Vorrichtung für die Beschichtung eines bandförmigen Substrates Device for coating a band-shaped substrate
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Substrate werden aus den verschiedensten Gründen mit einer ein- oder mehrlagigen Be- Schichtung versehen. Ein Grund für die Beschichtung von Substraten besteht darin, die Oberfläche eines Körpers, der aus einem relativ weichen Material besteht, mit einem har¬ ten Belag zu versehen. Beispiele hierfür sind Kunststoff-Brillengläser, die mit einer SiO2- Schicht, oder Werkzeuge, die mit einer Nitrid- Schicht versehen werden. Andere Be- schichtungen dienen dazu, bestimmte Lichtwellenlängen durchzulassen oder zu reflektie- ren. Solche Beschichtungen kommen bei Architekturglas zur Anwendung. Beschichtungen können auch dazu dienen, Kunststoffbehälter gasundurchlässig zu machen. Des weiteren werden oft Kunststofffolien mit einer metallischen Beschichtung versehen, um sie bei¬ spielsweise als gasdichtes Verpackungsmaterial verwenden zu können. Die Beschichtung der Substrate kann durch Sputtern, Verdampfen oder andere Beschich- tungsmethoden erfolgen. Das Verdampfen kann mittels Elektronenstrahlen durchgeführt werden, die auf das zu verdampfende Material treffen. Es ist aber auch möglich, Material in einem Tiegel oder auf einer erhitzten Oberfläche zu verdampfen. Bei der erhitzten Ober¬ fläche kann es sich um ein induktiv oder durch Stromfluss erhitztes so genanntes Ver¬ dampferschiffchen handeln. Um eine Legierungsbildung zwischen dem zu verdampfenden Material und einer aufge¬ heizten Verdampferoberfläche zu verhindern, ist es bekannt, den Schmelzpunkt des Ver¬ dampfers oberhalb des Verdampfungspunkts des zu verdampfenden Materials zu legen (GB 360 826). Es ist auch eine Vorrichtung zur laufenden Bedampfung endloser Gebilde, wie Bändern, Fäden und dergleichen mittels vorzugsweise hoch siedender Metalle bekannt, wobei die Metalle in einem als Behälter ausgebildeten, durch einen Heizstrom durchflossenen Ver¬ dampfer aus Kohle, Graphit oder einem Halbleiter erwärmt werden (DE 765 487 C). Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung der gleichen Gattung ist der Verdampferquer¬ schnitt zwischen verschiedenen Verdampfer-Kammern geschwächt (DE 970 246 C). Mit einer Ausführungsform dieser Vorrichtung (vgl. Fig. 6) wird erreicht, dass ein Band, das über die Kammern geführt wird, keine Streifen größerer oder geringerer Schichtstärke aus¬ bildet. Hierzu werden zwei Reihen von Verdampfer-Kammern parallel zueinander vorge¬ sehen, wobei die Kammern, von der Seite gesehen, einander angrenzend oder überlappend
angeordnet sind. Die Verdampferkammern sind dabei Ausnehmungen in dem Verdampfer und werden nicht einzeln mit Strom beaufschlagt. Vielmehr liegt der gesamte Verdampfer an Spannung. Außerdem ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Bedampfung von bandförmigen Sub- straten bekannt, bei welcher als Verdampfer eine Vielzahl von Verdampferschiffchen vor¬ gesehen sind, die senkrecht zur Bandlaufrichtung angeordnet sind und die kontinuierlich bewegt und mit Quellenmaterial ergänzt werden (FR-A 2 052 433). Des weiteren ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Bedampfung von bandförmigen Substraten bekannt, bei der eine Vielzahl von Verdampferschiffchen mit gleichem Abstand zueinander und in Bandlaufrichtung angeordnet sind und die durch direkten Stromdurch¬ gang beheizbar sind (JP-A 01 219 157. In: Patents Abstracts of Japan, C-660, 29.11.1989, Vol. 13/NO.536).The invention relates to a device according to the preamble of claim 1. Substrates are provided for a variety of reasons with a single or multi-layered coating. One reason for the coating of substrates is to provide the surface of a body, which consists of a relatively soft material, with a hard coating. Examples of these are plastic spectacle lenses provided with an SiO 2 layer or tools provided with a nitride layer. Other coatings serve to transmit or reflect certain wavelengths of light. Such coatings are used in architectural glass. Coatings can also serve to make plastic containers gas impermeable. Furthermore, plastic films are often provided with a metallic coating in order to be able to use them as a gas-tight packaging material, for example. The coating of the substrates can be done by sputtering, evaporation or other coating methods. The evaporation can be carried out by means of electron beams which strike the material to be evaporated. But it is also possible to evaporate material in a crucible or on a heated surface. The heated surface may be an evaporative boat heated inductively or by current flow. In order to