DE970455C - Aufdampfeinrichtung, insbesondere zur Herstellung von Selengleichrichtern - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Aufdampfeinrichtung, insbesondere zur Herstellung von Selengleidhrichtern.

Ein wesentliches Merkmal dieser Einrichtung besteht darin, daß an. einem vorzugsweise senkrecht stehenden Teller, der fest aufgestellt ist, alle für die Durchführung des Aufdampfprozesses erforderlichen Teile befestigt sind, während das eigentliche Vakuumgefäß, etwa in Form einer Glocke, an diesem Teller vakuumdicht befestigt und vorzugsweise in horizontaler Richtung waggefahren oder weggedreht werdein kann. Für die Wirtschaftlichkeit der Aufdampfung, z. B. von Grundplatten für Selengleichrichter, ist es nun wesentlich, daß eine möglichst große Fläche bedampft werden kann, ohne daß zwischendurch die Apparatur geöffnet werden muß, um irgendwelche Eingriffe oder eine Beschickung vorzunehmen. Beim öffnen der Apparatur, dem im allgemeinen eine Abkühlung vorherzugehen, und/oder zu folgen hat, treten Energie- und Zeitverluste ein, die auf ein Minimum zu beschränken sind. Mit Rücksicht a,uf die hohen Temperaturen ist selbst bei kleiner Wärmekapazität jedesmal eine lange Anheiz- und Abkühlzeit einzuhalten. Auch kann das öffnen der Apparatur schon mit Rücksicht auf die Oxydationsgefahr nicht bei allzu hohen Temperaturen erfolgen.

Es muß also^; das Bestreben sein, eine möglichst große Fläche zwischen zwei Öffnungsvorgängen der Bedampfungsapparatur mit dem gewünschten Material zu bedampfen. Außerdem soll natürlich das Innenvolumen der Einrichtung möglichst klein sein, um mit niedriger Pumpenleistung aus-

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zukommen und trotzdem kurze Evakuierungszeiten zu erzielen. Die Abmessung der Apparatur wird zunächst durch die Größe des zu bedampfenden Bleches bestimmt. Diese Größe ist in gewisser Weise dadurch bestimmt, daß Formänderungen des Bleches, das meistens in horizontaler Lage bedampft wird,, vermieden werden müssen. Je größer das Blech ist, um so höher sind die Aufwendungen für eine sichere Halterung des Bleches, durch ίο welche untragbare Durchbiegungen vermieden werden. Es erweist sich von, den angeführten Gesichts-■ punkten a,us als vorteilhaft, eine größere Anzahl von Blechen nacheinander zu bedampfen, ohne da,ß die Bedampf ungsapparatur geöffnet werden, muß. Es sind zwar bereits Vorrichtungen bekannt bzw. vorgeschlagen worden,, bei denen mehrere der zu verdampfenden Unterlagen auf einer vorzugsweise kreisförmigen Bahn an dem Verdampfer vorbeigeführt werden. Auf diese Weise können ao ohne Öffnen der Bedampfungsapparatur mehrere Teile nacheinander bedampft werden. Die Raumausnutzung der Vakuumkammer ist jedoch bei den bekannten, Vorrichtungen verhältnismäßig ungünstig, so daß sich im Verhältnis zu der bedanipften Fläche lange Evakuierungszeiten ergeben. Auch sind zur gleichmäßigen Bewegung von großen Blechen umfangreiche Vorrichtungen nötig. Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden.

Die Bedampfung des einzelnen, Bleches erfolgt in der Weise, daß ein als Schiff bezeichneter Verdampfer mehrfach, unter dem zu bedampfenden Blech, hinweggeführt wird und daß. jedesmal eine neue Teilschicht der aufzubringenden Schicht niedergeschlagen wird. Das hat den Vorteil, daß die Temperatur des Bleches nicht zu hoch wird, da jedesmal eine längere Pause zum Abkühlen zur Verfügung steht. Gemäß der Erfindung erfolgt nun die Bedampfung eines Bleches z, B. mit Wismut oder mit Selen oder nacheinander auch mit beiden, sofern es sich um Selengleichrichter handelt, in der Wedsei daß eine große Anzahl von Blechen übereinandergeschichtet werden und. daß, nachdem jedes einzelne Blech in mehreren Bedampfungen mit einem Niederschlag der gewünschten Stärke versehen worden ist, dieses Blech vorzugsweise automatisch aus der für die Bedampfung vorgesehenen Position entfernt und dafür das darüberliegende Blech vorzugsweise automatisch, in diese Position eingesetzt wird, ohne daß ein Öffnen der Apparatur erfolgen muß.

