WO2004074542A1 - Hochvakuumbedampfungsanlage - Google Patents

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WO2004074542A1
WO2004074542A1 PCT/DE2003/000533 DE0300533W WO2004074542A1 WO 2004074542 A1 WO2004074542 A1 WO 2004074542A1 DE 0300533 W DE0300533 W DE 0300533W WO 2004074542 A1 WO2004074542 A1 WO 2004074542A1
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WO
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vacuum
evaporation
basket
chamber
slide
Prior art date
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PCT/DE2003/000533
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Winkler
Steffen Griehl
Thomas Will
Original Assignee
Creavac-Creative Vakuumbeschichtung Gmbh
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50—Substrate holders
    • C23C14/505—Substrate holders for rotation of the substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation

Definitions

  • the invention relates to a high vacuum evaporation system for the metallization of plastic parts, in particular for the deposition of copper to ensure the electromagnetic compatibility (EMC) of the plastic parts.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • metal layers can be deposited by evaporation from directly heated (boats, filaments; thermal evaporators) or indirectly heated evaporators (crucibles; e.g. anodic arc evaporators), by means of electron beam and cathodic vacuum arc evaporation and by sputtering. If you want to use the batch systems mostly from decorative coating technology, you will favor thermal evaporation. For this purpose, high-vacuum evaporation systems are known, which consist of a vacuum chamber, evaporation device, an inhalation device for the material to be evaporation, and associated peripheral devices.
  • Hochval iumbedampmngsanlagen consisting of an evacuatable vacuum chamber with a closable chamber, an electrical evaporation device for the metallic evaporation medium, a rotating basket for receiving and moving the material to be vaporized, a drive for rotating the rotating basket, an evacuation channel and associated power and media supply devices and Measuring and control device exist.
  • the rotating basket is rotated, for example, by means of a motor arranged on the chamber door and associated drive elements.
  • the drive elements engage in a corresponding counterpart of the rotating cage via a claw coupling and secure its movement. Due to the design, the necessary actions for replacing the electrically heatable evaporation elements and the metallic evaporation agent are carried out via an inspection opening on the side opposite the chamber door. This requires a large space in the installation of such systems.
  • the Changing the rotating basket and the evaporation device is time-consuming and requires high batch times.
  • the object of the invention is to provide a high vacuum deposition system which improves the productivity of these systems.
  • the object is achieved by a high-vacuum evaporation system for the metallization of plastic parts, in which the vacuum chamber (1) is constructed such that, via an open chamber door (2), a rotating basket (9) loaded with evaporation material and an evaporation device into the interior of the vacuum chamber (1) can be introduced.
  • the vacuum chamber (1) is a hollow cylinder lying horizontally on a frame and closed at its ends.
  • the vacuum chamber (1) is opened and closed via a chamber door (2).
  • the vacuum came (1) is in a known manner via a high-vacuum pump nozzle (19) with an evacuation port device for generating the high vacuum and a power and media supply device and a measuring and control device in connection.
  • the vacuum chamber (1) In the vacuum chamber (1) are a drive shaft (3) for the rotating basket (9), an element carrier (4) with guides (5) for the evaporation device, guides (6) for the rotating basket (9) and high-current couplings (7) for the electrical contact to the evaporation device arranged.
  • the vacuum chamber (1) On the side opposite the chamber door (2), the vacuum chamber (1) has a supply flange (8) with a vacuum-tight bushing for the high-current couplings (7).
  • the drive shaft (3) for the rotating basket (9) is arranged near the bottom of the vacuum chamber (1) and is driven by a motor located outside the vacuum chamber (1).
  • the element carrier (4) is on the side opposite the chamber door (2)
  • Valmum chamber (1) arranged. Guides (5) of the element carrier (4) extend into the
  • the guides (6) for the rotating basket (9) are attached on the right and left sides, inside near the bottom of the vacuum chamber (1).
  • Both the guides (5) for the evaporation device and the guides (6) for the rotating basket (9) have locking points.
  • the rotating basket (9) loaded with the material to be vaporized and the evaporation device can be introduced into the interior of the vacuum chamber (1) independently of one another.
  • the evaporation device is received by a carrier slide (10) on which busbars (11) and electrically heatable evaporation elements (12) with the metallic evaporation means are mounted in a known manner.
  • the carrier slide (10) consists of a stainless steel construction mounted on rollers.
  • the busbars (11) have a sword (13) on one side with which they make electrical contact via the correspondingly arranged high-current couplings (17).
  • a transport trolley is expediently used for this.
  • the supply flange additionally has a vacuum-tight feed-through for a pneumatic feed, which, via a corresponding counterpart on the support slide, ensures that the support slide retracts when the support slide moves in until the swords of the busbars come into contact with the high-current coupling.
