KR20020021619A

KR20020021619A - 연속 공급 코터

Info

Publication number: KR20020021619A
Application number: KR1020010057028A
Authority: KR
Inventors: 헌트앤드류티.; 닐슨웨인; 올자카미오드래그; 리어돈에드워드제이.; 황트지-지우안잔; 대니엘슨윌리암디.; 허긴스제임스디.; 베인데이비드이.; 캠프벨이안에이취.; 슈위이빈
Original assignee: 마티네즈 길러모; 쉬플리 캄파니, 엘.엘.씨.
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2001-09-15
Publication date: 2002-03-21
Also published as: EP1209252A3; CA2357324A1; US20020069826A1; JP2002212743A; EP1209252A2; US6869484B2; TW514557B

Abstract

기화 또는 스프레이된 재료로 길이를 갖는 기판을 코팅하기 위한 연속 공급 코터(coater)를 개시한다. 특정 예가 롤 대 롤(roll-to-roll) 코터이며, 코터는 코팅되지 않은 재료의 2개의 웹을 지지하기 위한 2개의 하부 공급 롤러 및 코팅된 후 웹을 지지하기 위한 2개의 상부 테이크-업(take-up) 롤러를 포함한다. 중앙 웹 지지체는 플리넘을 형성하며, 플리넘은 플리넘의 2개의 넓은 벽을 형성하기 위하여 2개의 웹을 서로 근접하게 연결시킴으로서 증착 침니(chimney) 또는 챔버를 형성한다. 웹의 종단들은 측부 댐(dam)을 이용하여 밀봉되어 사각형 횡단면을 갖는 침니를 형성하여 증기가 재료의 엣지로부터 빠져나가지 못한다. 롤화된 재료 상에 증착되는 기화된 코팅 성분은 플리넘의 바닥에 위치한 코팅 재료 공급원으로부터 증착 플리넘 내로 향하며, 플리넘의 상단을 통하여 배기된다. 코팅될 재료로 구성된 2개의 넓은 표면적 벽을 갖는 플리넘을 제공함으로서 매우 효율적인 코팅 시스템이 제공된다. 플리넘의 상부는 증착 플리넘의 폭을 따라 이격된 다수의 오리피스를 갖는 오리피스 플레이트를 구비한 배기 시스템을 포함한다. 이들 오리피스는 가스 배기를 제한하여 사용된 재료를 위하여 가스 및 증기 체류 시간을 제공한다. 오리피스들을 서로에 관하여 제어함으로서, 챔버의 벽을 가로지르는 차동 압력이 제어될 수 있어 2개의 기판 재료의 웹의 폭을 가로질러 균일한 코팅막을 또한 제공한다. 2개의 다른 웹 조정 실시예가 고체 기판 시스템으로서 개시된다.

Description

연속 공급 코터{Continuous feed coater}

본 발명은 연속적으로 공급된 기판 상에 박막(thin film)을 형성하고 코팅하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기판, 웹(web) 또는 압연된 시트(rolled sheet)의 일부를 증착 핵종(species)에 노출시키기 위하여 롤 대 롤(roll-to-roll) 또는 다른 연속적인 공급 메커니즘을 사용하여 증착의 유효 면적을 증가시키고 그후 원하는 코팅 두께 및 균일도을 형성하기 위하여 기판(들)을 전진시킴으로서 코팅 공정의 효율을 최대화하기 위한 것이다.

원하는 코팅막을 형성하기 위하여 증착된 재료의 연무(mist) 또는 증기를 형성하고 그후 기판의 표면을 증기에 노출시킴으로서 기판 상에 코팅막을 제조하기 위한 스프레이 및 기상 증착이 오랜 기간동안 사용되어 왔다. 증착된 재료를 보호하고 주변 영역을 오염을 방지하기 위하여 기판을 에워싸기 위하여 챔버가 사용된다. 많은 방법에서, 연소 가능한 혼합물 또는 전구체의 조기 반응을 방지하기 위하여 챔버는 배기되어야만 하며 산소가 없는 또는 산소가 감소된 분위기를 제공한다. 증착 공정 동안에, 코팅 재료는 챔버의 벽 상에 증착될 수 있으며, 재사용을 위하여 수집 또는 처리되어져야만 하는 폐기 물질을 형성한다. 다른 폐기물은 환기 시스템에 의하여 챔버로부터 제거된 물질에 의하여 생성된다.

화학 기상 증착(CVD) 공정에서, 증기는 기포 발생기(bubbler), 또는 전구체 (precursor) 재료를 에너지원으로 처리하여 전구체를 활성화시키고 코팅 재료를 형성하는 다른 장치 내에서 제조될 수 있으며, 그후 이 재료(증기 형태)는 기판으로 돌려진다. 보다 최근에 개발된 CVD 방법은 미국특허 제 5,652,021, 제 5,858,465 호, 제 5,863,604호, 제 5,997,956호 및 제 6,013,318호에 설명된 바와 같은 연소 화학 기상 증착(CCVD)을 포함하며, 이 설명들은 여기서 참고적으로 설명된다. 이들 특허들에서, 연소 원(combustion source)은 기판 표면 부근에서 전구체 물질을 활성화(및 또한 가능하게 기판을 가열)시키기 위한 에너지원을 제공하기 위하여 사용된다. 이는 챔버의 필요성을 제거하고, 기판에 가까운 코팅 재료를 제조함으로서증착 공정의 효율을 증가시키며, 따라서 기판의 원하는 표면 상에 대부분의 재료가 증착된다. 물론, 특정 응용에 따라 챔버 또는 후드(hood)가 아직은 바람직할 수 있다.

사용된 코팅 방법에 관계없이, 선행 기술에서 누락된 것은 연속적인 방법으로 기판의 넓은 표면적을 코팅하는 보다 높은 효율 방법이다. 이것은 감소된 비용과 고체 폐기물의 감소된 생산으로 코팅된 재료의 대량 생산을 위한 실용적인 해결책을 제공하기 위하여 필요하다. 한 예가 CVD이며, 여기서 정상적인 증착 효율은 5 내지 30%이다. 보다 높은 증착 효율은 낮은 비용을 위하여 바람직하며, 증착 속도를 증가시키고 폐기 물질 감소에 의하여 환경적으로 민감해진다.

본 발명은 단일 또는 다수의 면 코팅 기계의 사용을 포함하며, 이 기계는 특히 연속적으로 또는 간헐적으로 공급된 기판들 상으로의 코팅막의 증착에 적합하다. 이들 기판들은 다양한 다른 형태의 연속적인 또는 연결된 기판들 형태일 수 있으며, 연속적인 스트링(strings), 시트(sheets), 와이어, 튜브(tubes), 광학 케이블, 스트립 또는 (초전도성 테이프와 같은)테이프와 같은 유연성 기판; 또는 플레이트(plates), 로드(rods), 튜브 및 신장된 기판과 같은 보다 강성(rigid) 기판을 포함하나 이에 제한되지 않으며, 여기서 강성 기판들은 상호 연결되거나, 기판 재료의 연속적인 공급을 제공하기 위하여 구동하는 컨베이어에 연결된다. 기판들이 와이어, 스트립 또는 시트 재료와 같은 유연성 재료의 형태로 연속적으로 공급될 때, 이들은 롤 상에서 지지될 수 있다. 시트 재료의 한 예가 인쇄 와이어링 보드(printed wiring board; PWB) 상에 최종적으로 회로를 형성하기 위하여 전자 산업에서 사용되는 것과 같은 구리 포일(copper foil)이다. 비록, 하기에 설명된 본 발명의 롤 대 롤 코터(roll-to-roll coater) 실시예가 시트 재료의 넓은 범위 상에 코팅막(coating)을 형성하기 위하여 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 할지라도, 이들 재료는 알루미늄, 구리, 스테인레스 스틸 및 니켈과 같은 금속 포일; 열 경화성 및 열 가소성 재료를 포함하는 플라스틱; 에폭시 수지 또는 캡톤(Kapton; 듀폰사에서 제조한 폴리마이드 필름)과 같은 다른 재료들을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명은 증착 플리넘(plenum)을 형성하며, 이 플리넘은 코팅될 기판에 의하여 부분적으로 형성된 증착 챔버이다. 서로 근접하여 기판 재료를 함께 연결하거나 다른 표면에 연결함에 의하여 플리넘 챔버의 적어도 하나의 벽이 제공된다. 웹 또는 기판의 측부 엣지는 서로 접촉하여 밀폐된 웹 시스템을 형성하거나 그렇지 않으면 측부 댐(dam)을 이용하여 밀봉되어 다수의 측부 횡단면을 갖는 플리넘을 형성하여 증기가 재료의 엣지로부터 빠져나가지 못한다. 코팅된 표면을 챔버 밖으로 나가게 하는 동안에 챔버의 내부로 코팅되지 않은 표면을 보내기 위하여 기계의 롤 대 롤 실시예는 다수의 웹을 나아가게 하기 위한 2개 이상의 공급 및 테이크-업 (take-up) 롤러 세트를 갖는다. 웹들을 서로에 인접하게 가져가게 하기 위하여 공급 롤의 재료는 위치 롤러 및 웹 처리부를 통하여 공급되며 마지막으로 테이크-업 롤러로 공급된다. 압연된 재료 상에 증착되어지는 코팅 성분은 증착 플리넘의 바닥에 위치한 증착 재료 공급원으로부터 증착 플리넘 내로 향하며, 증착 플리넘의 상부를 통하여 배기된다. 코팅되어질 재료로 형성된 하나 이상의 넓은 표면적 벽을 갖는 플리넘을 제공함으로서 매우 효율적인 코팅 시스템이 제공된다. 물론, 낮은 효율이지만, 하나의 넓은 벽을 관측 창과 같은 고정 요소로 대체할 수 있다. 단지 코팅된 재료의 한 롤만이 바람직하다면, 이는 공정의 실험적 분석 또는 생산에 유용할 수 있다. 고정 벽은 후에 세척될 수 있어 그 위에 형성된 어떤 코팅막을 제거하거나, 위에 코팅막이 요구되는 기판일 수 있다. 롤 대 롤 메커니즘을 이용하여 다른 유연성 기판을 코팅하는 것이 바람직하다면, 이들 기판들(와이어, 튜브, 스트립 또는 광학 케이블과 같은)은 지지 웹에 부착될 수 있거나, 또는 공급 및 테이크 업 롤들에 직접적으로 감겨질 수 있다. 이들 재료들은 그후 위의 연속 시트에 관하여 설명한 바와 같은 증착 챔버를 통하여 공급될 수 있다.

다른 형태의 비 유연성 기판은 또한 연속적인 방법으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 강성 시트, 스트립, 로드는 서로 연결될 수 있거나 연속적인 형태로 증착 플리넘 내로 컨베이어 이송될 수 있으며, 자동화 산업에서 알려진 적절한 공급 메커니즘을 이용하여 플리넘을 빠져나감과 동시에 수집될 수 있다. 나아가, 이들 기판들뿐만 아니라 유연한 기판들은 밀어냄(extruding), 회전(rolling) 또는 다른 방법에 의하여 증착 플리넘으로 진입하기 직전에 제조될 수 있다. 그 물질의 성형이 증착 챔버에 들어가기 전에 특정한 형태로(예를 들면, 로드 또는 시트 모양) 이루어지면, 아래에 설명된 롤-투-롤(roll-to-roll) 실시예에 대하여 묘사한 공급 롤(supply roll)과는 반대로, 그 성형기는 연속공급 코터를 위한 공급수단의 역할을 할 수도 있다. 생산 공정의 전체 효율을 더욱 증가시키기 위해 추가로 후처리단계들(예를 들면, 절단, 스택킹, 또는 담금질과 같은)이 또한 사용될 수 있다. 연속공급 코터의 여러 변형은 많은 종류의 재료들이 증착될 수 있게 해준다. 여러 개의 연속 증착 플리넘(plenum)을 사용하여, 여러 다른 코팅들이 다른 기판처리 단계들의 전이나 후에 "백-투-백(back-to-back)"으로 증착될 수 있다. 예를 들면, 제조 공정은 다음 단계들을 포함할 수 있다: 시트를 형성하기 위한 금속 재료의 압연; 그 시트의 표면을 첫 번째 재료로 코팅하기 위하여 제 1 증착 플리넘에 그 시트를 이송; 동일한 또는 반대편의 표면에 동일한 또는 다른 재료를 증착하기 위하여 제 2 증착 플리넘에 시트를 이송; 다수의 기판을 만들기 위해 연속된 시트를 절단부에 공급; 그 기판에 제 3 재료를 증착하기 위하여 제 3 증착 챔버에 그 기판들을 공급; 그리고 회수를 위하여 스택킹 부로 그 기판들을 이송한다. 물론 이것은 하나의 예이고 이와 같은 제조 공정들의 여러 결합, 변형 및 확장이 가능하다. 이와 같은 결합된 제조 기술들은 잘 알려져 있으므로, 본 발명의 적용의 범위에는 필요치 않다고 생각된다.

증착 플리넘 벽(plenum wall)들이 코팅되는 기판들에 의해 큰 부분을 차지하는 연속 공급 코터의 구성은 이전의 증착 방법 및 증착 챔버 기술보다 이점을 제공한다. 이전의 증착 방법 기술에서는, 기판이 증착 챔버 안에 놓이고 증착 재료가 공급되어, 기판에 그 재료가 증착될 뿐 아니라 증착 챔버의 내벽 및 다른 원치 않는 표면들에 증착되는 결과를 가져온다. 본 발명의 증착 플리넘의 일부(측면 보호판과 같은)가 코팅되는 기판에 증착되지 않을 수 있지만, 대부분의 증착 플리넘은 기판 표면에 증착되게 된다. 공정의 효율은 이 비율이 증가함에 따라 증가한다. 일부 실시예들에서(감시창(observation window)의 형태로된 플리넘 벽을 가진 장비들과 같은) 이 비율은 40%, 50% 또는 75%로 낮을 수 있다. 보다 효율적인 실시예들에서는, 플리넘 챔버의 90%, 95% 및 99% 만큼 높은 비율의 내부 표면적이 기판표면의 형태로 되어 있다. 이를 예시하는 단순한 예로서 1cm(플리넘 챔버을 밀봉하는 측면 보호판의 폭이) 떨어져 있는 두 개의 폭이 122cm되는 시트들을 생각할 수 있다. 플리넘의 길이를 따라 폭이 일정한 측면을 가정할 때, 이는 244cm/(244cm+2cm)= 99.19% 비율의 사용 가능한 기판을 산출한다. 물론, 그 측면 보호판 자체도 사용가능한 기판면적을 증가시키는 방법으로 기판재료의 일부가 될 수 있다. 의도적으로 서로 접촉되는 것을 포함하여, 만일 개별적인 기판부분들이 서로 접촉한다면, 그 끝을 따라 기판의 일부가 충분히 코팅되지 않을 수 있지만, 측면 보호막은 불필요할 수도 있다. 여기서 기판의 목표 영역(target area)으로 언급되는 영역 외부의 코팅되지 않은 또는 일부만 코팅된 부분은 다음 제조 공정에서 다듬어야 할 필요가 있을 수 있다.