Im Innern des Vakuumbehälters .ist also- die Anordnung so zu treffen, daß nach einer gewissen Anzahl von Hin- und Herfahrten des Verdampfers, durch, welche ein Blech mit einer gewünschten Schicht bedeckt worden, ist, vorzugsweise automatisch das bedampfte Blech unter die Bewegungsebene des Verdampfers hinter transportiert wird und daß das in der Schichtung nachfolgende Blech in die für die Verdampfung vorgesehene Position eingesetzt wird. Dies geschieht zweckmäßig dadurch, daß die verschiedenen übereinandergestapelten Bleche in die Gänge von drei oder vier Schraubenspindeln, eingesetzt werden und daß durch synchrone Drehung dieser Schraubenspindeln die Bleche in einem solchem Tempo nach unten transportiert werden, daß nach einer bestimmten von außen einstellbaren Fahrtenzahl des Verdampfers durch eine Umdrehung der oberen. Spindeln die jeweils zuletzt bedampfte Platte freigegeben und durch einen mit der Drehbewegung der Spindeln gekoppelten Hebelmechanismus auf die unteren Spindeln unterhalb der Fahrbahn des Verdampfers zur Stapelung abgesetzt wird, wobei alle Spindeln synchron laufen und sich der Verdämpfer während dieser Zeit in einer solchen Position befindet, daß die Bewegung' des Bleches von oben nach unten durch die Fahrbahn des Verdampfers nicht behindert wird. Gleichzeitig mit der Bewegung der oberen Spindeln drehen sich die unteren. Spindeln, wobei das zuletzt auf diesen abgelagerte Blech um eine Ganghöhe nach unten befördert wird und so in den Gängen der unteren Spindeln die bedampften Bleche mit Abstand von einer Ganghöhe gestapelt werden.

Für dem Verdampfer muß während der Phase des Übertrittes der Bleche aus dem oberen, Teil der Anlage in den unteren eine Ausweichposition geschaffen, sein,, in welcher er für diese Zeit verbleibt.

Die Anordnung wird an Hand der Abbildung näher erläutert. An dem vertikal fest aufgestellten, Deckel 1 ist ein Gestell 2 befestigt, welches die Aufdampfungseinrichtung trägt. Außerdem sind am Deckel die Pumpstutzen und die vakuumdichten Durchführungen für den Antrieb und für die elektrische Heizung angebracht.

Der Verdampfers besteht aus einem länglichen Behälter, dessen Länge über das zu bedampfende Blech bzw. über die zu bedampfende Fläche hinausragt, ihr mindestens aber gleich sein muß. Der Verdampfer wird in der Achsrichtung hin und hergeführt, wobei wiederum die Länge seines Weges der Ausdehnung der zu bedampfenden Fläche in dieser Richtung entsprechen muß. Die Stromzuführung zum Verdampfer erfolgt mittels der Schere 4. Mit 5 sind die Spindeln, bezeichnet, von denen je vier oberhalb der Bahn, des Verdampfers und je vier unterhalb angeordnet sind. Die Spindeln haben zweckmäßig paarweise gegenläufiges Gewinde, um Verlagerungen, der Platten infolge von, Reibung zu vermeiden. Von, den zu bedampfenden Platten sind in der Seitenansicht in Abb. 2 die mit 6 bezeichneten beiden dargestellt. Auf jedem Gange des Gewindes kann eine weitere Platte gehaltert werden. In der Draufsicht in Abb. ι ist die mit 6 bezeichnete Platte als Quadrat erkennbar. Die obere der beiden Platten 6 in Abb. 2 unterliegt gerade der Bedampfung, während die untere bereits mit einer aufgedampften Schicht versehen ist. Der Antrieb der Spindeln 5 erfolgt, über Kegelräder 7, so daß mit der Drehung der Spindeln alle Platten langsam nach unten bewegt werden. Unter mehrfachem Hin- und Herfahren des Verdampfers 3 wird die obere der beiden Platten 6 in Abb. 2 mit einem gewünschten Über-

zug versehen. Der Abstand der zu bedampfenden Metalloberfläche richtet sich nach der mittleren freien Weglänge der Luftmoleküle oder auch der Wasserstoff- oder sonstigen Moleküle, wenn durch Einströmen von Gas eine bestimmte Atmosphäre aufrechterhalten werden soll. Der Abstand liegt '/.. B. zwischen 30 und 60 mm. Durch einen Kettentrieb, der mit 8 angedeutet ist, erfolgt die Bewegung des Verdampfers. In der dargestellten An-Ordnung hat der Verdampfer an der rechten Seite seine Ruhestellung. Die Innenwandung des Verdampfers besteht aus einem Metall, das sich mit den zu verdampfenden Stoffen nicht legiert. Für Wismut hat sich z. B. normales Walzblech als brauchbar erwiesen. Dieser innere Teil des Verdampfers, der eine Art Wanne darstellt, liegt in einem Heizkörper, der aus temperaturbeständigem Material bestehen muß. Der Heizkörper wiederum wird durch eine äußere Hülle zusammengehalten.