prevent alloy formation between the material to be vaporized and a heated evaporator surface, it is known to place the melting point of the evaporator above the vaporization point of the material to be evaporated (GB 360 826). There is also known an apparatus for continuously steaming endless structures, such as tapes, threads and the like by means of preferably high-boiling metals, the metals being heated in a vessel made of coal, graphite or a semiconductor in a vessel formed as a vessel through which a heating current flows. DE 765 487 C). In another known device of the same type, the evaporator cross-section between different evaporator chambers is weakened (DE 970 246 C). With an embodiment of this device (see Fig. 6) it is achieved that a band, which is guided over the chambers, forms no strips of greater or lesser layer thickness aus¬. For this purpose, two rows of evaporator chambers are seen parallel to each other vorge¬, wherein the chambers, as seen from the side, adjacent to each other or overlapping are arranged. The evaporator chambers are recesses in the evaporator and are not individually energized. Rather, the entire evaporator is connected to voltage. In addition, a device for the continuous vapor deposition of strip-shaped substrates is known in which a plurality of evaporator boats are provided as evaporators, which are arranged perpendicular to the strip running direction and which are moved continuously and supplemented with source material (FR-A 2 052 433). , Furthermore, a device for the continuous vapor deposition of strip-shaped substrates is known, in which a multiplicity of evaporator boats are arranged at the same distance from one another and in the direction of strip travel and which can be heated by direct current passage (JP-A 01 219 157. In: Patents Abstracts of Japan, C-660, 29.11.1989, Vol. 13 / NO.536).
Es ist auch eine Vorrichtung zur laufenden Beschichtung von bandförmigen Substraten mit eine Vielzahl von Verdampferschiffchen bekannt, wobei die einzelnen Verdampfer- Schiffchen jeweils zueinander versetzt angeordnet sind und alle Verdampferschiffchen ge¬ meinsam eine schmale Beschichtungszone überdecken, die sich quer zur Bandlaufrichtung erstreckt (DE 40 27 034 Cl = EP 0 474 964 = US 5 242 500).There is also known a device for the continuous coating of strip-shaped substrates with a multiplicity of evaporator boats, wherein the individual evaporator shuttles are arranged offset from each other and all evaporator boats jointly cover a narrow coating zone which extends transversely to the strip running direction (DE 40 27 034 Cl = EP 0 474 964 = US 5,242,500).
Ferner ist eine Vorrichtung zum Beschichten einer sich bewegenden und flexiblen Folie bekannt, die ein Gehäuse sowie Mittel zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial in dem Gehäuse umfasst (GB 2 373 744 A). Die Mittel zum Verdampfen umfassen hierbei wenigstens ein Verdampferschiffchen sowie eine Vorrichtung zum Zuführen von zwei länglichen Elementen aus Beschichtungsmaterial auf das Verdampferschiffchen (GB 2 373 744 A). Schließlich ist auch noch eine Vakuum- Verdampfungsvorrichtung zum Metallisieren von streifenförmigen Substraten bekannt, die mehrere Verdampferquellen aufweist, welche erhitzt und mit einem zu verdampfenden Metall versorgt werden (WO 03/004 720 Al). Diese Vorrichtung weist Mittel auf, welche das Substrat über die Verdampferquelle bewe¬ gen sowie Mittel, welche den Verdampferquellen einen Metalldraht zuführen. Jede der Verdampferquellen weist hierbei zwei Vertiefungen auf, die zueinander in der Richtung ausgerichtet sind, in welche sich das Substrat bewegt, und jede der beiden Vertiefungen wird mit einem zugeordneten Metalldraht versorgt.Also known is a device for coating a moving and flexible film which comprises a housing and means for evaporating coating material in the housing (GB 2 373 744 A). The evaporation means comprise at least one evaporator boat and a device for feeding two elongate elements of coating material onto the evaporator boat (GB 2 373 744 A). Finally, a vacuum evaporation device for metallizing strip-shaped substrates is also known, which has a plurality of evaporation sources, which are heated and supplied with a metal to be evaporated (WO 03/004 720 A1). This device has means which move the substrate over the evaporator source and means which supply a metal wire to the evaporator sources. Each of the evaporator sources in this case has two recesses which are aligned with each other in the direction in which the substrate moves, and each of the two recesses is supplied with an associated metal wire.