플리넘 챔버 내부의 환경은 어떤 특정한 가스 또는 액체의 흐름 또는 압력에 제한되지 않는다. 플리넘 벽의 형태 및 방향은 구체적인 설명에서 묘사한 "롤-투-롤" 코터에 바람직한 실시예에서 설명된 수직 방향으로 제한될 필요는 없다. 한가지 예는 증착 플리넘의 벽이 계속 이동하거나 제거될 수 있는 패널 및 스트립의 형태로된 경우이다. 플리넘의 내부의 기판 위에 증기증착을 위한 증기가 제공될 수 있다. 다른 방법으로, 코팅 방법이 기판 표면에 액체를 스프레이 하거나 파우더를 코팅하는 것을 포함한다면, 코팅작업의 유연성을 가능하게 하도록 표준 대기(standard atmosphere)를 이용할 수 있다. 어떤 경우에는 기판에 증착하기 전 증착 재료의 반응을 감소시키기 위해 플리넘을 질소와 같은 불활성 가스로 채워야 할 필요가 있을 수 있다. 다른 경우에는, 플리넘에 공급된 가스(산소와 같은)가 공급된 증기 또는 액체와 반응하여 기판 표면에 증착되기 전이나 증착될 때 원하는 코팅재료를 형성하게 될 수도 있다. 본 발명의 적용에서 설명된 내용에 기초하여, 증착분야에서 보통 기술을 가진 자는 본 발명의 범위 내에 속하는 증착기술의 무수한 결합이 있다는 점을 인식할 수 있을 것이다.

본 발명의 증착 기술은 증착 재료가 기판에 빗각으로 인도된 다음 평행으로 흐르기 때문에 (증기가 그 표면에 거의 직각으로, 직접 닿도록 인도되고 나머지 재료는 흘러 버리는 다른 방법과는 반대로) 이전 기술방법에 대하여 이점을 가지고 있다. 이와 같은 방식으로, 머무는 시간(dwell time)이 증가하게 되어 더 많은 코팅성분이 증착되게 한다. 기판들 사이 및 증착 플리넘 내부의 난류 흐름 (turbulent flow)은 증착 효율과 균일성을 더욱 증가시킨다. 바람직한 실시예가 증착 플리넘을 통해 수직 방향으로 재료가 흐르는 것으로 설명되었지만, 플리넘을 통한 흐름은 그 적용에 따라 위, 아래 또는 옆의 방향이 될 수도 있다. 가열된 증착 증기가 바람직한 실시예에서 사용되었으므로, 수직방향의 흐름은 고유한 특성인 열의 상승 기류를 이용하기에 유용하다.

유체가 증착 플리넘을 통해 흐르는 본 발명의 실시예들과 방법들에서, 때때로 기판(들)의 표면(들)에 보다 균질하고 균일한 코팅을 형성하도록 난류 (turbulence)를 제공하는 것이 유리하다. 증착 재료의 최소 성분을 형성하기 위하여 가열원으로 화염을 사용하는 CCVD 실시예에서, 난류를 제공하는 한가지 방법은 화염을 불어주는 것이다. 이 부는 일(fanning)은 화염 부근에 위치한 제트 동력이나 선풍기 날개를 이용하여 화염을 향해 공기를 율동적으로 불어줌으로 이루어 질 수 있다. 플리넘 내부에서 소용돌이를 일으키는 다른 방법으로는 다음과 같은 방법들이 있지만 이들에만 제한되지 않는다: 공기(또는 다른 가스)의 제트동력의 공진 펄스(resonating pulses); 음파(기판 자체 또는 플리넘의 다른 벽들을 진동시킴으로, 또는 가청 범위의 공기 제트 동력을 펄스화 함으로 제공되는); 또는 기계적인 살포기(diffuser)를 이용한다. 유체가 흐르는 경로 안에 위치한 로드(rods), 스트링 또는 다른 물체들은 소용돌이를 일으킨다. 이러한 물체의 재료는 이 물체들에 증착물질이 형성되는 것을 막도록 핵화(nucleation)를 방지할 수 있다. 다른 방법으로, 그 물체들은 그 위에 코팅하기를 원하는 기판 자체들일 수도 있다. 기판들의 진동은 기판의 자기적인 특성에 따라 자기적으로 이루어질 수 있고, 또는 유체 제트동력 또는 기판의 한쪽 면이나 그 이상의 면들에 가해지는 음파에 의해 만들어질 수도 있다.

코팅 재료 공급원은 다음의 하나 또는 여러 공급원의 결합이 될 수 있다: 기포 발성기(bubbler); 승화기(sublimer); CCVD 노즐(들); 초음파 분무기(ultrasonic vaporivers); 물리적 분무기(physical evaporizer); 기타. 다른 재료들은 또한 열 스프레이(실온에서는 보통 고체인 녹은 재료들) 및 액체 스프레이와 같은 스프레이되는 재료들을 운반하기 위한 하나 또는 그 이상의 스프레이 노즐들을 제공함으로 연속 공급 코터를 이용하여 증착될 수도 있다. 파우더 코팅도 또한 연속 공급 코터를 이용하여 적용할 수 있다. 정전기적으로 충전된 기판들에 의해, 스프레이된 파우더는 기판 표면으로 인도된다. 동시에 또는 이어서 기판들을 가열하는 일은 코팅이 기판 위에서 용해(fuse)되고 경화(cure)되는 일을 가능케 한다. 설명된 바람직한 실시예에서, 두 개의 노즐 CCVD 장치가 사용되었으며, 하나의 노즐 실드 (nozzle shield)는 압력 차이가 두 개의 시트 사이에 재료의 흐름을 인도하는 반면 CCVD 화염으로부터의 증기가 집중된 기판들에 인도되도록 마련되었다. 화염들은 코팅 성분이 퍼지도록 플리넘의 하단을 따라 앞뒤로 스캔되어 웹(web)들의 폭을 따라 균일한 코팅이 되도록 한다. 플리넘 내에서 코팅재료의 소용돌이 그리고/또는 균일한 분포를 증진하도록 다른 화염 배열들이 사용될 수 있다. 더 길어진 교차 영역(cross area)으로 된 플리넘에 대하여는, 한 열의 화염들을 사용할 수 있는 반면, 다수의 동일 면으로 된 플리넘은 원형의 구조로 된 화염의 사용을 필요로 할 수도 있다. 아래에 설명된 CCVD에 기초한 재료 공급은 근본적인 예를 보여주는 것이며, 증착되는 재료 형태에 따라 많은 공급원이 사용될 수 있다. 예를 들면, 니켈이나 구리를 증착시키기를 원한다면, 니켈 에틸헥사노에이트(ethylhexanoate) 또는 구리 에틸헥사노에이트를 사용할 수 있다. 다른 방법으로, 적당히 기포화할 수 있는 전구체(precursor)를 포함하는 기포 발생기를 사용할 수 있고 튜빙(tubing)은 증착 증기가 증착챔버의 하단으로 공급되게 할 것이다.

플리넘의 상단은 플리넘의 내부 압력보다 낮은 압력으로 된 출구를 가진다. 롤-투-롤 코터의 직접적인 예에서, 배기 팬(exhaust fan)이 사용되었으며 배기 팬의 속도는 배기 시스템에서 측정된 정압에 기초하여 제어된다. 다수의 런너(runner)들이 플리넘의 폭을 따라 일정한 간격으로 되어 있어 모든 가스의 흐름은 이 홈들을 통한다. 각각의 런너들은 분리된 각 홈들을 통한 흐름을 조절하기 위하여 슬라이드 밸브로 된 벤추리관(venturi)을 포함한다. 벤추리관 내부의 각 슬라이드 밸브 아래에는 각각 벤추리 관을 통한 가스 흐름의 온도와 압력을 측정하는 온도 센서와 정압 센서가 있다. 런너들 위의 수집부(collector)는 런너들의 하류 압력을 측정하는 정압 센서를 포함한다. 정압 센서에 의해 측정되는 정압은 배기 팬을 조절하는 기초로 그리고 각 슬라이드 밸브를 제어하는 기본 측정으로서 사용된다. 이런 방법으로, 플리넘 상태 데이터는 각각에 대한 오리피스 (orifice)들의 상대적인 크기를 제어하는데 사용되고, 결과적으로 챔버의 폭에 대한 압력 차이는 더 나아가 두 개의 기판 재료 웹들의 폭에 대하여 균일한 코팅을 제공한다. 이와 같은 조절은 수동으로 조절되는 구멍의 형태로 제공되거나, 또는 만일 동적 제어가 요구된다면 자동 피드백 제어 시스템이 사용될 수도 있다. 배기 시스템은 롤-투-롤 코터의 내장된 부분이다. 하지만, 이와 같은 형태의 유체 흐름 제어는 다른 증착 장치 또는 다른 유체 제어 장치에 사용될 수 있음이 분명하다. 이 문맥에서 유체는 가스, 액체 및 현탁 물질(suspensions)을 포함하는 흐르는 어떤 물질에도 확장 적용되지만 이에 국한되지는 않는다.

균일한 두께를 위하여 롤에 말려있는 재료가 이 목적을 위한 엔코더와 적절한 피드백 제어로 된 아이들러 휠(idler wheel)을 사용하여 일정한 속도로 공급된다. 생성된 증기는 기판의 큰 부위의 근처에 위치하고, 증착되지 않은 증기는 배출된다. 이것은 매우 효율적인 코팅 방법을 가능케 한다. 풀 롤러(pull roller)와 에지 닙 롤러(edge nip roller; 테이프 구동 장치에서 사용되는 것과 비슷한)를 이용한 또 다른 구동 시스템은 속도 측정이나 피드백 제어를 필요로 하지 않고 웹의 일정한 속도를 확인하는데 사용될 수 있다. 다음 아래의 자세한 설명에서 묘사된, 테이크-업 롤러(take-up roller)들은, 그 위의 웹들을 감기 위해서만 구동될 수 있다. 각 웹에서, 테이크-업 롤러에서 감기는 것과 같은 정도의 장력을 유지하기 위하여, 아이들 롤러(idle roller)에 장착된 로드 셀(road cell)이 테이크-업 롤러를 구동하는 모터를 제어하기 위한 장력 피드백을 제공하는데 사용된다.

두 가지의 다른 웹처리 실시예들이 설명되었으며, 코팅되는 재료에 따라 특정한 실시예를 사용할 수 있다. 첫 번째 실시예에서는, 증착챔버 내에 몇 개의 수평 방향의 아치형 바(arch bar)들이 있다. 이 아치형 바는 낮은 마찰력의 재료로 만들어져 있으며 수평선을 따라 웹에서 작은 굽힙부(bend)를 형성하기 위해 시트 재료를 인도한다. 두 개의 웹이 아치형 바들에 의해 다른 방향으로 향하게 되는 위치에서 벤추리 효과가 흐르는 면적의 변화에 의해 생성된다. 이 벤추리 효과는 증기에 소용돌이를 일으키고 경계층(boundary layer)을 분해(breaking down)하여 더 균질의 균일한 코팅이 가능하게 한다. 또 다른 방식으로 이 아치형 바들은 에어 베어링(air bearing)의 형태일 수 있으며, 여기서 공기는 낮은 마찰력으로 웹을 지원하기 위해 아치형 바의 작은 구멍들을 통해 인도된다. 웹 처리 부분의 두 번째 실시예는 웹들의 뒤틀어짐이나 주름을 피하기 위하여 두 개의 웹을 평평하게 잡아주는 진공 척(vacuum chuck)을 포함하고 있어 더 균일한 표면과 더 균일한 코팅을 제공한다.

많은 코팅 방법들은 기판의 표면 위에 코팅을 형성할 수 있도록 기판을 가열할 것을 요구한다. 본 발명의 연속 공급 코터의 구성은 여러 다른 방법으로 이와 같은 가열이 가능하도록 하였다. 가열 바(heating bar)들이 플리넘 챔버에 있는 동안 기판을 가열할 수 있도록 플리넘 챔버 안의 웹 기판(web substrate) 뒤에 제공된다. 기판들이 플리넘 챔버를 들어갔다가 나가기 때문에, 시차적인(staggered) 또는 단계적인(step-by-step) 방법으로 기판을 가열하고/또는 냉각할 필요가 있을 수 있다. 코터의 롤-투-롤 실시예에서, 웹이 연속적으로 더 높은 그리고 더 낮은 온도를 갖도록 각각의 롤러를 가열하여 얻을 수 있다. 고체 롤러 대신에 에어 베어링 (air bearing)이 사용되는 경우, 기판의 온도를 조절하기 위하여 공기를 가열하거나 냉각할 수 있다. 이와 같은 가열 또는 냉각은 사용되는 재료들과 요구되는 최종 제품에 달려 있다. 예를 들면, 구리 포일(foil) 위에 백금을 증착하여 내장된 저항을 생산하는 경우, 포일의 초기온도는 대략 22℃(실온) 정도이다. 예를 들면, 첫 번째 단계에서, 포일 온도는 플리넘 챔버에서 처음에는 66℃로, 다음에는 77℃로 그리고 마지막으로 93℃로 증가된다. 플리넘 챔버를 떠날 때, 포일온도는 77℃로, 다음 66℃로 감소되고 마지막에는 실온으로 돌아온다. 이와 같은 단계별 온도 증가와 감소는 포일의 팽창과 수축을 조절하게 도와주어 최종 제품의 품질을 떨어뜨릴 수 있는 주름을 감소시킬 수 있다는 점은 이해할 수 있는 일이다. 다른 적용예의 경우 생산되는 재질과 제품에 따라서 기판의 가열, 냉각 및 어쩌면 가열과 냉각 양쪽이 증착 공정의 여러 단계들에서 요구된다. 어떤 적용예에서는 주름 또는 온도가 초래하는 기판의 변형을 오히려 원할 수도 있다는 점이 기대된다.

