KR100247302B1

KR100247302B1 - 기판 피복 장치용 증발기 셔틀

Info

Publication number: KR100247302B1
Application number: KR1019970005227A
Authority: KR
Inventors: 아흐트너 볼프강; 클렘 귄터
Original assignee: 페터 좀머캠프, 이리히 투테; 발 쩌스 운트 레이볼트 도이치란드 홀딩 아크티엔게젤샤프트
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 2000-04-01
Also published as: DE19607400A1; DE19607400C2; CN1162655A; EP0792946A1; CN1067117C; US5788769A; JPH09235665A; KR970062062A

Abstract

편평하고 길이방향으로 연장된 트로프형 부분(8)으로 이루어지고, 직접적인 전류의 통과에 의해 가온되며, 이를 위해 트로프형 부분(8)의 양쪽에 서로 대향하여 위치하는 말단에 각각 대략 직사각형의 수직 연장된 접촉평면(9, 10)이 있고, 이들 평면은 트로프형 부분(8)의 고정 및 전류 통과를 위해 서로 평행한 고정장소를 형성하는 진공 피복 챔버내 전기 전도성 재료로 이루어진 기판의 피복장치용 증발기 셔틀에 있어서, 트로프형 부분(8)에 증발시킬 제품을 수용하기 위해 하나 이상의 서로 후속적으로 위치하여 배열된 부분(11, 11'...)이 제공되며, 이때 각각의 부분(11, 11'...)의 전방과 후방의 트로프형 부분(8)에 천공부(7, 12, 12'...) 또는 구멍이 있는 것을 특징으로 하는 증발기 셔틀을 개시한다.

Description

기판 피복 장치용 증발기 셔틀{EVAPORATOR BOAT FOR AN APPARATUS FOR COATING SUBSTRATES}

본 발명은 전기 전도성 재료로 이루어진 편평한 트로프(trough; 구유형상과 같은 오목부가 있는 용기)형 부분으로 구성된, 진공피복 챔버내 기판 피복 장치용 증발기 셔틀에 관한 것으로서, 당해 셔틀은 직접적인 전류의 통과에 의해 가열될 수 있다.

직사각형의 외관을 가지는 전류가 통과하는 트로프형 증발기 셔틀 -특히 연속 증발기를 위한-은 공지되어 있고, 당해 증발기 셔틀에는 조임면(clamping surface)이 증발기의 양쪽 수직단부 또는 협소한 측면에 제공되어 있는데, 이를 통해 셔틀은 셔틀지지대상에 지지된다.

벨트형 기판의 연속 피복을 위한 기존의 장치(P 40 27 034)는, 벨트 진행방향에 대해 서로 수평한 다수의 증발기 블록을 갖는 진공피복 챔버에서 대략 동일한 간격으로 서로 배열된 대략 동일한 크기와 배치형태의 증발기 셔틀을 개시하고 있다. 이들 셔틀은 전체적으로 전기 전도성 세라믹으로 형성되고 직접적인 전류의 통과에 의해 가온될 수 있으며, 증발될 와이어의 연속 수행을 위해 수개의 증발기 셔틀은 각각 서로 엇갈려서 배치되어 있고, 이때 모든 증발기 셔틀은 함께 좁은 피복 영역을 커버링하며, 벨트 진행방향에 대해 가로방향으로 연장된다.

엇갈린 형식의 배치는, 각각의 열원의 상호작용을 방지하여 피복의 균일성을 향상시키기 위한 것이다. 수개의 증발기 셔틀은 직사각형의 단면을 가지며, 용융물을 수용하기 위한 오목부는 모두 직사각형의 외관을 가진다.

DE 970 246호는 일렬로 배열되어 직접 가열되는 여러 증발기에 의해 기체상으로부터 무한 스트립상에 피복을 연속 증착하는 장치를 개시한다. 여기서는, 직사각형 외관의 오목부를 가지는 공지의 증발기가 가지는 문제점을 해결하기 위한 시도가 있었는데, 이 문제점은 전류의 우수한 전달체로서의 증발물질이 증발기를 단락시켜서 각각의 오목부 사이의 증발기 부분만이 열생성기로 작용하는 결과 피복이 불균일해진다는 사실에 기인한다. 이 발명에서는 각각의 오목부사이의 단면적을 감소시켜서, 증발기의 전기저항을 챔버를 채우는 증발물질의 양에 관계없이 일정하게 유지함으로써, 상기의 문제점을 제거한다.

