DE2900772A1 - Verfahren zur erzeugung von schichten auf einer traegerfolie - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von schichten auf einer traegerfolie

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DE2900772A1 DE19792900772 DE2900772A DE2900772A1 DE 2900772 A1 DE2900772 A1 DE 2900772A1 DE 19792900772 DE19792900772 DE 19792900772 DE 2900772 A DE2900772 A DE 2900772A DE 2900772 A1 DE2900772 A1 DE 2900772A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA -,η ρ t Q 0 4 BRD
Verfahren zur Erzeugung von Schichten auf einer Trägerfolie
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Schichten auf einer Trägerfolie, insbesondere für die Herstellung von elektrischen Kondensatoren, bei dem die Trägerfolie in einer ersten Vakuumkammer von einer Vorratsrolle abgewickelt, an dem Zylindermantel einer Trommel anliegend durch eine Vakuumschleuse in eine zweite Vakuumkammer geführt, dort mit Metall beschichtet, durch eine zweite Vakuumschleuse am Zylindermantel derselben Trommel anliegend wieder in die erste Vakuumkammer zurückgeführt und dort auf eine zweite Vorratsrolle aufgewickelt wird und bei dem in der zweiten Vakuumkammer auf die Folie eine Metallschicht aufgebracht wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-AS 10 09 883 bekannt. Dort wird in der zweiten Vakuumkammer die Folie von der Trommel hinweg und über mehrere Umlenkrollen einer Metallisierungszone zugeführt.
Mhs 1 Mi 14.12.1978
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-X-
^ 79 P 1 0 0 4 BRD
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, daß auf eine Trägerfolie abwechselnd Metallschichten und Glimmpolymerisationsschichten aufgebracht werden, ohne daß die einzelnen Schichten zwischendurch mit Sauerstoff in Berührung kommen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Trägerfolie in der ersten Vakuumkammer an den Zylindermantel der Trommel angelegt wird, daß die Trägerfolie an der Trommel anliegend nacheinander durch eine in der ersten Vakuumkammer befindliche Glimmpolymerisationsstrecke, durch eine erste Vakuumschleuse, durch die zweite Vakuumkammer mit der Metallisierungseinrichtung, durch die zweite Vakuumschleuse zurück in die erste Kammer und durch eine zweite Glimmpolymerisationsstrecke in der ersten Vakuumkammer geführt und erst dann von dem Zylindermantel der Trommel gelöst und einer zweiten Vorratsrolle zugeführt wird.
So können vorteilhaft Glimmpolymerisationsschichten und Metallschichten übereinander angeordnet werden, ohne daß sie durch Luftsauerstoff oder andere unverträgliche Gase geschädigt werden.
Vorteilhaft wird für die Herstellung von elektrischen
Kondensatoren nach dem vollständigen Abwickeln der Trägerfolie von der ersten Vorratsrolle die Laufrichtung . der Folie umgekehrt, ebenso nach dem vollständigen Abwickeln der Folie von der zweiten Vorratsrolle und so fort, bis die gewünschte Zahl von Schichten übereinander angeordnet ist. Bei diesem Verfahren wird das Dielektrikum jeweils durch zwei Schichten gebildet, von denen jede einer Laufrichtung der Folie zugeordnet ist. Lediglich
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die unmittelbar auf die Trägerfolie aufgebrachte Schicht und die oberste Deckschicht sind einlagig. So wird ein Dielektrikum hoher Durchschlagfestigkeit erreicht; die Zahl der aufzubringenden Schichten kann sehr groß gewählt werden, da eine Beschädigung der Schichten durch äußere Einflüsse ausscheidet.
Eine weitgehend rationalisierte Fertigung wird ermöglicht und eine hohe Volumenkapazität der Kondensatoren und somit eine hohe Materialausnutzung wird erreicht, indem die Trägerfolie ein Hehrfaches der im Kondensator benötigten Breite aufweist, indem durch nur ein seitlich verschiebbares Blendensystem die auf dem Träger entstehenden Schichten auf mehrere nebeneinanderliegende Streifen von der im Kondensator benötigten Breite begrenzt werden und indem das Blendensystem im Bereich der zweiten Vakuumkammer abhängig von der Laufrichtung des Bandes abwechselnd nach links bzw. rechts seitlich verschoben wird, während die Lage des Blendensystems im Bereich der Glimmpolymerisations strecke stets in der Mitte gehalten wird. Hit diesem Verfahren kann eine sehr hohe Reproduzierbarkeit der gegenseitigen Lage der übereinanderliegenden Schichten erreicht werden, da alle Schichten durch dieselbe Blende begrenzt werden und da stets die gleichen Führungseinrichtungen verwendet werden. So lassen sich beispielsweise Versetzungen der gegenpoligen Beläge von 0,2 mm in der Serienfertigung realisieren.
Zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung mit den Herkmalen, daß das Blendensystem aus endlosen, mit der Trägerfolie mitlaufenden Bändern aufgebaut ist, daß zur Erzeugung der seitlichen Verschiebung Gruppen von Führungsrollen zwischen
zweiten, der Hetallbeschichtungsstrecke in der/vakuumkammer
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ersten
und den Glimmpolymerisationsstrecken in der/Vakuumkammer angeordnet sind und daß Steuervorrichtungen vorhanden sind, die in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Trommel eine Verschiebung von den auf der Seite der Metallisierungsstrecke befindlichen Führungsrollen jeder Gruppe bewirken. Diese Vorrichtung benötigt nur ein Blendensystem, welches aus Bändern besteht, deren Elastizität eine geringfügige Verschiebung zuläßt. Soll eine elastische Verformung der Bänder vermieden werden, so ist es vorteilhaft, daß zur Abdeckung der nicht zu beschichtenden Teile der Folie in jeder Vakuumkammer zumindest ein endloses Band bzw. ein System von endlosen Bändern vorhanden ist, daß diese Bänder im Bereich der jeweiligen Beschichtung mit Metall bzw. Kunststoff am Zylindermantel der Trommel anliegend geführt sind, daß die in der zweiten Kammer mit der Metallisierungseinrichtung befindlichen Bänder in zwei seitlich gegeneinander verschobene Stellungen gebracht werden können, von denen jede einer Drehrichtung der Trommel zugeordnet ist, und daß die Bänder in der ersten Kammer stets in einer seitlichen Lage geführt werden, die zwischen den beiden Stellungen der entsprechenden Bänder in der zweiten Kammer liegt. Vorteilhaft ist diese Vorrichtung so ausgestaltet, daß sie in der ersten Vakuumkammer zwei Bänder oder Bändersysteme enthält, von denen je eines jeweils im Bereich einer Glimmpolymerisationsstrecke am Zylindermantel der Trommel anliegend geführt ist* Als Führung für die Bänder bzw. Bändersysteme eignen sich Gleitführungen.
Für eine volle Ausnutzung der Trommelabmessungen und zur Vermeidung der Beschichtung der zur Vakuumabdichtung dienenden Teile der Trommel enthält die Vorrichtung vorteilhaft in der ersten Kammer zwei Glimmelektroden, welehe die Trommel in Form von konzentrischen Ringsegmenten
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teilweise umschließen und sich zwischen der jeweiligen Vakuumschleuse und je einer Umlenkrolle zur Abnahme bzw. zum Auflegen der Folie erstrecken, wobei diese Glimmelektroden schmaler sind als die Trägerfolie. 5
Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert. Sie ist nicht auf das in der Figur gezeigte Beispiel beschränkt .
Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in teilweise geschnittener und gebrochener Ansicht.
Von einer Vorratsrolle 1 in einer ersten Vakuumkammer I wird eine Trägerfolie 3 über eine Umlenkrolle 2 an den Zylindermantel einer Trommel 4 angelegt. Über die Rolle läuft außerdem ein bandförmiges Blendensystem 19, welches zwischen der Trägerfolie 3 und der Führungsrolle 2 geführt ist. Das Blendensystem 19 liegt im Bereich der Trommel 4 unmittelbar auf der Trägerfolie 3 auf. Es begrenzt die aufzubringenden Schichten.
Im Bereich der Glimmpolymerisationselektrode 5 wird zunächst eine Glimmpolymerisationsschicht auf die Trägerfolie aufgebracht. Hierzu wird das in Pfeilrichtung D eingeblasene Monomere polymerisiert. Das verbrauchte Monomere wird in Pfeilrichtung F abgesaugt. Die Glimmelektrode 5 umschließt die Trommel in Form eines zylindrischen Kreisringsegmentes. Sie ist schmaler als die Trägerfolie 3, so daß die Randbereiche des Zylindermantels der Trommel 4 nicht beschichtet werden.
