-
Vorrichtung zum Auswechseln von Testgläsern in einem Vakuumaufdampfgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswechseln von Testgläsern
vor einem Kontrollaufdampfungsfenster bei der photometrischen Kontrolle von im Vakuum
aufgedampften Schichten während des Aufdampfungsprozesses, welche im Inneren des
Rezipienten eines Vakuumaufdampfungsgerätes angeordnet ist und von außen bedienbar
ist.
-
Bei der Vakuumaufdampfung von sehr dünnen Schichten werden die zur
Aufdampfung bestimmten Gegenstände im Arbeitsraum des Rezipienten eines Vakuumaufdampfungsgerätes
in geeigneter Weise rings um die Verdampfungsquellen derart verteilt, daß die Schichtdicke,
welche der Entfernung der Gegenstände von den Verdampfungsquellen proportional ist,
auf allen Gegenständen die gleiche wird. Die Schichtdicke der aufgetragenen Schicht
wird durch Messung deren optischer Eigenschaften mittels einer photometrischen Methode
lediglich auf einem Glas, dem sogenannten Testglas kontrolliert. Es wird bei gleichem
Abstand des Testglases und der übrigen zu bedampfenden Gläser vorausgesetzt, daß
diese Schicht auf dem Testglas übereinstimmende optische Eigenschaften hat mit den
Schichten auf den übrigen Gegenständen. Wenn sich das Testglas in einer anderen
Entfernung von der Verdampfungsquelle befindet als die übrigen Gegenstände, wird
ein durch Erfahrungen gewonnener Korrektionskoeffizient in Betracht gezogen.
-
Bei der Vakuumaufdampfung von mehrfachen Schichten ist es notwendig,
in der beschriebenen Weise jede Schicht selbständig zu kontrollieren. Das macht
es erforderlich, daß vor dem Beginn der Aufdampfung jeder einzelnen Schicht in der
Bahn des Meßlichtstrahlenbündels stets ein reines Testglas vorhanden sein muß.
-
Damit es nicht notwendig ist, vor dem Beginn der Aufdampfung einer
jeden Schicht das Vakuum im Arbeitsraum des Rezipienten des Vakuumaufdampfungsgerätes
zu unterbrechen und dadurch die Gesamtheit des Arbeitsprozesses um die Zeiten zu
verlängern, welche jedesmal zur Neuevakuierung des Rezipienten auf ein Hochvakuum
erforderlich ist, wird das Innere des Rezipienten mit einer Vorrichtung ausgestattet,
die eine fortlaufende Auswechslung einiger Testgläser ohne Beeinträchtigung des
Vakuums im Rezipienten ermöglicht. Diese bekannte Vorrichtung weist einen durch
ein Deckblech mit Kontrollaufdampfungsfenster abgedeckten scheibenförmigen Träger
für sieben bis neun Testgläser auf, welche von diesem Träger einzeln vor das Kontrollaufdampfungsfenster
getragen werden können. Der Antrieb dieses Trägers erfolgt von außen über eine in
einem Flansch des Rezipienten vakuumdicht gelagerte Welle.
-
Diese bekannte Vorrichtung zur Auswechslung der Testgläser weist einige
wesentliche Nachteile auf: Die Anzahl der Testgläser, welche im scheibenförmigen
Träger untergebracht sind, ist durch die Dimension der Scheibe beschränkt und pflegt
praktisch maximal sieben bis neun Stück zu betragen. Der Stand der heutigen Technik
erfordert jedoch bereits die Herstellung von bis zu neunzehn Schichten; für diese
genügt die bekannte Vorrichtung nicht, der ganze Abdampfungsprozeß muß daher in
einigen Etappen durchgeführt werden, stets mit einer Belüftung und Neuevakuierung
des Rezipienten. Das verlängert den ganzen Prozeß beträchtlich und beeinflußt auch
die Qualität des resultierenden Erzeugnisses ungünstig. Ein weiterer Nachteil der
bekannten Vorrichtung beruht in der langwierigen Auswechslung des scheibenförmigen
Trägers mit den bereits aufgedampften Testgläsern gegen neue reine Gläser. Bei dieser
ist es notwendig, das Deckblech und den scheibenförmigen Träger abzuschrauben, sie
aus dem Rezipienten herauszunehmen, die Testgläser gegen reine auszutauschen und
die ganze Vorrichtung wieder einzumontieren.
-
Diese Nachteile beseitigt die vorliegende Erfindung. Die vorliegende
Erfindung schafft eine Vorrichtung, mit der sehr viele Testgläser nacheinander vor
das Kontrollaufdampfungsfenster geschoben werden können, so daß in einem einzigen
Arbeitsgang außerordentlich viele Schichten auf die zu bedampfenden Produkte aufgetragen
werden können. Gleichzeitig schafft die Erfindung eine Möglichkeit für eine besonders
raumsparende Lagerung verbrauchter Testgläser.