미국특허 제5,179,622호는 진공증기증발시스템, 특히 판재피복시스템용의 증발기를 개시하고 있는데, 이는 송급전력에 의해 개열적으로 제어가능하고 통전에 의해 가열되는 여러 증발기로 구성된다. 이들 증발기는 브래킷(bracket)형의 전기공급선상에 지지되며, 공급선은 일련의 증발기의 전 길이에 걸쳐 연장된 전기전도성의 지지체에 의해 유지되고, 한 전극의 공급선은 지지체에 전기전도가능하게 연결된 한편으로, 다른 전극의 공급선은 지지체를 절연상태로 통과하여 절연된 납와이어에 연결된다. 증발기들은 바람직하게는 공급선의 상단 또는 팁상의 실린더의 부분으로써 형성되는 베어링 요소에 의해 지지되는데, 이를 위해 베어링 요소는 세라믹과 같은 전도성 재료로 만들어진다.

이러한 선행 증발기는 전기 공급선 사이의 증발기 쌍을 어떻게 지지(클램프)하며, 어떻게 증발 공정중의 양호한 전기접촉을 유지할 것인가라는 문제를 해결한다. 그러나, 이러한 증발기들은 최적의 균일한 피복의 문제를 여전히 완전하게 해결하지는 못하고 있다.

마지막으로, 전기 전도성 재료로 이루어진 편평한 트로프형 부분으로 구성된, 진공피복 챔버내 기판 피복 장치용 증발기 셔틀이 공지되어 있는데(DE 41 39 792 A1), 여기서 당해 셔틀은 직접적인 전류의 통과에 의해 가온시킬 수 있고 사실상 마름모형 또는 평행사변형의 수평단면을 나타내고, 이때 오목부의 형태는 대략 셔틀의 형태에 상응하고 증발기 셔틀의 지름상에 서로 상대하는 2개의 모서리는 각각 대략 직사각형의 수직 편원형을 나타내고, 서로 평행한 증발기 셔틀의 고정평면을 형성한다.

본 발명의 과제는 공지된 증발기 또는 증발기 배치의 단점을 극복하고 최적의 피복이 가능한 증발기를 제조하는 것이다.

본 발명에 따라 이러한 과제는 각각 용융된 물질에 의해 덮혀지는 영역의 앞 및/또는 뒤에 천공부, 예를 들면 수직 연장된 구멍을 길이 방향으로 트로프형 부분에 제공함으로써 성취된다.

적합하게는 수개의 파트 사이에 및 트로프형 부분의 각각의 최종 파트 전방과 후방에서 증발시킬 제품의 용융을 위해 차례로 서로 후속적으로 배열된 다수의 영역을 갖는 셔틀에 천공부가 제공된다.

본 발명은 여러 가지 실시형태가 가능하지만 이들중 2가지 양태를 도면에 도시한다.

도 1 및 도 2는 서로 대향하는 위치의 고정평면영역에 구멍들의 군이 제공되어 있는 수개의 증발기 영역을 갖는 셔틀의 평면도와 단면도이고,

도3 은 제품을 용융 및 증발시키기 위해 일렬로 서로 후속적으로 위치하는 영역이 장착된 본 발명에 따른 셔틀의 평면도이다.

"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"

3: 트로프형 부분 4: 전면, 접촉면

5: 전면, 접촉면 6: 용융부

7, 7': 천공부, 구멍 8 : 트로프형 부분

9: 전면, 접촉면 10: 전면, 접촉면

11, 11': 용융부 12, 12': 천공부, 구멍

13: 공동, 함몰부 14: 공동, 함몰부

15: 고정측벽 16: 고정측벽

통상의 셔틀에 있어, 셔틀지지부재의 조임부재(clamping jaw)가 히트싱크(heat sink)로 작용하므로, 온도감소가 발생하고, 셔틀의 중간영역이 가장 뜨거운 부분이 된다. 이러한 영역은 약 2 내지 3cm (공동부의 전체길이는 9cm)의 길이로서 실험에 의하면, 이 영역에서의 단위 면적당 알루미늄의 증발량이 다른 공동부(함몰부의 표면)보다 2배가량 크다.

스패터가 없는 증발, 따라서, "핀홀"이 없는 피복물을 수득하기 위해서는, 소정의 (최대)온도를 넘지 않도록 한다. 이 최대온도는 가열영역의 온도에 의해 규정된다. 증발률은 함몰부의 전체 면적에 대해 평균값을 취해 계산된다. 본발명의 목적은 온도감소구배를 낮춤으로써, 이 (최대)온도에 도달할수 있는 영역을 증가시키고, 그 결과로서 스패터가 없는 높은 증발률을 얻는것에 있다.

본원 발명은, 조임부재(jaw; 15, 16)에 의해 클램핑된 셔틀에 있어서, 트로프형 부분(3, 8)내에 천공부 또는 구멍의 군(7, 7' 및 12, 12')을 제공함으로써 많은 비용을 들이지 않고 이러한 목적을 성취한다.

