DE4311581A1

DE4311581A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Muster auf Substraten

Info

Publication number: DE4311581A1
Application number: DE19934311581
Authority: DE
Inventors: Siegfried Kleyer
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1993-03-27
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 1994-12-08

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Mustern auf Substraten unter stellenweiser Beschichtung der Substrate mit einem eine nachfolgende Be schichtung verhindernden Medium sowie durch nachfolgendes Aufbringen von mindestens einer Funktionsschicht nach Patent (Patentanmeldung P 43 10 085.6).

Die Erfindung nach der Hauptanmeldung löst das Problem eine Folienbahn mit einem bestimmten Muster aus einem die Be schichtung verhindernden Mittel zu versehen, wozu ein Muster träger nach Maßgabe des zu erzeugenden Musters mit einem Vertiefungsmuster versehen wird, bei dem die räumliche Ver teilung der Vertiefungen den nicht zu beschichtenden Ober flächenbereichen der Folienbahn entspricht, wozu die Ver tiefungen mit Dampf des die Beschichtung verhindernden Mediums gefüllt und das Substrat im wesentlichen synchron mit dem Musterträger bewegt wird, wobei die Vertiefungen mit ihren offenen Seiten auf die Substratoberfläche ausge richtet sind und dadurch in den Vertiefungen enthaltenen Dampf zur Kondensation auf dem Substrat bringen, woraufhin schließlich nach dem Kondensieren mindestens eines Teils dieses Dampfes das Substrat mit mindestens einer Funktionsschicht versehen wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde bei der Bedampfung der Folienbahn mit dem die Beschichtung verhindernden Mittel die Intensität der Bedampfung so ein zurichten, daß bestimmte Partien des Substrats zwar bedampft werden, jedoch nur mit einer so geringen Menge des Benetz ungsmittels, daß sich auf diesen Partien noch eine Metall schicht, wenn auch eine vergleichsweise sehr dünnwandige, niederschlagen läßt. Darüberhinaus soll das Muster auch so ausgebildet sein, daß ein gleichmäßiges, sich ständig wie derholendes Streifenbild erzeugbar ist, und daß während eines laufenden Benetzungsvorgangs mit einem ersten Strei fenmuster auf ein zweites übergegangen werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren gelöst, bei dem der Musterträger mit periodischen Unterbrechungen bewegt ist, während das Substrat kontinu ierlich am Musterträger vorbeibewegt wird, wobei die Ver tiefungen mit ihren offenen Seiten auf die Substratober fläche ausgerichtet sind, und dadurch den in Vertiefungen enthaltenen Dampf zur Kondensation auf dem Substrat bringen, wobei schließlich nach dem Kondensieren mindestens eines Teils dieses Dampf es das Substrat mit mindesten einer Funk tionsschicht versehbar ist.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung verwendet, bei der das Substrat kontinuierlich am Musterträger vorbeibewegbar ist und mit Abstreifleisten oder Blenden zusammenwirkt die das verdampfte Trennmittel im Vertiefungsmuster einschließen bzw. den überschüssigen Trennmitteldampf dosiert in einem Raum zurückhalten, in dem der Verdampfer angeordnet ist.

Weitere Merkmale und Einzelheiten sind in den Patentansprü chen näher gekennzeichnet.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglich keiten zu; eine davon ist in den anhängenden Zeichnungen rein schematisch dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf einen Teil einer Bandbeschich tungsanlage, deren Wickelvorrichtung für den Lade vorgang aus der als Hohlzylinder ausgebildeten Beschichtungskammer herausgefahren ist, wobei einige der in Fig. 2 dargestellten Umlenk- und Spannrollen der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht näher dargestellt sind,

Fig. 2 die Seitenansicht der Anlage, und zwar im Schnitt gemäß den Linien A-B nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Musterträger zum Benetzen der Folie mit Trennmittel, wobei der Musterträger in perspektivischer Ansicht dargestellt ist und

Fig. 4 eine Seitenansicht des Trennmittelverdampfers und des Musterträgers gemäß Fig. 1, jedoch in ver größerter Darstellung.