Die Trägerfolie 3 durchläuft eine Vakuumschleuse, die durch die·Backen 8 und 9 gebildet ist, Die Backen 8 und 9 lassen zur Zylindermantelfläche der Trommel 4 nur einen schmalen Spalt frei. Zwischen den Backen 8 und 9
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wird das durch diesen Spalt diffundierende Gas in Pfeilrichtung H abgesaugt. Zwischen den Backen 8 und 9 befindet sich außerdem ein Rollensystera 14, welches eine seitliche Auslenkung des Blendensystems 19 hervorrufen kann, in dem die Rolle 17 und/oder die Rolle 16 senkrecht zur Zeichnungsebene verschoben wird, so daß durch die Anschläge 18 die Folie ausgelenkt wird. Besteht das Blendensystem 19 aus mehreren nebeneinanderliegenden streifenförmigen Blenden, so weisen die Umlenkrollen 15 bis 17 vorteilhaft für jeden dieser Blendenstreifen zumindest einen Anschlag.18 auf.
Dem RoILensystem 14 entspricht ein analog aufgebautes Rollensystem 1_3 zwischen den Backen 6 und 7 auf der anderen Seite der Vakuumkammer II. Dadurch wird eine Parallelverschiebung des Blendensystems in der Vakuumkammer 2 ermöglicht. In der Vakuumkammer 2 befindet sich eine Verdampfereinrichtung 10 zur Metallbedampfung der Trägerfolie. Zwischen den Backen 6 und 7 der zweiten Vakuumschleuse wird das Restgas in Richtung G abgesaugt.
Die Trägerfolie durchläuft eine zweite Glimmpolymorisationsstrecke im Bereich der Glimmpolymerisationselektrode 20, die wie die Glimmpolymerisationselektrode 5 aufgebaut ist. Das Monomere wird in Richtung C eingeblasen. Das verbrauchte Gas wird in Richtung E abgesaugt. Im Bereich einer Umlenkrolle 12 wird die Trägerfolie 3 vom Blendensystem 19 getrennt und atf eine Vorratsrolle aufgewickelt. Das Blendensystem 19 wird als endloses Band der Umlenkrolle 2 wieder zugeführt.
Durch Drehung der Trommel in Drehrichtung A wird das auf der Vorratsrolle 1 befindliche Trägerband mit einer Glimmpolymerisationsschicht, einer Metallschicht und
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einer zweiten Glimmpolymerisationsschicht versehen. Nach dem vollständigen Abwickeln der Trägerfolie von der Vorratsrolle 1 wird die Drehrichtung der Trommel in die Richtung B umgedreht. Nun wird auf die obenliegende Glimmpolymerisationsschicht eine weitere Glimmpolymerisationsschicht, eine Metallschicht und wiederum eine Glimmpolymerisationsschicht aufgebracht. Durch wiederholtes Umdrehen der Drehrichtung der Trommel 4 werden diese Schichtfolgen in beliebiger Zahl wiederholt.
Durch eine nicht dargestellte hohle Ausbildung der Glimmelektroden und öffnungen, die auf die Zylinderfläche der Trommel gerichtet sind, kann das Monomere gleichmäßig über den Glimmentladungsraum verteilt eingeblasen werden.
Dadurch werden gleichmäßige Schichteigenschaften erreicht.
Das Blendensystem 19 wird vorteilhaft nach jedem Durchlauf durch Bürsten 21 von den darauf niedergeschlagenen Schichtstoffen gereinigt.