Der Erfindung liegt die Aufgabe 'zugrunde, die gegenseitige Wechselwirkung von ver¬ schiedenen Verdampferquellen zu verkleinern und damit die Gleichmäßigkeit der Bandbe- schichtung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dass der gesamt Ver¬ dampferblock verkleinert werden kann, weil mehr Verdampferschiffchen auf dieselbe Bandlauflänge passen. Dies gilt in hohem Maß dann, wenn die Stromzufuhr von der Unter- seite der Verdampferschiffchen erfolgt.The object of the invention is to reduce the reciprocal interaction of different evaporator sources and thus to improve the uniformity of the band coating. This object is achieved according to the features of patent claim 1. The advantage achieved by the invention is, in particular, that the total Ver¬ steam block can be reduced because more evaporator boats fit on the same strip length. This applies to a large extent when the power is supplied from the underside of the evaporator boats.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird imAn embodiment of the invention is illustrated in the drawings and is in
Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Described in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Vakuum- Verdampf er- Anlage;Fig. 1 is a schematic diagram of a vacuum evaporation plant;
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1; Fig. 3 ein Verdampferschiffchen in einer ersten Seitenansicht;Fig. 2 is an enlarged detail of Fig. 1; 3 shows an evaporator boat in a first side view;
Fig. 4 das Verdampferschiffchen der Fig. 3 in einer zweiten Seitenansicht; Fig. 5 ein vereinzeltes Verdampferschiffchen aus der Anlage gemäß Fig. 2; Fig. 6 zwei benachbarte Verdampferschiffchen in der Anlage gemäß Fig. 2; Fig. 7 eine erfindungsgemäße Anordnung von Verdampferschiffchen; Fig. 8 die Simulation eines Verdampferschiffchens durch zwei Punktquellen;FIG. 4 shows the evaporator boat of FIG. 3 in a second side view; FIG. FIG. 5 shows an isolated evaporator boat from the plant according to FIG. 2; FIG. FIG. 6 two adjacent evaporator boats in the system according to FIG. 2; FIG. 7 shows an arrangement according to the invention of evaporator boats; 8 shows the simulation of an evaporator boat by means of two point sources;
Fig. 9 eine graphische Darstellung der Schichtdickenverteilung einer Punktquelle auf einer beschichteten Folie;Fig. 9 is a graph showing the film thickness distribution of a point source on a coated film;
Fig. 10 eine graphische Darstellung der Schichtdicken Verteilung einer Linienquelle.10 is a graphical representation of the layer thickness distribution of a line source.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Vakuumkammer 1, in der sich eine Beschichtungsanlage 2 befindet. Diese Beschichtungsanlage 2 weist ein Abwickel-Rolle 3, eine Aufwickel-Rolle 4 sowie eine Beschichtungstrommel 5 auf. Die Ab- und Aufwickel¬ rollen 3, 4 sind in Ständern 6, 7 gelagert. Der entsprechende Ständer der Beschichtungs- Trommel 5 ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Abwickel-Rolle 3 besteht aus einer aufgewickelten Folie 8, die zur Aufwickel-Rolle 4 hin abgewickelt wird, wobei sie sich an die Unterseite der Beschichtungs-Trommel 5 ange¬ schmiegt. Unterhalb der Beschichtungstrommel 5 erkennt man zwei Verdampferschiffchen 9, 10, die auf einem Tisch 11 angeordnet sind. Seitlich neben den Verdampferschiffchen 9, 10 befinden sich Drahtspender 12, 13, die z. B. Aluminiumdrähte 14, 15 kontinuierlich auf die Oberfläche der Verdampferschiffchen 9, 10 schieben. Da die Verdampferschiffchen 9, 10 beispielsweise durch einen durch sie fließenden Strom aufgeheizt werden, verdamp¬ fen die Enden der Aluminiumdrähte 14, 15 und das verdampfte Metall schlägt sich auf der nach unten gerichteten Seite der Folie 8 nieder. Die Verdampferschiffchen 9, 10 können auf ihrer Oberseite mit einer Vertiefung versehen sein. Es gibt jedoch auch Kermik- Verdampferschiffchen mit einer ebenen Oberfläche.
