WO2006117118A1 - Method for coating substrates with copper or silver - Google Patents

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WO2006117118A1
WO2006117118A1 PCT/EP2006/003885 EP2006003885W WO2006117118A1 WO 2006117118 A1 WO2006117118 A1 WO 2006117118A1 EP 2006003885 W EP2006003885 W EP 2006003885W WO 2006117118 A1 WO2006117118 A1 WO 2006117118A1
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WO
WIPO (PCT)
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coating
metal
copper
subgroup
borides
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/003885
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German (de)
French (fr)
Inventor
Dietrich Lange
Martin Seifert
Original Assignee
Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg filed Critical Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2006117118A1 publication Critical patent/WO2006117118A1/en

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Classifications

    • 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
    • C23C14/243—Crucibles for source material

Definitions

  • the invention relates to a process for coating substrates with copper or silver by evaporation of copper or silver using ceramic vaporizer boats and evaporator boats for use in such a process.
  • the substrate to be coated is passed over a cooled roller and thereby exposed to the aluminum vapor, which is reflected on the substrate surface as a thin metal layer.
  • evaporator so-called evaporator, in direct current passage at about 1450 0 C heated.
  • Aluminum wire is fed continuously, liquefied on the ceramic surface, and evaporated mbar at a vacuum of about 10 "4.
  • metallizing a series of evaporation boats are arranged such that over the entire width of the substrate a uniformly thick layer of aluminum deposited beat.
  • the chemical composition of the evaporator boats made of electrically conductive ceramic material usually consists of titanium diboride (TiB 2 ), boron nitride (BN) and optionally aluminum nitride (AlN).
  • TiB 2 is the electrically conductive component which allows the evaporator to be heated as if it had a resistance to ohms.
  • the tungsten Sheet metal boats have a completely different shape than the ceramic evaporator usually used in Bandbedampfungsanlagen, with the result that the restraints for the W-sheet metal boats must be designed completely different than the restraints for ceramic evaporator and a complex conversion of the restraints is required when the Bandevampfungsstrom from AI evaporation to Cu evaporation is to be converted.
  • Another disadvantage of the W-sheet metal boats is their deflection during operation, since tungsten and copper have different thermal expansion coefficients. This leads to tensions and deformations in the W-sheet metal boat. This deformation is known by the term "bimetallic effect".
  • DE 31 14 467 A1 describes a boat for evaporating metals from refractory oxide ceramics, such as ZrO 2 , wherein on the inside of the boat, a coating of tungsten and / or molybdenum is arranged.
  • refractory oxide ceramics such as ZrO 2
  • metals such as copper, iron, nickel or alloys of these metals can be applied to tape-shaped film materials.
  • ZrC> 2 oxide ceramics are brittle and sensitive to thermal shock and therefore unsuitable for evaporating metals. They are also not introduced to the market and have not prevailed in practice.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method for coating substrates with copper or silver by evaporation of these metals using ceramic evaporator boats, in particular good initial wetting of the evaporator boats and thus a good running-in characteristic can be achieved. Further, evaporator boats are to be provided for use in such a process.
  • the evaporator boats used according to the invention show an excellent initial wetting by the metals to be evaporated copper and silver and therefore have a good Einfahr characterizing. They can be used without further modification in conventional vacuum belt vapor deposition systems. Due to the good wetting a maximum Badgrö_ße the Cu or Ag bath can be achieved and thus the highest possible Abdampf need be achieved.
  • the evaporation in the method according to the invention is low-spatter and uniform, so that a high layer uniformity of the metallized substrate is achieved.
  • the invention thus provides a process for coating substrates with a metal selected from copper and silver by evaporating the metal using ceramic evaporator boats, characterized in that one uses an evaporator boat of electrically conductive ceramic material whose surface from which the evaporation of the metal is provided with one of the following coatings: a) a coating of at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, b) a coating of a mixture of the metal to be evaporated and at least one transition metal the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, c) a first coating of at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides and a coating thereon of the metal to be vaporized.