  • the rotating basket (9) is used to hold the material to be vaporized. It consists in a known manner of a front and a rear annular metallic cover plate, between which rods are attached for fastening the parts to be steamed.
  • the rotating basket (9) is mounted on a rotating basket slide (15) on two axes.
  • the rotating basket slide (15) itself has rollers, via which it rotates with the rotating basket (9) when the chamber door (2) is open via the guides (6) on the floor
  • Vacuum chamber (1) can be extended and retracted.
  • the rotating basket slide (15) consists of a frame construction with 2 axes (16) and (17) with rollers on which the rotating basket (9) can be stored and guided.
  • the rotary basket slide (15) has a mechanism which can be actuated via a lever (18) and with which one of the axes of the rotary basket slide (17) can be lowered. This makes it possible to lower the rotary basket (9) onto the drive shaft (3) due to its own weight when the rotary basket slide (15) with rotary basket (9) is inserted into the vacuum chamber (1).
  • the rotating basket (9) then lies on one side on the drive shaft (3) and on the other side on the rollers of the non-lowered axis (16) of the rotating basket carriage (15).
  • the rotating basket slide (15) with the rotating basket (9) resting on it can be moved into and out of the vacuum chamber (1).
  • a transport trolley is expediently used, the transport of which corresponds to the height of the rotating basket slide (15) to be moved.
  • the rotary basket slide (15) can be locked in a defined position when entering the vacuum chamber (1). This ensures uniform vaporization on the one hand and secures a defined rotary movement on the other.
  • the high vacuum steam trap system has at least one high vacuum pump connection for connection to the evacuation device.
  • the Valcuurr ⁇ cammer (1) has a high vacuum pump nozzle (19) which is arranged obliquely to the axis at the non-visible end of the vacuum chamber (1) and which is connected to the evacuation device. This means that the start pressure for steaming can be reached quickly in the interior of the rotating basket (9) as well as in the space between the rotating basket (9) and the wall of the vacuum chamber (1) via the evacuation direction. This is particularly advantageous in the case of EMC shielding coating, since the rotary basket (9) is packed tightly with the material to be vaporized.
  • This dense arrangement of the material to be vaporized means that the build-up of a homogeneous pressure field inside and outside the rotating basket (9) takes a long time when the pump connector is attached to the side.
  • homogeneous pressure ratios can be achieved in a short time both in the interior of the rotating basket (9) and in the space between the rotating basket (9) and the wall of the vacuum chamber (1).
  • the rotary basket (9) is loaded with the material to be vaporized and inserted into the vacuum chamber (1) via the open chamber door (2) until it is locked in place.
  • An axis (17) of the three-part slide (15) is lowered via a lever (18).
  • the evaporation device is fitted outside the vacuum chamber (1) with the evaporation agent and - if necessary - with the electrically heatable evaporation elements (12) and is also inserted into the vacuum chamber (1) when the chamber door (2) is open.
  • the carrier carriage (10) with the evaporation device moves on rollers and is pushed onto the guides (5) of the element carrier (4) and locked.
  • the chamber door (2) After introducing the evaporation device and the rotating basket (9) loaded with the material to be vaporized, the chamber door (2) is closed and the vacuum chamber (1) evacuated. If after the evaporation process the evaporating agent metered according to the layers to be evaporated has evaporated, the chamber door (2) can be opened (after cooling and returning the vacuum to the interior of the vacuum chamber (1)). The rotary basket slide (15) and the evaporation device can then be removed separately via transport carriages. The lever (18) must be used second axis of the rotating basket slide (17) are raised so that the rotating basket (9) comes to rest on both axes of the rotating basket slide (15).
  • the separate accessibility with the evaporation device and the rotating basket (9) ensures rapid operation.
  • the evaporation device can be separately equipped with new evaporation agent and the rotating basket (9) with new evaporation material.
  • the separate assembly option increases the quality.
  • the parts can be fitted on a clean surface.
  • the maintenance and replacement of the evaporation device is inevitably associated with metal dust contamination with a batch evaporation quantity of 200 to 400 g copper. Due to the separate assembly, there are no risks of contamination of the plastic parts.
  • the evaporation device By separating the rotating basket and the evaporation device, the evaporation device can be exchanged with little effort, without the rotating basket having to be moved. This is e.g. B. advantageous if new coating material has to be refilled to coat a batch.
  • a second evaporation device can be equipped while the substrates are coated using a first evaporation device. If the evaporation material of the first evaporation device is used up, it is removed, the second evaporation device is moved into the vacuum chamber (1) and the process is continued.
  • the separate interchangeability of the evaporator device is also advantageous for changing the evaporator type.
  • the type of evaporator can be changed with little effort depending on the material to be evaporated, and the evaporation process can then be continued.