Die Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ausschnittvergrößerung aus der Fig. 1. Man erkennt hierbei, dass mehrere Verdampferschiffchen 9, 10, 16 bis 23 versetzt zueinander und mit ihrer Längsachse in Richtung der Bewegung der Folie 8 angeordnet sind. Diese versetzte Anordnung der Verdampferschiffchen 9, 10, 16 bis 23 ist aus der DE 40 27 034 Cl be- kannt. Man erkennt auch, dass pro Verdampferschiffchen 9, 10, 16 bis 23 jeweils ein Alu¬ miniumdraht 14, 15, 24 bis 31 vorgesehen ist, der durch die nicht näher dargestellten Drahtspender 12, 13 (Fig. 1) nachgeschoben wird.FIG. 1 shows a schematic side view of a vacuum chamber 1 in which a coating installation 2 is located. This coating installation 2 has an unwinding roll 3, a take-up roll 4 and a coating drum 5. The unwinding and winding rollers 3, 4 are mounted in uprights 6, 7. The corresponding stator of the coating drum 5 is not shown in the drawing. The unwinding roll 3 consists of a wound film 8, which is unwound to the take-up reel 4, wherein it nestles against the underside of the coating drum 5. Below the coating drum 5 can be seen two evaporator boats 9, 10, which are arranged on a table 11. Laterally next to the evaporator boats 9, 10 are wire dispenser 12, 13, the z. B. aluminum wires 14, 15 continuously on the surface of the evaporator boats 9, 10 push. Since the evaporator boats 9, 10 are heated, for example, by a current flowing through them, the ends of the aluminum wires 14, 15 evaporate, and the vaporized metal is deposited on the downward side of the film 8. The evaporator boats 9, 10 may be provided on its upper side with a recess. However, there are also Kermik evaporator boats with a flat surface. It can be seen here that a plurality of evaporator boats 9, 10, 16 to 23 offset from one another and with their longitudinal axis in the direction of movement of the film 8 are arranged. This staggered arrangement of the evaporator boats 9, 10, 16 to 23 is known from DE 40 27 034 C1. It can also be seen that one aluminum wire 14, 15, 24 to 31 is provided per evaporator boat 9, 10, 16 to 23, which is pushed in by the wire dispenser 12, 13 (FIG.