웹들에 원하는 코팅이 적용되는지 확인하기 위하여, 웹 검사 시스템을 사용할 수 있다. 웹들이 증착 챔버를 떠날 때, 웹 검사 시스템은 엑스레이 플로레슨스 (XRF), 광학 또는 다른 장비를 사용하여 웹들을 스캔한다. 이와 같은 검사 방법들은 증착 분야에서 잘 알려져 있으므로 자세한 설명은 불필요하다고 생각한다. 검사 시스템은 웹들의 폭을 가로질러 간격을 두고 있는 센서들을 포함하거나 또한 아래에 설명한 바와 같이 기계적인 스캐닝 시스템의 형태가 될 수도 있다.

롤-투-롤 코터의 전기 모터, 브레이크, 플리넘 및 다른 시스템은 사용자 입력 장치를 이용하여 적절한 세팅을 결정하고 여러 제어기능을 조정함으로 수동적인 방식으로 조절될 수 있다. 더 많이 제어되는 시스템을 원하거나 필요로 할 때, 컴퓨터에 기초한 제어 시스템을 채택할 수 있다. 도면을 참조하여 아래에 설명된 바와 같이, 컴퓨터에 기초한 시스템은 롤-투-롤 코터의 여러 부품으로부터 속도, 유속, 온도 및 압력을 측정하기 위한 여러 개의 센서를 포함한다. 이와 같은 센서로부터 수신된 신호에 기초하여, 컴퓨터는 모터, 브레이크, 펌프, 밸브 및 다른 제어장비들을 제어할 수 있다. 원하는 결과를 산출하는데 사용되는 프로그램은 보통 수준의 기술을 가진 컴퓨터 프로그래머가 충분히 제작할 수 있으므로, 본 적용예에서 자세히 설명하지는 않겠다.

본 발명을 이용하여 형성된 증착된 층들은 본 발명의 방법이 연속적인 단층 코팅막을 제조할 수 있기 때문에 분자단층(molecular monolayer)과 같이 두께가 얇아질 수도 있다. 이와 같은 얇은 층들은, 예를 들면 다음에 이어지는 전극 증착 (electrodeposition) 또는 무전극 도금(electrolessplating)을 위한 기초 층으로서, 많은 유용성을 갖는다. 따라서, 증착될 수 있는 가장 얇은 층은 증착되는 개별 분자의 크기 또는 분자들의 혼합물에 달려있다. 그러나 일반적으로 기판 표면 위의 층이 연속성을 갖는 것을 확실히 하기 위하여 최소한 얼마의 분자들의 두께를 가진 층이 증착될 것이다.

마찬가지로, 코팅 시간에 따라, 증착될 수 있는 재료의 두께에는 실제 상한선이 없다. 그러나, 두꺼운 코팅막 제조를 위한 다른 방법과 비교할 때 배우 두꺼운 층의 증착은 효율적이지 않을 수 있다.

본 발명의 롤-대-롤 코터에 의하여 증착되는 중요한 재료는 내장된 레지스터 (resister)를 형성하기 위하여 사용된 시백금/실리카 혼합물이다. 이러한 층의 두께는 단일층으로 낮아질 수 있으며, 일반적으로 적어도 약 10 나노미터이다. 두꺼운 층의 식각을 위하여 보다 가혹한 식각액이 사용될 수 있을지라도 이러한 얇은 막 재료를 위한 현재의 바람직한 식각 공정을 사용하여 이러한 층의 상한은 약 150 나노미터이다. 내장된 레지스터 형성용 백금/실리카 박막을 위한 현재의 바람직한 두께는 약 50 내지 약 120 나노미터 범위 내이다.

다른 재료를 위한 최대 및 최소 필름 두께는 재료 의존적이고 사용 목적 의존적일 것이다.

도 1은 본 발명의 롤 대 롤 (roll to roll) 코터의 정면의 정면도

도 2는 도 1의 롤 대 롤 코터의 좌측부의 정면도.

도 3은 도 1의 롤 대 롤 코터의 우측부의 정면도.

도 4는 롤 대 롤 코터의 마주보는 웹을 도시하는 도 1의 선 4-4를 따라 절취한 상태의 단면도.

도 5는 롤 대 롤 코터의 웹 지지 수단의 제 1 실시예의 세부 구성을 도시하는 증착 챔버의 확대 도면.

도 6은 롤 대 롤 코터의 웹 지지 수단의 제 2 실시예의 세부 구성을 도시하는 증착 챔버의 확대 도면.

도 7은 웹 지지 롤을 회전 가능하게 지지하기 위하여 사용된 조정 가능한 메커니즘과 베어링중 하나의 확대 도면.

도 8은 플리넘(plenum) 내부의 세부 구성을 도시하는, 도 2의 선 8-8의 방향으로 절취한 롤 대 롤 코터의 플리넘의 확대 단면도.

도 9는 롤 대 롤 코터의 컴퓨터 기반 제어 시스템의 블록도.

도 10은 플리넘을 형성하기 위하여 구성된 다수의 이동 웹 배열의 평면도.

도 11은 도 10의 웹 배열의 횡단면도.

도 12는 도 11에 도시된 가스-방향 공기-흐름 일부의 확대 도면.

도 13은 기계적인 가스-방향 장치를 이용한 웹 배열의 부분 횡단면도.

도 14는 회전 스프레이 장치로 코팅된 웹 배열의 부분 횡단면도.

도 15는 도 14의 회전 스프레이 장치의 다른 실시예의 평면도.

도 16은 웹을 코팅하기 위한 스프레이 장치의 평판 디플렉터 실시예의 측면도.

도 17은 웹을 코팅하기 위한 스프레이 장치의 원뿔형 디플렉터 실시예의 측면도.

도 18은 웹을 코팅하기 위한 스프레이 장치의 팬 형 디플렉터 실시예의 측면도.

도 19는 웹의 교호의 루팅(routing) 방법 뿐만 아니라 다수의 교호의 난류 유도 수단을 도시한 횡단면도.

도 20은 본 발명의 연속 공급 와이어/테이프 코터의 개략적인 도면.

다음의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명과 도면을 참고함으로서 본 발명은 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 다음 실시예는 연속적인 공급 코터의 특별한 실시예로서 도시된다는 것과 발명의 요약에 설명된 바와 같이 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 많은 변형들이 가능하다는 것을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 4는 연속적인 공급 코터의 롤 대 롤 코터(10; roll-to-roll coater) 실시예의 다양한 도면들이다. 롤 대 롤 코터는 압력 제어된 배기 시스템 (20), 인-시튜(in-situ) 코팅 검사 시스템(30), 웹 조정부(40) 및 코팅 재료 공급부(50)를 포함한다. 이들 모든 서브시스템은 프레임 상에 장착된다. 프레임은 다수의 크로스 바(108)에 의하여 서로 지지되는 2개의 측부 플레이트(104 및 106)를 포함한다. 측부 플레이트(104 및 106)는 암(202)에 의하여 연결되고 레그(110) 상에서 지지되는 2개의 부재 형태이다. 레그들은 길이 방향 횡 빔(112) 및 측부 횡 빔(204)에 의하여 연결된다. 각 레그(110)는 높이 및 수평(leveling) 조정 메커니즘(114)을 갖는 지지 플랜지를 포함하며, 이 조정 메커니즘은 나선축(116), 조정 너트(118) 및 펙트(120; fect)를 포함한다. 이러한 형태의 높이 및 수평 조정 메커니즘은 잘 알려져 있기 때문에 더 이상의 설명은 필요한 것으로 간주하지 않는다. 프레임 부재는 롤 대 롤 코터(10)의 전체 규격 및 강조 조건에 따라 어떠한 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 알루미늄이 측부 플레이트(104 및 106), 레그(110) 및 횡 빔(112 및 204)용으로 충분하다는 것이 입증되었으며, 반면에 스테인레스 스틸은 횡 바(108)의 강도를 위하여 사용된다

도 1 내지 도 4에 관하여 재료 웹이 웹 조정부(40)를 가로지를 때 재료 웹의 루트(route)를 먼저 설명함으로서 롤 대 롤 코터(10)의 전체 동작이 가장 잘 설명된다. 다음의 설명이 도 2 또는 도 4에 도시된 바와 같이 왼쪽 또는 오른쪽 웹 조정부(40)에 관한 것이며, 반대 웹 조정부는 다른 웹 조정부의 거울 화상임을 알 것이다. 재료 웹(W)이 공급되어 웹 지지 롤(100) 상에 올려진다. 용어 웹은 롤 주위에 감겨질 수 있으며 코팅막 또는 막이 위치하는 것이 바람직한 금속 포일, 플라스틱 시트 재료 또는 어떤 다른 시트 재료를 포함하나 이에 제한하려는 의도가 아님을 이해하여야 한다. 다른 회전 가능한 기판은 스트립, 와이어, 튜브 및 섬유를 포함하며, 이들은 지지 웹 상에 놓여질 수 있어 코팅될 기판들 사이의 플리넘 챔버의 넓은 측부를 밀봉한다. 웹 지지 롤(100)은 공급 롤러(102) 상에 장착되며, 공급 롤러는 적절한 베이링(120)을 이용하여 측부 플레이트(104 및 106)에 부착되고, 베어링은 지지 레지(ledge; 122)의 상부에 놓여진다. 베어링은 다음에 상세히 설명된 조정 메커니즘을 포함하여 지지 레지(122)에 관한 그들의 위치와 플레이트(104 및 106)의 엣지(edge)는 웹의 휨(skewing)을 위하여 변경(도 1에 도시된 바와 같이 페이지의 안 및 밖으로)될 수 있다. 대안적인 공급 메커니즘이 사용될 수 있으며, 여기서 웹은 롤-대-롤 코터 내로 돌려지기 직전에 밀려진다. 이는 공급 롤러에 대한 필요성을 제거할 것이다. 웹이 지지 롤(100; 또는 다른 공급 메커니즘)을 지나갈 때, 웹은 공급 롤러(124) 주변으로 돌려진다. 공급 롤러(124)는 측부 플레이트(104및 106)에 회전가능하게 장착될 수 있으며, 또는 바람직하게는 에어 베어링(air bearing)의 형태이다. 보다 바람직하게는, 이들 에어 베어링들은 내부식성, 다공성, 고체 금속 롤러의 형태이며, 그 한종단에 에어 공급 포트를 포함한다. 에어 베어링은 포일 조정 기술 분야에서 잘 알려져 있으며, 포일 또는 웹에 접촉하는 롤러 표면의 부분을 따라 이격된 다수의 에어 또는 가스 포트를 포함한다. 에어 또는 가스가 이들 포트를 벗어날 때, 에어 쿠션이 롤러 표면과 포일 사이에 형성되며, 이는 롤러 표면으로부터 떨어진 포일을 유지하여 그로 인하여 마찰을 최소화한다. 명백하게, 웹이 다공성 재료이면 에어 베어링은 효과적이지 않다. 웹이 공급 롤러(124) 주변에 안내되기 때문에 웹은 상향 및 하향으로 기울어져 증착 챔버의 텐트형 유입 영역(400; 도 4 참조)을 형성한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 하부 댐(200; dams)은 유입 영역(400)의 다른 2개의 측부를 형성한다.

공급 롤러(124)를 벗어난 후, 웹은 웹 온도 컨트롤러(126)에 의하여 통과하며, 웹 온도 컨트롤러는 한 실시예에서 증착 플리넘으로 진입하기 전에 웹을 가열하는 것을 돕는 예열기(pre-heater)이다. 대안적으로, 웹 온도 컨트롤러(126)는 증착 챔버로 진입하기 전에 웹의 온도를 낮추기 위한 예냉기(pre-cooler)일 수 있다. 웹의 재료에 따라 예열은 증착 챔버로 진입하기 전에 웹이 팽창(expansion)하는 것을 허용하기 위하여 중요할 수 있으며, 여기서 이러한 팽창은 웹의 구겨짐 (wrinkling)을 초래할 수 있다. 증착 플리넘으로 진입하기 전(온도 컨트롤러(126)로서) 뿐만 아니라 증착 플리넘에서 나온 후에 온도의 시차를 가진(staggered) 증가 또는 감소를 제공하기 위하여 다른 온도 컨트롤러(도시되지 않음)가 사용될 수 있다. 롤 대 롤 코터를 통하여 웹을 돌리기 위하여 사용된 다양한 롤러들은 이러한 온도 제어를 제공하기 위하여 가열될 수 있으며 또는 냉각될 수 있다. 또한, 에어 베어링이 이들 롤러들 대신 사용될 때, 에어 자체가 가열될 수 있으며 또는 냉각될 수 있어 온도 제어를 제공한다.