  • Fig. 1 shows a cross section of the vacuum chamber (1) with evaporation device
  • FIG. 2 shows a longitudinal section of the vacuum chamber (1) with evaporation device (not cut)
  • FIG. 3 cross section of the vacuum chamber (1) with rotating basket and rotating basket slide (20)
  • Fig. 1 shows a simplified representation of a cross section of the vacuum chamber (1), seen from the chamber door (2).
  • the built-in element carrier (4) with guides (5), drive shaft (3) and guides (6) for the rotating basket (9) (rotating basket not retracted) are shown.
  • the evaporation device with carrier slide (10), busbars (11) and evaporation elements (12) is retracted.
  • the carrier carriage is mounted and locked on rollers on the guides (5).
  • the conductor rails establish the electrical contact to the power supply device via swords (13) with the high-current couplings (7).
  • Fig. 2 shows in a simplified representation a Lengssclinitt the vacuum chamber (1) without a frame and peripheral devices and with the evaporation device retracted.
  • the Valmurnlcair-mer (1) can be opened and closed via the chamber door (2).
  • An element carrier (4) with a guide (5) is attached to the side opposite the chamber door (2).
  • a high-vacuum pump nozzle (19) is arranged on the side opposite the chamber door (2), which creates the connection to the evacuation device.
  • the carrier slide (10) carries busbars (11) and evaporation elements (12), is mounted and locked on rollers on the guides (5).
  • the busbars (11) provide the electrical contact via swords (13) with high-current couplings (7)
  • Power supply device forth. For this purpose, power lines are led to the high-current couplings (7) in a vacuum-tight manner via the supply flange (8).
  • Fig. 3 shows a simplified representation of a cross section of the vacuum chamber (1) seen from the chamber door (2).
  • the rotating basket (9) is moved into the vacuum chamber (1) with a rotating basket slide (15) and locked in place via the arrangement (20).
  • the rotary basket slide (15) consists of a Ral menl construction with 2 axes (16) and (17) with rollers on which the rotary basket (9) can be stored and guided.
  • the rotary basket slide (15) has a mechanism which can be actuated via a lever (18) and by means of which the axis (17) of the rotary basket slide (15) can be lowered. This makes it possible to lower the rotating basket (9) onto the drive shaft (3) due to its own weight.
  • the rotating basket (9) then rests on one side on the drive shaft (3) and on the other side on the rollers of the non-lowered axis (16) of the rotating basket slide (15).
  • the rotary movement of the rotating basket (9) in the valve chamber (1) then takes place via the drive shaft (3) and the non-lowered axis (16) of the rotating basket slide (15).
  • the drive shaft (9) is driven by a motor (14) arranged outside the vacuum chamber (1).
  • the rotary basket (9) is loaded with the material to be vaporized and inserted into the valmum chamber (1) via the open chamber door (2) until the locking point (20) is reached.
  • the axis (17) of the rotary basket slide (15) is lowered via the lever (18) and a lever mechanism.
  • the rotating basket (9), which then lowers, then lies on the drive shaft (3) and the non-lowered axis (16).
  • the evaporation device is equipped with the evaporation agent outside of the vacuum chamber (1) and into the valve chamber with the chamber door (2) open (1) introduced.
  • the carrier slide (10) with the evaporation device moves on rollers and is pushed onto the guide (5) of the element carrier (4) and locked.
  • the chamber door (2) After introducing the evaporation device and the rotating basket (9) equipped with the material to be vaporized, the chamber door (2) is closed and the vacuum chamber (1) is evacuated.
  • the chamber door (2) can be opened.
  • the rotary basket slide and the evaporation device can then be removed separately via transport carriages.
  • the second axis (17) of the rotating basket slide must be raised via the lever (18) so that the rotating basket (15) lies on both axes (16) and (17) of the rotating basket slide (15).

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Abstract

Hochvakuumbedampfungsanlage zur Metallisierung von Kunststoffteilen bei der die Vakuumkammer (1) so aufgebaut ist, dass über eine geöffnete Kammertür (2) unabhängig voneinander ein mit Bedampfungsgut bestückter Drehkorb (9) und eine Verdampfungseinrichtung (12) in das Innere der Vakuum­kammer eingebracht werden können.

Description

Hochvakuumbedampfungsanlage
Die Erfindung betrifft eine Hochvakuumbedampfungsanlage zur Metallisierung von Kunststoffteilen, insbesondere zur Aufdampfung von Kupfer zur Sicherung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) der Kunststoffteile.