Die Bandbeschichtungsanlage besteht im wesentlichen aus den zwischen zwei Platinen 3, 4 gelagerten Umlenk-, Zugmeß-, Streck- und Spannrollen 5 bis 10 bzw. 11-17, der gekühlten Beschichtungswalze 18, der Abwickelrolle 37, der Aufwickel rolle 35′, dem Musterträger 58, dem in der von einem Hohl zylinder 32 gebildeten Beschichtungskammer 28 angeordneten Verdampfeschiffchen 21 sowie einer Fernsehkamera 22 zur Beobachtung des Beschichtungsprozesses. Die beiden am Stützgestell 52 befestigten Platinen 3, 4 können über Rollen 26, 27 auf Laufschienen 24, 25 zusammen mit den Rollen 5 bis 10 bzw. 11 bis 17 und der Beschichtungswalze 18, die die Wickeleinrichtung bilden, in Pfeilrichtung R in die Beschich tungskammer 28 hinein bzw. aus dieser herausgefahren werden. Bei eingefahrener Wickeleinrichtung 29 legt sich der am Stützgestell 52 fest angeordnete scheibenförmige Deckel 30 mit seiner Randpartie gegen die flanschförmige Stirnfläche 31 des Hohlzylinders 32 und wird dort von nicht näher dar gestellten Klammern am Hohlzylinder 32 fixiert bzw. durch den während der Betriebsphase in der Kammer 45 herrschenden Unterdruck vom Atmosphärendruck gegen die Stirnfläche 31 gezogen.

Das Verdampfergefäß 34 ist aus einem Hohlprofil gebildet, dessen beide Enden durch Endteile verschlossen sind. Im Inneren des Gefäßes 34 ist ein stabförmiges Heizelement angeordnet, das vom Trennmittel vollständig umspült ist. Das verdampfte Trennmittel tritt über eine Düsenleiste 36 in Richtung auf den Musterträger 58 aus. Abstreifleisten oder Blenden 43, 44 tragen Sorge, daß das Trennmittel in den Ver tiefungen 42, 42′,. . . die das Druckmuster bilden und an der Zylindermantelfläche des Musterträgers 58 vorgesehen sind, verbleibt.

Im übrigen ist das Verdampfergefäß 34 in einer Kammer 39 angeordnet, die einen Druck aufweist, der das Kondensieren des Trennmittels in diesem Bereich ausschließt, wobei die Kammer 39 einerseits von den Wänden der Kammer und anderer seits vom Musterträger 58 begrenzt ist.

Zweckmäßigerweise ist das Gefäß 34 noch mit einem Tempera turfühler ausgestattet, der eine genaue Überwachung und Ein haltung der Trennmitteltemperatur ermöglicht (der für die Überwachung und Regelung des Heizkreises notwendige Schalt kreis ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt).

Das Verdampfergefäß 34 ist mit Hilfe von Winkelstücken 53, 53′ zwischen den beiden Platinen 3, 4 gehalten, und zwar so, daß die Strahlrichtung der Düse 36 gegen die zu benetzende Fläche am Musterträger 58 ausgerichtet ist.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Düse 36 an einem Abschnitt der Wickelbahn 50 angeordnet, der sich in unmittelbarer Nähe der Beschichtungswalze 18 befindet, so daß sofort nach dem Be netzen der durchlaufenden Folienbahn 50 mit Trennmittel der eigentliche Beschichtungsprozeß erfolgt. Es ist klar, daß sich auf den Partien der Folienbahn 50, die mit Trennmittel (beispielsweise einem Silikonöl) benetzt worden sind, das im Verdampfungsschiffchen 21 verdampfte Metall entweder über haupt nicht oder aber - bei sehr dünnschichtiger Benetzung - nur stark gebremst niederschlagen kann, so daß es von der Zahl und Größe bzw. von der Kofiguration der Vertiefungen 42, 42′,. . . am Musterträger 58 abhängt, welche Partien der Folienbahn 50 mit Metall unbedampft bzw. unbeschichtet bleiben oder nur dünnflächig beschichtet werden.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung sind die Walzen 5 bis 10 zum Transport und zur Führung der Folienbahn 50 so angeordnet, daß die Partie der Folienbahn 50, die sich unmittelbar vor der Beschichtungswalze 18 be findet, in einem steilen Winkel, d. h. nahezu lotrecht vom Musterträger 58 aus nach unten läuft.