웹은 증착 플리넘으로 진입하며 하부 탄젠트(tangent) 롤러(130)에 의하여 상향으로 다시 향하게 된다. 웹 지지 플레이트(132)는 하부 탄젠트 롤러(130)와 상부 탄젠트 롤러(134) 사이에 걸쳐있다. 웹 지지 플레이트는 도 5 및 도 6과 관련하여 다음에 상세히 설명되는 바와 같은 웹 지지 수단을 포함한다. 웹 지지 플레이트의 후방은 필요하다면 증착 플리넘의 내부 온도를 상승시키기 위한 다수의 히터 바(136)를 포함한다. 웹 지지 플레이트(132)의 상부 및 바닥은 주변 대기로부터 증착 플리넘을 밀봉하기 위하여 엣지 밀봉부(138; edge seals)를 포함한다. 엣지 밀봉부(138)는 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 다른 내열성, 낮은 마찰 재료로 형성된다. 상부 및 하부 탄젠트 롤러들(130 및 134)이 측부 플레이트(104 및 106)에 회전 가능하게 장착되어 있는 반면에, 이들은 공급 롤러(124)와 관련하여 설명한 바와 같이 에어 베어링 형태로 되는 것이 바람직하다. 에어 베어링이 사용될 때, 낮은 마찰력 재료로 엣지 밀봉부(138)를 반드시 형성할 필요는 없다. 위에서 언급한 롤러들(124, 130 및 134)을 위한 에어 베어링 사용의 이점, 즉 본 발명에 유일한 것은 에어 베어링이 가열하고 냉각할 때 웹의 측방향 팽창 및 수축을 허용하는 에어 베어링의 능력이다. 이것은 웹의 어떠한 구겨짐을 감소시키거나 배제하여 우수한 최종 제품을 만든다. 2개의 웹 지지 플레이트(132)는 서로 연결되어 있으며, 좌측 에어 댐(214) 및 우측 에어 댐(300)에 의하여 지지된다. 증착 플리넘으로부터 증착 가스의 배출을 방지하는 것에 더하여, 측부 에어 댐들이 적절한 지지 바들(도시되지 않음)을 통하여 암(202)에 부착되지만, 측부 에어 댐(214 및 300)은 웹 지지 플레이트를 지지한다. 웹이 증착 플리넘을 통과하고 상부 탄젠트 롤러(134) 주변에서 안내된 후, 웹은 구동되는 테이크-업 롤러(138) 상에 장착된 웹 지지 롤(100)에 감겨진다. 대안적으로, 다른 웹 테이크-업 메커니즘은 절단 및 적층 스테이션(stacking station)으로서 사용될 수 있다. 만일 원하는 제품이 코팅된 재료의 분리된 시트 형태 또는 펀넬 형태이라면, 이들은 테이크-업 롤러에 대한 필요성을 제거한다. 웹 조정부(40)를 통하여 웹을 구동하기 위하여 구동 모터(140)가 구동 기어(142), 종동 기어(144) 및 구동 벨트(146)를 이용하여 구동되는 테이크 업 롤러(138)에 작동적으로 연결된다. 엔코더(148)가 모터 축에 부착되어 코팅 작동 중에 모터 축의 위치와 속도를 모니터링한다. 웹의 컴퓨터 기반 속도 제어는 후에 설명되는 바와 같이 롤 대 롤 코터의 전체적인 컴퓨터 제어에 포함된다. 웹이 증착 플리넘을 통하여 공급될 때 웹 토트(web taut)를 유지하기 위하여, 전자기 브레이크 (150)가 제동 기어(152; braking gear), 피제동 기어(154; braked gear) 및 제동 벨트(156)를 이용하여 공급 롤러(102)에 작동적으로 연결된다. 속도 제어에 관해서는, 브레이크(150)으로의 전기 입력(그리고 따라서 제동력)은 후술할 컴퓨터 제어 시스템에 의하여 변화된다. 벨트 및 기어 메커니즘의 양호한 실시예가 치차가 형성된 탄성 중합체의 타이밍 벨트 및 노치가 형성된 기어를 포함하는 반면에, 다른 형태의 기어 커니즘이 롤 대 롤 코터의 규격, 취급되는 재료 및 다른 요소에 따라 사용될 수 있다. 기어의 상대적인 규격이 예시적으로 도시되고 있으며, 요구되는 실질적인 규격은 원하는 웹 속도, 모터 및 브레이크 형태뿐만 아니라 다른 요소들을 기초로 하여 선택된다. 이전에 설명한 바와 같이, 구동 시스템의 다른 실시예(도시되지 않음)는 테이프 구동 시스템에 사용된 캡스턴 구동 장치(capstan drive)와 유사한 풀 롤러(pull roller) 및 엣지 닙 롤러(edge-nip roller)를 포함할 수 있다. 웹을 잡아당기고 밀고 그렇지 않으면 롤 대 롤 코터를 통하여 웹을 구동하기 위하여 다른 많은 구동 메커니즘이 또한 사용될 수 있다. 이들의 상세한 구성은 숙달된 수준의 전자기계공학 엔지니어에게 잘 알려져 있으며, 본 명세서에서는 상세한 설명을 하지 않는다.

도 2 내지 도 4는 웹이 증착 플리넘에서 배출되면 코팅된 웹을 보호하기 위하여 사용될 수 있는 임의의 슬립 시트(slip sheet; 210)를 도시한다. 슬립 시트 (210) 및 지지 부재는 간략화를 위하여 도 1에서는 생략하였다. 웹이 주변에 감겨지는 웹 지지 롤과 유사하게 슬립 시트(210)는 웹 지지 롤(100)에 감겨진다. 웹 지지 롤(100)은 슬립 시트 롤러(212) 상에 장착되며, 이 롤러는 측부 플레이트(104 및 106)에 회전 가능하게 장착된다. 웹이 테이크 업 롤러(138) 상에 장착된 웹 지지 롤(100)에 감겨진 것과 같이 슬립 시트(210) 또한 웹에 감겨져 있어 웹의 인접한 층들 사이에 보호막을 형성한다. 섬유 기본 또는 종이 기본 슬립 시트가 다른 적용을 위하여 사용될 수 있을지라도 슬립 시트(210)는 다른 보호 재료로 제조될 수 있으며, 웹이 금속 포일일 때 플라스틱이 바람직하다. 코팅된 웹을 보호하는 것 이외에, 슬립 시트는 최종 제품의 일부를 실질적으로 형성할 수 있다. 슬립 시트는 자기 부착 또는 가열 활성화 접착 재료의 형태일 수 있으며 또는 후속 제조 공정에서 웹에 부착될 수 있다. 도 4는 증착 공정이 전체 공급 롤러(102)로부터 전체 테이크 업 롤러(138)로 진행될 때 웹과 슬립 시트의 경로(routing)를 도시한다. 테이크 업 롤러(138)와 공급 롤러(102) 상의 웹 지지 롤이 교체되는 것이 요구될 때 실선으로 도시된 웹(W)은 초기 웹 경로를 나타내며, 점선 형태의 W'는 마지막 웹 경로를 나타낸다. 동일한 웹 지지 롤(100)을 사용함으로서 공급 롤러(102) 상의 현재의 빈 웹 지지 롤(100)은 테이크 업 롤러(138)로 이동할 수 있으며, 코팅되지 않은 웹과 함께 적재된 새로운 웹 지지 롤(100)은 웹 지지 롤러(102) 상에 위치할 수 있다. 슬립 시트(210)의 초기 및 마지막 경로 또한 나타내어지며, 초기 경로로서 점선 형태의 210이 도시되며, 마지막 경로로서 점선 형태의 210'이 도시된다. 명백하게, 하나 이상의 롤(100)이 교체될 필요가 있다는 것을 작업자에게 경고하기 위하여 전자 센서(광학 센서 또는 기계적 트립 레버(trip levers))가 사용될 수 있다.

웹을 코팅하기 위한 증기는 일반적으로 50으로 나타낸 코팅 재료 공급원에 으하여 생산 및/또는 공급된다. 이전에 설명한 바와 같이 다수의 다른 재료원이 사용될 수 있을지라도, 도시된 특정 실시예는 미국특허 제 5,997,956 호에 설명된 바와 같이 2개의 CCVD 노즐을 사용한다. 이들 노즐에 의하여 생성된 2개의 화염(flame) 사이에는 에어 또는 가스 제트(206; jet)가 중앙에 위치하며, 이 제트는 증착 가스가 증착 플리넘을 향하여 이동할 때 증착 가스를 위로 향하게 하며 증착 가스가 분산되는 것을 도와준다. 노즐(158) 및 제트(206)는 적절한 브라켓트 및 스탠드오프(standoff)를 이용하여 노즐-지지 플레이트(160) 상에 장착된다. 이들 브라켓트들은 조절 가능할 수 있어 필요하다면 노즐(158) 및 제트(206)의 상대적 각도 및 위치의 변화를 허용한다. 다시 말해, 플레이트(160)는 2개의 빔(162) 상에서 지지되며, 빔들은 도시된 바와 같이 중심 위치에 있을 때 롤 대 롤 코터(10)의 측부를 지나 연장된다. 4개의 수직 지지체(164)들이 빔(162)의 종단 상에 위치하여 절연 플레이트 프레임(166) 및 바닥 절연 플레이트(168)을 지지한다. 절연 플레이트(168)는 중심적으로 위치한 개방부(402; 도 4에서 횡단면으로 도시됨)를 포함하며, 이 개방부는 CCVD 노즐(158)에 의하여 형성된 증착 가스가 증착 플리넘에 유입되는 것을 허용한다. 절연 플레이트(168)의 나머지 부분은 닫혀있어 증착 가스가 플리넘의 바닥에서 유출되는 것을 방지할 뿐만 아니라 플리넘이 오염되지 않게 하며 플리넘을 통한 증착 가스의 정확한 흐름을 제공한다. 균일한 증착을 제공하기 위하여, CVD 노즐(158), 제트(206) 및 빔(162) 상에 지지된 전체 캐리지(carriage)는 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 하부 측부 댐(200) 사이에서 전후로 주사된다. 절연 플레이트(168)의 추가적인 길이는 이 주사 공정이 일어날 때, 증착 챔버의 바닥이 항상 닫혀있는 것을 보장한다. 2개의 브라켓트(170)는 빔(162)를 지지하며 자동화 산업 분야에서 잘 알려진 바와 같이 횡운동 메커니즘(172; traversing mechanism)에 의하여 후방 및 전방으로 이동한다. 전기 모터(174)는 이 운동을 위하여 설치되고 롤 대 롤 코터의 컴퓨터 시스템에 의하여 제어된다. 노즐(158) 및 제트(206)에 의하여 사용된 여러 가지의 유연한 가스 및 액체 공급 튜브를 보호하기 위하여 유연한 도관(176; conduit)이 튜브를 둘러싸고 구부러져 조립체의 이동에 편의를 도모한다. 횡방향 메커니즘(172)이 측면 횡방향 빔(204) 상에 지지되어 있는 반면에, 유연한 도관(176)의 종단은 프레임(166) 위 및 빔(178) 아래에 연결된다. 화학 기상 증착(CVD)의 분야에서 잘 알려진 바와 같은 가스 및 액체 공급 실린더, 펌프, 밸브 및 다른 제어부들은 생략되었으며, 그 이상의 설명은 필요한 것으로 간주되지 않는다.

증착 플리넘을 통하는 증착 가스의 흐름의 제어하기 위하여 압력 제어된 배기 시스템(20)이 설치된다. 도 8은 배기 시스템(20)의 확대된 횡단면도를 도시하며, 그로 인하여 그 세부 구성이 도시된다. 배기 시스템의 출구(208)는 배기 팬 또는 다른 음압원(negative pressure source) 및 필요할 수 있는 어떤 증착전, 증기 수집 메커니즘에 이른다. 롤 대 롤 코터의 증착 공정이 매우 효율적이기 때문에 배기된 가스의 증착전 세정은 항상 불필요하다. 본 발명의 효율적인 증착 공정의 유리한 점은 많은 각면(faceted)이다. 플리넘으로 공급되는 증착된 재료의 양을 증가시킴으로서 증착되지 않은 재료의 수집 비용이 감소된다. 또한, 다른 증착 장비 내의 배기 시스템의 하류부에 요구되는 고가의 재생 장치가 요구되지 않음으로서 자본 설비의 전체 비용이 감소된다. 본 증착 방법의 효율의 다른 그리도 아마도 가장 중요한 이점은 대기로 방출되는 환경적으로 불친화적인 재료의 양이 감소한다는 것이다. 배기 시스템으로 돌려지는 이들 재료의 양이 감소됨으로서 대기 중으로 배출되는 전체 양이 또한 감소한다. 물론, 증착 방법에 관하여, 증착되지 않은 재료의 수집을 위하여 스크러버(scrubber; 집진기) 또는 분리 장치가 배기 시스템의 출구에서 이용될 수 있다. 증착되지 않은 재료가 백금 또는 금과 같이 비교적 가치있는 경우에 이는 특히 중요하다. 일부 경우에서, 수집된 재료는 막 또는 코팅막처럼 증착 이외에 사용되는 나노 파우더(nano powder) 또는 다른 재료와 같이 유용한 부산물일 수 있다.

배기 팬의 속도는 배기 스템(20)내에서 측정된 정압(static pressure)을 기초로 하여 제어된다. 출구(208)는 수집기(406), 즉 다시 말해 런너(runner)부(404)에 연결된다. 다수의 런너(800)는 런너부(400)의 상단으로부터 바닥으로 연장되며, 상단 런너 지지 플레이트(408)과 바닥 런너 지지 플레이트(410)는 런너(800) 주변의 공간을 밀봉하여 런너(800)를 통한 모든 가스의 흐름을 돌린다(route). 각 런너(800)는 각 런너 (800)를 통한 흐름을 개별적으로 조절하기 위하여 슬라이드 밸브(182)를 갖는 벤츄리(802; venturi)를 포함한다. 각 슬라이드 밸브(182) 하부에는, 각 벤츄리(802)를 통한 가스 흐름의 온도 및 압력을 각각 측정하기 위하여 벤츄리 (802) 내에 온도 센서(804) 및 정압 센서(806)가 설치된다. 수집기(806)는 또한 런너의 하류 압력을 측정하기 위한 정압 센서(803)을 포함한다. 정압 센서(808)에 의하여 측정된 바와 같은 정압은 배기 팬(도시되지 않음)을 제어하기 위하여 사용되며, 벤츄리(802)를 통한 가스 흐름의 온도와 압력에 기초하여 각 슬라이드 밸브(182)를 제어하기 위한 기준 측정치로서 사용된다. 센서(804, 806 및 808) 모두는 후술할 컴퓨터 제어 시스템에 센서를 연결하기 위하여 컨넥터 (180) 및 와이어(도시되지 않음)을 포함한다. 배기 시스템이 본 발명의 롤 대 롤 코터에 관하여 설명된 반면에, 배기 시스템은 어떤 많은 적용에서 유체 흐름을 제어하기 위하여 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 사실상, 압력 제어 배기 시스템은 플리넘의 폭을 가로질러 특정한 차별적인 흐름 패턴을 생성하며, 이 시스템은 수동 또는 자동으로 조정할 수 있어 균일하거나 원하는 또는 요구되는 바와 같은 다른 흐름 패턴을 생성한다.