  • the invention furthermore relates to an evaporator boat for use in such a method, consisting of electrically conductive ceramic material whose surface, from which the vaporization of the metal takes place, is provided with one of the following coatings: a) a coating of at least one transition metal of the fourth b) a coating of a mixture of the metal to be vaporized and at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, c) a first coating of at least one Transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides and a coating applied thereon from the metal to be evaporated.
  • an evaporator boat made of electrically conductive ceramic material which contains titanium diboride and boron nitride and, if appropriate, aluminum nitride as main components, and which is produced by pressing these components.
  • the evaporator boat from 45-60 wt .-% TiB 2 , 20- 55 wt .-% BN and 0-20 wt .-% AlN, wherein further conventional additives and auxiliaries may be included.
  • the coating of the evaporator boat used according to the invention preferably has an average thickness of 1-750 ⁇ m, more preferably 15-500 ⁇ m, even more preferably 50-150 ⁇ m.
  • the evaporator boat used according to the invention has a shape known in the prior art, for example a rectangular cross-section. cut or a cross section in the form of a halved ellipse, as it is known for example from EP 0 962 546 B l.
  • the surface of the evaporator boat used according to the invention, from which the evaporation of the metal takes place, is provided with one of the following coatings:
  • Titanium, zirconium, vanadium, molybdenum and tungsten are preferred as transition metals of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table, in particular tungsten, and as borides in particular tungsten borides, such as WB and W 2 B 5 .
  • a coating of tungsten metal has proven to be particularly suitable for the evaporation of copper or silver, since from the beginning of use a good and uniform wetting occurs, which leads to a temporally and spatially low-spattering constant evaporation rate of the copper or silver.
  • the copper content in the coating is preferably at most 50% by volume, more preferably 20% by volume or less, to achieve a preferred first wetting behavior
  • the coating may consist of a mixture of silver and tungsten and / or tungsten borides.
  • the silver content in the coating is preferably at most 50% by volume, more preferably 20% by volume or less, in order to achieve a preferred initial wetting behavior.
  • the inventive method is not only suitable for high-vacuum strip evaporation of flexible substrates, such as paper and plastic films with copper or silver, but also for general cargo, for example of TV screens.
  • the copper and silver evaporation takes place analogously to the aluminum evaporation known in the prior art by using copper or silver wire instead of aluminum wire.
  • the copper or silver wire used may, for example, have a thickness of about 1.0-0.2 mm.
  • a coating for an evaporator boat usable in accordance with the invention takes place, for example, by applying a suspension of the coating material, such as W metal in acetone, to the surface of the evaporator boat from which the copper or silver evaporates, for example to the cavity, and subsequent drying for evaporation of the solvent.
  • the coating can also be applied by a per se known melt or plasma spraying.
  • a coating can be achieved by placing a preferably perforated metal molded part, for example a perforated metal sheet or a network of tungsten, on the evaporator boat or sprinkling a metal granulate, for example W granules, onto the surface of the evaporator boat.
  • a metal granulate for example W granules
  • Example 1 plasma-sprayed W coating for Cu evaporation
  • Evaporator boats of size 10 ⁇ 20 ⁇ 120 mm 3 made of an electrically conductive TiB 2 -BN mixed ceramic are plasma-spray-coated after appropriate preparation of the surface with a layer of metallic tungsten.
  • a W metal powder having an average particle size of 25 ⁇ m was used.
  • the layer thickness was determined on a co-coated comparative piece of 125 ⁇ m by placing a polished cut through the cross section of the reference piece.
  • the so-coated evaporators were installed in a Bandbedampfungsstrom and each occupied about 5 grams of copper wire pieces (wire diameter 2 mm). After closing the system and reaching the necessary vacuum of ⁇ 10 ⁇ 4 mbar, the heating power was set to 4.68 KW.
  • the deposited copper begins to melt, as the temperature further increases, the copper begins to wet the coated area of the evaporator.
  • the copper wire feed of the strip steaming system can be started.
  • a copper wire with a diameter of 2.0 mm was used.
  • the vaporizer boats according to the invention showed a constant evaporation rate of 2 to 6 grams of Cu per minute at 85% electrical power.
