammern aufweisen. Die oder jede Vakuumkammer kann einen oder mehrere Vakuumbereiche 306b, 308b bereitstellen. Die mehreren Vakuumkammern und/oder die mehreren Vakuumbereiche 306b, 308b des Vakuumkammergehäuses 802 können optional zumindest teilweise gassepariert voneinander sein.
Ferner kann das Vakuumkammergehäuse 802 mit einem Pumpensystem 804 (aufweisend zumindest eine Grobvakuumpumpe und optional zumindest eine Hochvakuumpumpe) gekoppelt sein. Das Pumpensystem 804 kann eingerichtet sein, dem Vakuumkammergehäuse 802 ein Gas (z. B. das Prozessgas) zu entziehen, so dass innerhalb des Vakuumkammergehäuses 802 ein Vakuum (d. h. ein Druck kleiner als 0,3 bar) und/oder ein Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10^–3 mbar (mit anderen Worten Feinvakuum) und/oder ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10^–3 mbar bis ungefähr 10^–7 mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) oder ein Druck von kleiner als Hochvakuum, z. B. kleiner als ungefähr 10^–7 mbar (mit anderen Worten Ultrahochvakuum) bereitgestellt sein oder werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 1000a, 1000b eine Gaszuführung 1716 aufweisen. Mittels der Gaszuführung 1716 kann dem Vakuumkammergehäuse 802 ein Prozessgas zugeführt werden zum Bilden einer Prozessatmosphäre in dem Vakuumkammergehäuse 802. Das Prozessgas kann z. B. ein Inertgas aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Prozessgas ein Reaktivgas aufweisen oder daraus gebildet sein, z. B. Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Argon und/oder Kohlenstoff. Der Prozessdruck kann sich aus einem Gleichgewicht an Prozessgas bilden, welches mittels der Gaszuführung 1716 zugeführt und mittels des Pumpensystems 804 entzogen wird.
Ferner kann das Vakuumkammergehäuse 802 derart eingerichtet sein, dass die Vakuumbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb des Vakuumkammergehäuses 802 (z. B. Prozessdruck, Prozesstemperatur, chemische Prozessgaszusammensetzung, usw.) gestellt oder geregelt werden können (z. B. lokal), z. B. mittels einer Steuerung 508. Beispielsweise können mittels des Vakuumkammergehäuses 802 mehrere Vakuumbereiche 306b, 308b mit voneinander verschiedenen Vakuumbedingungen bereitgestellt sein oder werden. Beispielsweise kann die Steuerung 508 zum Steuern und/oder Regeln der Gaszuführung 1716 und/oder des Pumpensystems 804 eingerichtet sein, so dass ein Prozessdruck und/oder eine Prozessgaszusammensetzung gesteuert und/oder geregelt werden kann. Beispielsweise kann die Steuerung 508 zum Steuern und/oder Regeln eines Normvolumenstroms an Prozessgas eingerichtet sein, welche mittels der Gaszuführung 1716 zugeführt und/oder mittels des Pumpensystems 804 entzogen wird.
Optional kann die Vakuumanordnung 1000a, 1000b eine Versorgungsvorrichtung zum Versorgen der Temperiervorrichtung 1124 aufweisen, z. B. zum Versorgen mit einem temperierten Fluid oder mit elektrischer Energie. Beispielsweise kann die Versorgungsvorrichtung außerhalb der Prozessierkammer 802 angeordnet sein. Beispielsweise kann ein Heiz- oder ein Kühlmedium zu der Temperiervorrichtung 1124 (z. B. der Prozessierrolle 122p) zu- und von dieser wieder abgeführt werden.
In dem Vakuumkammergehäuse 802 (z. B. in einer erste Vakuumkammer) kann zumindest ein Vakuumbereich 306b, z. B. ein erster Vakuumbereich 306b, angeordnet sein. Ferner kann in dem Vakuumkammergehäuse 802 (z. B. in der ersten Vakuumkammer) eine erste Prozessierquelle 306, z. B. eine Beschichtungsmaterialquelle 306, angeordnet sein. Die Beschichtungsmaterialquelle 306 kann zum Emittieren eines gasförmigen Beschichtungsmaterials in den ersten Vakuumbereich 306b hinein eingerichtet sein. Mit dem Beschichtungsmaterial kann das Substrat 102 beschichtet sein oder werden. Mit anderen Worten kann das Beschichten des Substrats 102 in einem Vakuum erfolgen. Der erste Vakuumbereich 306b kann ein Beschichtungsbereich 306b sein.
In dem Vakuumkammergehäuse 802 (z. B. in einer zweiten Vakuumkammer oder in der ersten Vakuumkammer) kann zumindest ein zweiter Vakuumbereich 308b angeordnet sein. Ferner kann in dem Vakuumkammergehäuse 802 (z. B. in der zweiten Vakuumkammer) eine zweite Prozessierquelle 308, z. B. eine Belichtungsvorrichtung 308, angeordnet sein. Die zweite Prozessierquelle 308 kann zum Bearbeiten des Beschichtungsmaterials eingerichtet sein, mit dem das Substrat 102 beschichtet ist oder wird, z. B. mittels Licht. Beispielsweise kann die Prozessierquelle 308 zum Strukturieren oder chemischen Umwandeln des Beschichtungsmaterials eingerichtet sein, mit dem das Substrat 102 beschichtet ist oder wird. Der zweite Vakuumbereich 308b kann ein Bearbeitungsbereich 308b sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Vakuumkammergehäuse 802 eine Kammeröffnung zum Freilegen des Inneren des Vakuumkammergehäuses 802 aufweisen. Die Kammeröffnung kann das Innere des Vakuumkammergehäuses 802 beispielsweise in Drehachsenrichtung 101 freilegen. Zum Verschließen der Kammeröffnung kann das Vakuumkammergehäuse 802 einen Kammerdeckel aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung 508 zum Steuern und/oder Regeln der ersten Prozessierquelle 306 und/oder der zweiten zweite Prozessierquelle 308 eingerichtet sein, z. B. indem diese eine Materialmenge und/oder thermische Energie (z. B. Strahlungsenergie) steuert und/oder regeln welche pro Zeit in Richtung 105 des Substrats 102 emittiert wird.
