DE19912707B4

DE19912707B4 - Behandlungsanlage für flache Substrate

Info

Publication number: DE19912707B4
Application number: DE19912707A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinrich Wenk
Original assignee: Applied Materials GmbH and Co KG
Current assignee: Applied Materials GmbH and Co KG
Priority date: 1999-03-20
Filing date: 1999-03-20
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2019-03-21
Also published as: ITMI20000564A0; GB0006605D0; ITMI20000564A1; GB2348212B; IT1316806B1; DE19912707A1; GB2348212A

Abstract

Behandlungsanlage für flache Substrate, insbesondere Bedampfungsanlage für Folien, welche eine Kammer mit zumindest einer Durchführung zum Transport des Substrates zwischen dem Äußeren der Kammer und ihrem Inneren hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung (9, 10) durch zwei synchron zueinander bewegliche, vom Äußeren der Kammer (1) in ihr Inneres führende Bänder (13, 14) gebildet ist, welche einen solch geringen gegenseitigen Abstand haben, dass das Substrat (6) zwischen den Bändern (13, 14) einklemmbar ist, und die jeweils mit ihrer dem Substrat (6) abgewandten Seite gegen eine Gehäusefläche (15, 16) dichtend anliegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Behandlungsanlage für flache Substrate, insbesondere eine Bedampfungsanlage für Folien, welche eine Kammer mit zumindest einer Durchführung zum Transport des Substrates zwischen dem Äußeren der Kammer und ihrem Inneren hat.
Behandlungsanlagen der vorstehenden Art werden für sehr unterschiedliche Zwecke eingesetzt und sind allgemein bekannt. Ein wichtiger Anwendungsfall ist das Beschichten von Folien oder Papierbahnen mit einer dünnen Metallschicht durch Kondensation eines Metalldampfes auf dem Substrat in einer unter Vakuum stehenden Kammer. Ebenfalls verbreitet ist das Behandeln von Substraten mittels Fluor zwecks Verändern seiner Oberflächeneigenschaften.
Bekannt ist eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Beschichten von Bändern in einer Vakuumkammer unter Verwendung eines endlosen Trägerbandes ( DE 27 47 061 A1 ). In dieser Vorrichtung wird das zu beschichtende Band auf dem Wege von einer Abwickelwalze zu einer Aufwickelwalze durch eine Schleusenvorrichtung der Vakuumkammer von dem endlosen Trägerband begleitet, wobei das zu beschichtende Band sowohl am einlaufenden als auch am auslaufenden Trum des Trägerbandes schlupffrei anliegend gehalten wird. Das zu beschichtende Band wird innerhalb der Vakuumkammer über eine begrenzte Weglänge vom Trägerband abgehoben und auf der dem Trägerband zugewandten Seite beschichtet.
Ferner ist eine Bedampfungsvorrichtung zur kontinuierlichen Bedampfung eines Bandes in einem unter Vakuum stehenden Arbeitsraum bekannt ( DE 1 279 426 A ). Die Vorrichtung weist wenigstens zwei Vorkammern auf, deren Druck verschieden ist und stufenweise in Richtung des Arbeitsraums abnimmt. Das zu bedampfende Band gelangt durch Schlitze in den Trennwänden der Vorkammern in den Arbeitsraum und wird nach dessen Beschichtung wieder aus dem Arbeitsraum bewegt. Dabei ist ein endloses, umlaufendes Trägerband vorgesehen, welches einerseits über eine außerhalb der Bedampfungsvorrichtung in der freien Atmosphäre angeordnete Umlenkrolle und anderseits über eine in dem Arbeitsraum angeordnete Umlenkrolle sowie durch die Schlitze in den Trennwänden der Vorkammern verläuft.
Weiterhin ist eine Vorrichtung mit einer Vakuumkammer bekannt, die mehrere Rollen aufweist, über die ein Endlosband geführt wird ( JP 02294481 A ). Es wird ein Material verdampft, so dass sich auf einem Substrat ein Film bildet.
Schließlich ist auch eine Beschichtungsanlage bekannt, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Vakuumkammer aufweist, die aus elastischen Bändern besteht, die über Rollen geführt werden ( JP 01306562 A ). Diese elastischen Bänder sind an dem Eingang sowie an dem Ausgang der Vakuumkammer angeordnet. Durch diese Vakuumkammer wird ein metallisches Band kontinuierlich geführt und behandelt.