Es liegt auf der Hand, daß dieser Abschnitt der Folienbahn 50 auch anders geführt werden kann, beispielsweise in einer etwa horizontalen Ebene auf die Beschichtungswalze 18 auf laufen kann, ohne daß der in Fig. 3 näher dargestellte Musterträger 58 zum Auftragen des Netzmittels in seiner Lage und Größe geändert werden muß.

Wie Fig. 3 zeigt, ist der Musterträger 58 als Hohlwalze ausgebildet, wobei die einzelnen Vertiefungen 42, 42′, 42′′,. . . ein Vertiefungsmuster ergeben. Der aus der Düsen leiste 36 austretende Trennmitteldampf füllt den Raum 39 und damit auch die Vertiefungen 42, 42′,. . . die nach dem Raum 39 zu geöffnet sind. Da der Musterträger 58 in Pfeilrichtung schrittweise weitergedreht werden kann, verhindern die Blenden 43, 44 das überschüssiger Dampf, d. h. nicht im Vertiefungsmuster gesammelter Dampf in Richtung auf die Folienbahn 50 abgedampft bzw. abgegeben wird.

Da die Folienbahn 50 am Musterträger 58 im Abstand b vor beigeführt wird, während der Musterträger 58 in einer bestimmten Position verharrt bzw. stillsteht, hinterläßt dieser über das zwischen den verstellbaren Blenden 43, 44 und der jeweils in den Bereich der Blendenöffnung a geschal teten Vertiefung 42 auf der Folienbahn 50 einen mehr oder weniger breiten bzw. mehr oder weniger stark benetzten Streifen Benetzungsmittel.

Bezugszeichenliste

3 Platine
4 Platine
5 Umlenkrolle
6 Spannrolle
7 Umlenkrolle
8 Umlenkrolle
9 Breitstreckrolle
10 Umlenkrolle
11 Zugmeßrolle
12 Zugrolle
13 Meßwalze
14 Umlenkrolle
15 Breitstreckrolle
16 Zugmeßrolle
17 Umlenkrolle
18 gekühlte Beschichtungswalze
19 Verdampfungsquelle
20 Aluminiumdrahtspule
21 Verdampfungsschiffchen
22 Fernsehkamera
23 Drahtzuführung
24 Laufschiene
25 Laufschiene
26 Rolle
27 Rolle
28 Beschichtungskammer
29 Wickeleinrichtung
30 Deckel
31 Stirnfläche
32 Hohlzylinder, Gehäuse
33 Rolle
34 Gefäß, Verdampfergefäß
35 Aufwickel
35 Aufwickelrolle
36 Düse, Düsenleiste
37 Abwickel
37′ Abwickelrolle
39 Druckraum, Raum
40 Gehäusewand
41, 41′ Gehäusewand
42, 42′, 42′′ Vertiefung
43 Blende
44 Blende
45 Kammer
46 Blattfeder
47 Abstreifleiste, Dichtleiste
50 Wickelbahn, Band, Folienbahn
51 Schaltschrank
52 Stützgestell
53 Winkelstück
53′ Winkelstück
54 Blattfeder
55 abgeschlossener Raum
56 Wandteil
57 Wandteil
58 Musterträger

