DE752049C

DE752049C - Process for the production of patterned metallizations by vapor deposition in a vacuum

Info

Publication number: DE752049C
Application number: DEB197809D
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dr-Ing Traub
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1942-04-09
Filing date: 1942-04-10
Publication date: 1954-03-08

Description

Es ist bekannt, Metallbeläge auf Unterlagen durch Bedampfung im Vakuum in gemusterter Form mit Hilfe von Schablonen zu erzeugen. Dabei werden von den Schablonen die gewünschten von Metall frei zu lassenden Stellen einfach abgedeckt. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß die Schablonen selbst der Metallbedampfung ausgesetzt werden und auf diese Weise bei ■längerer Benutzung ein sich bildender Metallbelag über die Ränder der öffnungen in der Schablone hinauswächst und eine saubereIt is known to pattern metal coverings on substrates by vapor deposition in a vacuum Create shape with the help of stencils. The stencils you want to leave free of metal Places simply covered. The disadvantages of this method are that the Stencils themselves are exposed to metal vapor deposition and in this way at ■ after prolonged use, a metal coating that forms over the edges of the openings in the Stencil grows out and a clean one

Begrenzung der Metallbedampfung verhindert. Weiterhin ist es praktisch schwer durchzuführen, bei kontinuierlich laufenden zu bedampfenden Bändern die passenden Schablonen mitlaufen zu lassen.Limitation of metal vapor deposition prevented. Furthermore, it is practically difficult to carry out The appropriate stencils for continuously running tapes to be steamed to run along.

Es ist auch vorgeschlagen worden, kondensationshindernde Stoffe, wie z. B. Öle oder Fette, in dünnem Überzug auf die Oberfläche der zu bedampfenden Unterlagen aufzutragen, wodurch die eingefetteten Stellen von Metallbelag frei bleiben. Da aber die Bedampfung im Vakuum erfolgt, verdampfen die FetteIt has also been proposed to use anti-condensation substances, such as. B. oils or Greases, to be applied in a thin coating on the surface of the substrates to be steamed, so that the greased areas remain free of metal deposits. But there is the steam takes place in a vacuum, the fats evaporate

ebenfalls und können die Metallisierung der Umgebung empfindlich stören, wenn die Fettmenge nicht richtig dosiert wurde.likewise and can disrupt the metallization of the environment if the amount of fat was not properly dosed.

Es ist bekannt, die zu metallisierenden Unterlagen elektrisch positiv und diejenigen Flächen und Teile des Bedampfungsraumes, die nicht metallisiert werden sollen, negativ aufzuladen. Die Metallisierung, z. B. durch Kathodenzerstäubung, erfolgt dann nur auf ίο der positiv geladenen Unterlage. Durch diese Maßnahme wird das Metall gespart, das sich sonst an allen Flächen und Teilen im Bedampfungsraum absetzen würde. Die Erzeugung eines Musters auf den zu metallisierenden Gegenständen selbst ist jedoch nicht vorgesehen und auch nicht möglich, da diese Gegenstände ja gleichzeitig elektrisch aufgeladen werden.It is known that the substrates to be metallized are electrically positive and those Areas and parts of the vapor deposition room that should not be metallized are negative to charge. The metallization, e.g. B. by sputtering, then only takes place ίο the positively charged pad. This measure saves the metal that is otherwise it would settle on all surfaces and parts in the steaming room. The production however, a pattern on the objects to be metallized is not provided and also not possible, since these objects are electrically charged at the same time will.

Außerdem ist bekannt, zerstäubte Metallteilchen in einem elektrischen Feld elektrisch aufzuladen und durch ein magnetisches Feld so zu richten, daß sie auf den zu metallisierenden Gegenständen auftreffen. Diese Gegenstände können außerdem mit einer der Elektroden, zwischen denen sich das elektrische Feld befindet, verbunden, also elektrisch-aufgeladen sein. Die zerstäubten Metallteilchen sollen hierdurch bewegt werden, nämlich im magnetischen Feld, und nur die Gegenstände treffen, zu denen sie hingeleitet und von denen sie angezogen werden. Da auch hier die Gegenstände gleichmäßig elektrisch aufgeladen sind, ist die Erzeugung von Mustern auf ihnen nicht möglich.It is also known to electrically atomize metal particles in an electric field to be charged and directed by a magnetic field so that they hit the to be metallized Hit objects. These objects can also be used with one of the electrodes, between which the electric field is located, connected, i.e. electrically charged be. The atomized metal particles are supposed to be moved by this, namely in the magnetic field, and only the objects meet to whom they are guided and to which they are attracted. There too the objects are evenly charged electrically is the creation of patterns not possible on them.

Bedampft man elektrisch nichtleitende Unterlagen im Vakuum, so lassen sich bemusterte Metallisierungen auf diesen vorteilhaft herstellen, wenn gemäß der Erfindung die Metalldampfkondensation durch elektrische Aufladung verschiedener Stellen der zu bedampfenden Unterlagenoberfläche verschieden beeinflußt wird.If electrically non-conductive documents are vaporized in a vacuum, samples can be produced Metallizations on these advantageously produce if, according to the invention, the metal vapor condensation by electrical Charging different points of the substrate surface to be vaporized different being affected.

