DE2029014B2 - Vorrichtung zum vakuum-aufdampfen eines oder mehrerer werkstoffe - Google Patents

Description

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scfaiedHchen Werkstoffe dadurch zu ändern, daß der wände 17 Sa zur Aufnahme je eines unterschied-HeKbereich radial zur Kreisscheibe entsprecht liehen Werkstoffs bestimmte Teilräume unterteilt.

AA ^a „- **i- λ Dehn werden gemäß Fig. 2 zwischen den in Um-

Andere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen fangsrichtung der Kreisscheibe 10 aufeinanderfolgenkönstruküve tinzelheiten der Heizvorrichtung und 5 den Teilräumen gleich große Verdampfuhgsringeiner mit dieser zusammenwirkenden Abienk- flächen nur im Bereich der schraffiert angedeuteten vorrichtung. Ringfläehe 16 gebildet liegt die zur Drehachse der

Ein Aüsfr'hrungsbeispiel der Erfindung ist an Kreisscheibe 1Θ konzentrische Verdampfungsring-Haßd der /Zeichnung nachstehend beschrieben. Es fache aber innerhalb oder außerhalb der genannten ²^f¹- Ai ^1O Ringfläche 16, so ergeben sieh in jeweils zwei auf-

Fig. 1 me Äufdisnpfvcrrichtung in einem sehe- einanderfolgendeh Teilräumen entsprechend den matisch gehaltenen lotrechten Axialschnitt. Krümmühgen der Trennwände 17 entsprechend

Fig. 2 und 3 ieweüs eine abgewandelte Ausfüh- unterschiedlich große Ringsegmentflachen und damit röngsfonn emer die zu verdampfenden Werkstoffe entsprechend unterschiedliche Anteile verdampfter aufnehmenden Kreisseheibe (in je emer g^eniiber 15 Werkstoffe. Die Trennwände 17 können z. B. aus Fig. 1 vergrößert d?jgestellten Draufsicht). wassergekühlten Metallwänden bestehen oder kön-

Die in Fig. 1 dargestellte Aufdampfvorrichfting nen auch entfallen, wenn sich die zu verdampfenden weist eine Vakuumkammer m Form einer Glocke 1 Werkstoffe in entsprechender Verteilung anordnen auf. die über eine Abdichtung 2 vakuumdicht auf lassen.

einer Grundplatte 3 aufruht. Die Vakuumkammer 20 Wird zur Beheizung der in c":n Teilräumen der ist über eine Rohrleitung4 in üblicher Weise an eine Kreisscheibe 10 gemäß Fig. 2 aufgenommenen Vakuumpumpe 5 angeschlossen. unterschiedlichen Werkstoffe eine solche" im übrigen

Innerhalb der Vakuumkammer ist an einem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildete Ständer 6 ein Halter 7 aufgehängt, an dessen Unter- Heizvorrichtung verwendet, deren Ablenkvorrichtung seite ein Werkstück 8 gehalten ist, dessen nach unten 25 13 im Sinne einer Änderung des Radius der jeweiligekehrte Oberfläche bedampft werden soll. Außer- gen Verdampfungsstelle auf der Kreisscheibe 10 dem ist unter dem Halter7 auf der Grundplatte 3 steuerbar i:t, dann läßt sich mit der gemäß Fig. 2 ein Elektromotor 9 angeordnet, auf dessen nac.i oben abgewandelten Auf dampf vorrichtung das gegenragender Abtriebsweile eine Kreisscheibe 10 fest- seitige Verhältnis der aufgedampften unterschiedgelegt ist. Eine an der Oberseite der Kreisscheibe 10 30 liehen Werkstoffe während" des Aufdampfens verbefindliche konzentrische Ringnute 11 dient zur ändern.