Bekanntermaßen können Metallschichten durch Verdampfen aus direkt beheizten (Schiffchen, Wendel; thermischer Verdampfer) oder indirekt beheizten Verdampfern (Tiegel; z.B. anodischer Bogenverdampfer), mittels Elektronenstrahl- und katodischem Vakuumbogen- Verdampfen und durch Sputtem abgeschieden werden. Will man die meist aus der dekorativen Beschichtungstechnik vorhandenen Batch-Anlagen einsetzen, wird man das thermische Verdampfen favorisieren. Für diese Zwecke sind Hochvaku- umbedampfungsanlagen bekannt, die aus einer Vakuuinkammer, Verdampfungseinrichtung, einer Aufhalimeeinrichtung für das Bedampfungsgut sowie zugehöriger Periphe- rieeiniichtungen bestehen.
Bekannt sind Hochval iumbedampmngsanlagen, die aus einer evakui erbaren Vakuumkammer mit verschließbarer Kammertur, einer elektrischen Verdampfungseinrichtung für das metallische Verdampfungsmittel, einem Drehkorb zur Aufnahme und Bewegung des Bedampfüngsgutes, einem Antrieb zur Drehung des Drehkorbes, einer Evakuie- rangseinrichtung sowie zugehöriger Strom- und Medienversorgungseinrichtungen und Meß- und Steuerungseinrichtung bestehen. Die Drehung des Drehkorbes erfolgt dabei z.B. mittels eines an der Kammertür angeordneten Motors und zugehöriger Antriebselemente. Die Antriebselemente greifen dabei über eine Klauenkupplung in ein korrespondierendes Gegenstück des Drehkorbes ein und sichern dessen Bewegung. Konstruldiv bedingt, erfolgen die notwendigen Handlungen zum Austausch der elektrisch beheizbaren Verdampfungselemente und des metallischen Verdampfungsmittels über eine Inspektionsöffnung auf der der Kaimnertür gegenüberliegenden Seite. Dies erfordert einen großen Platzbedarf in der Aufstellung derartiger Anlagen. Das Wechseln des Drehkorbes und der Verdampfungseinrichrung ist zeitaufwendig und erfordert hohe Chargenzeiten.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Hochvakuumbedampfungsanlage, die die Produktivität dieser Anlagen verbessert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Hochvalcuumbedampfungsanlage zur Metallisierung von Kunststoffteilen gelöst, bei der die Vakuumkammer (1) so aufgebaut ist, daß über eine geöffnete Kammertur (2) unabhängig voneinander ein mit Bedampfungsgut bestückter Drehkorb (9) und eine Verdampfungseinrichtung in das Innere der Vakuumkammer (1) eingebracht werden können.
Die Vakuumkammer (1) ist ein horizontal auf einem Gestell aufliegender und an seinen Enden verschlossener Hohlzylinder. Die Vakuumkammer (1) wird über eine Kammertür (2) geöffnet und verschlossen. Die Vakuuπ-kam er (1) steht in bekannter Weise über einen Hochvakuumpumpstutzen (19) mit einer Evakuierangseinrichtung zur Erzeugung des Hochvakuums sowie einer Strom- und Medien versorgungeinrichtung und einer Meß- und Steuerungseinrichtung in Verbindung.
In der Vakuumkammer (1) sind eine Antriebswelle (3) für den Drehkorb (9), ein Elementeträger (4) mit Führungen (5) für die Verdampfungseinrichrung, Führungen (6) für den Drehkorb (9) sowie Hochstromkupplungen (7) für den elektrischen Kontakt zur Verdampfungseinrichtung angeordnet. Auf der der Kammertür (2) gegenüberliegenden Seite weist die Vakuumlcammer (1) einen Versorgungsflansch (8) mit einer vakuumdichten Durchführung für die Hochstromkupplungen (7) auf.
Die Antriebswelle (3) für den Drehkorb (9) ist erfindungsgemäß nahe dem Boden der Vakuumkammer (1) angeordnet und wird von einem außerhalb der Vakuumkammer (1) befindlichen Motor angetrieben. Der Elementeträger (4) ist an der der Kammertur (2) gegenüberliegenden Seite der
Valmumkammer (1) angeordnet. Führungen (5) des Elementeträgers (4) reichen in den
Innenraum der Vakuumkammer (1). Die Führungen (6) für den Drehkorb (9) sind rechts- und linksseitig, innen nahe dem Boden der Vakuumkammer (1) befestigt.
Sowohl die Führungen (5) für die Verdampfungseinrichtung als auch die Führungen (6) für den Drehkorb (9) weisen Arretierungspunkte auf.
Bei geöffneter Kammertur (2) können der mit dem Bedampfungsgut bestückte Drehkorb (9) und die Verdampfungseinrichtung unabhängig voneinander in das Innere der Vakuumlcammer (1) eingebracht werden.