단부 부분의 냉각을 감소시키기 위해 증발기 셔틀의 단부(4, 5 및 9, 10) 또는 프로프형 부분(3,8)의 약 ⅔만이 클램프되는 것, 즉 클램핑면이 단부의 수직두께의 ⅔를 차지하는 것이 바람직하다. 이러한 단면적의 감소에 의해 셔틀은 클램핑 지점에 가까운 영역에서 더 고온으로 가열된다. 셔틀의 중간부분에서는 증발될 물질이 드롭핑(dropping)없이 용융 및 증발된다.

긴 셔틀에 있어서는 가열영역인 단면적이 감소된 부분에 의해 인접한 영역으로의 와이어 경로가 분리된다. 이러한 방식으로 스패터 없이 지금까지보다 더욱 높은 증발률을 성취할 수 있다. 긴 셔틀에 있어서는, 상이한 온도와 증발물질로 적셔지는 정도가 상이한 것에 기인하는 증발률의 불균일과 같은 지금까지 공지된 단점이 제거된다.

셔틀에 있어서의 뜨거운 영역과 차가운 영역의 관계는, 바람직한 증발률을 달성하도록 와이어가 드롭핑 없이 균일하게 용융되도록 조절될수 있다. 단면적이 감소된 부분은 더 높은 옴(ohm) 가열효과를 받으며, 따라서 증발을 더 용이하게 한다. 또한, 단부에 인접한 단면적이 감소된 부분은 클램핑 조임부재의 히트싱크 영향을 감소시킨다.

제3도에 있어서, 제조되는 긴 셔틀은 특별히 긴 트로프형 부분(8)을 나타내고 전체적으로 5개의 용융영역(11, 11'...)이 제공된다; 즉, 용융 및 증발될 재료를 5개의 와이어 단편 형태로 5개의 영역(11, 11'...)에 충전시키고, 이로써 각각 소형 "용융부"가 형성되며 이로부터 물질이 증발된다. 수개의 "용융부" 또는 영역은 도면에 타원형의 형태로 도시되어 있다. 수개의 영역(11, 11'...) 사이에 각각 3개의 구멍(12, 12', 12"...) 그룹이 배열되고 이들의 두께는 트로프형 부분(8)의 단면에 상응하게 감소된다. 구멍(12, 12', 12"...)은 적합하게는 트로프 평면에 수직 연장되지만 트로프 표면에 평행하게 수평으로 제공될 수도 있다.

이상의 본발명에 의하면, 단부부근의 히트싱크효과를 감소시키고, 고온가열영역을 확장함으로써 스패터링없이 균일한 증발률을 달성한다는 우월한 효과를 얻을 수 있다.

Claims

편평하고 길이방향으로 연장된 트로프형 부분(3, 8)으로 이루어지고, 직접적인 전류의 통과에 의해 가온되며, 이를 위해 트로프형 부분(3, 8)의 양쪽에 서로 대향하여 위치하는 말단에 각각 직사각형의 수직 연장된 접촉평면(4, 5, 9, 10)이 있고, 이들 평면은 트로프형 부분(3, 8)의 고정 및 전류 통과를 위해 서로 평행한 고정장소를 형성하는 진공 피복 챔버내 전기 전도성 재료로 이루어진 기판의 피복장치용 증발기 셔틀에 있어서, 트로프형 부분(3, 8)에 증발시킬 제품을 수용하기 위해 하나 이상의 서로 후속적으로 위치하여 배열된 부분(6, 11, 11'...)이 제공되며, 이때 각각의 부분(6, 11, 11'...)의 전방과 후방의 트로프형 부분(3, 8)에 천공부(7, 7'... 12, 12'...) 또는 구멍이 있는 것을 특징으로 하는 증발기 셔틀.
제 1 항에 있어서, 하나 이상의 증발 영역 또는 부분(6, 11, 11'...)이 편평한 트로프형 부분(3, 8)의 표면상에 셔틀의 길이방향으로 연장된 함몰부 또는 오목부(13, 14)에 제공되는 것을 특징으로 하는 증발기 셔틀.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 천공부가 서로 인접하고 서로 평행하게 배열된 수직 구멍(7, 7'... 12, 12'...)의 군으로 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기 셔틀.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 트로프형 부분(3, 8)에 평행 파이프 형태를 나타내고 그 부분(3, 8)의 두께(D) 대 그 부분의 표면에 존재하는 함몰부(13, 14)의 깊이(T)의 비가 5인 것을 특징으로 하는 증발기 셔틀.