Aufnahme der zu verdampfenden Werkstoffe, die in Die in Fig. 3 dargestellte, ebenfalls gegenüber

der Ringnute 11 in einer gleichmäßigen Mischung Fig. 1 abgewandelte Kreisscheibe 10 weist zwei verteilt sein können. konzentrische Ringnuten 18 und 19 unterschiedlicher

Gemäß dem Ausführungsbeispiel besteht eine zur 35 Breite auf und dient zur Aufnahme von zwei verDurchführung der Verdampfung erforderlich«. Heiz- schiedenen Werkstoffen in je Liner der beiden quelle a-s einem Kathodenheizdraht 12, der an Ringnuten. Auch in diesem Falle ist davon ausciner RandslsUe der Kreisscheibe 10 unter dieser gegangen, d~ß die Ablenkvorrichtung der im übrigchalten ist. gen dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen-

Die vom Kathodenheizdraht ausgesandten Hlek- 40 den Heizvorrichtung steuerbar ist, und zwar so, daß tronen werden mittels einer elektrisch und magne- wahlweise jeweils eine Stelle der äußeren Ringnute tisch arbeitenden Ablenkvorrichtung 13 so abgelenkt 18 oder der inneren Ringnute 19 über einen ein- und beschleunigt, daß sie sich an einer Umfangsstelle stellbaren Zeitraum beheizt werden kann. Auf Grund der Ringnute 11 sammeln und die jeweils dort be- der Wärmeträgheit der zu verdampfenden Werkfindlichen Werkstoffe zum Verdampfen bringen. Auf 45 stoffe wird sich dabei die Verdampfung an einer diese Weise wird zunächst nur ein kleiner Teil der vorher beheizten Ringsegmentstelle auch nach in der Ringnute 11 befindlichen Werkstoffe ver- Beendigung der Beheizung noch für eine bestimmte dampft Da die Kreisscheibe 10 jedoch eine im Ver- Zeit fortsetzen. Durch Umschalten der Ablenkvorhältnis zur zuguführten Heizenergie große Wärme- richtung 13 zwischen den beiden Ringnutea 18 und trägheit besitzt und vom Elektromotor 9 her rotierend 50 1? in einem bestimmten Zeitverhältnis läßt sich dann angetrieben wird und sich dabei zugleich relativ zur die auf das Werkstück 8 aufgedampfte Mischung Beheizungsstelle bewegt, ergibt sich im Verlaufe zwischen de<i beiden unterschiedlichen Werkstoffen ihrer Drehung eine gleichmüßige Beheizung der auch während des Aufdampfvorganges verändern, ganzen Ringnute 11 und damit eine sehr gleich- Auch wenn sich durch eine solche Hintereinandermäßige Abdampfung und somit auch sehr gleich- 55 aufdampfung unterschiedlicher Werkstoffe auf dem mäßige Dicke der auf das Werkstück 8 aufgedampf- Werkstück 8 theoretisch keine genau homogene Miten Schicht. schung der beiden Substanzen erzielen läßt, so kann

Eine, andere Ausführungsform der Aufdampfungs- durch eine entsprechend schnelle Aufeinanderfolge vorrichtung mit einer in Fig. 2 dargestellten Kreis- der UmschaUungen der Ablenkvorrichtung 13 doch scheibe ermöglicht es, den Anteil unterschiedlicher 60 erreicht werden, daß die erzielte Mischung der auf Werkstoffe aii der Verdampfung während des Auf- das Werkstück 8 aufgedampften Schicht zumindest dampfvorganges zu verändern. Die Kreisscheibe 10 für alle optischen Anwendungen des bedampften weist gemäß F i 3. 1 eine gegenüber der Ringnute 11 Gegenstandes als homogen betrachtet werden kann, des ersten Ausführungsbeispiels wesentlich breitere Dies gilt auch für den Fall, daß die Anteile der ver-Ringnute auf, die durch die beiden konzentrischen 65 dampften Werkstoffe während des Verdampfens Zylinderflächen 14 und 15 begrenzt ist. Die Ring- durch Ändern der jeweiligen Beheizungszeit der nute ist durch jeweils kreisbogenförmig gekrümmte, einen und der anderen Ringnute verändert werden, im wesentlichen aber etwa radial verlaufende Trenn- In bestimmten Fällen können mehrere Heizvor-