Die Verdampfungseinrichtung wird von einem Trägerschlitten (10) aufgenommen, auf dem in bekannter Weise Stromschienen (11) und elektrisch beheizbare Verdampfungselemente (12) mit dem metallischen Verdampfungsmittel montiert sind. Der Trägerschlitten (10) besteht aus einer auf Rollen gelagerten Edelstahlkonstruktion. Die Stromschienen (11) weisen an einer Seite ein Schwert (13) auf, mit dem sie den elektrischen Kontakt über die korrespondierend angeordneten Hochstromkupplungen (17) herstellen. Bei geöffneter Kammertür (2) kann der Trägerschlitten (10) mit den Verdampfungselementen (12) und den elektrischen Kontakten auf den Führungen (5) in die Vakuumkammer (1) ein- und ausgefahren werden. Zweckmäßig verwendet man dazu einen Transportwagen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Versorgungsflansch zusätzlich eine vakuumdichte Durchführung für einen pneumatischen Einzug auf, der über ein korrespondierendes Gegenstück am Trägerschlitten einen Einzug beim Einfahren des Trägerschlittens bis zum Kontakt der Schwerter der Stromschienen mit der Hochstromkupplung gewährleistet.
Der Drehkorb (9) dient der Aufnahme des Bedampfungsgutes. Er besteht in bekannter Weise aus einer vorderen und einer hinteren ringförmigen metallischen Abschlußscheibe, zwischen denen Stäbe zum Befestigen der zu bedampfenden Teile angebracht sind. Der Drehlcorb (9) ist auf einem Drehlcorbschlitten (15) auf zwei Achsen gelagert. Der
Drehkorbschlitten (15) selbst besitzt Rollen, über die er mit dem Drehlcorb (9) bei geöffneter Kammertür (2) über die am Boden angeordneten Führungen (6) in die
Vakuumkammer (1) ein- und ausgefahren werden kann.
Der Drehlcorbschlitten (15) besteht aus einer Rahmenkonstrulction mit 2 Achsen (16) und (17) mit Rollen, auf denen der Drehlcorb (9) gelagert und geführt werden kann. Der Drehlcorbschlitten (15) weist einen über einen Hebel (18) betätigbaren Mechanismus auf, mit dem eine der Achsen des Drehkorbschlittens (17) abgesenkt werden kann. Dadurch ist es möglich, bei in die Vakuumlcammer (1) eingefahrenem Drehlcorbschlitten (15) mit Drehlcorb (9), den Drehlcorb (9) aufgrund seines Eigengewichtes auf die Antriebswelle (3) abzusenken. Der Drehkorb (9) liegt dann auf einer Seite auf der Antriebswelle (3) und auf der anderen Seite auf den Rollen der nicht abgesenkten Achse (16) des Drehkorbschlittens (15) auf. Durch den Reibschluß zwischen der Antriebswelle (3) und dem Drehlcorb (9) wird die Drehbewegung des auf der Antriebswelle (3) und der nicht abgesenkten Achse (16) des Drehkorbschlittens (15) aufliegenden Drehkorbes (9) in der Vakuumkammer (1) erzeugt, wenn der Motor (14) eingeschaltet wird.
Bei geöffneter Kammertür (2) kann der Drehkorbschlitten (15) mit dem aufliegenden Drehlcorb (9) in die Vakuumkammer (1) ein- und ausgefahren werden. Auch hierfür verwendet man zweckmäßig einen Transportwagen, dessen Transportfulirung mit der Höhe des zu bewegenden Drehkorbschlittens (15) übereinstimmt. Der Drehlcorbschlitten (15) ist bei Einfahrt in die Vakuumkammer (1) in einer definierten Stellung arretierbar. Dadurch wird zum einen eine gleichmäßige Bedampfung gewährleistet und zum anderen eine definierte Drehbewegung gesichert.
Erfindungsgemäß besitzt die Hochvakuumbedampfangsanlage mindestens einen Hochvakuumpumpstutzen zur Verbindung mit der Evakuierungseimichtung. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Valcuurrύcammer (1) einen schräg zur Achse am nicht offenbaren Ende der Vakuumkammer (1) angeordneten Hochvakuumpumpstutzen (19) auf, der mit der Evalcuierungseinrichtung in Verbindung steht. Damit kann über die Evakuieirungseir-richtung der Startdruck für das Bedampfen sowohl im Innenraum des Drehkorbes (9) als auch im Zwischenraum zwischen Drehlcorb (9) und der Wand der Vakuumkammer (1) schnell erreicht werden. Dies ist insbesondere bei der EMV-Abschirmbeschichtung von Vorteil, da hierbei der Drehkorb (9) mit Bedampfungsgut dicht gepackt ist. Diese dichte Anordnung des Bedampf ngsgutes fuhrt dazu, daß der Aufbau eines homogenen Druclcfeldes innerhalb und außerhalb des Drehkorbes (9) bei seitlicher Anbringung des Pumpstutzens mit einem hohen Zeitaufwand einhergeht. Mit der erfindungsgemäßen, schrägen Anordnung des Hochvakuumpumpstutzens (19) sind sowohl im Innenraum des Drehkorbes (9) als auch im Raum zwischen Drehlcorb (9) und Wandung der Vakuumkammer (1) in kurzer Zeit homogene Druckverhältnisse erreichbar.