Da es sich bei dem Substrat meist um Folien aus Kunststoff oder Papier handelt, darf dieses beim Transport in die Kammer und aus ihr heraus, die Kammer nicht berühren, weil es sonst zu einem Zerkratzen des Substrates kommen könnte. Deshalb sieht man oftmals relativ groß bemessene Spalten im Bereich der Durchführung vor, was jedoch den Nachteil hat, dass die Vakuumpumpen der Kammer unerwünscht groß bemessen sein müssen, damit trotz der auftretenden Spaltverluste ein ausreichend hohes Vakuum aufrecht zu erhalten ist. Befindet sich in der Kammer ein Gas, welches nicht nach außen austreten darf, dann könnte man das Substrat ähnlich wie bei einer Wäschemangel zwischen zwei Walzen in die Kammer einbringen bzw. wieder aus ihr herausführen. In der Praxis ist jedoch auch mit solchen Walzen nur eine unvollkommene Abdichtung zu er reichen, weil zwischen den Walzen und dem Substrat nur eine Linienberührung vorhanden ist und weil die seitliche Abdichtung der Walzen Schwierigkeiten bereitet.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Behandlungsanlage der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass ihre Durchführung für das Substrat möglichst zuverlässig dichtet, ohne dass ein Zerkratzen des Substrates zu befürchten ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Durchführung durch zwei synchron zueinander bewegliche, vom Äußeren der Kammer in ihr Inneres führende Bänder gebildet ist, welche einen solch geringen gegenseitigen Abstand haben, dass das Substrat zwischen den Bändern einklemmbar ist, und die jeweils mit ihrer dem Substrat abgewandten Seite gegen eine Gehäusefläche dichtend anliegen.
Bei einer solchen Behandlungsanlage tritt beim Transport des Substrates keine Relativbewegung zwischen dem Substrat und den von dem Substrat berührten Bauteilen auf. Das Substrat wird vielmehr zwischen den beiden Bändern eingeklemmt und bewegt sich dann synchron mit den Bändern in die Kammer hinein oder aus ihr heraus. Deshalb ist ein Zerkratzen des Substrates ausgeschlossen. Relativbewegung ist nur zwischen der jeweiligen Außenseite der Bänder und jeweils einer Gehäusefläche notwendig. Diese führt jedoch nicht zu unerwünscht hohem Verschleiß oder zu hohen Reibverlusten, weil man sowohl bei der Wahl des Werkstoffes der Bänder als auch der Gehäusefläche frei ist und beispielsweise für die Bänder einen verschleißfesten Werkstoff wählen und die Gehäuseflächen mit einem ein leichtes Gleiten ermöglichenden Überzug versehen kann. Durch solche Maßnahmen kann man zugleich ver hindern, dass es zu einem Abrieb kommt, durch den Verunreinigungen in die Kammer gelangen könnten.
Die Gehäuseflächen können in Bewegungsrichtung der Bänder über einen relativ weiten Bereich der Bänder verlaufen, so dass sich eine besonders gute Abdichtung ergibt, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Gehäuseflächen an zwei mit geringem Abstand zueinander verlaufenden, gegenüber der Kammer nach außen hin vorspringenden Stegen der Kammer vorgesehen sind. Bei einer solchen Ausbildung könnte man auch gänzlich ohne Berührung der Gehäuseflächen und der Bänder zu einer guten Abdichtung kommen, wenn man die Stege entsprechend lang ausbildet und auf diese Weise einen Labyrintheffekt erreicht.
Die beiden Bänder könnten zum Transport der Substrate abwechselnd von einer Rolle abgewickelt und auf eine andere aufgewickelt werden. Besonders einfach gestaltet sich jedoch die Kammer, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die beiden Bänder jeweils endlos ausgebildet und über Umlenkrollen umlaufend angeordnet sind.
Für die kontinuierliche Behandlung von Folienbahnen ist die Kammer besonders vorteilhaft gestaltet, wenn sie an gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Durchführung hat, wenn die Bänder jeweils mit einem Trum außenseitig zur Kammer und mit ihrem anderen Trum von einer Durchführung zur anderen Durchführung durch die gesamte Kammer hindurch verlaufen und wenn innerhalb der Kammer ein Band durch Umlenkrollen von dem Substrat weg außenseitig um eine Behandlungseinrichtung herum und durch weitere Umlenkrollen zurück gegen das Substrat geführt ist. In einer solchen Kammer kann eine Folie oder Papierbahn von einer Außenseite einlaufen und zur anderen wieder herauslaufen. Deshalb ist es nicht erforderlich, dass die Vor ratsrolle und die Aufwickelrolle für die Folie oder Papierbahn in einer unter Vakuum stehenden Wickelkammer angeordnet sind.
Konstruktiv besonders einfach ist die Behandlungsanlage gestaltet, wenn in ihr an jeder Seite der Kammer jeweils zwei Umlenkrollen angeordnet sind und das Band jeweils von einer Durchführung über eine Umlenkrolle zur Seite der Behandlungseinrichtung und dann zurück zur Seite der Durchführung der Kammer und von dort entsprechend zu den beiden gegenüberliegenden Umlenkrollen geführt ist.