Die Erfindung besteht
darin, daß die Vorrichtung ein neben dem Kontrollaufdampfungsfenster angeordnetes
Magazin mit übereinandergestapelten Testgläsern, einen Sammelbehälter für bedampfte
Testgläser, einen sich vom Magazin für die unbedampften Testgläser über das Kontrollaufdampfungsfenster
bis zum Sammelbehälter für bedampfte Testgläser erstreckenden Führungsboden und
einen in das Magazin an dessen unterem Ende eingreifenden, in dem Führungsboden
verschiebbaren Zubringer aufweist.
-
Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, praktisch beliebig viele Testgläser
in dem Magazin vorrätig zu halten, so daß auch bei der Aufdampfung von sehr vielen
Schichten für jede einzelne Schicht ein Testglas zur Verfügung steht. Die Testgläser
sind äußerst raumsparend gelagert und sind leicht aus dem Magazin vor das Kontrollaufdampfungsfenster
schiebbar.
-
Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung aber auch eine Möglichkeit,
die gebrauchten Testgläser sehr raumsparend zu stapeln. Diese Möglichkeit besteht
darin, daß der Boden des Sammelbehälters an dessen Ende tiefer liegt als der Führungsboden,
jedoch nur über eine so kleine Strecke, daß eingeschobene Testgläser eine Schräglage
gegenüber der Richtung des Führungsbodens einnehmen, indem das unterste Testglas
sich sowohl auf dem Führungsboden als auch auf dem tiefer liegenden Boden des Sammelbehälters
abstützt. Durch diese besondere Ausbildung des Sammelbehälters werden die Testgläser
wieder zu einem Stapel übereinandergeschichteter Gläser gestapelt, so daß die Gläser
sehr wenig Raum beanspruchen. Diese Möglichkeit wird man überall dort anwanden,
wo der zur Verfügung stehende Raum sehr beschränkt ist.
-
Hierbei ist es zweckmäßig, daß die äußere Stirnwand des Sammelbehälters
schräg verläuft. Hierdurch wird das Unterschieben jeweils eines gerade gebrauchten
Testglases unter den Stapel der benutzten Testgläser erleichtert.
-
Damit dieser Stapel bedampfter Testgläser während des Unterschiebens
eines neuen Testglases nicht umfallen kann, ist es zweckmäßig, eine auf den Stapel
bedampfter Testgläser fassende Feder im Sammelbehälter vorzusehen.
-
Ist der Stapel von Testgläsern zu einem hohen Stapel angewachsen,
so ist es zweckmäßig, wenn der Führungsboden durch einen Deckel abgedeckt ist. Denn
dann müssen zum Unterschieben eines Testglases unter den Stapel erhebliche Kräfte
auf die Seiten der Testgläser ausgeübt werden. Der Deckel über dem Führungsboden
verhindert ein Ausknicken der Reihe von im Führungsboden durch den Zubringer geschobenen
Testgläser.
-
Ein baulich sehr einfacher Antrieb für den Zubringer läßt sich dadurch
erreichen, daß der Zubringer eine Nut aufweist, in die ein exzentrisch auf einer
am unteren Ende der Betätigungswelle angeordnete Scheibe gelagerter Zapfen eingreift.
-
Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist an einer Gegenüberstellung
einer bekannten Vorrichtung zum Auswechseln von Testgläsern gegenüber der neuen
Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch die bekannte
Aufdampfvorrichtung, F i g. 2 einen Schnitt durch die neue Aufdampfvorrichtung,
F i g. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung zum Auswechseln von Testgläsern der
vorliegenden Erfindung.
-
Eine bekannte Ausführung einer solchen Vorrichtung ist in F i g. 1
schematisch veranschaulicht. Der eigentliche evakuierbare Arbeitsraum des Vakuumaufdampfungsgerätes
wird vom Rezipienten 1 begrenzt, in welchem die Verdampfungsquellen 2 verschiedener
Stoffe und die mit einer Aufdampfung zu versehenden Gegenstände 3 untergebracht
sind. An ein Fenster in der Grundplatte des Rezipienten ist ein Tubus mit einer
Lichtquelle 4 angeschlossen, an ein anderes Fenster ein Tubus mit einer Photozelle
5 für die Kontrolle des Reflexionsvermögens. An einem Fenster in einem Flansch 6,
welcher in der Kugelhaube des Rezipienten 1 angeordnet ist, ist ein Tubus mit einer
Photozelle 7 für die Kontrolle der Durchlässigkeit befestigt. Die eigentliche Vorrichtung
zur Auswechslung der Testgläser im Vakuum besitzt eine drehbar in einer Stopfbuchse
8 des Flansches 6 gelagerte Welle. An deren unteren Teil ist ein scheibenförmiger
Träger 9 für einige Testgläser 10 angeschraubt. Unter diesem scheibenförmigen
Träger befindet sich ein Abdeckblech 11, welches gleichfalls an dem Flansch 6 befestigt
und mit einer kreisförmigen öffnung 12 versehen ist, die unter dem gerade gemessenen
Testglas angeordnet ist. Diese bekannte Vorrichtung für die Auswechslung von Testgläsern
arbeitet so, daß bei der eigentlichen Rufdämpfung die Schichten bloß auf eines der
Testgläser 10 aufgetragen werden, und zwar bloß auf jenes, welches über der kreisförmigen
öffnung 12 im Deckblech 11 angeordnet ist und gerade photometrisch gemessen wird.