Die Prozessieranordnung 1000a, 1000b kann eine Transportanordnung aufweisen, welche eingerichtet ist, wie eine der Transportanordnungen 100 bis 900c.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung 508 zum Steuern und/oder Regeln der Substrat-Temperiervorrichtung 1124 (z. B. aufweisend eine Heizvorrichtung und/oder ein Kühlvorrichtung) eingerichtet sein, so dass eine Prozesstemperatur (z. B. des Substrat 102 und/oder des Prozessgases), beispielsweise nach dem Prozessieren (z. B. nach dem Beschichten), gesteuert und/oder geregelt werden kann. Beispielsweise kann die Steuerung 508 eingerichtet sein zum Steuern und/oder Regeln einer thermischen Leistung, welche mittels der Substrat-Temperiervorrichtung 1124 zugeführt und/oder mittels dieser entzogen wird.
Beispielsweise kann die Prozessieranordnung 1000a, 1000b eine erste Wickelhülsenkupplung 112a, 112c zum Abwickeln eines Substrat 102 aufweisen (auch als Abwickelwalze bezeichnet), so dass das Substrat 102 in den zumindest einen Vakuumbereich 306b, 308b hineingebracht wird. Ferner kann die Prozessieranordnung 1000a, 1000b eine zweite Wickelhülsenkupplung 112b zum Aufwickeln des Substrat 102 aufweisen (auch als Aufwickelwalze 112b bezeichnet), welches aus dem zumindest einen Vakuumbereich 306b, 308b herausgebracht wird. Mit anderen Worten kann das Substrat 102 von Rolle-zu-Rolle prozessiert werden.
Ferner kann die Prozessieranordnung 1000a, 1000b mehrere Führungsrollen 122, 122p aufweisen, welche einen Transportpfad 111 definieren, entlang dessen das Substrat 102 (z. B. ein bandförmiges Substrat 102) zwischen der Abwickelwalze 112a, 112c und der Aufwickelwalze 112b durch den zumindest einen Vakuumbereich 306b, 308b hindurch transportiert wird, z. B. in eine Transportrichtung 111w (welche senkrecht zu der Drehachsenrichtung 101 sein kann).
Die Prozessieranordnung 1000a, 1000b kann zumindest zwei Führungsrollen 122 aufweisen, zwischen denen ein geradlinig verlaufender Abschnitt 111g des Transportpfads 111 aufgespannt wird. Der geradlinig verlaufende Abschnitt 111g des Transportpfads 111 kann in dem zumindest einen Vakuumbereich 306b, 308b angeordnet sein, in dem das Substrat 102 prozessiert wird. Der zumindest eine Vakuumbereich 306b, 308b kann innerhalb eines Prozessierraums 111b der Prozessieranordnung 1000a, 1000b angeordnet sein oder werden.
Die Prozessieranordnung 1000a, 1000b kann zumindest eine Führungsrolle 122p aufweisen, welche mittels der Temperiervorrichtung 1124 temperiert wird, d. h. welche als Temperierrolle 122p eingerichtet ist, mittels der das Substrat 102 temperiert, z. B. erwärmt und/oder gekühlt, werden kann.
Ferner kann die Prozessieranordnung 1000a, 1000b ein Antriebssystem 518 aufweisen, welches zumindest mit einem Teil der Vielzahl von Rollen 112a, 112b, 112c, 122 gekoppelt 518k ist, z. B. zumindest mit einem Teil der zusätzlichen Führungsrollen 122 und mit jeder Wickelhülsenkupplung der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b, 112c. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zumindest eine Temperierrolle 122p antriebslos gelagert sein, d. h. frei von einer Kupplung zu einem Antrieb.
Das Antriebssystem 518 kann die mehreren Antriebe 506 aufweisen. Beispielsweise kann das Antriebssystem 518 mittels Wellen, 518k Ketten 518k, Riemen 518k oder Zahnrädern 518k mit dem Teil der Vielzahl von Rollen 112a, 112b, 112c, 122 gekoppelt sein, welche angetrieben werden. Das Antriebssystem 518 und der Teil der Vielzahl von Rollen 112a, 112b, 112c, 122 können Teil einer Positionierungsvorrichtung sein, welche zum Positionieren des Substrats 102 eingerichtet ist.
Die Steuerung 508 kann zum Steuern 518k und/oder Regeln 518k des Antriebssystems 518 eingerichtet sein, z. B. zum Steuern 518k und/oder Regeln 518k einer Transportcharakteristik, z. B. einer Transportgeschwindigkeit, einer mechanischen Zugspannung auf das Substrat 102, und/oder einer Position des Substrats 102. Das Steuern 518k und/oder Regeln 518k des Antriebssystems 518 kann während des Prozessierens des Substrats 102 erfolgen, z. B. während des Beschichtens und/oder Bestrahlens, z. B. auf Grundlage eines Prozessierfortschritts (z. B. eines Beschichtungsfortschritts und/oder eines Strukturierungsfortschritts) und/oder auf Grundlage einer Transportcharakteristik.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 1000a, 1000b optional zumindest eine Substratvorbehandlung-Vorrichtung 310 (d. h. eine oder mehrere Substratvorbehandlung-Vorrichtungen 310) aufweisen zum Vorbehandeln des Substrats 102, z. B. zum chemischen Aktivieren des Substrats 102. Beispielsweise kann die zumindest eine Substratvorbehandlung-Vorrichtungen 310 eine Ätzvorrichtung aufweisen oder daraus gebildet sein zum Ätzen des Substrats 102. Alternativ oder zusätzlich kann die zumindest eine Substratvorbehandlung-Vorrichtung 310 zumindest eine Sputterätzquelle, zumindest eine Plasmaquelle, zumindest eine Glimmvorrichtung und/oder zumindest eine Ätzgasquelle aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Substratnachbehandlung-Vorrichtung 310 verwendet werden, um das Substrat 102, welches mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet ist, nachzubehandeln, z. B. ähnlich zu dem Vorbehandeln. Beispielsweise kann das Substrat 102 aufweisend die Beschichtung mit dem Beschichtungsmaterial selektiv geheizt (z. B. getempert) und/oder geätzt werden.
11A veranschaulicht eine Transportanordnung 1100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang der Drehachsenrichtung 101).