Zur Beschichtung wird der Drehlcorb (9) mit dem Bedampfungsgut bestückt und über die geöffnete Kammertür (2) in die Vakuumkammer (1) eingeführt, bis die Arretierung erreicht ist. Über einen Hebel (18) wird eine Achse (17) des Drelikorbschlittens (15) abgesenkt. Der sich damit absenkende Drehlcorb (9) liegt dann auf der Antriebswelle (3) auf. Die Verdampfungseinrichtung wird außerhalb der Vakuumkammer (1) mit dem Verdampfungsmittel und - sofern erforderlich - mit den elektrisch beheizbaren Verdampfungselementen (12) bestückt und bei geöffneter Kammertür (2) ebenfalls in die Vakuumkammer (1) eingeführt. Der Trägerschlitten (10) mit der Verdampfungseinrichtung bewegt sich auf Rollen und wird auf die Führungen (5) des Elemententrägers (4) aufgeschoben und arretiert.
Nach Einbringen der Verdampiungseinrichtung und des mit dem Bedampfungsgut bestückten Drehkorbes (9) wird die Kammertür (2) geschlossen und die Vakuumkammer (1) evakuiert. Ist nach dem Bedampfungsprozeß das entsprechend der aufzudampfenden Schichten dosierte Verdampfungsmittel verdampft, kann die Kammertür (2) (nach Abkühlung und Zurückführen des Vakuums des Inneren der Vakuumkammer (1)) geöffnet werden. Über Transportwagen sind dann der Drehlcorbschlitten (15) als auch die Verdampfiingseinrichtung getrennt entnehmbar. Dabei muß über den Hebel (18) die zweite Achse des Drehkorbschlittens (17) so angehoben werden, daß der Drehkorb (9) auf beiden Achsen des Drehkorbschlittens (15) zu liegen kommt.
Die getrennte Befahrbarkeit mit Verdampfungseinrichtung und Drehkorb (9) sichert eine zügige Arbeitsweise. Separat kann die Verdampfungseinrichtung mit neuem Verdampfungsmittel und der Drehlcorb (9) mit neuem Bedampfungsgut bestückt werden. Die getrennte Bestückungsmöglichkeit wirkt qualitätssteigemd. Die Teilebestü- clcung kann auf einer sauberen Fläche erfolgen. Die Wartung und Neubestüclcung der Verdampfungseinrichtung ist bei einer Chargenverdampfungsmenge von 200 bis 400 g Kupfer zwangsweise mit Metallstaubverunreinigungen verbunden. Durch die getrennte Bestückung bestehen keine Gefahren für die Verunreinigung der Kunsttoffteile.
Durch die Trennung von Drehlcorb und Verdampfungseinrichtung kann die Verdamp- fungseimichtung mit geringem Aufwand ausgetauscht werden, ohne daß der Drehkorb bewegt werden muß. Dies ist z. B. von Vorteil, wenn zur Beschichtung einer Charge neues Bedampfungsmaterial nachgefüllt werden muß. Eine zweite Verdampfungseinrichtung kann bescliickt werden, während die Substrate unter Verwendung einer ersten Verdampfungseinrichtung beschichtet werden. Ist das Bedampfungsmaterial der ersten Verdampfungseinrichtung verbraucht, so wird diese entfernt, die zweite Verdampfungseinrichtung wird in die Vakuumkammer (1) eingefahren und der Prozeß wird fortgesetzt.
Auch zum Wechsel des Verdampfertyps ist die getrennte Austauschbarkeit der Ver- dampfuiigseinrichtung von Vorteil. Bei bestimmten mehrschichtigen Schichtaufbauten kann hierdurch in Abhängigkeit vom aufzudampfenden Material mit geringem Aufwand der Verdampfertyp ausgewechselt und anschließend der Bedampfungsprozeß fortgesetzt werden.
Die Befahrbarkeit der Vakuumkammer (1) über die geöffnete Kammertür (2) erlaubt eine platzsparende Aufstellung der erfmdungsgemäßen Hochvalcuumbedampfungsanlage- Anhand beigefügter Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 einen- Querschnitt der Vakuumkammer (1) mit Verdampfungseinrichtung
Fig. 2 einen Längsschnitt der Vakuumkammer (1) mit Verdampfungseinrichtung (nicht geschnitten) Fig. 3 Querschnitt der Vakuumkammer (1) mit Drehlcorb und Drehlcorbschlitten (20)
Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Querschnitt der Vakuumkammer (1), von der Kammertür (2) her gesehen. Dargestellt sind der eingebaute Elementeträger (4) mit Führungen (5), Antriebswelle (3) und Führungen (6) für den Drehkorb (9) (Drehlcorb nicht eingefahren). Die Verdampfungseinrichtung mit Trägerschlitten (10), Stromschienen (11) und Verdampfungselementen (12) ist eingefahren. Der Trägerschlitten ist auf Rollen auf den Führungen (5) gelagert und arretiert. Die Stromschienen stellen über Schwerter (13) mit den Hochstromkupplungen (7) den elektrischen Kontakt zur Stromversorgungseinrichtung her.