In die Fig. 3 ist das Verdampferschiffchen 10 in Alleinstellung und in einer Seitenansicht dargestellt, wobei die längere Seite 32 mit der Seitenlänge 1 zu sehen ist. Die kürzeren Seiten 33, 34 sind an eine Gleich- oder Wechselstrom-Spannungsquelle 35 angeschlossen. Aufgrund des durch das Verdampferschiffchen 10 fließenden Gleich- oder Wechselstroms erwärmt sich das Verdampferschiffchen 10 derart, dass die Spitze 36 des Aluminiumdrahts schmilzt. Das geschmolzene Aluminium verteilt sich über die ganze Oberfläche 37 des mit einer ebenen Oberfläche versehenen Verdampferschiffchens 10 und verdampft von dieser Oberfläche 37. Die sich hierdurch bildende Verdampferkeule oder -wölke 38 spreizt sich nach außen und schlägt sich auf der Folie 8 nieder. Sie würde sich mit zunehmendem Ab¬ stand zum Verdampferschiffchen weiter spreizen, wenn sie nicht durch die Folie 8 daran gehindert würde. Diese Folie 8 befindet sich in einem Abstand a von der Oberfläche es Verdampferschiffchens 10. Die Dichte der Teilchen, welche die Verdampferkeule oder -wölke 38 bilden, nimmt zu den Randzonen hin ab.In Fig. 3, the evaporator boat 10 is shown in isolation and in a side view, with the longer side 32 can be seen with the side length 1. The shorter sides 33, 34 are connected to a DC or AC voltage source 35. Due to the DC or AC current flowing through the evaporator boat 10, the vaporizer boat 10 heats up such that the tip 36 of the aluminum wire melts. The molten aluminum spreads over the entire surface 37 of the flat surfaced evaporator boat 10 and vaporizes from that surface 37. The vaporizer lobe or lobes 38 thereby forming spreads outwardly and settles on the foil 8. It would spread with increasing distance to the evaporator boat if it were not hindered by the film 8. This film 8 is located at a distance a from the surface of the evaporator boat 10. The density of the particles forming the evaporator lobe or lobes 38 decreases towards the edge zones.
In der Fig. 4 ist das gleiche Verdampferschiffchen 10 wie in der Fig. 3 dargestellt, jedoch mit einer Draufsicht auf die kleinere Seite 34 mit der Breite b. Die Folie 8 bewegt sich hierbei in die Zeichenebene hinein oder aus dieser heraus. Auch hier nimmt die Teilchen¬ dichte nach den Randzonen hin ab. Die Fig. 5 zeigt das gleiche Verdampferschiffchen 10 noch einmal in einer Ansicht von oben, d. h. in einer Ansicht von der Folie 8 auf das Verdampferschiffchen 10, wobei die Folienbewegung durch einen Pfeil 39 angedeutet ist. Man erkennt hierbei, dass die Ver¬ dampfungswolke 38 in der Höhe der Folie 8 eine etwa elliptische Fbrm annimmt. Ordnet man mehrere Verdampferschiffchen in der Weise an, wie es die Fig. 1 der DE 40 27 034 zeigt, d.h. parallel zueinander und nicht versetzt, dann überlappen sich die benachbarten Verdampfungswolken oder -keulen 38, wodurch sich eine ungleichmäßige Beschichtung auf dem Substrat 8 ergibt.In Fig. 4, the same evaporator boat 10 as shown in Fig. 3, but with a plan view of the smaller side 34 with the width b. In this case, the film 8 moves into or out of the drawing plane. Here, too, the particle density decreases towards the edge zones. Fig. 5 shows the same evaporator boat 10 again in a view from above, d. H. in a view from the film 8 on the evaporator boat 10, wherein the film movement is indicated by an arrow 39. It can be seen here that the vaporization cloud 38 assumes an approximately elliptical shape in the height of the foil 8. Arranging several evaporator boats in the manner as shown in FIG. 1 of DE 40 27 034, i. parallel to each other and not offset, then overlap the adjacent evaporation clouds or lobes 38, resulting in an uneven coating on the substrate 8.
Werden die Verdampferschiffchen 9, 10 dagegen in der Weise angeordnet, wie es die DE 40 27 034 Cl (Fig. 2) lehrt, so ergeben sich Verdampfungswolken 38, wie sie die Fig. 6
zeigt, d. h. die Verdampfungswolken können hierbei ebenfalls einen Überlappungsbereich 42 besitzen. Dieser Schnitt- oder Überlappungsbereich 42 erzeugt Streifen auf der Folie 8, weil die Folie 8 in diesem Bereich etwa mit der doppelten Menge von Verdampfungsmate¬ rial beaufschlagt wird. Allerdings ist die Teilchendichte in den Randbereichen - wie be- reits erwähnt - geringer als in den Zentralbereichen, so dass eine Verdopplung der Menge des Verdampfermaterials nicht auftreten muss.On the other hand, if the evaporator boats 9, 10 are arranged in the manner described by DE 40 27 034 C1 (FIG. 2), evaporation clouds 38 result, as shown in FIGS shows, ie the evaporation clouds can also have an overlap region 42 here. This cut or overlap region 42 produces stripes on the film 8, because the film 8 is subjected to approximately twice the amount of evaporation material in this region. However, as already mentioned, the particle density in the edge regions is lower than in the central regions, so that a doubling of the amount of evaporator material does not have to occur.