Die Transportanordnung 1100a kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 900c. Beispielsweise können die mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b, 112c der Transportanordnung 1100 zumindest eine zusätzliche Wickelhülsenkupplung 112c (auch als dritte Wickelhülsenkupplung 112c bezeichnet) aufweisen, zum Ankuppeln einer Wickelhülse, mittels welcher ein zusätzliches Substrat 104 (auch als Zwischenschicht 104 oder Interleaf 104 bezeichnet) umgewickelt werden soll. Das zusätzliche Substrat 104 kann anschaulich eine Wickelhilfe sein, welche auf das oder von der Substrat-Wicklung 102w umgewickelt wird. Das Substrat 102 kann das zu prozessierende Substrat 102 sein. Die Wicklung 104w des zusätzlichen Substrats 104 kann auch als Zwischenschicht-Wicklung 104w bezeichnet sein.
11B veranschaulicht die Transportanordnung 1100 in einer dritten Umwickelkonfiguration 1100b, in der zwei Substrate 102, 104 umgewickelt 111w werden.
Die dritten Umwickelkonfiguration 1100b kann eingerichtet sein wie die erste Umwickelkonfiguration 100b oder wie die zweite Umwickelkonfiguration 200b. Weiterhin kann in der dritten Umwickelkonfiguration 1100b die Zwischenschicht 104 mittels der dritten Wickelhülsenkupplung 112c der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b, 112c umgewickelt werden, z. B. von der ersten Wickelhülsenkupplung 112a und/oder zu der ersten Wickelhülsenkupplung 112a. Beispielsweise kann die Zwischenschicht 104 mittels der dritten Wickelhülsenkupplung 112c und der verlagerbaren Führungsrolle 122p umgewickelt (auch als umspulen bezeichnet) werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels einer zusätzlichen Wickelhülse die Zwischenschicht 104 umgewickelt, z. B. darauf aufgewickelt oder davon abgewickelt, werden (auch als Zwischenschicht-Wickelhülse bezeichnet). Eine zusätzliche Wickelhülsenkupplung 112c der mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b, 112c kann dafür vorgesehen sein, die optionale Zwischenschicht 104 umzuwickeln, d. h. aus einer Substrat-Wicklung 102w heraus zu wickeln und/oder in eine Substrat-Wicklung 102w hinein zu wickeln. Die Zwischenschicht 104 kann beispielsweise zu einer Zwischenschicht-Wicklung 104w aufgewickelt und/oder von dieser abgewickelt werden. Alternativ kann die Zwischenschicht 104 zwischen den zwei Substrat-Wickelungen 102w umgewickelt werden.
Die Zwischenschicht 104 kann zwischen einzelnen Lagen einer Wicklung 102w des Substrats 102 (auch als Substrat-Wicklung 102w bezeichnet) angeordnet sein oder werden. Mit anderen Worten können das Substrat 102 und die Zwischenschicht 104 ineinander gewickelt sein oder werden. Mittels der Zwischenschicht 104 kann ein körperlicher Kontakt einzelner Lagen der Substrat-Wicklung 102w verhindert werden, was das Substrat 102 und/oder dessen Beschichtung schont.
12 veranschaulicht eine Transportanordnung 1200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht in einer vierten Umwickelkonfiguration, welche gemäß einer der vorangehend beschriebenen Umwickelkonfigurationen 100b, 200b und/oder 1100b eingerichtet sein kann.
Die Transportanordnung 1200 kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 1100. Ferner kann die Transportanordnung 1200 ein Gestell 902 aufweisen, welches zwei miteinander verbundene Träger 1702p aufweist. Mittels des Gestells 902 können die mehreren Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c, 112d abgestützt sein, z. B. mindestens vier Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c, 112d. Zwischen den zwei Trägern 1702p kann der Transportpfad 111 verlaufen bzw. das Substrat 102 umgewickelt werden. Die mehreren Wickelhülsenkupplung 112a, 112b, 112c, 112d können eine vierte Wickelhülsenkupplung 112d aufweisen, mittels der eine zusätzliche Zwischenschicht 104 umgewickelt werden kann, z. B. von oder zu der zweiten Wickelhülsenkupplung 112b.
Das Gestell 902 kann eine beidseitige Lagerung mittels zweier miteinander verbundener Träger 1702p bereitstellen. Jeder Träger der zwei Träger 1702p kann eine traversierte Platine 1702p aufweisen oder daraus gebildet sein.
13 veranschaulicht die Transportanordnung 1200, wobei ein Teil des Gestells 902, z. B. zumindest ein Träger 1702p des Gestells 902, ausgeblendet oder weggelassen ist.
Die mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b, 112c, 112d können optional zwei zusätzliche Wickelhülsenkupplung 112c, 112d (auch als dritte Wickelhülsenkupplung 112c und vierte Wickelhülsenkupplung 112d bezeichnet) aufweisen zum Ankuppeln jeweils einer Wickelhülse 502, mittels welcher zumindest eine zusätzliche Zwischenschicht 104 umgewickelt werden soll. Die mehreren Wickelhülsenkupplungen 112a, 112b, 112c, 112d können beidseitig mittels des Gestells 902 gelagert sein oder werden, z. B. zwischen den zwei miteinander verbundene Trägern 1702p.
Die mehreren Führungsrollen 122, 122p können mittels des Gestells 902 drehbar gelagert sein, z. B. beidseitig mittels des Gestells 902, z. B. zwischen den zwei miteinander verbundene Trägern 1702p.
Die Transportanordnung 1200 kann innerhalb eines Kammergehäuses 802 angeordnet sein oder werden. Beispielsweise kann das Gestell 902 mittels des Kammergehäuses 802 abgestützt sein oder werden.
14 veranschaulicht eine Transportanordnung 1400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang der Drehachsenrichtung 101).
Die Transportanordnung 1400 kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 1300.
Die Transportanordnung 1400 kann einen Beschichtungsbereich 306b und einen Substrat-Temperierbereich 111t aufweisen, welche beispielsweise aneinandergrenzen oder zumindest entlang der Transportrichtung 111w hintereinander liegen.
Ferner kann die Transportanordnung 1400 eine drehbar gelagerte Temperierrolle 122p aufweisen, zum Führen eines flexiblen Substrats 102 entlang eines gekrümmten Transportpfads 111, welcher erst durch den Beschichtungsbereich 306b hindurch und nachfolgend durch den Temperierbereich 111t hindurch verläuft. Die Temperierrolle 122p kann beispielsweise zwischen zwei Beschichtungsbereichen 306b, 308b angeordnet sein.