Bei der Beschichtung von Folien durch Bedampfen gelangt das Metall durch Kondensation auf die Folie. Deshalb muss die Folie gegenüber den übrigen Bereichen der Kammer eine wesentlich niedrigere Temperatur haben und meist gekühlt werden. Eine gute Kühlung der Folie erreicht man mit geringem Aufwand, wenn zumindest das Band auf der Seite des Substrates, die der Behandlungseinrichtung abgewandt ist, aus Metall besteht, weil ein solches Band aus Metall in der Lage ist, die in die zu beschichtende Folie gelangende Wärme rasch abzuführen.
Die innerhalb der Kammer vorhandene Behandlungseinrichtung ist zum Zwecke der Reinigung oder zu Überwachungszwecken gut erreichbar, wenn die Kammer einen von einem die Behandlungseinrichtung aufnehmenden Gehäuseunterteil abhebbaren Deckel hat und dieser Deckel zur Führung des Bandes jeweils eine Umlenkrolle an jeder Seite der Kammer aufweist.
Das Öffnen und Verschließen des Deckels ist besonders leicht zu bewerkstelligen, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung der Deckel um eine koaxial zu einer Umlenkrolle verlaufende Achse schwenkbar ausgebildet ist.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
1 einen Längsschnitt durch eine Behandlungsanlage nach der Erfindung,
2 einen Querschnitt durch die Behandlungsanlage entlang der Linie II-II in 1,
3 einen Schnitt durch einen Dichtungsbereich der Behandlungsanlage.
Die in 1 dargestellte Behandlungsanlage hat eine Kammer 1, welche ein trogförmiges Gehäuseunterteil 2 und einen Deckel 3 aufweist, der aus der in durchgezogenen Linien dargestellten, geschlossenen Position um eine Achse 4 in eine strichpunktiert gezeigte, offene Stellung bewegbar ist. In dem Gehäuseunterteil 2 ist eine Behandlungseinrichtung 5 angeordnet, bei der es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um einen Verdampfer handelt. Die Behandlungseinrichtung 5 dient der Beschichtung eines bandförmigen Substrates 6, welches kontinuierlich von einer Vorratsrolle 7 abgewickelt, anschließend durch die Kammer 1 oberhalb der Behandlungseinrichtung 5 geführt wird und danach aus der Kammer 1 heraus zu einer Aufwickelrolle 8 läuft.
Zum Einlaufen in die Kammer 1 und Auslaufen aus der Kammer 1 dienen Durchführungen 9, 10. Diese beiden Durchführungen 9, 10 sind durch jeweils zwei in einem geringen Abstand parallel zueinander verlaufende Stege 11, 12 gebildet, zwischen denen das Substrat 6 geführt wird. Wichtig für die Erfindung ist, dass dieses Substrat 6 nicht unmittelbar zwischen den Stegen 11, 12 läuft, vielmehr dort nach oben und unten jeweils durch ein synchron mit dem Substrat umlaufendes Band 13, 14 aus Stahlblech abgedeckt ist. Diese Bänder 13, 14 liegen im Bereich der Stege 11, 12 mit ihrer dem Substrat 6 abgewandten Seite jeweils gegen eine Gehäusefläche 15, 16 an.
Zur Führung der beiden umlaufenden Bänder 13, 14 dienen an jeder Seite der Kammer 1 zwei parallel zueinander angeordnete Umlenkrollen 17, 18 sowie 19, 20 zwischen denen das Substrat 6 und jeweils ein Trum der Bänder 13, 14 geführt wird. Das obere Band 13 verläuft geradlinig von der Umlenkrolle 17 zur Umlenkrolle 19, wobei ein Trum durch die Kammer 1 unterhalb des Deckels 3 hindurchfährt und das andere Trum oberhalb des Deckels 3 verläuft. Die Achse 4 des Deckels 3 bildet zugleich die Lagerung für die Umlenkrolle 17. Deshalb kann man den Deckel 3 öffnen, ohne dass sich dabei die Bandspannung des Bandes 13 verändert.
Das Band 14 wird im Inneren der Kammer 1 zunächst durch eine Umlenkrolle 21 vom Substrat 6 abgeleitet und dann über eine weitere Umlenkrolle 22 auf der Seite der Durchführung 9 geleitet. Anschließend läuft das Band unter der Behandlungseinrichtung 5 entlang zu zwei Umlenkrollen 23, 24, bevor es durch die Durchführung 10 zur Umlenkrolle 20 gelangt.
Die 2 zeigt das Gehäuseunterteil 2 mit dem Steg 12 und darauf aufliegend den Steg 11 des Deckels 3. Dieser Deckel 3 hat an einem Ende die Umlenkrolle 17. Innerhalb des Gehäuseunterteils 2 ist die Umlenkrolle 22 zu sehen. Zusätzlich zur 1 erkennt man an einer Seite des Gehäuseunterteils 2 eine Vakuumpumpe 25, welche zum Evakuieren der Kammer 1 dient. Zwischen den Stegen 11, 12 sind die Bänder 13, 14 und das Substrat 6 geführt.
Die Detaildarstellung gemäß 3 lässt die Bänder 13, 14 und das dazwischen eingeklemmte Substrat 6 erkennen. Weiterhin ist eine Dichtung 26 dargestellt, durch welche das Substrat 6 und die Bänder 13, 14 zur Seite hin abgedichtet wird.