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen von Mustern auf Substraten (50) unter stellenweiser Beschichtung der Substrate (50) mit einem eine nachfolgende Beschichtung verhindernden Medium, sowie durch nachfolgendes Aufbringen mindestens einer Funktionsschicht, wozu ein Musterträger (58) nach Maßgabe des zu erzeugenden Musters mit einem Vertie fungsmuster versehen ist, bei dem die räumliche Ver teilung der Vertiefungen (42, 42′, 42′′) den nicht zu beschichtenden Oberflächenbereichen des Substrates (50) entspricht, wobei die Vertiefungen (42, 42′,42′′,. . .) mit dem Dampf des die Beschichtung verhindernden Me diums gefüllt sind nach Patent (Patentanmeldung P. . . . ), dadurch gekennzeichnet, daß der beispielsweise von einem Schrittschaltwerk drehbare Musterträger (58) mit periodischer Unterbrechung weiterbewegt wird, während das Substrat kontinuierlich am Musterträger (58) vorbei läuft, wobei die napfartigen Vertiefungen mit ihren offenen Seiten auf die Substratoberfläche ausgerichtet sind, und dadurch den in den Vertiefungen enthaltenen Dampf zur Kondensation auf dem Substrat (50) bringen, wobei schließlich nach dem Kondensieren mindestens eines Teils dieses Dampfes das Substrat (50) mit mindestens einer Funktionsschicht versehen wird.

2. Vorrichtung zum Herstellen von metallfreien Streifen bei im Vakuum beschichteten Folienbahnen (50), insbe sondere für Kondensatoren, bestehend aus einem Gehäuse (32), mit einem Deckel (39) zum druckdichten Verschlie ßen des Gehäuses und einer Wickeleinrichtung (29), mit drehbar gelagerten Umlenk- und Spannrollen (5 bis 10 bzw. 11 bis 17 und 33), mindestens einer Beschichtungs rolle (18) und einer Aufwickel- und Abwickelrolle (35′, 37′) sowie einer im Gehäuse (32) gehaltenen Beschich tungsquelle (19) und einem Gefäß (34) zur Aufnahme und Verdampfung von einem Trennmittel, beispielsweise von einem Öl und mit mindestens einer Austrittsdüse (36) für den Austritt des verdampfenden Trennmittels aus dem Gefäß (34), wobei der Beschichtungsrolle (18) ein vorzugsweise als Walze ausgebildeter Musterträger (58) mit einem Vertiefungsmuster (53) vorgeschaltet ist, wobei die Austrittsdüse (36) auf den Musterträger (58) gerichtet ist nach Patent (Patentanmeldung P. . .), dadurch gekennzeichnet, daß der Musterträger (58) mit periodischen Unterbrechungen bewegbar ist, während das Substrat kontinuierlich am Musterträger (58) vorbei bewegbar ist, wobei Abstreifleisten oder Blenden (43, 44) vorgesehen sind, die das verdampfte Trennmittel im Vertiefungsmuster (53) einschließen und den überschüs sigen Trennmitteldampf in einem separaten Raum (39, 55) zurückhalten in dem der Verdampfer (34) angeordnet ist bzw. dosiert auf das Substrat (50) strömen lassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse (36) als Schlitz oder Lochreihe ausgebildet ist, wobei der aus dieser ausströmende Trennmitteldampf in einen Raum (39) eintritt, der einerseits von Blenden (43, 44) begrenzt ist und an dererseits von den Gehäusewänden der Kammer (39), wobei der Musterträger (58) einen engen Spalt mit der Gehäuse öffnung (a) bildet und der Raum (39) einen gegenüber dem benachbarten Raum (45) erhöhten Druck aufweist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Blenden (43, 44) mit Hilfe von elas tischen Gliedern wie z. B. Federn (46, 54) oder mit Magneten gegen die Gehäusewand (40) gedrückt werden, im übrigen aber in Richtung auf die Ausströmöffnung (a) zu bewegbar gehalten sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Folienbahn (50) an dem von Blen den (43, 44) begrenzten Spalt (a) in engem Abstand (b) zum Musterträger (58) vorbeigeführt wird.