Fig. 2 zeigt in vereinfachter Darstellung einen L ngssclinitt der Vakuumkammer (1) ohne Gestell und Peripherieeinrichtungen und mit eingefahrener Verdampfungseinrichtung. Über die Kammertür (2) kann die Valmurnlcair-mer (1) geöffnet und verschlossen werden. An der der Kammertür (2) gegenüberliegenden Seite ist ein Elementeträger (4) mit Führung (5) befestigt.
Schräg zur Achse der Valcuuirdca mer (1) ist auf der der Kammertür (2) gegenüberliegenden Seite ein Hochvakuumpumpstutzen (19) angeordnet, der die Verbindung zur Evakuierungseinrichtung schafft. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung des Hochva- kuumpump Stutzens (19) sind sowohl im Imienraum des Drehkorbes (9) als auch im Raum zwischen Drehlcorb (9) und Wandimg der Vakuumlcammer (1) in kurzer Zeit homogene Druckverhältnisse erreichbar. Der Trägerschlitten (10) trägt Stromschienen (11) und Verdampfungselemente (12), ist auf Rollen auf den Führungen (5) gelagert und arretiert. Die Stromschienen (11) stellen über Schwerter (13) mit Hochstromkupplungen (7) den elektrischen Kontakt zur
Stromversorgungseinrichtung her. Dazu sind über den Versorgungsflansch (8) valcuum- dicht Stromleitungen zu den Hochstromkupplungen (7) geführt.
Fig. 3 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Querschnitt der Vakuumkammer (1) von der Kammertür (2) her gesehen. Der Drehlcorb (9) ist mit einem Drehlcorbschlitten (15) in die Vakuumkammer (1) eingefahren und über Anordnung (20) arretiert.
Der Drehlcorbschlitten (15) besteht aus einer Ral menlconstrulction mit 2 Achsen (16) und (17) mit Rollen, auf denen der Drehlcorb (9) gelagert und geführt werden kann. Der Drehlcorbschlitten (15) weist einen über einen Hebel (18) betätigbaren Mechanismus auf, mit dem die Achse (17) des Drehkorbschlittens (15) abgesenkt werden kann. Dadurch ist es möglich, den Drehlcorb (9) aufgrund seines Eigengewichtes auf die Antriebswelle (3) abzusenken. Der Drehlcorb (9) liegt dann auf einer Seite auf der Antriebswelle (3) und auf der anderen Seite auf den Rollen der nicht abgesenkten Achse (16) des Drehkorbschlittens (15) auf. Über die Antriebswelle (3) und die nicht abgesenkte Achse (16) des Drehlcorbschlittens (15) erfolgt dann die Drehbewegung des Drehkorbes (9) in der Valcuumlcammer (1). Die Antriebswelle (9) wird von einem außerhalb der Vakuumkammer (1) angeordneten Motor (14) angetrieben.
Zur Vakuumbeschichtung wird der Drehlcorb (9) mit dem Bedampfungsgut bestückt und über die geöffnete Kammertür (2) in die Valmumkammer (1) eingeführt, bis der Arretierungspunkt (20) erreicht ist. Über den Hebel (18) und einen Hebelmechanismus wird die Achse (17) des Drehkorbschlittens (15) abgesenkt. Der sich damit absenkende Drehlcorb (9) liegt dann auf der Antriebswelle (3) und der nicht abgesenkten Achse (16) auf.
Die Verdampfungseinrichtung wird außerhalb der Valcuumkammer (1) mit dem Verdampfungsmittel bestückt und bei geöffneter Kammertür (2) in die Valcuumlcammer (1) eingeführt. Der Trägerschlitten (10) mit der Verdampfungseinrichtung bewegt sich auf Rollen und wird auf die Führung (5) des Elementeträgers (4) aufgeschoben und arretiert.
Nach Einbringen der Verdampfungseinrichtung und des mit dem Bedampfungsgut bestückten Drehkorbes (9) wird die Kammertur (2) geschlossen und die Valcuumlcammer (1) evakuiert.
Nach Abkühlung und Zurückführen des Vakuums des Inneren der Vakuumkammer (1) kann die Kammertür (2) geöffnet werden. Über Transportwagen sind dann der Drehlcorbschlitten und die Verdampfungseinrichtung getrennt entnehmbar. Dabei muß über den Hebel (18) die zweite Achse (17) des Drehkorbschlittens so angehoben werden, daß der Drehkorb (15) auf beiden Achsen (16) und (17) des Drehkorbschlittens (15) liegt.