Ferner kann die Transportanordnung 1400 eine Temperiervorrichtung 1124 aufweisen, welche eingerichtet ist, einen Strom von thermischer Energie in den Substrat-Temperierbereich 111t hinein und heraus zu steuern.
Die Temperiervorrichtung 1124 kann einen Teil der Temperierrolle 122p umgeben, z. B. einen Winkel 1402 der Temperierrolle 122p (bezogen auf die Drehachse 102a der Temperierrolle 122p) von mehr als ungefähr 90°, z. B. in einem Bereich von ungefähr 90° bis ungefähr 270° und/oder von mehr als ungefähr 180°.
Beispielsweise kann mittels der Temperiervorrichtung 1124 eine Temperatur der Mantelfläche 122m der Temperierrolle 122p gesteuert und/oder geregelt werden. Beispielsweise kann die Mantelfläche 122m nach dem Verlassen des Winkelbereichs 1402 eine Temperatur aufweisen, welche kleiner ist als eine Temperatur des Substrats 102 nach dem Verlassen des Beschichtungsbereichs 306b. Anschaulich kann mittels der Temperierrolle 122p eine Abkühlstrecke für das Substrat 102 bereitgestellt sein oder werden.
15 veranschaulicht eine Transportanordnung 1500 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z. B. mit Blickrichtung entlang der Drehachsenrichtung 101).
Die Transportanordnung 1500 kann z. B. eingerichtet sein wie eine der Transportanordnungen 100 bis 1400.
Die Temperiervorrichtung 1124 kann eine Wärmequelle 302 und eine Wärmesenke 304 aufweisen. Die Wärmesenke 304 kann einen ersten Abschnitt 304a und/oder einen zweiten Abschnitt 304b aufweisen. Zwischen dem zweiten Abschnitt 304b und der zumindest einen Temperierrolle 122p kann die Wärmequelle 302 angeordnet sein. Der erste Abschnitt 304a der Wärmesenke 304 kann der zumindest einen Temperierrolle 122p direkt gegenüberliegen. Alternativ oder zusätzlich kann die Wärmequelle 302 neben dem ersten Abschnitt 304a der Wärmesenke 304 angeordnet sein.
Alternativ zu dem zweiten Abschnitt 304b kann die Temperiervorrichtung 1124 einen Reflektor 304b aufweisen. Die Wärmequelle 302 kann zwischen dem Reflektor 304b und der Temperierrolle 122p angeordnet sein. Der Reflektor 304b kann eingerichtet sein, mehr von der Wärmequelle 302 emittierte Wärmestrahlung zu reflektieren als zu absorbieren. Beispielsweise kann der Reflektor 304b einen Reflexionskoeffizienten von mehr als 80% aufweisen, z. B. für die von der Wärmequelle 302 emittierte Wärmestrahlung.
Ein Teil der von der Wärmequelle 302 abgegebenen Wärme kann mittels des zweiten Abschnitts 304b der Wärmesenke 304 aufgenommen oder mittels des Reflektors 304b zurück reflektiert werden, so dass eine thermische Belastung der Umgebung reduziert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Wärmequelle 302 derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass diese zumindest einen Teil der mittels des zweiten Abschnitts 304b der Wärmesenke 304 entzogenen thermischen Energie wieder zuführt. Beispielsweise kann mittels der Wärmequelle 302 eine Wärmeverlustleistung, welche mittels der Temperiervorrichtung 1124 auf die zumindest einen Temperierrolle 122p bewirkt wird, gestellt und/oder geregelt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Mantelfläche 122m der zumindest einen Temperierrolle 122p mittels des ersten Abschnitts 304a der Wärmesenke 304 auf eine erste Temperatur abgekühlt werden und nachfolgend mittels der Wärmequelle 302 auf eine zweite Temperatur mehr als die erste Temperatur erwärmt werden. Optional kann die zweite Temperatur kleiner sein als die Temperatur des Substrats 102 (vor dem Kontakt mit der zumindest einen Temperierrolle 122p).
Ein erster Winkel 1504 der zumindest einen Temperierrolle 122p, entlang deren Mantelfläche 122m gekühlt wird (d. h. thermische Energie entzogen wird), kann in einem Bereich von ungefähr 10° bis ungefähr 180° liegen, z. B. in einem Bereich von ungefähr 90° bis ungefähr 150°, z. B. ungefähr 130°. Ein zweiter Winkel 1502 der zumindest einen Temperierrolle 122p, entlang deren Mantelfläche 122m geheizt wird (d. h. thermische Energie zugeführt wird), kann in einem Bereich von ungefähr 10° bis ungefähr 180° liegen, z. B. in einem Bereich von ungefähr 90° bis ungefähr 150°, z. B. ungefähr 100°. Der zweite Winkel 1502 kann größer sein als der erste Winkel 1504.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperierrolle 122p ein temperaturstabiles Material aufweisen oder daraus gebildet sein, möglichst wenig thermische Masse aufweisen, eine sehr glatte Rollenoberfläche (auch als Lauffläche bezeichnet, d. h. über die das Substrat 102 abläuft) aufweisen, und/oder eine Rollenoberfläche aufweisen, welche gleichzeitig einen hohen Absorptionsgrad und Emissionsgrad aufweist (d. h. (mehr als 75%).
Weiterhin kann die Temperierrolle 122p anschaulich sehr leichtgängig gelagert sein, um, wenn diese nicht angetrieben wird, bei einer sehr geringen mechanischen Zugspannung des Substrats 102, Schlupf zu verhindern.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperierrolle 122p ein Trägerrohr 514 (auch als Mantel 514 oder Rollenmantel 514 bezeichnet) aufweisen, welches Edelstahl aufweist oder daraus gebildet ist. Optional kann das Trägerrohr 514 beschichtet sein. Beispielsweise kann die optionale Beschichtung 512 (kann die Rollenoberfläche bereitstellen) der Mantelfläche 122m einen hohen Absorptions-und/oder Emissionsgrad aufweisen, z. B. von mehr als ungefähr 75%, z. B. von mehr als ungefähr 80%, z. B. von mehr als ungefähr 85%, z. B. von mehr als ungefähr 90%.