웹의 실질 코팅은 증착 플리넘 내에서 일어나며, 그 세부적인 사항은 증착 챔버의 중심을 통과한 횡단면도인 도 5 및 도 6 내에 보다 분명하게 도시된다. 도 5는 다수의 아치형 바(500; arch bar)를 포함하는 증착 플리넘의 제 1 실시예를 도시한다. 아치형 바들(500)은 웹 지지 플레이트(132) 상에 장착되며, 바닥 입구에서위로 증착 플리넘까지 그들의 마주보는 아치형 바에 점차적으로 근접하게 장착된다. 더욱이 상부 아치형 바는 증착 플리넘의 중심에서 위로 증착 플리넘의 상단까지 그들의 마주보는 아치형 바와 점차적으로 이격되게 장착된다. 바람직하게는, 중심의 2쌍은 6.35mm 떨어지고 중간이 아치형 바의 쌍은 12.70mm 떨어진 반면에 최상단 및 최하단의 아치형 바의 쌍들은 19.05 mm 떨어져 있다. 최적의 웹 간격은 제품의존적이며, 제한하려는 의도는 아니다. 이 간격은 구리 포일 상에 백금/실리카 증착을 위해 3 내지 150mm, 보다 바람직하게는 가장 근접한 경로에서 12mm 이하, 가장 바람직하게는 약 6mm일 수 있다. 일반적으로, 접촉이 이루어짐 없이 그들의 가능한한 인접한 그들의 가장 좁은 접근 위치에 포일 층들이 함께 도달하는 것이 바람직하다. 포일과 같은 유연한 재료에 대한 실질적인 제한은 이러한 재료와 만나는 취급의 어려움이다. 접근은 너무 좁아 의미있는 가스 흐름을 차단할 수 없다. 웹 취급의 어려움은 최소한의 인접한 접근에 관하여 큰 제한 요소이다. 최대점에서, 가장 인접한 접근은 지나친 고속으로의 가스 흐름을 허용하지 않는다. 그렇지 않으면 기화된 재료는 웹을 코팅하지 않고 통과할 것이다. 이전에 설명한 바와 같이, 본 코팅 목적을 위하여 최대한으로 인접한 접근은 약 150mm이다. 근접 접근을 위한 상기 변수들은 본 장치를 현재 사용하기 위한 코팅 공정에 관한 것임을 이해하여야 한다. 이들 변수들은 증착된 재료, 코팅 온도 및 유속과 같은 요소에 따라 변화한다. 이들 간격들은 웹 기판 상의 "목표" 증착 영역들 간의 거리를 언급하며 다른 부분들(측면 엣지와 같은)은 실질적으로 접촉할 수 있어 증착 플리넘을 밀봉하기 위한 대안 수단을 제공한다는 것을 이해하여야 한다.

위에서 설명한 아치형 바들은 웹 내에서 수평선 및 증착 플리넘의 중앙에서 중앙 벤츄리 영역을 형성하는 각 아치 바에서의 웹의 방향으로 변화를 제공한다. 고속 증착 가스가 이들 라인에 의하여 통과하기 때문에 경계층의 파손 및 웹 상에서의 보다 안정된 코팅의 결과로 난류 영역이 형성된다. 아치형 바들은 고체 금속 또는다른 재료일 수 있으며 또는 보다 바람직하게는 바들은 롤러들(130 및 134)에 관하여 위에서 설명한 바와 같은 에어 베어링 형상일 수 있다. 에어 베어링형 아치형 바들은 웹이 코팅 공정 동안에 온도 내에서 변화할 때 웹의 옆으로의 팽창 및 수축(도 5에 도시된 바와 같이 페이지의 안으로 및 밖으로)을 허용한다.

일부 예에서, 웹의 재료, 요구되는 증착 온도 및 다른 요소들에 기인하여, 보다 적극적인 방법으로 웹을 지지하는 것이 필요할 수 있다. 도 6에 도시된 증착 플리넘의 실시예는 웹이 증착 플리넘을 통하여 위로 이동할 때 척에 대하여 웹 플랫(web flat)을 유지하기 위한 진공 척을 포함하여 웹의 휘어짐 또는 구겨짐은 발생하지 않을 것이다. 중앙 덕트(601; duct)는 진공원(도시되지 않음)에 연결되며 웹 지지 플레이트(132)와 구멍이 난 얇은 플레이트(600) 사이에 저압 영역을 제공한다. 구멍이 난 얇은 플레이트 또는 소결된(sintered) 금속 플레이트(600)는 다수의 작은 구멍들을 포함하여 진공이 플레이트(600)에 대하여 웹을 견고하게 잡아 다니게 한다. 위의 두 실시예는 600과 같은 구멍이 난 플레이트를 제공함으로서 결합될 수 있다는 것이 또한 명백하며, 이 플레이트는 아치형 바(500)에 의하여 제조된 웹 내의 이들 굽힘부와 유사한 다수의 작은 굽힘부를 포함한다. 이 방법에서, 상술한 유익한 난류가 아직 형성되는 동안에 웹은 플레이트(600)에 대한 특정 위치에견고하게 지지될 수 있다. 진공 척 부분에 의하여 분리된 아치형 바들의 엇갈리는 영역들을 갖는 것이 또한 바람직할 수 있으며, 그로 인하여 넓고 좁은 영역들을 갖는 증착 플리넘을 형성한다. 이들 엇갈리는 영역은 큰 정도의 난류를 제공하여 코팅의 균일도를 향상시킨다

플리넘 챔버 내에서의 난류 생성과 관련하여, 도 19는 다양한 난류 유도 수단 및 교호적인 웹 경로(routing)를 도시한다. 교호 웹 경로는 평행 웹(1900), 밖으로 휘어진 웹(1902), 넓어지는(diverging) 웹 (1904),안으로 굽어진 웹(1906; 상술한 형상과 유사) 및 좁아지는(converging) 웹 (1908)을 포함한다. 증착 재료 흐름을 변경하고 난류를 유도하기 위한 플리넘 내에 다른 영역들을 형성하기 위하여 이들 경로들은 선택될 수 있다. 2개의 웹 시스템과 관련하여 이들 경로들이 도시된 반면, 이 경로들은 또한 후술할 바와 같은 다수의 웹 시스템과 함께 사용될 수 있음을 알아야 한다. 플리넘 내에서의 난류를 더 증가시키기 위하여, 웹 들 사이에 난류 유도 수단을 설치하는 것이 유용할 수 있다. 이러한 한 수단이 수평 튜브(1910)로서 나타나며, 이는 주변 영역 내에서 난류를 형성하기 위하여 에어 또는 다른 가스를 위한 다수의 포트들(ports)을 포함한다. 다른 형태의 난류 유도 수단들은 패들 휠(1912; paddle wheel)을 포함하며, 휠들(1912)이 증착 재료의 경로에서 회전할 때 이 패들 휠들은 난류를 형성한다. 증착 재료의 유속보다도 큰 속도로 회전할 때 이들 패들 휠들은 가장 효율적이며, 재료 흐름은 휠(1912)의 일 측에서 증가되며 다른 쪽에서는 감소한다. 물론, 휠(1912)의 회전 방향은 난류를 더 증가시키기 위하여 주기적으로 변화할 수 있다. 플레인 로드(plain rod) 또는 튜브(1914)가 증착 재료 흐름 경로 내에 삽입되어 난류를 유도하는 것을 도시하고 있다. 로드(1914)는 더 간단하게 코팅막이 위치하는 것이 바람직한 기판일 수 있다. 이 기판(1914)은 플리넘 내에 수동적으로 위치할 수 있거나, 또는 웹이 그 자체인 방법과 매우 동일하게 플리넘을 통하여 공급되는 연속 기판일 수 있다. 플리넘 챔버 내부에 추가적인 기판 표면을 또한 제공하는 동안에 이는 2배의 난류 유도의 이점을 제공한다. 난류 유도 수단(1910, 1912 및 1914)의 횡단면이 실질적으로 원형으로 도시되어 있을지라도 수단은 삼각형, 사각형 또는 어떤 원하는 형태일 수 있음을 이해하여 한다.

도 7은 슬립 시트 롤러(212), 공급 롤러(102) 및 테이크-업 롤러(138)를 위한 조정 메커니즘을 도시한다. 롤러들은 어떤 웹 취급 장치 내에서 발생할 수 있는 왼쪽 대 오른쪽 휨(도 1과 관련하여)의 원인에 대하여 조정 가능하게 되는 것이 필요하다. 베어링 블록(120)은 롤러의 감소된 직경의 종단(도 7에 공급 롤러(102)로 도시됨)을 지지하며, 바닥 베어링 블록(700) 및 상단 베어링 블록(702)을 포함한다. 이 두 블록은 렛지(122) 상에서 지지된다. 상단 베어링 블록(702)은 2개의 관통 구멍 및 볼트(704)와 같은 나선이 형성된 패스너(fastner)를 갖는다. 패스너는 이들 구멍을 통과하여 바닥 베어링 블록(700) 내의 나선이 형성된 막힌 구멍(blind bore) 내로 연장되어 웹의 재적재를 위하여 롤러의 제거가 허용되는 동안에 베어링 블록들을 함께 지지한다. 바닥 베어링 블록(700)은 핀(714)을 포함하며, 이 핀은 홈(712)내로 연장되어 도 1에 도시된 바와 같이 베어링 블록(120)과 렛지(122)사이의 측부 대 측부 정렬을 유지한다. 측부 플레이트(104; 또는 106)의 베어링 블록(120)과 엣지(712) 간의 간격을 조정하기 위하여 측부 플레이트 내의 나선이 형성된 보어(708)는 그 내부에 나선이 형성된 패스너(706)를 포함할 수 있다. 구멍 (708)내에서 또는 밖에서 패스너(706)를 나사 결합함으로서 측부 플레이트의 베어링 블록(120)과 엣지(712) 사이의 거리는 조정(모든 롤러들(102, 138 및 212)은 웹의 구동에 의하여 작용하는 힘에 의하여 안쪽으로 당겨짐을 명심하자)된다. 패스너 (706)의 종단은 바람직하게는 만곡져 있어 패스너(706)와 베어링 블록 간의 마찰력을 감소시키며, 그로 인하여 조정이 용이하다. 록킹 너트(710)는 측부 플레이트의 엣지(712)에 대하여 죄어져 있어 조정이 완료될 때 패스너(706)의 위치를 록킹한다.

웹 주사 검사 시스템(30)은 바람직하게 롤 대 롤 코터 상에 포함되어 있어 코팅막이 증착 플리넘으로부터 배출될 때 코팅막의 인-시튜 검사를 허용한다. 트랙(184; track)은 롤 대 롤 코터의 폭을 가로질러 연장되며 연결 지지체(302 및 216)에 의하여 지지된다. 검사 셔틀(186)은 트랙(184)를 따라서 웹의 폭을 가로질러 후방 및 전방으로 이동하며, 코팅막의 검사를 위하여 광학 또는 다른 도구를 포함한다. 이들 도구들은 코팅막의 두께, 코팅막의 에피택셜 성질(epitaxial nature), 평탄도 및 다른 특성을 측정한다. 대안적으로, 사용된 도구의 종류에 따라서 다수의 센서들이 웹의 폭을 가로질러 이격될 수 있다. 사용된 다양한 광학 그리고 다른 코팅 검사 시스템들이 재료 코팅 분야에서 잘 알려져 있으며, 더 이상의 설명은 필요한 것으로 간주되지 않는다. 본 발명의 롤 대 롤 코터의 상황 내에서의 유일한 위치는 코팅막의 인-시튜 검사를 허용하며, 이는 작업자가 최적의 코팅 인자를 위하여 제공하도록 증착 조건을 조정하게 한다. 물론, 컴퓨터 제어는 작업자 기반의 제어를 도울 수 있으며 또는 대체할 수 있다.

다양한 전기 소자의 모니터링과 제어를 제공하기 위하여, 컴퓨터 기반 제어 시스템이 사용될 수 있다. 컴퓨터 기반 제어 시스템의 블럭도가 도 9에 도시되어 있다. 중앙 처리 장치(900; CPU)는 다양한 센서들로부터의 입력을 수신하며, 다양한 제어 장치들로 제어 신호를 전송한다. 바람직하게는, CPU는 일반적인 개인용 컴퓨터(PC) 시스템(902)의 일부이며, 이는 모니터(904) 및 키보드(906)를 포함한다. 입력은: 엔코더(148)로부터의 신호를 나타내는 웹 속도; 횡방향 이동 메커니즘 (172)로부터의 신호를 나타내는 래스터링 속도(rastering speed); 전자기 브레이크 (150)으로부터의 신호를 나타내는 웹 제동력; CCVD 노즐과 재 방향 제어 (908)로부터의 증착 가스 및 액체 유속; 예열기/예냉기(126)으로부터의 예열기/예냉기 온도; 정압 센서(806 및 808)로부터의 정압; 온도 센서로부터의 벤츄리 온도; 및 웹 주사 검사 시스템(186)으로부터의 광학 또는 다른 입력을 포함한다. 출력은 구동 모터 (140) 제어 회로(910); 전자기 브레이크(150) 제어 회로(912); 횡방향 모터(174) 제어 회로(914); 증착 가스, 액체 및 재방향 흐름 제어 회로(916)(펌프, 밸브 등); 가열기/냉각기(126; 또는 다른 장치) 제어 회로(918); 슬라이드 밸브 (182) 서보 모터 제어기(920; 만일 슬라이드 밸브(182)의 자동 제어가 필요한 경우); 및 웹 주사 검사 시스템 제어 회로(922 ; 필요한 경우)를 포함한다.