Um Wärmeverluste zu vermeiden, ist er zweckmäßig in einem Hohlspiegel angeordnet. Der Heizkörper selbst ist so unterteilt, daß längs der Wanne die für eine gleichmäßige Beaufschlagung erforderliche Temperaturverteilung eingestellt werden kann.

Der Antrieb der Bedampfungseinrichtung erfolgt durch drei Achsen, die vakuumdicht durch den aufrechtstehenden Deckel hindurchgeführt werden. Eine Achse dient dazu, über Kegelräder die oberen vier Spindeln anzutreiben. Eine zweite Achse hat die Bewegung des Verdampfers zu bewerkstelligen, während eine dritte Achse für dem Antrieb der unteren Spindeln zu sorgen hat. Die verschiedenen Achsen können mechanisch so gekoppelt sein, daß auf eine Umdrehung der Spindeln 5 eine gewünschte Anzahl von Hin- und Herfahrten des Verdampfers entfällt. Mit 10 ist ein Hebelmechanismus angedeutet, der die Bleche, die den, letzten Gang der oberen Spindeln verlassen, auf die unteren Spindeln legt, während sich das Verdampfungsschiff z. B. außerhalb der Bedampfungsposition befindet. Darüber hinaus kann aber auch die hin- und hergehende Bewegung des Verdampfers mittels einer Verlängerung der Antriebswelle zur Abbildung gebracht werden, so daß die Bewegungen des Verdampfers gezählt und gesteuert werden und daß, automatisch oder nicht automatisch, in Abhängigkeit vom Ablauf des Verdampfprozesses die Bewegung der Spindeln beeinflußt werden kann. Im letzteren Falle sollte eine solche Kopplung vorliegen, daß die auf eine Spindelumdrehung entfallende Anzahl der Hin- und Herbewegungen des Verdampfers verändert werden kann. Die Glocke 9, die in den Abbildungen im ausgefahrenen Zustand rechts außen dargestellt ist, wird über das Ganze geführt und mit dem TeI-ler 1 vakuumdicht verbunden.

Mit Rücksicht darauf, daß beim Selengleichrichter nacheinander verschiedene Schichten anzubringen sind, kann es zweckmäßig sein, eine ganze Reihe von Verdampfern mit verschiedenem Inhalt rechts und links von der hin- und hergehenden Bahn jedes Verdampfers in Bereitschaft zu halten. Während ein Verdampfer halogenhaltiges Selen enthält, kann ein zweiter halogenfreies Selen, ein dritter Wismut, ein vierter oder fünfter Cadmium oder Deckelektrodenmaterial verschiedener Zusammensetzung enthalten.

Durch Steuerung von außen können beliebige Verdampfer zu beiden Seiten des Bedampfungsfeldes in Ruhe gesetzt werden und durch Einkopplung auf elektrischem Wege ein gewünschter Verdämpfer zum Einsatz gebracht werden. Es ist selbstverständlich zweckmäßig, daß von außen her die Beheizung eines jeden Verdampfers ein- und ausgeschaltet bzw. einreguliert werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Aufdampfeinrichtung, insbesondere zur Herstellung von Selengleichrichtern., bei der das zu bedampfende Werkstück ruht, während der das zu verdampfende Material enthaltende Behälter, vorzugsweise in Form eines langgestreckten Gefäßes von rechteckigem Grundriß (Schiff), beweglich ist und alle für die Aufdampfung benötigten Einrichtungen an einem vertikal fest aufgestellten Teller im wesentlichen in horizontaler Erstreckung befestigt sind, während eine Glocke, die während des Aufdampfens vakuumdicht mit dem Teller verbunden ist, in horizontaler Richtung weggefahren werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl der nacheinander zu bedampfenden Bleche mindestens vor der Bedampfung, vorteilhaft auch nach der Bedampfung, in den Gängen von je drei oder vier Spindeln im Abstand von je einer Ganghöhe gestapelt sind, die sich oberhalb und unterhalb der Bewegungsbahn des Verdampfers befinden, und daß nach einer gewünschten Zahl von Bedampfungen gewünschter Dicke mit einem oder mehreren Stoffen, z. B. Wismut und/ oder Selen, durch die entsprechende Anzahl von Hin- und Hergängen des bzw. der Verdampfer durch eine Umdrehung der Spindeln alle Bleche um eine Ganghöhe nach unten befördert werden und dabei das zuletzt bedampfte unterste Blech in den oberen Spindeln durch einen Hebelmechanismus auf die unteren Spindeln gelegt wird. no

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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