1: Kammer
2: Gehäuseunterteil
3: Deckel
4: Achse
5: Behandlungseinrichtung
6: Substrat
7: Vorratsrolle
8: Aufwickelrolle
9: Durchführung
10: Durchführung
11: Steg
12: Steg
13: Band
14: Band
15: Gehäusefläche
16: Gehäusefläche
17: Umlenkrolle
18: Umlenkrolle
19: Umlenkrolle
20: Umlenkrolle
21: Umlenkrolle
22: Umlenkrolle
23: Umlenkrolle
24: Umlenkrolle
25: Vakuumpumpe
26: Dichtung

Claims

Behandlungsanlage für flache Substrate, insbesondere Bedampfungsanlage für Folien, welche eine Kammer mit zumindest einer Durchführung zum Transport des Substrates zwischen dem Äußeren der Kammer und ihrem Inneren hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung (9, 10) durch zwei synchron zueinander bewegliche, vom Äußeren der Kammer (1) in ihr Inneres führende Bänder (13, 14) gebildet ist, welche einen solch geringen gegenseitigen Abstand haben, dass das Substrat (6) zwischen den Bändern (13, 14) einklemmbar ist, und die jeweils mit ihrer dem Substrat (6) abgewandten Seite gegen eine Gehäusefläche (15, 16) dichtend anliegen.
Behandlungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseflächen (15, 16) an zwei mit geringem Abstand zueinander verlaufenden, gegenüber der Kammer (1) nach außen hin vorspringenden Stegen (11, 12) des Gehäuses (1) vorgesehen sind.
Behandlungsanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bänder (13, 14) jeweils endlos ausgebildet und über Umlenkrollen (17–24) umlaufend angeordnet sind.
Behandlungsanlage nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie an gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Durchführung (9, 10) hat, dass die Bänder (13, 14) jeweils mit einem Trum außenseitig zur Kammer (1) und mit ihrem anderen Trum von einer Durchführung (9) zur anderen Durchführung (10) durch die gesamte Kammer (1) hindurch verlaufen und dass innerhalb der Kammer (1) ein Band (14) durch Umlenkrollen (21, 22) von dem Substrat (6) weg außenseitig um eine Behandlungseinrichtung (5) herum und durch weitere Um lenkrollen (23, 24) zurück gegen das Substrat (6) geführt ist.
Behandlungsanlage nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in ihr an jeder Seite der Kammer (1) jeweils zwei Umlenkrollen (21, 22; 23, 24) angeordnet sind und das Band (14) jeweils von einer Durchführung (9) über eine Umlenkrolle (21) zur Seite der Behandlungseinrichtung (5) und dann zurück zur Seite der Durchführung (9) und von dort über die andere Umlenkrolle (22) und von dort entsprechend zu den beiden gegenüberliegenden Umlenkrollen (23, 24) geführt ist.
Behandlungsanlage nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Behandlungseinrichtung einen Verdampfer hat, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Band (13) auf der Seite des Substrates (6), die der Behandlungseinrichtung (5) abgewandt ist, aus Metall besteht.
Behandlungsanlage nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (1) einen von einem die Behandlungseinrichtung (5) aufnehmenden Gehäuseunterteil (2) abhebbaren Deckel (3) hat und dieser Deckel (3) zur Führung des Bandes (13) jeweils eine Umlenkrolle (17, 19) an jeder Seite der Kammer (1) aufweist.
Behandlungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (3) um eine koaxial zu einer Umlenkrolle (17) verlaufende Achse (4) schwenkbar ausgebildet ist.