코팅 공정 동안에 사용된 다양한 제어 인자들은 최종 코팅막의 질을 기초로 하여 미리 설정된다. 구동 모터에 의하여 미리 설정된 바와 같은 웹 속도는 코팅막의 두께에 영향을 미치며, 대부분의 어플리케이션은 비교적 저속(5 내지 200mm/분)이다. 나아가, 웹 속도는 균일할 필요가 없으나, 펄스화된 단계별, 점차적인 증가 및 감소일 수 있으며 또는 전체적으로 정지할 수 있다. 이러한 한 예는 배치(batch) 증착을 포함하며, 여기서 웹은 특정 부분이 플리넘 내에 있을 때까지 구동되며, 그후 정지한다. 증착은 원하는 코팅막이 코팅될 때까지 특정 부분상에서 계속될 것이며, 그 후 플리넘 내로 웹(들)의 다른 부분이 로딩되는 반면에 플리넘으로부터 특정 부분을 제거하기 위하여 웹(들)은 구동될 것이다. 롤 대 롤 코터에 관하여 설명된 유연한 웹 대신 증착 벽을 위한 펀넬의 사용을 고려하기 위한 다른 단계를 수행할 수 있다. 이러한 형태의 배치 증착에서, 플리넘의 하나 이상의 벽은 제거될 수도 잇고 유연하지 않은 다수의 펀넬을 코팅하기 위하여 제거될 수 있다. 이는 롤화된 웹(rolled web)의 사용만큼 효율적이지 않은 반면에 일부 어플리케이션은 유연하지 않은 기판의 코팅을 요구할 수 있다. 유연한 웹은 브레이크로의 전류를 변화시켜 전자기 제동력을 조정함으로서 특별한 장력을 받게 할 수 있다. 벤츄리 온도 센서와 함께 정압 센서를 사용하여 측정된 바와 같이 또한 슬라이드 밸브에 의하여 제어된 바와 같이 증착 가스 유속은 비교적 고속이다. 플리넘을 통한 증착 가스의 특별한 유속은 플리넘의 규격, 증착되는 재료, 사용된 캐리어 가스, 플리넘을 통한 웹의 속도 및 다른 기준을 포함하는 여러 가지 요소들에 따라 달라질 것이다. 구리 상에 백금/실리카의 증착을 위하여 610mm×6mm의 횡단면을 가진 플리넘이 사용되었다. 이 응용을 위한 일반적인 유속은 14,000리터/분이다. 명백하게, 이 응용 및 다른 응용을 위하여 다른 유속이 사용될 수 있으며, 가장 좋은유속은 실험을 통하여 결정된다. 슬라이드 밸브를 위한 수동 제어가 보통 충분하며, 이들은 서보 모터에 의하여 제어될 수 있어 가동 중에 압력 형상(pressure profile)이 변화된다. 만일 받아들이기 어려운 증착 품질이 감지된다면 경보를 제공하기 위하여 웹 주사 검사 시스템에 의하여 수집된 정보가 사용될 수 있으며, 또는 롤 대 롤 코터의 자동 차단이 이용될 수 있다. 이들을 실행하기 위하여 필요한 이들의 모든 서브 루틴(sub-routine) 및 회로는 기상 증착 분야의 숙련된 수준의 종사자들에게 잘 알려져 있으며, 그 이상의 설명은 필요한 것으로 간주되지 않는다.

도 1 내지 도 9 및 도 19를 참고하여 설명된 롤 대 롤 코터는 특히 고온 가스로 포일을 코팅하기에 적합하다. 따라서, 다양한 장치들이 본 발명의 본 실시예와 관련하여 설명되었으며, 고온의 가스로 처리될 때 열 팽창 및 수축을 겪은 유연한 포일을 취급하기 위한 이점들이 발견된다. 그러나, 본 발명의 플리넘 개념은 시트 금속 또는 어떤 플라스틱의 롤과 같은 보다 강성 재료의 이동 웹을 코팅하기에 적합하다. 코탱 재료는 화염원(CCVD) 또는 다른 증기원에 의하여 형성된 바와 같은 가스 흐름에 의하여 운반될 수 있으며, 또는 액체 코팅 재료가 스프레이에 의하여 덮혀질 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 이동 웹들(2개 이상)의 배열은 내측으로 향하는 웹의 표면을 따라서 코팅이 일어나는 다수의 측부를 갖는 플리넘을 형성하기 위하여 배열된다. 코팅 재료는 흐르는 증기 형태일 수 있으며, 또는 플리넘 내에 위치한 스프레이 장치로부터 분사된 액체일 수 있다. 육각형 플리넘 형태로 배치된웹(1002)의 배열(1000)이 도 10 및 도 11에 도시된다. 6개의 웹들(1000)이 도시된 반면에, 이동중인 웹(1000)의 수는 위의 도 1 내지 도 9 실시예에 관하여 설명된 바와 같은 2개보다 작을 수 있으며 실제와 일치하는 어떤 수일 수 있다. 3개 이상의 이동 웹(1002)으로서, 웹(1002)으로부터 도 1 내지 도 9 실시예에 관련하여 위에서 설명된 측부 댐과 같은 증기 댐을 필요로 하지 않고 전체 플리넘 어레이(1000)가 형성될 수 있다. 웹(1002)이 많을 수록 다각형 형상은 원형으로 더욱 근접하게 접근할 것이다. 플리넘의 나머지 부분을 형성하는 고정 측벽과 관련한 플리넘을 형성하기 위하여 단일의 이동 웹이 사용될 수 있다. 각 웹은 공급 롤(1004)로부터 테이크 업 롤(1006)까지 감겨진다(공급 롤 및 테이크 업 롤이 반대로 될 수 있음을 이해하여야 한다). 증기 형태의 코팅 화학 용액을 제조하기 위하여 화학 용액이 연소되는 화염(1008)이 도시된다. 화염(1008)의 뱅크(bank)가 원형으로서 도시된 반면에, 다른 형상이 사용될 수 있다. 이러한 한 예는 중심적으로 위치한 화염이며, 이는 플리넘 내의 다수의 기판에서의 코팅 재료를 안내하기 위하여 주변을 선회할 것이다. 플리넘 배열(1000) 상에 배치된 배기 후드(1010)는 플리넘 배열의 상부로부터 배기 가스를 뽑아내기 위하여 배기 팬(도시되지 않음)을 포함하며, 그로 인하여 플리넘을 통한 가스의 상향 흐름을 촉진시킨다. 화염원(1008)에 의하여 생성된 기화된 코팅 화학 용액이 화살표 1012 방향으로 플리넘(1000)을 통하여 상향 이동하기 때문에 증착 화학 용액은 플리넘(1000)의 벽, 즉 웹(1002)의 내측을 향한 표면과 접촉하여 이들 표면을 코팅한다.

플리넘(1000)이 충분하게 높으면(길면), 실질적으로 모든 코팅 화학 용액들이 웹(1002)의 내부 표면에 접촉하여 코팅되는 것을 기대할 수 있다. 그러나, 보다 실제적일 수 있는 보다 짧은 플리넘 내에서는 플리넘(1000)의 벽을 향하여 가스를 재 안내하는 것이 바람직할 수 있다. 도 10 그리고 특히 도 12에 도시된 확대된 부분을 갖는 도 11에 다수의 구멍들(1022)을 갖는 신장된 튜브(1020) 형태의 에어 흐름 수단이 도시된다. 에어 또는 질소와 같은 가스는 튜브(1020)를 통하여 하향 유동하며, 따라서 가스는 구멍을 빠져나가고 구멍(1022)을 통하여 가스를 안내한다. 그로 인하여 위로 흐르는 가스를 플리넘(1000)의 측벽을 향하여 안내하고, 증착 화학 용액의 대부분이 플리넘(1000)의 측벽과 접촉하여 이를 코팅시킨다. 롤 대 롤 코터(10) 및 플리넘(1000)의 설명이 수직 방향으로 이동하는 웹과 함께 논의된 반면에 다른 형상도 가능하다는 것을 이해하여야 한다. 플리넘은 수평일 수 있으며, 축들이 증착 재료 흐름에 수직을 이루는 공급 및 테이크 업 롤러를 갖는다. 증착 재료는 여러 가지 다른 방향으로 흐를 수 있으며, 본 발명의 주요 요지(이전에 설명한 바와 같이)는 플리넘의 형상이며, 여기서 플리넘의 대부분의 내부 벽은 코팅될 기판 표면 형태이다. 명백하게, 증착 재료의 수직 흐름은 가열 활성화된 전구체의 고유 열 상승 운동(updraft)의 도움을 받는다.

도 13에는 돔 형태의 기계적인 배플이 도시되며, 외측으로의 가스 흐름을 웹(1002)의 내측으로 향한 표면을 향하여 안내하기 위하여 배플은 플리넘(1000) 내에 축방향으로 배치된 스트러트(1032; strut)에 의하여 위로부터 지지된다. 배플 (1030)은 바람직하게는 플리넘의 내부 벽(도 10 및 도 11 예의 6개의 측부)과 유사한 형상이다. 스트러트(1032)는 플리넘의 다른 위치들에서 배플(1030) 위치로 이동가능할 수 있으며, 또는 배플(1030)은 신장될 수 있어 긴 거리에 걸쳐 보다 좁은 공간을 제공하며, 그로 인하여 웹(1002) 상에 보다 많은 코팅 재료를 증착한다.

도 11의 장치가 연소에 의한 기상 증착용 화학 용액을 제조하기 위한 화염 원을 도시하는 반면에, 화학 기상 증착은 다른 방법에 의하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 만일 웹(1002)이 시트 금속이면, 웹이 외부 히터(1001)에 의하여 수직으로 이동하고 기화된 전구체 화학 용액이 플리넘(1000)을 통하여 유도되기 때문에 웹은 가열 될 수 있다. 전구체 화학 용액이 가열된 측벽에 접촉할 때, 화학 용액은 분해되어 상향 이동하는 이동 웹(1002)의 내측을 향하는 표면 상에 코팅막을 형성한다.

일부 경우에서, 코팅 재료는 기화된 형태일 필요가 없다. 이동 웹(1002)의 플리넘(1000)이 도 14에 도시된다. 다수의 스프레이 노즐(1042) 및 유체 코팅 재료의 안내 스프레이(1044)를 운반하는 회전 장치를 종단에 갖는 유체 도관(1040)이 배열(1000) 내에 중심적으로 배치되며, 안내 스프레이는 웹의 내측으로 향한 표면을 향한다. 이 방법에서, 다수의 웹들은 동시에 코팅될 수 있다. 이 예에서 이동 웹(1002)이 수직 방향으로 배치되기 때문에 모든 측방향에서의 스프레이(1044) 상의 중력의 효과는 동일하며, 그로 인하여 웹(1002)의 이동 배열(1000)의 균일한 코팅이 이루어진다. 스프레이된 코팅 재료는 페인트, 에폭시 수지와 같은 접착제 등일 수 있다.

다른 스프레이 안내 수단이 도 15 내지 도 18에 도시되어 있다. 도 15는 도 14의 스프레이 노즐(1042)의 변형을 도시하며, 여기서 노즐(1500)과 함께 중앙 튜브(1504)를 회전시키기 위한 스프레이(1502)의 힘을 이용하기 위하여 스프레이 노즐(1500)는 각도를 갖는다. 도 16에서, 중앙 공급 튜브(1600)는 액체 스프레이를 디플렉션 플레이트(1602) 상으로 하향 안내한다. 스프레이는 플레이트(1602)에 의하여 웹 또는 기판(1002)를 향하여 외측으로 굴절된다. 도 17에서, 대안적인 디플렉터(deflecter)는 원추형 디플렉터(1700)의 형태로 도시된다. 원추형 디플렉터 (1700)는 보다 많은 재료를 외측(상향으로와 반대)으로 향하게 하며, 그로 인하여 증착 효율이 증가한다. 도 18에는, 팬형 디플렉터(1800)가 도시된다. 팬(1800)은 다수의 블레이드들(1802)를 가지며, 블레이들은 화살표 1804에 의하여 도시된 바와 같이 스프레이를 외측으로 향하게 한다. 스프레이의 힘은 또한 팬(1800)을 회전(스프링클러 시스템과 유사)시키며, 이로 인하여 스프레이된 증착 재료가 기판 벽으로 보다 균일하게 분포된다.

도 20은 연속 공급 코터의 다른 실시예를 도시하며, 여기서 장치(2000)는 CCVD 또는 다른 적절한 기상 증착 방법을 이용하여 와이어 또는 테이프를 코팅하는데 적합하다. 와이어 또는 테이프(2001)는 공급 릴(2002; reel)로부터 바닥 안내 릴(2003)로 공급되며, 그후 펀넬(2004) 및 튜브(2005)를 통하여 상향 이송된다. 그후, 와이어 또는 테이프(2001)는 안내 릴(2006) 상부 주변으로 그리고 테이크 업 릴(2007)상으로 안내된다. 펀넬(2004)의 바닥에서, CCVD 노즐(2008)은 와이어 또는 테이프(2001) 상에 코팅막을 제조하기 위하여 기화된 코팅 재료원을 제공한다. 2개의 CCVD 노즐(2008)이 도시된 반면에, 이는 예시적인 것으로 이해되어야 하며 원하는 증착 속도에 따라 어떤 수의 노즐이 이용될 수 있다. 나아가, 가열된 증착 가스생성원이 가장 적합할지라도 증착 가스 장치(2000)는 마찬가지로 다른 기상 증착원과 함께 사용될 수 있어 튜브(2005)에 의하여 생성된 상향 대류 효과를 이용한다. 다. 상단에서 바닥으로 튜브(2005) 내부가 비교적 일정한 온도를 유지하는 반면에, 이 상향 대류 효과는 튜브(2005)를 통하여 증착 가스를 위로 운반한다. 일정한 온도는 와이어 또는 테이프(2001)가 이상 증착 온도에서 증착 가스에 오랜 노출을 받은 결과를 낳는다. 이는 효율적인 증착 공정의 결과뿐만 아니라 코팅막의 질을 저하실킬 수 있는 입자의 그레인 형성 기회를 또한 감소시킨다. 둘 이상의 와이어 또는 테이프 스트랜드(strands)는 튜브를 통하여 동시에 안내될 수 있어 장치(2000)의 효율을 더 증가시킨다. 은 외부 코팅막을 갖는 초전도성 테이프 상에 우수한 실리카의 코팅막을 형성하기 위한 장치(2000)가 도시된다. 동일한 전기적 절연도를 제공하는 반면에 이들 코팅막들은 선행 기술의 코팅막보다 매우 얇다(선행 기술 코팅막에서의 1밀(mil)과 같이 두꺼운 것과 대조적으로 수 미크론). 보다 얇은 코팅막을 제공함으로서 횡단면적당 많은 권취수(turns)를 갖는 초전도성 코일을 형성하기 위하여 테이프는 이용될 수 있으며, 따라서 이들 코일에 의하여 생성되는 자기장이 증가된다.