  • the uniform and constant wetting acts as a very uniform coating on the film to be vaporized.
  • Evaporator boats as described in Example 1 are coated after appropriate pretreatment on the functional surface with tungsten boride.
  • the composition of the tungsten boride is nominally WB;
  • the X-ray phase analysis of the tungsten boride used revealed that it consists essentially of WB with about 5% by volume of W 2 B 5 .
  • the layer thickness was again measured on a co-coated comparative piece. The layer thickness was 120 ⁇ m on average.
  • the evaporator boats coated in this way were installed in the strip steaming plant and, as mentioned in Example 1, brought to operating temperature with applied copper pieces.
  • the shells coated with tungsten boride show very good and uniform wetting of the coated functional surface even at lower power (corresponding to lower temperature).
  • these evaporator boats according to the invention could be maintained for 6 hours a constant evaporative power of 15 grams of copper per minute, without the performance of the evaporator has decreased.
  • Evaporation boats of size 10 ⁇ 20 ⁇ 120 mm 3 made of an electrically conductive TiB 2 -BN-AlN mixed ceramic are plasma-spray-coated after appropriate preparation of the surface with a layer consisting of a mixture of metallic tungsten and 15% by volume copper.
  • a W metal powder with an average particle size of 25 ⁇ m (manufacturer eg HC Starck in Goslar) and an electrolytic copper powder with an average particle size of 75 ⁇ m were used for this purpose.
  • the two powder components were homogenized for 12 hours dry on a roller block using hard metal balls before processing in the plasma spraying system. After homogenization of the powders, it was ensured that the powders, which tend to segregate due to the large difference in their specific gravity, do not become inhomogeneous due to vibrations or vibrations.
  • the layer thickness was determined on a co-coated control to be 132 ⁇ m by placing a polished cut through the cross section of the control.
  • the layer made in this example is easily distinguishable by the apparent reddish hue of copper from the other layers containing only W metal or tungsten boride.
  • the so coated evaporators were installed in a Bandbedampfungsstrom and each occupied about 4 grams of copper wire pieces (wire diameter 2mm). After closing the system and reaching the necessary vacuum of ⁇ 10 mbar, the heating power was set to 4.68 kW.
  • the applied copper begins to melt, and as the temperature increases further, the copper begins to wet the coated area of the evaporator very evenly. That in the layer embedded copper powder melts earlier than the applied powder because the heat transfer is better than with the laid copper wire pieces, which are heated only by thermal radiation. Due to the very early melting in the layer of copper components causes the applied copper wire pieces melt at relatively low temperature or power. By homogeneously distributed in the layer copper even more uniform initial wetting of the functional surface is effected, since the melt formed locally by the applied copper pieces does not have to be uniformed by surface forces. The effect of the copper contained in the coating is temporary because the copper from the layer, the copper of the applied wire pieces and the copper from the permanent wire feed combine.
  • the copper wire feed of the strip steaming system can be started.
  • a copper wire with a diameter of 2.0 mm was used.
  • the vaporizer boats according to the invention showed a constant evaporation rate of 18 grams of Cu per minute at 91% electrical power.
  • the relatively high evaporation rate of the evaporator boats according to the invention is probably due to the fact that the coating produced by powder mixing has a larger specific surface area than a layer which is composed only of W metal or tungsten boride.
  • the uniform and constant wetting acts as a very uniform coating on the film to be vaporized.
  • Evaporator boats as described in DE 39 35 163 Cl, are used in a Bandbedampfungsstrom. After analogous steps as in Example 1, the copper wire feed is turned on.
  • the boat shows a bad, uneven and time-varying wetting for copper.
  • there is no stable Evaporation rate which has an uneven layer thickness on the film to be vaporized.