B ezugszeichenliste
1 Vakuumkammer
2 Kammertür
3 Antriebswelle Drehkorb
4 Elementeträger
5 Führung
6 Führung
7 Hochstromlcupplung
8 Versorgungsflansch
9 Drehlcorb
10 Trägerschlitten
11 Stromschiene
12 Verdampfungselement
13 Schwert
14 Motor
15 Drehlcorbschlitten
16 Achse
17 absenlcbare Achse
18 Hebel
19 Hochvalcuumpumpstutzen
20 Arretierung Drehlcorb

Claims

Patentansprüche:
1. Hochvakuumbedampfungsanlage zur Metallisierung von Kunststoffteilen, bestehend aus einer evakuierbaren Valcuumlcammer mit verschließbarer Kammertür, einer elektrischen Verdampfungseinrichtung für das metallische Verdampfungsmittel, einem Drehkorb zur Aufnahme und Bewegung des Bedamp- fungsgutes, einem Antrieb für den Drehlcorb, einer Evalmieruiigseinrichtung, einer Strom und Medienversorgungs- sowie einer Meß- und Steuerungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Valcuumlcammer durch die Kammertür mit einem mit Bedampfungsgut bestückten Drehkorb und einer Verdampfungseinrichtung unabhängig voneinander beschickbar ist.
2. Hochvakuumbedampfungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Valcuumlcammer mindestens einen Hochvalcuumpumpstutzen aufweist, der mit der Evakuierungseinrichtung in Verbindung steht.
3. Hochvalcuumbedampfungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer einen schräg zur Achse angeordneten Hochvalcuumpumpstutzen aufweist, der mit der Evalcuierungseinrichtung in Verbindung steht.
4. Hochvakuumbedampfungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vakuumkammer eine Antriebswelle für den Drehlcorb, ein Elementeträger mit Führungen für die Verdampfungseinrichtung, Führungen für den Drehlcorb sowie Hochstromkupplungen für den elektrischen Kontakt zur Verdampfungseiiirichtung angeordnet sind, wobei die Antriebswelle für den Drehlcorb am Boden der Valcuumlcammer angeordnet ist und von einem außerhalb der Valcuumlcammer angeordneten Motor angetrieben wird, wobei der Elementeträger an der der Kammertür gegenüberliegenden Seite der Vakuumkammer angeordnet ist und die Führungen des Elementeträgers in den Innenraum der Vakuumkammer reichen, und wobei auf der der Kammertür gegenü- berliegenden Seite die Valmumkammer einen Versorgungsflansch mit einer va- lcuumdichten Durchfülirung für die Hochsfromkupplungen aufweist.
5. Hochvalcuumbedampfungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungseinrichtung von einem Trägerschlitten aufgenommen wird, auf dem in bekannter Weise Stromschienen und elektrisch beheizbare Verdampfungselemente montiert sind, daß der Trägerschlitten aus einer auf Rollen gelagerten Edelstalilkonstruktion besteht, daß die Stromschienen an einer Seite ein Schwert aufweisen, mit dem sie den elektrischen Kontakt über die korrespondierend angeordneten Hochstromkupplungen herstellen, und daß der Trägerschlitten auf der Führung des Elementeträgers lagert und mittels Rollen durch die geöffnete Kammertür in die Valcuumlcammer ein- und ausführbar ist.
6. Hochvakuumbedampfungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungsflansch zusätzlich eine vakuumdichte Durchfülirung für einen pneumatischen Einzug aufweist, der über ein korrespondierendes Gegenstück am Trägerschlitten einen Einzug beim Einfahren des Trägerschlittens bis zum Kontakt Schwerter der Stromschienen mit der Hochstromkupplung gewährleistet.
7. Hochvakuumbedampfungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehlcorb von einem auf Rollen gelagerten Drehlcorbschlitten aufgenommen wird und über die geöffnete Kammertür in die Valcuumlcammer ein- und ausführbar ist, wobei der Drehlcorbschlitten aus einer Rahmenkonstruktion mit zwei Achsen mit Rollen besteht, der Drehkorbschlitten einen Hebel aufweist, mit dem über einen angeordneten Hebelmechanismus die Achse absenkbar ist, daß der Drehlcorb in Wirkverbindung mit der Antriebswelle tritt und der Drehlcorb mit dem Bedampfungsgut auf der Antriebswelle und der nicht absenlcbaren Achse des Drehkorbschlittens lagert und von der Antriebswelle antreibbar ist.
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DE102011113563A1 (de) * 2011-09-19 2013-03-21 Oerlikon Trading Ag, Trübbach Karussellschlitten für Vakuumbehandlungsanlage

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