In der Fig. 7 ist eine erfindungsgemäße Anordnung von vier Verdampferschiffchen 50 bis 53 dargestellt, wobei zwei dieser Verdampferschiffchen - die Verdampferschiffchen 50 und 51 - auf einer ersten Geraden 54 liegen, die senkrecht zur Laufrichtung der Folie 8 verläuft. In einem Abstand x von der Geraden 54 und in Laufrichtung der Folie 8 verläuft eine zweite Gerade 55 parallel zur Geraden 54, auf der die beiden anderen Verdampfer¬ schiffchen 52, 53 angeordnet sind.FIG. 7 shows an arrangement according to the invention of four evaporator boats 50 to 53, wherein two of these evaporator boats - the evaporator boats 50 and 51 - lie on a first straight line 54 that runs perpendicular to the running direction of the film 8. At a distance x from the straight line 54 and in the running direction of the film 8, a second straight line 55 runs parallel to the straight line 54, on which the two other evaporator boats 52, 53 are arranged.
Die Ränder 56, 57, 58, 59 der Verdampferkeulen 60 bis 63 in Höhe der Folie 8 über¬ schneiden sich hierbei im statischen Zustand, d.h. bei nicht bewegter Folie 8 nicht. Die Verdampferschiffchen 50, 52 auf der ersten Geraden 54 weisen mit den Verdampferschiff¬ chen 52, 53 auf der zweiten Geraden 55 in horizontaler Richtung einen Überlappungsbe¬ reich y auf. Dieser Überlappungsbereich y ist so gewählt, dass im dynamischen Betrieb die durch die Randbereiche der Verdampferkeulen 60, 61 erzeugte geringere Beschichtung der Folie 8 durch die Randbereiche der nachfolgenden Verdampferkeulen 62, 63 so ausgegli- chen wird, dass die Beschichtung der Beschichtung im zentralen Bereich der Verdampfer¬ keulen 60-69 entspricht.The edges 56, 57, 58, 59 of the evaporator lobes 60 to 63 at the level of the film 8 overlap in this case in the static state, i. not moving film 8 not. The evaporator boats 50, 52 on the first straight line 54 have an overlapping area y with the evaporator boats 52, 53 on the second straight line 55 in the horizontal direction. This overlapping region y is selected such that, during dynamic operation, the lower coating of the film 8 produced by the edge regions of the evaporator lobes 60, 61 is compensated by the edge regions of the subsequent evaporator lobes 62, 63 in such a way that the coating of the coating in the central region of the coating Evaporator Keulen 60-69 corresponds.
Wie ein Vergleich der Figuren 2 und 7 zeigt, kann bei querliegenden Verdampferschiff¬ chen der Abstand x klein gehalten werden. Die Werte für x, y und a werden so eingestellt, dass auf der Folie 8 eine gleichmäßige Verteilung der aufgedampften Teilchen entsteht. Diese Werte können durch Versuche ermittelt werden. Sind nur zwei Verdampferschiff¬ chen 50, 51 auf einer Gerade 54 vorgesehen, wird der Abstand l-2y zwischen ihnen fest¬ gelegt. Liegen die Verdampferschiffchen 50, 52 auf verschiedenen Gerade 54, 55, werden die Abstände x und y festgelegt. In der Fig. 8 ist ein Verdampferschiffchen 50 durch gestrichelte Linien angedeutet. Um die Schichtdickenverteilung des von diesem Verdampferschiffchen 50 abgegebenen Material auf einer Folie berechnen zu können, wird das Verdampferschiffchen 50 durch zwei Punktquellen 70, 71 ersetzen, die symmetrisch zu einer gedachten Mittellinie 72 angeord¬ net sind. Die Abstände der Punktquellen 70, 71 zur Mittellinie 72 sind mit c bezeichnet, wobei in einer Modellrechnung als praktischer Wert für c ein Abstand von 25 mm einge-