Abstract

The invention relates to a method for coating substrates with a metal selected among copper and silver by evaporating said metal with the aid of ceramic evaporator crucibles. The inventive method is characterized in that an evaporator crucible is used that is made of an electrically conductive ceramic material and whose surface from which the metal is evaporated is provided with one of the following coatings: a) a coating made of at least one transition metal of subgroup 4 to 6 of the periodic system and/or the borides thereof; b) a coating made of a mixture of the metal that is to be evaporated and at least one transition metal of subgroup 4 to 6 of the periodic system and/or the borides thereof; c) a first coating made of at least one transition metal of subgroup 4 to 6 of the periodic system and/or the borides thereof and a coating which is applied thereto and is made of the metal that is to be evaporated. The inventive evaporator crucibles are provided with good initial wetting power for copper and silver such that the evaporation process can be carried out uniformly and with little splashing.

Description

Verfahren zum Beschichten von Substraten mit Kupfer oder Silber Process for coating substrates with copper or silver
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Substraten mit Kupfer oder Silber durch Verdampfen von Kupfer oder Silber unter Verwendung keramischer Verdampferschiffchen sowie Verdampferschiffchen zur Verwendung in einem solchen Verfahren.The invention relates to a process for coating substrates with copper or silver by evaporation of copper or silver using ceramic vaporizer boats and evaporator boats for use in such a process.
Stand der TechnikState of the art
Das gebräuchlichste Verfahren zum Beschichten von flexiblen Substraten mit Metallen, insbesondere mit Aluminium, ist die so genannte Hochvakuum- Bandbedampfung. Hierbei wird das zu beschichtende Substrat über eine ge- kühlte Walze geführt und dabei dem Aluminiumdampf ausgesetzt, der sich auf der Substratoberfläche als dünne Metallschicht niederschlägt.The most common method for coating flexible substrates with metals, especially with aluminum, is the so-called high-vacuum strip vapor deposition. Here, the substrate to be coated is passed over a cooled roller and thereby exposed to the aluminum vapor, which is reflected on the substrate surface as a thin metal layer.
Zur Erzeugung des erforderlichen konstanten Dampfstromes werden keramische Verdampfer, so genannte Verdampferschiffchen, im direkten Strom- durchgang auf etwa 14500C erhitzt. Aluminiumdraht wird kontinuierlich zugeführt, auf der Keramikoberfläche verflüssigt und bei einem Vakuum von etwa 10"4 mbar verdampft. In Metallisierungsanlagen sind eine Reihe von Verdampferschiffchen so angeordnet, dass sich über die gesamte Breite des Substrates eine gleichmäßig dicke Aluminiumschicht niederschlagt.To generate the required constant vapor stream are ceramic evaporator so-called evaporator, in direct current passage at about 1450 0 C heated. Aluminum wire is fed continuously, liquefied on the ceramic surface, and evaporated mbar at a vacuum of about 10 "4. In metallizing a series of evaporation boats are arranged such that over the entire width of the substrate a uniformly thick layer of aluminum deposited beat.
Die chemische Zusammensetzung der Verdampferschiffchen aus elektrisch leitfähigem Keramikmaterial besteht in der Regel aus Titandiborid (TiB2) , Bornitrid (BN) und wahlweise Aluminiumnitrid (AlN). Hierbei ist TiB2 die elektrisch leitende Komponente, die es erlaubt, den Verdampfer wie einen ohm- sehen Widerstand aufzuheizen.The chemical composition of the evaporator boats made of electrically conductive ceramic material usually consists of titanium diboride (TiB 2 ), boron nitride (BN) and optionally aluminum nitride (AlN). In this case, TiB 2 is the electrically conductive component which allows the evaporator to be heated as if it had a resistance to ohms.