Die Bedampfung der übrigen Testgläser verhindert das Deckblech 11. Nach Beendigung
des Aufdampfens einer Schicht wird mittels der drehbaren Vakuumbetätigungsdurchführung
8 der Scheibenförmige Träger 9 um einen gewissen Winkel verdreht, und dies derart,
daß ein weiteres unbedampftes Testglas über die Öffnung 12 des Deckbleches 11 zu
stehen kommt.
-
Die Gesamtanordnung der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen
Bedampfungsanlage ist analog wie bei der bekannten Anordnung gemäß F i g.1 aufgebaut.
Der evakuierbare Arbeitsraum des Vakuumaufdampfungsgerätes wird vom Rezipienten
1 begrenzt, in welchem die Verdampfungsquellen 2 und die zum Aufdampfen bestimmten
Gegenstände 3 angeordnet sind. An ein Fenster in der Grundplatte des Rezipienten
ist ein Tubus mit der Lichtquelle 4 angeschlossen, an ein zweites Fenster der Tubus
mit der Photozelle 5 zur Kontrolle des Reflexionsvermögens. An dem Fenster im Flansch
6 der Kugelhaube des Rezipienten 1 ist ein Tubus mit der Photozelle 7 zur Kontrolle
der Durchlässigkeit befestigt. Die eigentliche Vorrichtung 13 für die Auswechslung
der Testgläser ist in der Kugelhaube des Rezipienten 1 befestigt. Die detaillierte
Ausführung dieser Vorrichtung ist in F i g. 3 dargestellt. Im Flansch 6, welcher
in der Kugelhaube des Rezipienten 1 angeordnet ist, ist eine drehbare Vorrichtung
14 zum Arbeiten im Vakuum angebracht. Am unteren Ende ihrer Welle ist eine Scheibe
15 befestigt, welche mit einem Zapfen 16 versehen ist. Dieser greift in eine Quer-Eührungsnut
17 an einem Zubringer 18 ein. Dieser Zubringer ist parallel zum Flansch verschiebbar
in -iner auf einem Tragsupport 19 ausgeführten Führung gelagert und ragt in den
unteren Teil des
Magazins 20 ein, in dem sich die zu einer Säule
geschichteten reinen Testgläser 21 befinden. Am entgegengesetzten Ende des Tragsupports
19, in bezug auf den Zubringer 18, ist eine Sammelvorrichtung 22 für die bedampften
Testgläser befestigt. Deren Boden liegt niedriger als der Führungsboden im Tragsupport.
Sie ist an ihrer äußeren schrägen Stirnwand mit einem herausschiebbaren Deckel
23 und einer Feder 24 versehen. An der Unterseite des Tragsupports 19 befindet
sich ein abnehmbarer Deckel 25, und auch ein Teil seiner Oberseite ist durch einen
Deckel 27 verdeckt. Im Tragsupport ist als Kontrollaufdampfungsfenster eine
Öffnung 26 vorgesehen, eine gleiche Öffnung ist in der Abdeckung 25 und im Deckel
27 derart ausgeführt, daß ihre Achsen bei der Zusammenstellung der ganzen
Vorrichtung identisch sind. Der Tragsupport ist mittels Säulen 28 an dem Flansch
6 in der Kugelhaube des Rezipienten 1 befestigt.
-
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Durch eine Verdrehung
der Vakuumbetätigungsdurchführung 14 um 180° aus der gezeichneten Lage wird die
Scheibe 15 mit dem in die Querführungsnut 17 eingreifenden Zapfen 16 verdreht. Dadurch
wird der Zubringer 18 in der Richtung nach rechts verschoben. Dabei drückt er das
unterste Glas aus der Säule der übereinandergeschichteten Testgläser 21, welche
sich im Magazin 20 befinden, heraus, und zwar bis über das Kontrollaufdampfungsfenster
26 im Tragsupport. Durch Verdrehung der Vakuumbetätigungsdurchführung 14 um weitere
180° wird der Zubringer 18 in die linke Randlage zurückgeschoben, welche mit der
eingezeichneten Lage identisch ist. Die Säule der Testgläser 21 sinkt im Behälter
20 durch das Eigengewicht auf den Boden des im Tragsupport 19 ausgebildeten Führungsbodens.