7 Patentansprüche
1 Figur
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Claims (7)

29ÜÜ772 73 P 10 0 4 BRD Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung von Schichten auf einer Trägerfolie, insbesondere für die Herstellung von elektrischen Kondensatoren, bei dem die Trägerfolie in einer ersten Vakuumkammer von einer Vorratsrolle abgewickelt, an dem Zylindermantel einer Trommel anliegend durch eine Vakuumschleuse in eine zweite Vakuumkammer geführt, dort mit Metall beschichtet, durch eine zweite Vakuumschleuse am Zylindermantel derselben Trommel anliegend wieder in die erste Vakuumkammer zurückgeführt und dort auf eine zweite Vorratsrolle aufgewickelt wird, und bei dem in der zweiten Vakuumkammer auf die Folie eine Metallschicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie (3) in der ersten Vakuumkammer (I) an den Zylindermantel der Trommel (4) angelegt wird, daß die Trägerfolie (3) an der Trommel (4) anliegend nacheinander durch eine in der ersten Vakuumkammer (I) befindliche Glimmpolymerisationsstrecke, durch eine erste Vakuumschleuse, durch die zweite Vakuumkammer (II) mit der Metalllisierungseinrichtung (10), durch eine zweite Vakuumschleuse zurück in die erste Vakuumkammer (I) und durch eine zweite Glimmpolymerisationsstrecke in der ersten,Vakuumkammer geführt wird und daß die Trägerfolie (3) erst dann von dem Zylindermantel der Trommel (4) gelöst wird, unmittelbar bevor sie einer zweiten Vorratsrolle (11) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung von elektrischen Kondensatoren nach dem vollständigen Abwickeln der Trägerfolie (3) von der ersten Vorratsrolle (1) die Laufrichtung der Folie umgekehrt wird, daß nach dem vollständigen Abwickeln von der zweiten Vorratsrolle (11) die Laufrichtung wiederum umgekehrt wird, und daß dieser Vorgang solange
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wiederholt wird, bis die gewünschte Zahl von Schichten übereinander angeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerfolie (3) ein Hehrfaches der im Kondensator benötigten Breite aufweist, daß durch nur ein seitlich verschiebbares Blendensystem (19) die auf der Trägerfolie (3) entstehenden Schichten auf mehrere nebeneinanderliegende Streifen von der im Kondensator benötigten Breite begrenzt werden und daß das Blendensystem (19) im Bereich der zweiten Vakuumkammer (II) abhängig von der Laufrichtung der Trägerfolie (3) abwechselnd nach links bzw. rechts seitlich verschoben wird, während die Lage des Blendensystems (19) im Bereich der Glimmpolymerisationsstrecken stets in der Mitte gehalten wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blendensystem (19) aus endlosen, mit der Trägerfolie umlaufenden Bändern aufgebaut ist, daß zur Erzeugung der seitlichen Verschiebung Gruppen (JJ5, 14) von Führungsrollen (15-17) zwischen der Metallbeschichtungsstrecke in der zweiten Vakuumkammer und den Glimmpolymerisationsstrekken in der ersten Vakuumkammer angeordnet sind und daß Steuervorrichtungen vorhanden sind, die in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Trommel eine Verschiebung von den auf der Seite der Metallisierungsstrecke befindlichen Führungsrollen (17) jeder Gruppe bewirken.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bedeckung der nicht zu beschichtenden Teile der Folie in jeder Vakuumkammer zumindest ein endloses Band
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bzw. ein System von endlosen Bändern vorhanden ist, daß diese Bänder im Bereich der jeweiligen Beschichtung mit Metall bzw. Kunststoff am Zylindermantel der Trommel anliegend geführt sind, daß die in der zweiten, die Metallisierungseinrichtung enthaltenden Kammer befindlichen Bänder in zwei seitlich gegeneinander verschobene Stellungen gebracht werden können, von denen jede einer Drehrichtung der Trommel zugeordnet ist, und daß die in der ersten Kammer befindlichen Bänder stets in einer seitlichen Lage geführt werden, die zwischen den beiden Stellungen der entsprechenden Bänder in der zweiten Kammer liegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der ersten Vakuumkammer zwei Bänder oder Bändersysteme enthält, von denen je eines jeweils im Bereich einer Glimmpolymerisationsstrecke am Zylindermantel der Trommel anliegend geführt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der ersten Kammer zwei Glimmelektroden enthält, welche die Trommel in Form von konzentrischen Ringsegmenten teilweise umschließen und sich zwischen der jeweiligen Vakuumschleuse und je einer Umlenkrolle zum Abnehmen bzw. zum Auflegen der Folie erstrecken und daß diese Glimmelektroden schmaler sind als die Trägerfolien.
0 3 0 0 2 9/0352
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