richtungen entlang dem Umfang der Kreisscheibe 10 verteilt angeordnet werden. Ebenso kann die Lage der Kreisscheibe 10 relativ zur Heizvorrichtung einstellbar ausgebildet werden, um dadurch die Lage des Elektronenstromes relativ zu den zu verdampfenden Werkstoffen ändern zu können. Statt geschlossener Ringnuten 11 bzw. 18,19 können auch entlang dem Ringumfang verteilt angeordnete Kreisbogenabschnitte genutet sein und jeweils zur Aufnahme unterschiedlicher Werkstoffe dienen. Auch können in einer geschlossenen Ringnute mehrere verschiedene Werkstoffe entlang unterschiedlich langen Kreisbogenabschnitten der Ringnute verteilt werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Trennwände 17 zwischen den einzelnen Teilräumen als je Teilraum spiegelbildlich zueinander verlaufende Kreisbogenabschnitte ausgebildet, die alle durch die Drehachse der Kreisscheibe 10 verlaufen. Die Trennwände 17 können aber auch irgendwelche andere geeigneten gekrümmten Formen aufweisen. Weiterhin könnte die Kreisscheibe 10 auch selbst aus dem zu verdampfenden Werkstoff, z.B. aus Glas oder Quarz, bestehen, in welchem

ίο Falle sie keine Ringnuten aufzuweisen braucht. Schließlich könnte statt der betriebenen Kathodenheizdraht-Heizvorrichtung auch eine andere, z. B. mit Laserstrahlen oder mit durch einen Reflektor geeignet konzentrierter Wärmestrahlung arbeitende Heizvorrichtung vorgesehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

2 023 014 ι Teilungsabstand zwischen den einzelnen Ausneh- Patentansprüche: mungen drehbar, so daß sich jeweils gerade eine der Ausnehmungen über einer entsprechend punkt-

1. Vorrichtung zum Vakuumauf dampien eines förmigen, unter der foeisscheibe angeordneten Heizoder mehrerer Werkstoffe auf ein Werkstück, 5 quelle befindet. Es hat sich jedoch als schwierig bestehend ljs einer an eine Absaugequelle herausgestellt, mit einer so ausgebildeten Abdampfangeschlossenen Vakuumkammer, in der das zn vorrichtung auf oberhalb der Kreisscheibe angeordbedampfendc Werkstück über einen etwa ring- neten Werkstiicken eine gleichmäßige Abdampfung förnsgen Bereich einer die Werkstoffe auf- zu erzielen. Infolge der intermittierenden Drehung aufweisenden drehbTren Kreisscheibe angeordnet io der Kreisscheibe kann jeweils nur gerade die über ist, und aus einer Heizvorrichtung zum Beheizen der Heizquelle befindliche Ausnehmung auf die nur eines kleinen Umfangsbereiches des.genann- Verdampfungstemperatur der darin befindlichen ten Bereiches der Kreisscheibe auf die Ver- Substanz erhitzt werden, wodurch sich auch eine dampfungstemperatur, dadurch gekenn- intermüderende Aufdampfung der verdampften zeichnet, daß die Kreisscheibe(10) rotierend 15 Werkstoffe auf das Werkstück mit ständig schwanantreibbar ist, eine im Verhältnis zur zugeführten kenden Temperaturen ergibt. Es ist ausgeschlossen, Heizenergie große Wärmeträgheit besitzt und damit auf der beschichteten Oberfläche des Wsrkdie Werkstoffe ir. einer den Abdampfbereich Stücks eine genügend gleichartige und gleich starke bildenden konzentrischen Ringnute (11) auf- Beschichtung zu erzielen.

nimmt. 20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch eingangs genannte Vorrichtung zum Vakuumgekennzeichnet, daß die Kreisscheibe (10) aufdampfen so zu vervollkommnen, daß auf den mehrere konzentrische Ringnuten (18 und 19) Werkstücken eine möglichst gleichartige und gleichzur Aufnahme je eines unterschied'ichen Werk- mäßige Aufdampfschicht erzielt wird, selbst wenn Stoffs aufweist. as die aufgedampften Schichten aus Mischungen von