Die Dicke 514d des Rollenmantels 514 kann anschaulich so gering wie möglich gehalten werden, z. B. im Rahmen des Fertigungsverfahren, so dass die mechanischen Eigenschaften und Toleranzen eingehalten werden können. Dadurch kann die thermische Trägheit (Wärmekapazität) so gering wie möglich gehalten werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmequelle 302 (z. B. aufweisend eine Strahlungsheizung) die Rollenoberfläche in geringem Abstand umgeben, z. B. auf ungefähr 130°. An diese Kühlstrecke kann sich direkt eine Heizstrecke anschließen (in Drehrichtung der Temperierrolle 122p betrachtet), welche den Rollenmantel 514 z. B. auf weiteren ungefähr 100° umschließt. Durch diese Anordnung kann erreicht werden, dass die durch die Strahlungsheizer erzeugte Wärmestrahlung direkt auf die Rollenoberfläche gelangt. Der hohe Absorptionsgrad der optionalen Beschichtung 512 der Trägerrolle 514 kann bewirken, dass die auftretende Strahlung mit sehr gutem Wirkungsgrad absorbiert wird. Aufgrund der relativ geringen thermischen Masse des Rollenmantels 514 kann mit dieser Anordnung ein relativ großer Temperaturgradient und/oder Temperaturtransient realisiert werden (z. B. Temperaturunterschied bezüglich der zurückgelegten Strcke des Sbustrats und/oder bezüglich der Zeit), z. B. mehr als ungefähr 100°C, z. B. mehr als ungefähr 200°C. Das bedeutet, die Temperierrolle 122p innerhalb kurzer Zeit auf die Temperatur gemäß der Vorgabe gebracht (z. B. geheizt) werden kann. Weiterhin kann wie Wärmequelle 302 derart eingerichtet sein, dass eine Veränderung der Heizleistung ohne Verzögerung in eine Änderung der Abstrahlung in Richtung Temperierrolle 122p umgesetzt werden kann. Es handelt sich anschaulich um einen thermisch effektiven Aufbau.
Die Rollenoberfläche der Temperierrolle 122p kann mittels der Beschichtung 512 (wenn vorhanden) oder der Trägerrolle 514 bereitgestellt sein oder werden. Als Rollenoberfläche kann die äußere Oberfläche der Temperierrolle 122p verstanden werden, welche mit dem Substrat 102 in körperlichen Kontakt kommt. Die Mantelfläche 122m kann die äußere Oberfläche der Trägerrolle 514 sein.
Die Temperatur der Temperierrolle 122p kann mittels eines optionalen Temperatursensors permanent (z. B. zyklisch) erfasst und mittels der Steuerung 508 ausgewertet werden. Die Temperatur der Mantelfläche 122m (Rollentemperatur) kann in einem Bereich von ungefähr Umgebungstemperatur bis zu ungefähr 200°C eingestellt oder geregelt werden. Zum Abkühlen der Temperierrolle 122p kann die Wärmequelle 302 ausgeschaltet sein oder werden.
Die (z. B. permanent betriebene) sich direkt an die Kühlstrecke anschließende Heizstrecke (in Drehrichtung der Temperierrolle 122p betrachtet) kann optional beschichtet sein oder werden, z. B. mit einem Absorptionsmaterial, welches einen hohen Absorptionsgrad aufweist, z. B. von mehr als ungefähr 75%, z. B. von mehr als ungefähr 80%, z. B. von mehr als ungefähr 85%, z. B. von mehr als ungefähr 90%. Dadurch kann erreicht werden, dass die von der Temperierrolle 122p abgegebene Wärmestrahlung mittels der Wärmesenke 304 anschaulich gut absorbiert und weniger reflektiert werden kann.
Die von der Wärmesenke 304 aufgenommene Wärmeenergie kann anschließend mittels des Fluids abgeführt werden. Somit wird eine entsprechend der Wärmeabstrahlung der Temperierrolle 122p gezielte Abkühlung gemäß der Vorgabe erreicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Temperierrolle 122p mit einem vorgegebenen Rollendurchmesser an der dafür vorgesehenen Stelle im Bahnlauf 111 positioniert werden. Ferner kann eine hohe Anforderung an den Leichtlauf der Temperierrolle 122p erfüllt werden. Dies ermöglicht es, besonders empfindliche Substrate 102 umzuwickeln, z. B. flexibles Glas.
16 veranschaulicht eine Diagramm 1600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, welches den Emissionsgrad 1604 über der Wellenlänge 1602 (in μm – Mikrometer) in veranschaulicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die optischen Eigenschaften, wie Reflexion, Absorption und/oder Emission von Wärmestrahlung und die entsprechenden Koeffizienten (z. B. Absorptionskoeffizient und/oder Emissionskoeffizient) verstanden werden als auf elektromagnetische Strahlung bezogen, welche eine Wellenlänge in einem Bereich von ungefähr 780 nm bis ungefähr 1 mm aufweist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Beschichtung 512 der Temperierrolle 122p einen Emissionsgrad 1612 für Wärmestrahlung aufweisen, welcher größer ist (z. B. mindestens doppelt so groß) als ein Emissionsgrad 1610 des Trägerrohrs 514 für Wärmestrahlung, z. B. für Wärmestrahlung mit einer Wellenlänge in einem Bereich von ungefähr 4 μm bis ungefähr 14 μm. Beispielsweise kann der Emissionsgrad 1612 der Beschichtung 512 der größer sein als 0,6 (= 60%) für Wärmestrahlung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 512 der Temperierrolle 122p einen größeren Reibkoeffizient aufweisen als das Trägerrohr 514. Damit kann erreicht werden, dass wenige Schlupf entsteht, was das Substrat 102 schont (anschaulich das Substrat 102 weniger zerkratzt).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 512 eine größere Verschleißfestigkeit aufweisen als das Trägerrohr 514. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschichtung 512 eine größere Härte aufweisen als das Trägerrohr 514, z. B. in einem Bereich von ungefähr HRC60 bis ungefähr HRC70.