setzt werden kann. Nimmt man beispielsweise für den Abstand a von den Punktquellen 70, 71 zu dem Band 8 einen Wert von 180 mm an, so ergibt sich eine Schichtdickenverteilung, wie sie in den Figuren 9 dargestellt ist. Physikalisch ist diese Schichtdickenverteilung da¬ durch bedingt, dass sich bei einer Hochratenverdampfung die aufsteigende Dampfwolke bzw. Dampfkeule verbreiten, da hierbei sehr viele Atome die Oberfläche des Verdampfers 50 verlassen und dadurch die freie Weglänge der Atome sinkt. Als Folge hiervon kollidie¬ ren die Atome miteinander und verändern ihre Bewegungsrichtung in Räume, in denen eine freie Weglänge noch vorhanden ist, was in einer Verbreiterung der Dampf wölke bzw. Dampfkeule resultiert. Dieser Effekt tritt nicht nur bei einem Verdampferschiffchen 50 auf, sondern bei allen Verdampferschiffchen 50-53, so dass in den Bereichen, wo sich die Ver¬ dampferkeulen zwischen den Verdampferschiffchen 50-53 überlappen, Zentren hoher Dampfdichten entstehen können. Diese Zentren werden ab einer bestimmten Abdampfrate der Verdampferschiffchen 50-53 sogar größer als die Bereiche direkt über den Verdamp¬ ferschiffchen 50-53. Auf dem Substrat 8 entstehen dann ungleichmäßige Beschichtungen. Man kann eine solche Überlappung der Dampfkeulen verhindern, wenn man die Abdampf¬ rate so gering hält, dass die Dampfdichte benachbarten Dampfkeulen nie so groß wird, dass Zonen mit hohen Dampfdichten zwischen den Verdampferschiffchen 50-53 entstehen, oder in dem man die Dampfkeulen geometrisch so anordnet, dass Zentren hoher Teilchen¬ dichte selbst beim Hochratenverdampfen nicht entstehen. Als Verdampferschiffchen können solche mit glatter Oberfläche verwendet werden die auf ihrer ganzen Oberfläche verdampfen. Es können aber auch Verdampferschiffchen mit Mulden zum Einsatz kommen. Entscheidend ist letztlich nicht die Geometrie der Verdamp¬ ferschiffchen, sondern die Geometrie der Verdampferkeulen, d. h. die Geometrie der akti¬ ven Verdampferzone auf dem Verdampferschiffchen. Die Fig. 9 zeigt die Schichtdickenverteilung über einer Punktquelle bei 1 = d = 0. Im darge¬ stellten Beispiel ist 1 = 200 mm, während d = 140 mm ist. Die Verteilung der Teilchen¬ dichte auf einen Substrat im Abstand von 180 mm von dem Verdampferschiffchen 50 ist mittel konzentrische Ringe angedeutet.As a comparison of FIGS. 2 and 7 shows, the distance x can be kept small in transverse evaporator boats. The values for x, y and a are adjusted in such a way that a uniform distribution of the deposited particles arises on the film 8. These values can be determined by experiments. If only two evaporator boats 50, 51 are provided on a straight line 54, the distance l-2y between them is fixed. If the evaporator boats 50, 52 are at different straight lines 54, 55, the distances x and y are determined. In Fig. 8, an evaporator boat 50 is indicated by dashed lines. In order to be able to calculate the layer thickness distribution of the material delivered by this evaporator boat 50 on a film, the evaporator boat 50 will be replaced by two point sources 70, 71, which are arranged symmetrically with respect to an imaginary center line 72. The distances of the point sources 70, 71 to the center line 72 are denoted by c, wherein in a model calculation a practical value for c is a distance of 25 mm. can be set. Taking, for example, a value of 180 mm for the distance a from the point sources 70, 71 to the strip 8, the result is a layer thickness distribution, as shown in FIGS. Physically, this layer thickness distribution is due to the fact that in a high-rate evaporation, the ascending vapor cloud or vapor lobe spread, since many atoms leave the surface of the evaporator 50 and thereby the free path length of the atoms decreases. As a consequence of this, the atoms collide with one another and change their direction of movement into spaces in which a free path length is still present, which results in a broadening of the vapor cloud or steam lobe. This effect occurs not only with an evaporator boat 50, but with all evaporator boats 50-53, so that in the areas where the evaporator