본 발명이 어떤 바람직한 실시예에 관하여 설명된 반면에, 본 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 명백한 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 예를 들어, 코팅되는 재료가 포일일 때, 다수의 블레이드들이 침니(chimmy)의 상단과 다수의 평행 테이크-업 롤 사이에 배치될 수 있으며, 그로 인하여 원하는 규격의 코팅된 재료의 롤이 제공될 수 있다. 마찬가지로, 테이크 업롤러 대신에, 코팅된 웹 재료는 전에 설명된 바와 같은 하류 처리 장치에 의하여 직접적으로 테이크 업될 수 있으며, 본 발명의 목적을 위하여 이것들은 테이크 업 롤러와 등가물로 고려된다.

연속 공급 코터의 전체적인 규격(높이, 폭, 길이)은 요구되는 기판 규격을 조정하도록 설계될 수 있다. 기판 규격은 특별한 어플리케이션 및 사용 분야에 좌우된다. 전자 인쇄 와이어링 기판용 내장 레지스터 분야에서 구리 포일 기판 상에 백금/실리카 코팅막을 형성하기 위하여 포일의 폭은 610mm 내지 737mm 사이에서 변화되며, 더욱이 1,220mm 정도로 넓을 수 있다. 롤 대 롤 코터의 폭은 물론 포일의 취급에 편의를 위하여 다소 넓어져야 한다.

실험예

본 실험예에서, 도전성 기판 상에 전기적으로 저항성의 층을 만들기 위하여 2매의 구리 포일 상에 백금/실리카 코팅막을 형성하였다. 코팅막을 형성하기 위하여 상술한 롤 대 롤 코터를 이용하였다. 40 그램의 백금(Ⅱ) 시코옥타디안 (cychooctadiene), 8 그램의 도데실라민(dodecylamine), 27그램의 테트라에틸 오소실리케이트(TEOS), 750 그램의 톨루엔 및 4455 그램을 함유한 용액을 노즐당 약 4.85cc/분의 유속을 갖는 2개의 CCVD 노즐로 공급하였다. 4.1 리터/분의 팁(tip) 산소일 때, 약 3.15 암페어(amp)의 전류를 CCVD 노즐의 저항적으로 가열된 아토마이저(atomizer)로 공급하였다. 리다이렉트 에어가 43 리터/분의 속도로 중앙 리다이렉트(redirect)로 공급되었다. 구리 포일이 플리넘을 통하여 21.6mm/분의 속도로 공급되었다. 플리넘을 통한 가스의 유량이 약 14,000리터/분의 속도일 때 플리넘내의 온도는 약 90℃에서 유지되었다. 약 90 나노미터 두께의 저항성 층으로 7.2미터 길이의 2개의 구리를 코팅하기 하기 위하여 증착이 5시간 동안 계속되었다.

여기서 사용된 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적이며, 제한하려는 의도는 아니다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같은 단일 형 관사(a, an 및 the)는 상황이 명확하게 설명되지 않는 한 복수의 지시 대상들을 포함한다.

공보들이 참고가 된 본 출원 전체에서, 본 발명이 속하는 기술의 상태를 보다 완전하게 설명하기 위하여 그들 전체 내의 이들 공보의 설명들은 본 명세서에서 참고적으로 설명된다.

Claims

증착 플리넘(deposition plenum)의 내부 벽들;

연속적으로 또는 간헐적으로 이동하는 재료의 기판을 포함하는 적어도 2개의 벽들; 및

상기 이동 재료에서 코팅 재료를 안내하기 위한 상기 플리넘과 관련된 코팅 수단을 포함하는 증착 플리넘.
제 1 항에 있어서, 상기 플리넘의 적어도 3개의 벽은 연속적으로 또는 간헐적으로 이동하는 재료의 기판을 포함하며 상기 코팅 수단은 상기 이동 재료에서 코팅 재료를 안내하는 증착 플리넘.
제 1 항에 있어서, 상기 코팅 수단은 상기 플리넘 내의 제 1 위치에서 증기 형태의 코팅 재료를 제공하며, 상기 플리넘 내에 압력 차이가 제공되어 상기 플리넘 내의 제 2 위치로 상기 증기가 빨아들여지며 상기 코팅 재료는 상기 플리넘과 연속적으로 또는 간헐적으로 유동하는 재료의 인접하는 상기 기판을 통하여 유동하여 그로 인하여 상기 기판을 코팅하는 증착 플리넘.
제 3 항에 있어서, 상기 코팅 수단은 전구체 화학 용액으로부터 상기 코팅 재료의 증기를 생산하는 화염원(flame source)을 포함하는 증착 플리넘.
제 3 항에 있어서, 상기 기판은 외부 원에 의하여 가열되며, 증기 형태의 상기 코팅 재료는 상기 이동 재료 상에 코팅막을 형성하기 위하여 기판 상에서 분해되는 증착 플리넘.
제 3 항에 있어서, 이동 재료의 각 벽 상에서 상기 코탱 재료는 한 표면 상에서 증착되며, 한 표면들 각각은 상기 코팅 재료를 분해하기 위하여 가열되며 이동 재료의 각 벽의 반대 표면은 냉각되는 증착 플리넘.
제 3 항에 있어서, 상기 압력 차이를 생성하기 위하여 상기 플리넘 내의 제 2 위치에 배치된 배기 수단을 더 포함하며, 그로 인하여 상기 플리넘과 연속적으로 또는 간헐적으로 유동하는 재료의 인접하는 상기 기판을 통하여 상기 코팅 재료가 빨아들여져 상기 기판을 코팅하는 증착 플리넘.
제 3 항에 있어서, 기화된 코팅 재료를 이동 재료의 상기 벽을 향하여 안내하기 위한 추가적인 수단을 포함하는 증착 플리넘.
제 8 항에 있어서, 안내를 위한 상기 추가적인 수단은 상기 플리넘과 관련된 가스 흐름 수단을 포함하는 증착 플리넘.
제 8 항에 있어서, 안내를 위한 추가적인 수단은 상기 플리넘 내에 배치된 배플(baffle)인 증착 플리넘.
제 1 항에 있어서, 상기 코팅 수단은 플리넘 내의 기판을 코팅하는 액체 코팅 재료의 스프레이를 제공하는 증착 플리넘.
제 1 항에 있어서, 연속적 또는 간헐적으로 이동하는 재료의 기판은 상기 증착 플리넘의 내부 벽 전체 면적의 적어도 40%를 형성하는 증착 플리넘.
제 12 항에 있어서, 연속적 또는 간헐적으로 이동하는 재료의 기판은 상기 증착 플리넘의 내부 벽 전체 면적의 적어도 50%를 형성하는 증착 플리넘.
제 13 항에 있어서, 연속적 또는 간헐적으로 이동하는 재료의 기판은 상기 증착 플리넘의 내부 벽 전체 면적의 적어도 75%를 형성하는 증착 플리넘.
제 14 항에 있어서, 연속적 또는 간헐적으로 이동하는 재료의 기판은 상기 증착 플리넘의 내부 벽 전체 면적의 적어도 95%를 형성하는 증착 플리넘.
제 15 항에 있어서, 연속적 또는 간헐적으로 이동하는 재료의 기판은 상기 증착 플리넘의 내부 벽 전체 면적의 적어도 99%를 형성하는 증착 플리넘.
제 12 항에 있어서, 상기 기판은 시트 재료의 유연한 웹인 증착 플리넘.
제 17 항에 있어서, 상기 웹은 연속적인 형태로 이동하여 상기 코팅 재료가 상기 웹 상에 균일하게 증착되는 증착 플리넘.
제 18 항에 있어서, 시트 재료의 상기 웹은 간헐적인 형태로 이동하여 연속되는 부분들이 상기 플리넘 내로 공급되고 코팅되며, 그후 상기 플리넘 밖으로 이동되는 증착 플리넘.
제 1 항에 있어서, 상기 기판은 적어도 하나의 강성 재료의 패널을 포함하는 증착 플리넘.
제 12 항에 있어서, 상기 기판은 다수의 강성 재료의 패널들을 포함하는 증착 플리넘.
제 21 항에 있어서, 상기 강성 패널들은 서로 연결되어 있으며 연속적인 형태로 상기 플리넘을 통하여 이동하는 증착 플리넘.
제 21 항에 있어서, 상기 강성 패널들은 서로 연결되어 있으며 간헐적인 형태로 상기 플리넘을 통하여 이동하여 연속되는 패널들이 플리넘 내로 공급되고 코팅되며, 그후 상기 플리넘 밖으로 이동되는 증착 플리넘.
제 20 항에 있어서, 적어도 하나의 재료의 강성 패널은 코팅막이 그 위에 증착된 후 상기 플리넘으로부터 제거되며, 다른 코팅되지 않은 재료의 강성 패널로 교체되는 증착 플리넘.
재료의 2개의 롤로된 웹 형태인 2개의 기판을 코팅하기 위한 장치에 있어서,

웹 기판의 각 코팅되지 않은 부분을 공급하고 지지하기 위한 2개의 공급 수단;

코팅 영역을 통하여 각 웹 기판을 안내하고 증착 플리넘을 형성하기 위하여 상기 코팅 영역 내에서 서로 가까운 2개의 웹 조정부;

웹 기판의 각 코팅된 부분을 지지하고 공급 롤러로부터 코팅 영역을 통하여 그들의 각 테이크 업 수단 상으로 각 웹 기판을 구동하기 위한 2개의 테이크-업 수단; 및

증착 플리넘으로 코팅 재료를 제공하기 위한 코팅 재료원을 포함하는 장치.
제 25 항에 있어서, 웹은 상기 증착 플리넘 내에서 수직으로 향하며, 상기 코팅 재료원은 증착 플리넘의 바닥에 위치하며, 상기 장치는 증착 플리넘의 상부에 배기 시스템을 포함하여 웹 재료가 상기 증착 플리넘의 바닥으로부터 증착 플리넘의 상부로 2개의 웹 사이로 유동하는 장치.
제 26 항에 있어서, 2개의 웹 조정부 각각은 다수의 아치형 바를 포함하며, 각 아치형 바는 수평선을 따라 각 웹을 지지하며, 그로 인하여 각 웹 내에 굽힘부가 형성되며, 여기서 코팅 재료가 증착 플리넘 내에서 난류 영역을 형성하는 굽힘부를 지나 유동할 때 코팅 재료는 재안내되는 장치.
제 27 항에 있어서,

웹 조정부들중의 한 조정부 상의 각 아치형 바는 웹 조정부들중의 다른 조정부 상의 아치형 바와 결합되어 아치형 바들은 쌍으로 정렬되며,

아치형 바의 최상단 및 최하단 쌍은 제 1 거리에 의하여 분리되며,

아치형 바의 중앙부 쌍은 제 2 거리에 의하여 분리되되, 제 2 거리는 제 1 거리 보다 작고,

아치형 바의 중앙부 쌍과 아치형 바의 최상단 및 최하단 쌍들 사이의 아치형 바의 쌍은 제 3 거리에 의하여 분리되되, 제 3 거리는 제 2 거리보다는 크고 제 1 거리보다는 작은 장치.
제 28 항에 있어서, 각 아치형 바들은 수평선을 따라 다수의 구멍을 포함하며, 각 구멍은 각 아치형 바와 각 웹 사이에 가압된 가스를 제공하며, 그로 인하여 낮은 마찰의 에어 베어링을 형성하는 장치.
제 27 항에 있어서, 상기 2개의 웹 조정부 각각은 진공 척(vacuum chuck)을 포함하며, 각 진공 척은 각 웹을 지지하여 웹이 진공 척에 대하여 지지되어 각 웹이 증착 플리넘을 통하여 이동할 때 각 웹은 주름지지 않는 장치.
제 27 항에 있어서, 각 배기 시스템은 웹의 폭과 평행한 폭을 가지며, 상기 배기 시스템은 플리넘의 폭을 가로질러 이격된 다수의 런너(runner)를 포함하되, 각 런너는,

벤츄리; 및

상기 벤츄리 내의 슬라이드 밸브를 포함하되, 상기 슬라이드 밸브는 상기 벤츄리를 통하여 흐르는 코팅 재료의 양을 변화시키기 위하여 조정 가능하여 증착 플리넘의 폭을 가로지르는 차동 압력(differential pressure)은 제어될 수 있어 웹 상에 보다 균일한 코팅막을 제공하는 장치.
제 31 항에 있어서, 각 런너는 상기 벤츄리 내에 런너 정압 센서를 더 포함하는 장치.
제 32 항에 있어서, 각 런너는 상기 벤츄리 내에 런너 온도 센서를 더 포함하는 장치.
제 33 항에 있어서, 상기 배기 시스템은 배기 시스템 정압 센서를 더 포함하며, 상기 런너 정압 센서, 런너 온도 센서 및 상기 배기 시스템 정압 센서는 상기 슬라이드 밸브의 제어를 위한 피드백(feedback)을 제공하는 장치.
제 25 항에 있어서,

다수의 횡 바에 의하여 서로에 대하여 부착된 제 1 및 제 2 측부 플레이트를 포함하는 프레임; 및

2개는 상기 제 1 측부 플레이트를 지지하며, 다른 2개는 상기 제 2 측부 플레이트를 지지하는 4개의 레그를 더 포함하되, 여기서

2개의 공급 수단, 2개의 웹 조정부 및 2개의 테이크 업 수단은 상기 제 1 및 제 2 측부 플레이트에 부착되고 상기 제 1 및 제 2 측부 플레이트에 의하여 지지되는 장치.
제 35 항에 있어서, 2개의 공급 수단 및 2개의 테이크 업 수단 각각은 제 1 및 제 2 조정 메커니즘을 이용하여 상기 제 1 및 제 2 측부 플레이트에 회전 가능하게 부착된 롤러들로서, 하나는 각 롤러 종단 상에 있어 웹의 휨을 조정하기 위하여 조정 메커니즘은 각 롤러의 종단과 각 측부 플레이트의 외측 엣지(edge) 간의 거리를 조정할 수 있는 장치.
제 36 항에 있어서, 상기 각 조정 메커니즘은,