Der Ausdruck „HCR” in Bezug auf eine Zahl kann als Härte gemäß der Rockwell-Skala C verstanden werden. „HRC60” bedeutet dann 60 Rockwell gemäß Skala C, d. h. 60 Rockwellhärte gemäß Skala C. Grundlage der Härteangabe einer Struktur (z. B. dessen Material) gemäß der Rockwell-Skala C ist die Eindringtiefe eines Prüfkörpers in die Struktur. Gemäß EN ISO 6508-1 sind mehrere Skalen mit unterschiedlichen Prüfkräften und Prüfkörpern genormt. Bei der Rockwell-Skala C wird ein Diamantkegel mit 120° Spitzenwinkel und eine Prüfvorkraft von 1372,931 Newton verwendet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 512 eine größere Temperaturstabilität aufweisen als das Trägerrohr 514. Alternativ oder zusätzlich kann die Temperierrolle 122p (z. B. deren Beschichtung 512) eine Temperaturstabilität aufweisen von mehr als 350°C. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann als temperaturstabil im Zusammenhang mit einer Temperatur verstanden werden, als dass eine Struktur oder ein Material zumindest bis zu der Temperatur belastet werden können, ohne ihre Funktion zu verlieren. Beispielsweise kann die Struktur oder das Material zumindest bis zu der Temperatur keine oder kaum chemischen Reaktionen mit deren Umgebung eingehen und/oder chemisch stabil bleiben. Beispielsweise kann die Struktur oder das Material zumindest bis zu der Temperatur ihren Aggregatszustand und/oder ihre chemische Zusammensetzung beibehalten. Beispielsweise kann die Struktur oder das Material zumindest bis zu der Temperatur ihre Form und/oder ihr Volumen beibehalten (d. h. ohne sich strukturell zu verändern).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 512 einen größeren Emissionskoeffizienten aufweisen als das Trägerrohr 514. Alternativ oder zusätzlich kann die Temperierrolle 122p (z. B. deren Beschichtung 512) einen Emissionskoeffizient aufweisen von mehr als 0.80, z. B. für Strahlung mit einer Wellenlänge in einem Bereich von ungefähr 780 nm bis ungefähr 1 mm (d. h. für Wärmestrahlung).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperierrolle 122p (z. B. deren Beschichtung 512) vakuumgeeignet sein, d. h. eine möglichst geringe Desorption und/oder Ausgasung aufweisen. Vakuumverträglich (auch als vakuumtauglich bezeichnet) kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen verstanden werden, als dass eine Struktur oder ein Material (auch als Stoff bezeichnet) einen geringen Dampfdruck aufweist (mit anderen Worten so wenig wie möglich ausgast), z. B. einen Dampfdruck (gemessen bei Raumtemperatur) von weniger als ungefähr 10^–13 mbar, z. B. weniger als ungefähr 10^–7 mbar, z. B. in einem Bereich von ungefähr 10^–5 mbar bis ungefähr 10^–15 mbar. Ferner kann der Dampfdruck auch bei erhöhter Temperatur gering sein, z. B. bei 200°C weniger als ungefähr 10^–5 mbar betragen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Temperierrolle 122p (z. B. deren Beschichtung 512) prozessverträglich, mit anderen Worten inert gegenüber einem in dem Vakuum durchgeführten Prozess, sein, d. h. z. B. inert (reaktionsträge) gegenüber dem Prozessgas (z. B. Sauerstoff, Ammoniak oder Wasserstoff), z. B. bei Temperaturen bis zu 350°C oder mehr. Zusätzlich kann als prozessverträglich verstanden werden, dass die Temperierrolle 122p (z. B. deren Beschichtung 512) eine Temperaturstabilität von ungefähr 350°C oder mehr aufweist, z. B. ungefähr 500°C oder mehr, z. B. ungefähr 700°C oder mehr, d. h. bis zu dieser Temperatur eingesetzt werden kann, ohne beschädigt zu werden. Beispielsweise kann die Temperaturstabilität eine zulässige Dauereinsatztemperatur definieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 512 eine Keramik aufweisen oder daraus gebildet sein, z. B. ein Oxid (oxidkeramisch), ein Nitrid (nitridkeramisch) oder ein Karbid (karbidkeramisch), ein oder mehrere Metalloxide (z. B. ein Gemisch daraus).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 512 der Temperierrolle 122p eine kleinere Rauheit aufweisen als das Trägerrohr 514, z. B. gemessen als arithmetischer Mittenrauwert Ra oder gemittelte Rautiefe Rz. Beispielsweise kann die Temperierrolle 122p (z. B. deren Beschichtung 512) eine Rauheit aufweisen in einem Bereich von ungefähr Ra = 0,4 μm bis ungefähr Ra = 0,8 μm. Alternativ oder zusätzlich kann die Temperierrolle 122p (z. B. deren Beschichtung 512) eine Rauheit aufweisen in einem Bereich von ungefähr Rz = 2,5 μm bis ungefähr Rz = 6,3 μm, z. B. in einem Bereich von ungefähr Rz = 2,5 μm bis ungefähr Rz = 4 μm. Anschaulich kann eine kleine Rauigkeit mit vielen „Spitzen” einen besseren Kontakt zum Substrat 102 bewirken, was eine verbesserte Reibung/Kraftübertragung zum Substrat 102 ermöglicht.
Optional kann zwischen der Beschichtung 512 und dem Trägerrohr 514 ein Haftgrund angeordnet sein oder werden und/oder die zu beschichtende Fläche des Trägerrohrs 514 kann raugestrahlt sein oder werden. Beispielsweise kann das Trägerrohr 514 und/oder der Haftgrund eine Rauheit von mehr als ungefähr Rz = 20 μm aufweisen, z. B. von ungefähr Rz = 30 μm. Dies kann die Haftung der Beschichtung 512 verbessern und/oder einen matten Farbton mit hohem Emissionskoeffizient bewirken.
Optional kann zwischen der Beschichtung 512 und dem Trägerrohr 514 eine Elektrowärme-Wandlerschicht angeordnet sein oder werden. Die Elektrowärme-Wandlerschicht kann Teil der Wärmequelle 302 sein und kann beispielsweise einen Heizwiderstand aufweisen, z. B. eine Heizwendel. Die Elektrowärme-Wandlerschicht kann eingerichtet sein, elektrische Energie in thermische Energie, z. B. in Form von Wärmestrahlung, umzuwandeln. Die Elektrowärme-Wandlerschicht kann beispielsweise mittels einer Gleichstromquelle mit elektrischer Energie versorgt werden.