lobes overlap between the evaporator boats 50-53, centers of high vapor densities can arise. Starting at a certain evaporation rate of the evaporator boats 50-53, these centers are even larger than the areas directly above the evaporator boat 50-53. On the substrate 8 then arise uneven coatings. Such an overlap of the steam lobes can be prevented if the evaporation rate is kept so low that the vapor density of adjacent steam lobes never becomes so great that zones with high vapor densities are formed between the evaporator boats 50-53 or if the steam lobes are geometrically so decrees that centers of high particle density do not arise even during high-rate evaporation. As evaporator boats, those with a smooth surface can be used which evaporate on its entire surface. However, evaporator boats with hollows can also be used. Ultimately, the decisive factor is not the geometry of the evaporator boats, but the geometry of the evaporator lobes, ie the geometry of the active evaporator zone on the evaporator boat. FIG. 9 shows the layer thickness distribution over a point source at 1 = d = 0. In the illustrated example, 1 = 200 mm, while d = 140 mm. The distribution of the Teilchen¬ density on a substrate at a distance of 180 mm from the evaporator boat 50 is indicated by means concentric rings.
Im äußeren Ring 75 beträgt die Schichtdicke 75% bei 80% des Sollwerts. Der nächste nach innen gerichtete Ring 76 weist eine Schichtdicke auf, die 80% bei 85% des Sollwerts be¬ trägt, während der weitere nach innen gerichtete Ring 77 eine Schichtdicke von 85% bei 90% des Sollwerts aufweist.In the outer ring 75, the layer thickness is 75% at 80% of the setpoint. The next inwardly directed ring 76 has a layer thickness which contributes 80% at 85% of the nominal value, while the further inwardly directed ring 77 has a layer thickness of 85% at 90% of the nominal value.
Der nächste Ring 78 bezeichnet eine Schichtdicke von 90% bei 95% des Sollwerts, wäh¬ rend der innere Kreis 79 auf eine Schichtdicke von 95% bei 100% hinweist.
In der Fig. 10 ist die Schichtdicken Verteilung über einer Linienquelle bei d = O angezeigt. Die Verteilung ist hierbei anders als bei der Punktquelle, weil sich die auf der Linie ge¬ dachten Punktquellen gegenseitig beeinflussen. So entsteht ein Maximum bei d = 1 = 0. Mit von 1 = d = 0 wachsendem d ist der Abfall steil, weil keine benachbarten Schiffchen mehr zur Verfügung stehen. Bei d = 0 ist der Abfall mit wachsendem 1 nicht so stark, weil bei 1 = 10 mm noch weitere Punkt- und Verdampferquellen vorhanden sind. Der Bereich 80 hat eine Verteilung von 50 % - 55 %, während der Bereich 81 eine Vertei¬ lung von 55 % - 60 % besitzt. Die Bereiche 82 bis 90 weisen Verteilungen von 60 % - 65 % bzw. 65 % - 70 % bzw. 70 % - 75 % bzw. 75 % - 80 % bzw. 80 % - 85 % bzw. 85 % - 90 % bzw. 90 % - 95 % bzw. 95 % - 100 % auf.
The next ring 78 indicates a layer thickness of 90% at 95% of the nominal value, while the inner circle 79 indicates a layer thickness of 95% at 100%. FIG. 10 shows the layer thickness distribution over a line source at d = 0. The distribution here is different from the point source because the point sources thought on the line influence each other. This results in a maximum at d = 1 = 0. With d growing from 1 = d = 0, the drop is steep because there are no more adjacent shuttles available. At d = 0, the drop with increasing 1 is not so strong, because at 1 = 10 mm further point and evaporator sources are present. The region 80 has a distribution of 50% -55%, while the region 81 has a distribution of 55% -60%. The ranges 82 to 90 have distributions of 60% - 65% and 65% - 70% and 70% - 75% and 75% - 80% and 80% - 85% and 85% - 90%, respectively. 90% - 95% and 95% - 100%, respectively.