DE19643843B4 - Vorrichtung zum Verdampfen von Metallen - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Verdampfen von Metallen im Vakuum, insbesondere für die Beschichtung von Folien, beispielsweise mit Zn, mit einem thermisch beheizten Verdampfer, der unterhalb der über eine Leitwalze geführten Folie angeordnet ist und eine zur Hauptachse der Leitwalze parallelen schlitzförmigen Öffnung für den Dampfaustritt aufweist sowie einer zwischen der Dampfaustrittsöffnung und der Leitwalze horizontal angeordneten Blende dadurch gekennzeichnet, dass die Blende während der Aufheiz- und/oder Abkühlphase vorzugsweise quer zur Längsausdehnung der Dampfaustrittsöffnung hin- und her bewegbar ist, ohne die Abdeckung der Dampfaustrittsöffnung freizugeben.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdampfen von Metallen, insbesondere für die Beschichtung von Bändern im Vakuum mit einer Verdampfungsquelle für das zu verdampfende Metall, die in geringem Abstand unter einer die Folie führenden Leitwalze angeordnet ist und mit einem parallelen zur Hauptachse der Leitwalze sich erstreckenden schlitzförmigen Spalt oder in Reihe angeordneten Öffnungen versehen ist, so daß der aus dem Spalt oder den Öffnungen austretende Metalldampf sich auf dem quer zur Längsachse über den Spalt oder die Öffnungen bewegten Band als Schicht niederschlägt. Ein solcher Verdampfer wird beispielsweise zum Verdampfen von Zink auf Folie für die Herstellung von Kondensatoren eingesetzt. Nähere Einzelheiten sind z. B. in der DE 38 17 513 A1 , oder DE 42 04 938 A1 ausgeführt.
• Um einen solchen Zn-Verdampfer bei Kaltstart auf die erforderliche Verdampfungstemperatur von ca. 675°C zu bringen, ist eine längere Aufheizphase erforderlich bis sich ein Temperaturgleichgewicht einstellt. In dieser Aufheizphase verdampft aber bereits Zn, das sich auf der Folie niederschlagen würde, wenn die schlitzförmige Dampfaustrittsöffnung nicht in bekannter Weise mit einer Blende abgedeckt ist. Dasselbe gilt entsprechend für die Abkühlphase nach Beendigung der Folienbeschichtung.
• In der Praxis hat es sich nun gezeigt, daß sich die auf der Blende abgeschiedenen Zn-Schichten nach Erreichen einer größeren Schichtdicke trotz Wasserkühlung der Blende zu schmelzen beginnen und als Tropfen auf den Zn-Verdampfer zurückfallen, was zu Störungen im Bereich der Dampföffnung fuhrt.
• Störende Ablagerungen im Bereich der Dampferzeugung sind für Aufdampfprozesse charakteristisch. Entsprechend vielfältig sind die Lösungen für dieses Problem.
• In Verbindung mit Beobachtungseinrichtungen sind bewegte Schlitzblenden, sog. Stroboskope zusammen mit verschiebbaren Glasträgern oder Folien bekannt, um die Durchsicht über einen langen Zeitraum sicherzustellen ( DE 11 68 870 ). Zum Schutz der Vakuumwände gegen Bedampfung sind Abdeckbleche oder Netze vorgeschlagen worden ( DE 28 21 131 ).
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Bedampfung der wassergekühlten Blende während der Anlaufphase oder Abkühlphase so zu beeinflussen, daß die Kondensatschicht nicht durch Abschmelzen den Verdampferbetrieb stört.
• Dieses Problem löst die Erfindung dadurch, daß die Verdampferblende während der Anlaufphase und Abkühlphase quer zur Schlitz-Längsausdehnung periodisch etwa um die Breite der Blende hin- und herbewegt wird. Durch diese Oszillation verteilt sich das Kondensat über eine größere Fläche, so daß sich im Flächenmittel eine wesentlich geringere Schichtdicke des Kondensats ausbildet als bei stehender Blende.
• Ein Aufschmelzen des Kondensats wird dadurch wirksam verhindert.
• 1 zeigt die prinzipielle Anordnung einer Verdampferanordnung gemäß der Erfindung.
• 2a und 2b stellen den Schnitt durch die Blende mit Kondensat dar, im Fall a für eine nicht bewegte, im Fall b für eine periodisch bewegte Blende.
• In der schematischen Darstellung der 1 wird ein Verdampfer 6, bestehend aus einem langgestreckten Behälter 7 zur Aufnahme des Verdampfermaterials 13, z. B. Zn, mit einer schlitzförmigen Dampfaustrittsöffnung 14 durch Heizelemente 9 auf Verdampfungstemperatur gebracht. Der Zn-Dampf tritt aus der Öffnung 14 aus und kondensiert auf der Blende 8, 8' und 8'' in geschlossenem Zustand oder auf der bewegten Folie 5 in geöffnetem Zustand. Zur Wärmeabfuhr ist die Blende wassergekühlt. Die Blende 8, 8', 8'' pendelt mittels geeigneter Kinematik während der Anheizphase des Verdampfers periodisch über den Schlitz bis zur endgültigen Freigabe der Schlitzbreite bei Beginn des eigentlichen Folienbeschichtungsprozesses.
• Im Falle der statisch über dem Schlitz stehenden Blende bildet das Kondensat 11 eine glockenförmige Verteilung (2a). Bei oszillierender Blende verteilt sich der aus dem Schlitz 14 austretende Zn-Dampf gleichmäßig über die Blende 8'', das Kondensat 12 bleibt unter der kritischen Schichtdicke, bei der Zn durch die Strahlungswärme des Verdampfers zu schmelzen beginnt.

1

Vakuumkammer

2

Absaugstutzen

3

Leitwalze

4

einlaufende Folie

5

auslaufende Folie

6

Verdampfer

7

Behälter

8, 8', 8''

Blende

9

Heizelement

10

Gaseinlaß

11

Kondensat bei geschlossener Blende

12

Kondensat bei bewegter Blende

13

Verdampfermaterial, beispielsweise Zn

14

Dampfaustrittsöffnung

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Verdampfen von Metallen im Vakuum, insbesondere für die Beschichtung von Folien, beispielsweise mit Zn, mit einem thermisch beheizten Verdampfer, der unterhalb der über eine Leitwalze geführten Folie angeordnet ist und eine zur Hauptachse der Leitwalze parallelen schlitzförmigen Öffnung für den Dampfaustritt aufweist sowie einer zwischen der Dampfaustrittsöffnung und der Leitwalze horizontal angeordneten Blende dadurch gekennzeichnet, dass die Blende während der Aufheiz- und/oder Abkühlphase vorzugsweise quer zur Längsausdehnung der Dampfaustrittsöffnung hin- und her bewegbar ist, ohne die Abdeckung der Dampfaustrittsöffnung freizugeben.