Optional kann zwischen der Beschichtung 512 und dem Trägerrohr 514 eine Schutzschicht angeordnet sein oder werden. Die Schutzschicht kann eine kleinere chemische Reaktivität aufweisen als das Trägerrohr 514. Die Schutzschicht kann beispielsweise ein Oxid, Chrom und/oder Nickel aufweisen oder daraus gebildet sein. Diese kann es ermöglichen ein günstigeres Grundmaterial für das Trägerrohr 514 zu verwenden. Beispielsweise kann das Trägerrohr 514 vernickelt sein oder werden. Beispielsweise kann die Beschichtung 512 galvanisch oder chemisch abgeschieden sein oder werden, z. B. auf der Schutzschicht und/oder auf dem Haftgrund.
Optional kann die Beschichtung 512 (z. B. aufweisend eine Keramik oder daraus gebildet) poliert sein oder werden. Damit kann eine Rauheit der Beschichtung 512 von bis zu Ra = 0,4 erreicht werden.
Je glatter die Temperierrolle 122p (z. B. deren Beschichtung 512) ist, d. h. je kleiner deren Rauheit ist (z. B. Ra ≤ 1,6; Ra ≤ 0,8, z. B. Ra = 0,4), desto glänzender (weniger matt) kann deren Oberfläche sein. Dies kann einen geringeren Emissionskoeffizient zur Folge haben. Um der Reduktion des Emissionskoeffizienten entgegenzuwirken kann die Temperierrolle 122p (z. B. deren Beschichtung 512) lediglich oberflächlich geglättet sein oder werden, d. h. nur die „Spitzen” können geglättet sein oder werden.
Die Dicke 512d der Beschichtung 512 (auch als Schichtstärke bezeichnet) der Temperierrolle 122p kann ungefähr 0,2 mm sein oder weniger, z. B. ungefähr 0,1 mm oder weniger, z. B. in einem Bereich von ungefähr 0,01 mm bis ungefähr 0,2 mm. Damit kann deren Verschleiß verzögert werden. Im Gegensatz dazu kann die Beschichtung der Wärmesenke 304 mit dem Absorptionsmaterial dünner sein als die Beschichtung 512 der Temperierrolle 122p mit dem Absorptionsmaterial, z. B. mit einer Dicke von weniger als ungefähr 0,05 mm, z. B. weniger als ungefähr 0,02 mm, z. B. weniger als ungefähr 0,01 mm.
Ein Beschichten der Temperierrolle 122p mittels Plasmaspritzen (d. h. mittels Plasmaspritztechnik) kann es ermöglichen die chemische Zusammensetzung der Beschichtung 512 an die Vorgaben anzupassen.
Optional kann die Temperierrolle 122p (z. B. deren Beschichtung 512) zumindest eine gerundete und/oder gefaste Kante aufweisen (z. B. auf einander gegenüberliegenden Seiten). Beispielsweise kann die zumindest eine Kante einen Rundungsradius aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 2 mm.
Optional kann die Temperierrolle 122p (z. B. deren Trägerrohr 512) eine umlaufende Vertiefung aufweisen, in welcher die Beschichtung 512 angeordnet ist. Beispielsweise kann die Temperierrolle 122p eine eingebettete Beschichtung 512 aufweisen. Beispielsweise kann die Vertiefung ungefähr 0,2 mm tief sein und/oder eine abgeschrägte Seitenfläche aufweisen. Die abgeschrägte Seitenfläche kann es erleichtern nach dem Überschleifen eine fluchtente Rollenoberfläche (auch als Lauffläche bezeichnet) zu erreichen.
17 veranschaulicht ein Verfahren 1700 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagram.
Das Verfahren 1700 kann in 1701 aufweisen: Umwickeln des Substrats (z. B. durch einen Beschichtungsbereich und einen Substrat-Temperierbereich hindurch, welche aneinandergrenzen).
Das Verfahren 1700 kann ferner in 1703 aufweisen: Beschichten des Substrats während des Umwickelns (z. B. in dem Beschichtungsbereich).
Das Verfahren 1700 kann ferner in 1705 aufweisen: Temperieren einer Führungsrolle, mit welcher das Substrat nach dem Beschichten in körperlichen Kontakt kommt.
Das Verfahren 1700 kann optional aufweisen: Temperieren des Substrats nach dem Beschichten mittels der Führungsrolle (z. B. in dem Substrat-Temperierbereich).
18 veranschaulicht ein Verfahren 1800 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagram.
Das Verfahren 1800 kann in 1801 aufweisen: Entziehen von thermischer Energie von einer Führungsrolle mittels einer Wärmesenke und gleichzeitiges Zuführen von thermischer Energie zu der Führungsrolle mittels einer Wärmequelle.
Das Verfahren 1800 kann ferner in 1803 aufweisen: Umwickeln des Substrats mittels der Führungsrolle, so dass zwischen dem Substrat und der Führungsrolle thermische Energie ausgetauscht wird.
19 veranschaulicht ein Verfahren 1900 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagram.
Das Verfahren 1900 kann in 1901 aufweisen: Temperieren zumindest eines Mantelflächenabschnitts einer Führungsrolle mittels Wärmestrahlung bevor dieser in körperlichen Kontakt mit dem Substrat kommt.
Das Verfahren 1900 kann ferner in 1903 aufweisen: Umwickeln des Substrats mittels der Führungsrolle, so dass der temperierte Mantelflächenabschnitt mit dem Substrat in körperlichen Kontakt kommt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

EN ISO 6508-1 [0267]

Claims

Transportanordnung (100, 200, 1500), aufweisend: • mehrere drehbar gelagerte Wickelhülsenkupplungen (112a, 112b) zum Ankuppeln je einer Substrat-Wickelhülse; • eine drehbar gelagerte Führungsrolle (122p) zum Führen eines flexiblen Substrats (102) entlang eines gekrümmten Transportpfads (111), welcher zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen (112a, 112b) um eine Mantelfläche (122m) der Führungsrolle (122p) herum verläuft; und • eine Temperiervorrichtung (1124), welche eine Wärmequelle (302) zum Zuführen von thermischer Energie zu der Mantelfläche (122m) und eine Wärmesenke (304) zum Entziehen von thermischer Energie von der Mantelfläche (122m) aufweist; • wobei die Mantelfläche (122m) der Führungsrolle (122p) zwischen der Temperiervorrichtung (1124) oder zumindest deren Wärmesenke (304) und dem Transportpfad (111) erstreckt ist, so dass zwischen dem Substrat (102) und der Temperiervorrichtung (1124) ausgetauschte thermische Energie mittels der Mantelfläche (122m) der zumindest einen Führungsrolle (122p) übertragen wird.