Auf das Testglas, welches in der beschriebenen Weise über die Öffnung 26 des Kontrollaufdampfungsfensters
geschoben wurde, wird während des Aufdampfprozesses eine Schicht aufgetragen. Da
es in der Bahn des Lichtstrahlenmeßbündels aus der Lichtquelle 4 angeordnet ist,
kann in dieser Lage die optische Eigenschaft der auf dem Glas aufgetragenen Schicht
gemessen werden, z. B. die Durchlässigkeit mittels der Photozelle 5. Wenn es nach
Beendigung des Auftragens der einen Schicht notwendig wird, das bereits aufgedampfte
und gemessene Testglas gegen ein reines unbedampftes Testglas 21 auszutauschen,
kann dies abermals nach dem oben beschriebenen Verfahren erreicht werden, d. h.
durch Verdrehung der Vakuumbetätigungsdurchführung um 360°. Beim Herausdrücken des
neuen reinen Glases aus dem Vorratsbehälter über die Öffnung 26 des Kontrollaufdampfungsfensters
verschiebt dieses Glas das bereits bedampfte Glas in dem Führungsboden des Tragsupportes
in der Richtung nach rechts. Derart wird der ganze Vorgang nach Aufdampfung einer
Schicht stets wiederholt. Wenn das erste bedampfte Testglas mit seiner rechten Kante
bis über den rechten Rand des Führungsbodens herausgeschoben wird, so bekommt es
Übergewicht und stützt sich mit seiner rechten Kante auf den Boden der Sammelvorrichtung
22. Der Boden der Sammelvorrichtung 22 ist so klein bemessen, daß das Testglas eine
Schräglage einnimmt. Bei der Auswechslung eines weiteren Testglases wird das rechte
bedampfte Glas in der Führung des Tragsupportes unter das schräg abgestützte Glas
in der Sammelvorrichtung geschoben, hebt dieses Glas und beide Gläser kippen durch
Eigengewicht wieder um. Bei weiteren Auswechslungen der Testgläser wird fortlaufend
der ganze Stapel der im Sammelbehälter aufgeschichteten Gläser gehoben, weil das
in den Sammelbehälter gebrachte Glas stets unter diesen Stapel von Gläsern eingeschoben
wird.
-
Die Feder 24 verhindert hierbei das völlige Umkippen irgendeines Glases
des Stapels im Sammelbehälter 22.
-
Nach Beendigung des ganzen Prozesses der Vakuumaufdampfung, d. h.
nach Aufdampfen aller Schichten, Füllen des Rezipienten mit Luft und Abheben desselben,
können die aufgedampften Testgläser aus dem Sammelbehälter nach dem Herausschieben
des Deckels 23 in der Aufwärtsrichtung herausgenommen werden, wobei die Testgläser
durch das Eigengewicht selbst aus dem Sammelbehälter herausgleiten. Das Anfüllen
des Vorratsbehälters 20 mit den neuen reinen Testgläsern 21 kann entweder durch
die offene obere Seite des Magazins erfolgen oder von der Seite her, nach Umklappen
einer der Seitenwände des Magazins.
-
Der Hauptvorteil der Vorrichtung liegt darin, daß ohne Unterbrechung
des Vakuums im Rezipienten der Vakuumaufdampfungsvorrichtung in einem ununterbrochenen
Arbeitsgang eine große Anzahl von Schichten aufgetragen werden kann, so daß z. B.
hochwertige Interferenzfilter aufgedampft werden können, denn in den Vorratsbehälter
der Testgläser der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine weitaus größere Anzahl
von Testgläsern eingelegt werden, als dies bei der bisher bekannten Einrichtung
der Fall ist.
-
Ein weiterer wesentlicher Vorteil beruht in der einfachen Auswechslung
des ganzen Satzes der aufgedampften Testgläser gegen einen Satz reiner Gläser. Einen
Vorteil bildet auch die Konstruktion der ganzen Einrichtung, welche die Anordnung
des zu messenden Testglases in der gleichen Entfernung von den Verdampfungsquellen
ermöglicht, wie die der zum Auftragen mehrfacher Schichten bestimmten Gegenstände.
Dadurch kann auch die gleiche optische Eigenschaft der Schicht am Testglas wie die
optische Eigenschaft der Schicht auf den zu bedampfenden Gegenständen erreicht werden.