Eines der Hauptprobleme beim Betreiben von Bandbedampfungsanlagen ist die Erstbenetzung der Verdampferschiffchen mit dem zu bedampfenden Metall. Für große Schichtdicken und Substratdurchsätze war es bisher nur mög- lieh, niedrigschmelzende Metalle, wie Aluminium und Zink, mit ausreichender Abdampfrate und Gleichmäßigkeit mit Hilfe von Verdampferschiffchen auf flexible Substrate aufzubringen. Andere Metalle, wie beispielsweise Kupfer oder Silber, konnten bisher nur in kleinen Mengen aus direkt beheizten Wolframoder Molybdän-Blechschiffchen verdampft werden. Die Wolfram- Blechschiffchen haben eine völlig andere Form als die üblicherweise in Bandbedampfungsanlagen verwendeten keramischen Verdampferschiffchen, was zur Folge hat, daß die Einspannungen für die W-Blechschiffchen völlig anders gestaltet sein müssen als die Einspannungen für Keramikverdampfer und ein aufwendiger Umbau der Einspannungen erforderlich ist, wenn die Bandbedampfungsanlage von AI-Verdampfung auf Cu-Verdampfung umgestellt werden soll. Ein weiterer Nachteil der W-Blechschiffchen ist deren Durchbiegung während des Betriebs, da Wolfram und Kupfer unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben. Dadurch kommt es zu Spannungen und Verformungen im W-Blechschiffchen. Diese Deformation ist unter dem Begriff "Bimetall-Effekt" bekannt.One of the main problems in the operation of Bandbedampfungsanlagen is the initial wetting of the evaporator boats with the metallized metal. For large layer thicknesses and substrate throughputs, it has hitherto been only possible to apply low-melting metals, such as aluminum and zinc, with sufficient evaporation rate and uniformity to flexible substrates with the aid of evaporator boats. Other metals, such as copper or silver, could previously only be evaporated in small quantities from directly heated tungsten or molybdenum sheet metal boats. The tungsten Sheet metal boats have a completely different shape than the ceramic evaporator usually used in Bandbedampfungsanlagen, with the result that the restraints for the W-sheet metal boats must be designed completely different than the restraints for ceramic evaporator and a complex conversion of the restraints is required when the Bandevampfungsanlage from AI evaporation to Cu evaporation is to be converted. Another disadvantage of the W-sheet metal boats is their deflection during operation, since tungsten and copper have different thermal expansion coefficients. This leads to tensions and deformations in the W-sheet metal boat. This deformation is known by the term "bimetallic effect".
Die DE 25 35 569 Al beschreibt ein Verdampferschiffchen aus einem elektrisch leitfähigen Keramikmaterial mit einer Beschichtung, welche als Hauptkomponente eines oder mehrere Carbide oder alternativ metallisches Wolfram, Tantal oder Molybdän enthält. Als zu verdampfende Metalle werden lediglich Al, Sb, Ni und Nichromdraht erwähnt. Die dort beschriebenen Schiffchen haben sich jedoch am Markt nicht durchgesetzt.DE 25 35 569 A1 describes an evaporator boat made of an electrically conductive ceramic material with a coating which contains as main component one or more carbides or alternatively metallic tungsten, tantalum or molybdenum. As metals to be evaporated, only Al, Sb, Ni and nichrome wire are mentioned. However, the boats described there have not prevailed on the market.
Die DE 31 14 467 Al beschreibt ein Schiffchen zum Verdampfen von Metallen aus feuerfesten Oxidkeramiken, wie Zrθ2, wobei auf der Innenseite des Schiffchens ein Überzug aus Wolfram und/oder Molybdän angeordnet ist. Mit diesem Schiffchen sollen Metalle, wie Kupfer, Eisen, Nickel oder Legierungen dieser Metalle auf bandförmige Folienmaterialien aufgebracht werden können. Schiffchen aus ZrC>2-Oxidkeramiken sind jedoch spröde und thermo- schockempfindlich und daher für das Verdampfen von Metallen ungeeignet. Sie sind ebenfalls am Markt nicht eingeführt und haben sich in der Praxis nicht durchgesetzt.DE 31 14 467 A1 describes a boat for evaporating metals from refractory oxide ceramics, such as ZrO 2 , wherein on the inside of the boat, a coating of tungsten and / or molybdenum is arranged. With this boat to metals, such as copper, iron, nickel or alloys of these metals can be applied to tape-shaped film materials. However, ZrC> 2 oxide ceramics are brittle and sensitive to thermal shock and therefore unsuitable for evaporating metals. They are also not introduced to the market and have not prevailed in practice.