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch zwei oder mehr zugleich oder aufeinanderfolgend gekennzeichnet, daß die Ringnute (11) zur Auf- verdampften Substanzen bestehen, deren Zusammennähme unterschiedlicher Werkstoffe in mehrere setzung veränderbar ist.

getrennte Sektoren unterteilt ist. Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekenn- 30 gelöst, daß die Kreisscheibe rotierend antreibbar ist, zeichnet durch gekrümmte Trennwände (17) eine im Verhältnis zur zugeführten Heizenergie zwischen den Sektoren einer Ringnu e mit einer grobe Wärmeträgheit besitzt und die Werkstoffe in die radiale Breite des Heizbereiches übersteigen- einer den Abdampfbereich bildenden konzentrischen den Breite (Fig. 2). Rinenute aufnimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch 35 Durch eine solche Ausbildung der Aufuampfgekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung eine vorrichtung ergibt sich nicht nur eine sehr genaue Elektronenstrahlungsquelle (12) und eine magne- Abgrenzung des einen regelmäßigen Tlingquerschnitt tische oder elektrostatisch arbeitende Ablenk- aufweisenden Abdanipfbereiches der zu verdamp-Yorrichtung (13) aufweist. fenden Werkstoffe, sondern infolge der kontinuier-

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, 40 liehen Drehung und der großen Wärmeträgheit der dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrich- Kreisscheibe eine vom Heizbeginn ab bald eintung (13) im Sinne einer Änderung des Radius tretende Aufheizung des ganzen Ringnutbereiches der jeweiligen Verdampfungsstelle auf der Kreis- auf die Abdampftemperatur, womit eine entsprescheibe (10) steuerbar ist. chend genaue und gleichmäßige Bedampfung des

45 über der Abdampfungsstelle angeordneten Werkstücks gewährleistet wird.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann

die Kreisscheibe mehrere konzentrische Ringnuten

zur A'ifnahme je eines unterschiedlichen Werkstoffs

50 aufweisen, womit dann die Möglichkeit besteht,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung durch eine entsprechend gesteuerte Aufheizung der zum Vakuumaufdampfen eines oder mehrerer Werk- einen eier der anderen Ringnute den jeweils stofffTe auf ein Werkstück, bestehend aus einer gewünschten Werkstoff auf das Werkstück aufan eine Absaugequelle angeschlossenen Vakuum- zudampfen.

kammer, in der das zu bedampfende Werkstück 55 Nach einer anderen Ausgestaliung der Erfindung über einen etwa ringförmigen Bereich einer die kann die Ringnute zur Aufnahme unterschiedlicher Werkstoffe aufweisenden drehbaren Kreisscheibe Werkstoffe in mehrere voneinander getrennte Sektoangeordnet ist, und aus einer Heizvorrichtung zum ren unterteilt sein, wodurch <;s möglich ist, im Beheizen nur eines kleinen Umfangsbereiches des Verlaufe der kontinuierlichen Drehung der Kreisbenannten Bereiches der Kreisscheibe auf die Ver- 60 scheibe eine genau vorherbestimmte Mischung unterdampfungstemperatur. schiedlicher Werkstoffe auf das Werkstück auf-

Bei einer solchen bekannten Vorrichtung werden zudampfen. Dabei können gemäß einer weiteren die zu verdampfenden Werkstoffe in voneinander Ausgestaltung der Erfindung zwischen den Sektoren getrennten kreisförmigen Ausnehmungen aufgenom- einer Ringnute mit einer die radiale Breite des men, die auf einer drehbaren Kreisscheibe der 65 Heizbereiches übersteigenden Breite gekrümmte Vorrichtung entlang einem konzentrischen Kreis in Trennwände vorgesehen sein, wodurch es möglich gleichmäßigen Abständen verteilt angeordnet sind. ist, das Mischungsverhältnis der in den unterschieden Kreisscheibe ist schrittweise um jeweils einen liehen Sektoren der Ringnute aufgenommenen unter-