각 측부 플레이트의 외측 엣지에 부착된 렛지(ledge);

상기 렛지의 상단에 슬라이딩 가능하게 장착된 베어링 블록; 및

상기 각 측부 플레이트의 외측 엣지 내의 나선이 형성된 구멍 내에 장착되되, 상기 베어링 블록에 접촉하는 한 종단을 포함하는 나선이 형성된 패스너를 포함하되,

여기서, 상기 나선이 형성된 구멍 내로 및 밖으로의 나선이 형성된 패스너의 나사 결합은 베어링 블록과 각 측부 플레이트의 외측 엣지 사이의 거리를 조정하여 웹의 휨을 위하여 조정하는 장치.
제 25 항에 있어서, 증착 플리넘으로 진입하기 전에 웹의 온도를 조정하기 위한 2개의 웹 온도 컨트롤러를 더 포함하는 장치.
제 38 항에 있어서, 2개의 웹 온도 컨트롤러 각각은 예열기를 포함하는 장치.
제 38 항에 있어서, 상기 2개의 웹 온도 컨트롤러 각각은 예냉기를 포함하는 장치.
제 25 항에 있어서, 상기 테이크 업 수단은 종동 테이크 업 롤러를 포함하며, 상기 장치는 상기 종동 테이크 업 롤러에 슬립 시트를 공급하기 위한 2개의 슬립 시트 롤러를 더 포함하고, 슬립 시트는 코팅된 웹 기판의 인접한 층들 사이에서 종동 테이크 업 롤러에 감겨진 장치.
제 25 항에 있어서, 2개의 웹 조정 부는 각 웹 기판을 안내하기 위한 상부 및 하부 탄젠트 롤러를 포함하며, 웹 기판은 증착 플리넘을 통하여 상기 하부 탄젠트 롤러 주변의 상기 2개의 공급 수단으로부터 하부 탄젠트 주변과 상기 테이크 업 수단 상으로 돌려지는 장치.
제 42 항에 있어서, 상기 상부 및 하부 탄젠트 롤러는 상기 제 2 및 제 2 측부 플레이트에 회전 가능하게 장착된 장치.
제 42 항에 있어서, 상부 및 하부 탄젠트 롤러는 다수의 구멍을 포함하며, 상기 구멍들은 상기 상부 및 하부 탄젠트 롤러와 각 웹 사이에 가압된 공기를 제공하여, 그로 인하여 낮은 마찰력의 에어 베어링을 형성하는 장치.
제 42 항에 있어서, 상기 2개의 웹 조정 부는 공급 롤러를 포함하며, 공급 롤러는 상기 하부 탄젠트 롤러와 상기 공급 수단 아래 및 그 사이에 위치하며, 상기 각 웹은 상기 공급 롤러 근처의 상기 공급 수단으로부터 상기 하부 탄젠트 롤러로 돌려지며, 그로 인하여 증착 플리넘 내로 코팅 재료를 돌리기 위한 텐트형 입구 영역을 형성하는 장치.
제 45 항에 있어서, 상기 공급 롤러는 상기 제 1 및 제 2 측부 플레이트에 회전 가능하게 장착된 장치.
제 45 항에 있어서, 상기 공급 롤러는 다수의 구멍들을 포함하며, 상기 구멍들은 상기 공급 롤러와 각 웹 사이에 가압된 공기를 제공하여, 그로 인하여 낮은 마찰력의 에어 베어링을 형성하는 장치.
제 45 항에 있어서, 상기 텐트형 유입 영역은 기화된 코팅 재료를 증착 플리넘 내로 돌리기(routing) 위한 제 1 및 제 2 하부 측부 댐을 포함하는 장치.
제 25 항에 있어서, 증착 플리넘은 2개의 웹들 사이에 코팅 재료를 유지하기 위한 제 1 및 제 2 측부 에어 댐을 더 포함하며, 그로 인하여 제 1 및 제 2 측부 에어 댐과 2개의 웹은 증착 플리넘의 4개의 가장 깊숙한 벽을 형성하는 장치.
제 25 항에 있어서, 코팅 재료원은 상기 코팅 재료가 기화되는 버블러 (bubbler)를 포함하는 장치.
제 25 항에 있어서, 코팅 재료원은 상기 코팅 재료가 기화되는 승화기 (sublimer)를 포함하는 장치.
제 25 항에 있어서, 상기 코팅 재료원은 기화기를 포함하는 장치.
제 25항에 있어서, 상기 코팅 재료원은 분무기(nebulizer)를 포함하는 장치.
제 25 항에 있어서, 상기 코팅 재료원은 적어도 하나의 연소 화학 기상 증착 노즐을 포함하는 장치.
제 25 항에 있어서, 상기 코팅 재료원은 적어도 두 개의 연소 화학 기상 증착 노즐을 포함하는 장치.
제 25 항에 있어서, 상기 코팅 재료원은 가스 제트를 더 포함하는 장치.
제 55 항에 있어서, 적어도 두 개의 연소 기상 증착 노즐은 위로 그리고 특정 각도로 서로를 향하며, 가스 제트는 위로 그리고 2개의 연소 화학 기상 증착 노즐 사이의 중간부분을 향하며, 그로 인하여 상기 증착 플리넘 내로 기화된 코팅 재료를 향하게 하는 장치.
제 54 항에 있어서, 상기 코팅 재료원은,

상기 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐이 장착되는 지지 플레이트;

상기 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐 상에 장착되며, 기화된 코팅 재료를 증착 플리넘으로 통과 유입시키기 위하여 중심적으로 위치한 개구를 포함하는 절연 플레이트; 및

상기 지지 플레이트 및 절연 플레이트가 장착되는 횡방향 메커니즘을 더 포함하되, 상기 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐은 상기 중심적으로 위치한 개구 바로 아래에 장착되며, 상기 횡방향 메커니즘은 상기 지지 플레이트, 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐 및 절연 플레이트를 증착 플리넘의 폭을 가로질러 전후로 이동시켜, 그로 인하여 웹을 가로질러 기화된 코팅 재료를 균일하게 분배하는 장치.
제 58 항에 있어서, 상기 코팅 재료원은 적어도 두 개의 연소 화학 기상 증착 노즐을 포함하는 장치.
제 59 항에 있어서, 상기 코팅 재료원은 상기 지지 플레이트 상에 장착된 가스 제트를 더 포함하는 장치.
제 60 항에 있어서, 상기 적어도 2개의 연소 화학 기상 증착 노즐은 위를 향하고 특정 각도에서 서로를 향하며, 상기 가스 제트는 위를 향하고 상기 화학 기상 증착 노즐 사이의 중앙부를 향하며, 그로 인하여 상기 중심적으로 위치한 개구를 통하여 상기 기화된 코팅 재료를 상기 증착 플리넘 내로 안내하는 장치.
제 61 항에 있어서, 상기 적어도 2개의 화학 기상 증착 노즐과 상기 가스 제트는 유연한 공급 튜브를 통하여 그들 각각의 증착 전구체 및 다른 가스를 공급하며, 상기 유연한 공급 튜브는 유연한 도관으로 둘러싸여져 횡방향 메커니즘이 상기 지지 플레이트, 상기 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐, 상기 가스 제트 및 상기 절연 플레이트를 전후로 이동시킬 때 유연한 공급 튜브를 보호하는 장치.
제 62 항에 있어서, 웹 주사 검사 시스템을 더 포함하되, 상기 검사 시스템은 웹이 증착 플리넘을 이탈한 후 그리고 상기 웹이 상기 테이크 업 수단에 의하여 테이크 업되기 전에 양 웹의 폭을 주사하는 장치.
제 63 항에 있어서, 상기 웹 주사 검사 시스템은,

제 1 트랙 및 제 2 트랙;

상기 제 1 트랙 상에 장착된 제 1 검사 셔틀 및상기 제 2 검사 트랙 상에 장착된 제 2 검사 셔틀을 포함하되,

상기 제 1 및 제 2 검사 셔틀은 그들의 각 웹의 폭을 가로질러 그들의 각 트랩을 따라 전후로 이동하며,

상기 제 1 및 제 2 검사 셔틀은 코팅막의 두께, 코팅막의 에피택셜 특성 및 코팅막의 평탄도(smoothness)중 적어도 하나를 위하여 웹 상의 코팅막을 검사하는 도구를 포함하는 장치.
제 25 항에 있어서,

웹 속도 지시 수단;

코팅재료 유속 지시 수단;

상기 2개의 테이크-업 수단을 구동하고 관련된 구동 제어 회로에 의하여 제어되는 2개의 구동 수단;

코팅 재료 흐름 제어 회로;

웹 검사 수단; 및

컴퓨터 기반 제어 시스템을 포함하되; 여기서

상기 컴퓨터 기반 제어 시스템은 상기 웹 속도 지시 수단, 상기 코팅 재료 유속 지시 수단 및 상기 웹 검사 수단으로부터 신호를 수신하고, 이들 신호에 기초하여 상기 구동 제어 회로 및 상기 코팅 재료 흐름 제어 회로로 신호를 제공하는 장치.
제 65 항에 있어서,

상기 코팅 재료원은 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐, 지지 플레이트를 포함하되, 상기 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐은 상기 지지 플레이트, 절연 플레이트 상에 장착되며, 상기 절연 플레이트는 상기 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐 위에 장착되고 기화된 코팅 재료의 통과와 증착 플리넘으로의 유입을 위하여 중심적으로 위치한 개구를 포함하며, 상기 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐은 상기 중심적으로 위치한 개구 바로 아래에 장착되고, 횡방향 메커니즘은 횡방향 모터를 구비하며, 상기 지지 플레이트 및 상기 절연 플레이트는 상기 횡방향 메커니즘 상에 장착되고, 상기 횡방향 메커니즘은 상기 지지 플레이트, 상기 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐 및 상기 절연 플레이트를 증착 플리넘의 폭을 가로질러 전후로 이동시키며, 그로 인하여 기화된 코팅 재료를 웹을 가로질러 균일하게 분포시키고;

상기 컴퓨터 기반 제어 시스템은 횡방향 모터를 제어하여 상기 지지 플레이트, 상기 적어도 하나의 화학 기상 증착 노즐 및 상기 절연 플레이트의 증착 플리넘의 폭을 가로지르는 전후 이동 속도를 제어하는 장치.
폭을 가지며, 폭을 가로질러 이격된 다수의 런너(runner)를 포함하는 유체 흐름 제어 배기 시스템에 있어서, 각 런너는,

벤츄리; 및

상기 벤츄리 내의 슬라이드 밸브를 포함하되, 상기 슬라이드 밸브는 상기 벤츄리를 통하여 흐르는 유체의 양을 변화시키기 위하여 조정 가능하여 상기 배기 시스템의 폭을 가로지르는 차동 압력(differential pressure)은 제어될 수 있어 배기 시스템의 폭을 가로질러 특정 차동 흐름 패턴을 제공하는 유체 흐름 제어 배기 시스템.
제 67 항에 있어서, 상기 각 런너는 상기 벤츄리 내에 런너 정압 센서를 더포함하는 유체 흐름 제어 배기 시스템.
제 68 항에 있어서, 상기 각 런너는 상기 벤츄리 내에 런너 온도 센서를 더 포함하는 유체 흐름 제어 배기 시스템.
제 69 항에 있어서, 상기 배기 시스템은 배기 시스템 정압 센서를 더 포함하며, 상기 런너 정압 센서, 상기 런너 온도 센서 및 상기 배기 시스템 정압 센서는 상기 슬라이드 밸브의 제어를 위한 피드백(feedback)을 제공하는 유체 흐름 제어 배기 시스템.
제 70 항에 있어서, 상기 배기 시스템은 배기 팬을 더 포함하며, 배기 팬은 베기 시스템 정압 센서로부터의 신호에 기초하여 제어되는 유체 흐름 제어 배기 시스템.
롤로된 재료 웹 형태의 기판을 코팅하는 장치에 있어서,

웹 기판의 코팅되지 않은 부분들을 공급하고 지지하는 공급 수단;

상기 증착 영역 내의 인접 표면으로서 증착 플리넘을 형성하는 웹 기판을 코팅 영역을 통하여 안내하기 위한 웹 조정부;

웹 기판의 코팅된 부분을 지지하고, 코팅 영역을 통하여 공급 롤러로부터 상기 종동 테이크 업 롤러 상으로 웹 기판을 구동하기 위한 테이크 업 수단; 및

증착 플리넘으로 코팅 재료를 제공하기 위한 코팅 재료원을 포함하는 장치.
제 72 항에 있어서, 상기 공급 수단은 상기 테이크 업 수단 아래에 있어 웹이 증착 플리넘 내에 있는 동안 웹은 실질적으로 수직인 장치.
제 73 항에 있어서, 상기 웹 기판은 상기 증착 플리넘의 바닥으로부터 상기 증착 플리넘의 중앙 영역까지 상기 표면을 향하여 점차적으로 집중되고, 상기 증착 플리넘의 중앙 영역으로부터 상기 증착 플리넘의 상단까지 점차적으로 벌어지며, 그로 인하여 상기 증착 플리넘 내에 중앙 벤츄리 영역을 형성하는 장치.
와이어 또는 테이프를 코팅하기 위한 장치에 있어서,

수직 튜브;

적어도 하나의 증착 증기 원;

펀넬 및 수직 튜브를 통하여 와이어 또는 테이프의 코팅되지 않은 부분을 공급하고 지지하기 위한 적어도 하나의 공급 수단을 포함하는 장치.
제 75 항에 있어서, 적어도 하나의 증착 증기원으로부터 수직 튜브 내로 증착 증기를 안내하기 위한 증기 안내 수단을 더 포함하는 장치.
제 76 항에 있어서, 상기 증기 안내 수단은 펀넬을 포함하는 장치.