Transportanordnung (100, 200, 1500) gemäß Anspruch 1, wobei die Wärmequelle (302) zwischen einer Mantelfläche (122m) der Führungsrolle (122p) und zumindest einem Abschnitt der Wärmesenke (304) angeordnet ist.
Transportanordnung (100, 200, 1500) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmequelle (302) eingerichtet ist, elektrische Energie in Wärmestrahlung umzuwandeln und diese in Richtung der Mantelfläche (122m) zu emittieren.
Transportanordnung (100, 200, 1500) gemäß Anspruch 1 bis 3, wobei die Wärmesenke (304) eingerichtet ist, mehr Wärmestrahlung von der Mantelfläche (122m) zu absorbieren als zu dieser zu emittieren.
Transportanordnung (100, 200, 1500) gemäß Anspruch 1 bis 4, wobei die Führungsrolle (122p) zwischen dem Transportpfad (111) und der Temperiervorrichtung (1124) oder zumindest deren Wärmesenke (304) angeordnet ist.
Transportanordnung (100, 200, 1500) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Mantelfläche (122m) der Führungsrolle (122p) beschichtet ist.
Transportanordnung (100, 200, 1500) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend: eine zusätzliche Führungsrolle (122), welche den Transportpfad (111) definiert; wobei die Führungsrolle (122p) und die zusätzliche Führungsrolle (122) jede einen Umfang aufweisen; und wobei die Führungsrolle (122p) eine kleinere Wärmekapazität pro Umfang aufweist als die zusätzliche Führungsrolle (122).
Transportanordnung (100, 200, 1500) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: eine Steuerung (508), welche eingerichtet ist, einen Austausch von thermischer Energie zwischen der Temperiervorrichtung (1124) und der Führungsrolle (122p) zu steuern und/oder zu regeln.
Transportanordnung (100, 200, 1500) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: einen Beschichtungsbereich (306b, 308b), in dem der Transportpfad (111) geradlinig verläuft; wobei die Führungsrolle (122p) in Transportrichtung (111w) hinter dem Beschichtungsbereich (306b, 308b) angeordnet ist und/oder an diesen angrenzt.
Prozessieranordnung, aufweisend: • eine Vakuumkammer; und • eine Transportanordnung (100, 200, 1500) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, deren Führungsrolle (122p) in der Vakuumkammer angeordnet ist.
Transportanordnung (100, 200, 1500), aufweisend: • einen Beschichtungsbereich (306b, 308b) und einen Substrat-Temperierbereich (111t), welche aneinandergrenzen; • mehrere drehbar gelagerte Wickelhülsenkupplungen (112a, 112b) zum Ankuppeln je einer Substrat-Wickelhülse; • eine drehbar gelagerte Führungsrolle (122p) zum Führen eines flexiblen Substrats (102) in eine Transportrichtung entlang eines gekrümmten Transportpfads (111), welcher zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen (112a, 112b) in die Transportrichtung (111w) erst durch den Beschichtungsbereich hindurch und nachfolgend durch den Substrat-Temperierbereich (111t) hindurch verläuft; und • eine Temperiervorrichtung (1124) zum Bilden eines Stroms von thermischer Energie in den Substrat-Temperierbereich (111t) hinein und/oder heraus.
Transportanordnung (100, 200, 1500), aufweisend: • mehrere drehbar gelagerte Wickelhülsenkupplungen (112a, 112b) zum Ankuppeln je einer Substrat-Wickelhülse; • eine drehbar gelagerte Führungsrolle (122p) zum Führen eines flexiblen Substrats (102) entlang eines gekrümmten Transportpfads (111), welcher zwischen den mehreren Wickelhülsenkupplungen (112a, 112b) um eine Mantelfläche (122m) der Führungsrolle (122p) herum verläuft; und • eine Temperiervorrichtung (1124) zum Austauschen von thermischer Energie mit dem Substrat (102); • wobei die Führungsrolle (122p) zwischen der Temperiervorrichtung (1124) und dem Transportpfad (111) angeordnet ist, so dass zwischen dem Substrat (102) und der Temperiervorrichtung (1124) ausgetauschte thermische Energie mittels der Mantelfläche (122m) der Führungsrolle (122p) übertragen wird.
Verfahren (1700) zum Prozessieren eines Substrats (102) in einem Vakuum, das Verfahren (1700) aufweisend: • Umwickeln (1701) des Substrats (102); • Beschichten (1703) des Substrats (102) während des Umwickelns; und • Temperieren (1705) einer Führungsrolle (122p), mit welcher das Substrat (102) nach dem Beschichten in körperlichen Kontakt kommt.
Verfahren (1800) zum Temperieren eines Substrats (102), das Verfahren (1800) aufweisend: • Entziehen (1801) von thermischer Energie von einer Führungsrolle (122p) mittels einer Wärmesenke (304); • gleichzeitiges Zuführen (1801) von thermischer Energie zu der Führungsrolle (122p) mittels einer Wärmequelle (302); und • Umwickeln (1803) des Substrats (102) mittels der Führungsrolle (122p), so dass zwischen dem Substrat (102) und der Führungsrolle (122p) thermische Energie ausgetauscht wird.
Verfahren (1900) zum Temperieren eines Substrats (102), das Verfahren (1900) aufweisend: • Temperieren (1901) zumindest eines Mantelflächenabschnitts einer Führungsrolle (122p) mittels Wärmestrahlung bevor dieser in körperlichen Kontakt mit dem Substrat (102) kommt; und • Umwickeln (1903) des Substrats (102) mittels der Führungsrolle (122p), so dass der temperierte Mantelflächenabschnitt mit dem Substrat (102) in körperlichen Kontakt kommt nachdem dieser temperiert wurde.