Die Kondensation des Metalldampfes erfolgt an Kondensationskernen, das sind die zuerst von der Kondensationsunterlage festgehaltenen Atome des Metalldampfes. Trifft auf einen Kern ein weiteres Metallatom, so wird es an das zuerst abgeschiedene Kernatom angelagert, und auf diese Art schreitet die Metallkondensation fort, Atome an Atomgruppen anlagernd. Die Kondensation wird zuerst also von den Kernen eingeleitet, und die Bildung dieser Kondensationskerne hängt von der Verweilzeit der Atome auf der Unterlage, auf die sie auftreffen, ab. Ein auf die zu bedampfende Oberfläche einer Unterlage auftreffendes Metallatom wird nicht ohne weiteres dort haftenbleiben. Je länger es auf der Oberfläche verweilt, um so größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß es darauf bleibt und ' nicht mehr in den Dampfzustand zurück- ' kehrt. Das abgeschiedene Atom hat dann als Kern die Eigenschaft, daß sich andere Dampf- ! atome an ihm kondensieren können. Die Verweilzeit kann man mit Hilfe von anziehenden oder abstoßenden Kräften beliebig ändern, und diese Kräfte sollen durch elektrische j Aufladungen der Unterlage oder aber dem sich kondensierenden Metalldampf zugeführt werden.The condensation of the metal vapor takes place on condensation nuclei, these are the The atoms of the metal vapor held by the condensation pad first. Meets If there is a further metal atom on a nucleus, it will attach to the nucleus atom deposited first attached, and this is how metal condensation proceeds, atoms to groups of atoms accumulating. The condensation is first initiated by the nuclei, and the formation of these condensation nuclei hangs on the residence time of the atoms on the substrate they hit. One on the to be vaporized surface of a substrate striking metal atom is not without further sticking there. The longer it lingers on the surface, the greater it is Probability that it will stay on and 'no longer return to the vapor state-' returns. The nucleus of the separated atom then has the property that other vapor ! atoms can condense on it. The dwell time can be adjusted with the help of attractive or repulsive forces change at will, and these forces are said to be due to electrical j Charges are added to the base or to the condensing metal vapor will.

Die elektrische Aufladung der Oberfläche der Unterlage in der Art, daß ein gewünschtes Muster bei der nachträglichen Metallbedampfung entsteht, kann vorteilhaft mit Hilfe von Elektronenstrahlen erfolgen. Die Elektronenstrahlen können, wie vom Kathodenstrahloszillographen her bekannt ist, gewissermaßen als Schreibstift benutzt werden. Der S tr ahlquer schnitt läßt sich durch die elektronenoptische Abbildung der Kathode oder durch geeignet geformte Anodenblenden ändern. Der Elektronenstrahl kann weiterhin in seiner Größe, Intensität und Lage mannigfaltig durch die aus der Elektronenoptik bekannten Mittel gesteuert werden. Mit solchen Strahlenbündeln läßt sich ein Muster iti beliebiger Art auf die Unterlage, welche bedampft werden soll, schreiben, wodurch die Stellen elektrisch aufgeladen werden, sofern die Unterlage eine so geringe elektrische Leitfähigkeit besitzt, daß die Aufladungen nicht sofort abgeleitet werden.The electrical charging of the surface of the base in such a way that a desired Patterns created during the subsequent metal vapor deposition can advantageously be carried out with the aid of electron beams. the As is known from the cathode ray oscillograph, electron beams can to a certain extent can be used as a pen. The cross-section of the beam can be determined by the electron-optical imaging of the cathode or change it by means of suitably shaped anode diaphragms. The electron beam can continue manifold in its size, intensity and position due to electron optics known means are controlled. A pattern can be created with such bundles of rays iti of any kind on the pad, which is to be vaporized, write, whereby the places are electrically charged, provided the substrate has such a low electrical conductivity that the charges cannot be derived immediately.

Die elektrischen Aufladungen können auch durch die positiv geladenen Kanalstrahlen bewirkt werden.The electrical charges can also be caused by the positively charged channel rays be effected.

Ebenso wie die Bedampfungsunterlage kann auch der Metalldampf elektrisch aufgeladen werden. Geschieht dies im entgegengesetzten Sinne wie die Unterlage, dann wird die Kondensation an den aufgeladenen Stellen der Unterlage verbessert. Ist der Metalldampf aber im gleichen Sinne wie die Unterlage elektrisch aufgeladen, so wird durch Abstoßung an den aufgeladenen Stellen der Unterlage die Kondensation des Metalldampfes verhindert werden.Just like the vapor deposition pad, the metal vapor can also be electrically charged will. If this happens in the opposite sense as the base, then the condensation on the charged areas the pad improved. But is the metal vapor in the same sense as the base Electrically charged, the condensation of the metal vapor is caused by repulsion at the charged areas of the base be prevented.

Der Metalldampf kann ebenfalls durch die Wirkung von z. B. Elektronenstrahlen aufgeladen werden. Der Dampf wird durch diese ionisiert und vermag je nach dem Sinne der Aufladung auf der Unterlage von dieser angezogen oder abgestoßen zu werden.The metal vapor can also be activated by the action of e.g. B. charged electron beams will. The vapor is ionized by this and, depending on the sense of the charge on the substrate, is capable of it to be attracted or repelled.

Claims

Patent claims:

i. Process for the production of patterned metallizations by vapor deposition electrically non-conductive substrates in a vacuum, characterized in that the metal vapor condensation through electrical charging of various points on the substrate surface to be vaporized is influenced differently.

2. The method according to claim i, characterized in that also the metal vapor in the same or opposite sense as the electrically charged (patterned) Place the pad is electrically charged.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the Charges take place with the help of electron beams.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the charges done by channel beams.

To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art, the granting procedure the following publications have been considered:

German Patent No. 519584;

French patent specification No. 841 903.