Die DE 39 35 163 C l beschreibt Verdampferschiffchen aus heißgepressten, elektrisch leitfähigen Mischwerkstoffen aus Bornitrid, wahlweise Aluminiumnitrid und Titanborid sowie einem oder mehrerer Metalle aus der Gruppe Wolfram, Molybdän und Chrom zur Verdampfung von Aluminium, Kupfer oder Silber. Diese Schiffchen haben aber den Nachteil, dass sie eine schlechte Be- netzung für Kupfer und Silber aufweisen und eine schlechte Einfahrcharakteristik besitzen, wodurch eine bedienungsintensive Nachregelung in der Einfahrphase erforderlich ist. Aufgabe der ErfindungDE 39 35 163 C l describes evaporator boats from hot-pressed, electrically conductive mixed materials of boron nitride, optionally aluminum nitride and titanium boride and one or more metals from the group tungsten, molybdenum and chromium for the evaporation of aluminum, copper or silver. However, these boats have the disadvantage that they have poor wetting for copper and silver and have a poor running-in characteristic, which necessitates a user-intensive readjustment in the run-in phase. Object of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten von Substraten mit Kupfer oder Silber durch Verdampfen dieser Metalle unter Verwendung keramischer Verdampferschiffchen vorzusehen, wobei insbesondere eine gute Erstbenetzung der Verdampferschiffchen und somit eine gute Einfahrcharakteristik erreicht werden können. Ferner sollen Verdampferschiffchen zur Verwendung in einem solchen Verfahren vorgesehen werden.The invention is therefore based on the object to provide a method for coating substrates with copper or silver by evaporation of these metals using ceramic evaporator boats, in particular good initial wetting of the evaporator boats and thus a good running-in characteristic can be achieved. Further, evaporator boats are to be provided for use in such a process.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem aus Kupfer und Silber gewählten Metall gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verdampferschiffchen zur Verwendung in einem solchen Verfahren gemäß Anspruch 7.The above object is achieved according to the invention by a method for coating substrates with a metal selected from copper and silver according to claim 1 and by an evaporator boat for use in such a method according to claim 7.
Bevorzugte bzw. besonders zweckmäßige Ausführungsformen des Anmeldungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred or particularly expedient embodiments of the subject of the application are specified in the subclaims.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Verdampferschiffchen zeigen eine ausgezeichnete Erstbenetzung durch die zu verdampfenden Metalle Kupfer und Silber und haben daher eine gute Einfahrcharakteristik. Sie sind ohne weiteren Umbau in üblichen Vakuum-Bandbedampfungsanlagen einsetzbar. Aufgrund der guten Benetzung kann eine maximale Badgrö_ße des Cu- oder Ag-Bades erreicht und damit höchstmögliche Abdampfleistungen erzielt werden. Die Verdampfung beim erfindungsgemäßen Verfahren ist spritzerarm und gleichmäßig, so dass eine hohe Schichtgleichmäßigkeit des metallisierten Substrates erzielt wird.The evaporator boats used according to the invention show an excellent initial wetting by the metals to be evaporated copper and silver and therefore have a good Einfahrcharakteristik. They can be used without further modification in conventional vacuum belt vapor deposition systems. Due to the good wetting a maximum Badgrö_ße the Cu or Ag bath can be achieved and thus the highest possible Abdampfleistungen be achieved. The evaporation in the method according to the invention is low-spatter and uniform, so that a high layer uniformity of the metallized substrate is achieved.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem aus Kupfer und Silber gewählten Metall durch Verdampfen des Metalls unter Verwendung keramischer Verdampferschiffchen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Verdampferschiffchen aus elektrisch leitfähigem Keramikmaterial verwendet, dessen Oberfläche, von der die Verdampfung des Metalls erfolgt, mit einer der folgenden Beschichtungen versehen ist: a) einer Beschichtung aus mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden, b) einer Beschichtung aus einer Mischung des zu verdampfenden Metalls und mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden, c) einer ersten Beschichtung aus mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden und einer darauf aufgebrachten Beschichtung aus dem zu verdampfenden Metall.The invention thus provides a process for coating substrates with a metal selected from copper and silver by evaporating the metal using ceramic evaporator boats, characterized in that one uses an evaporator boat of electrically conductive ceramic material whose surface from which the evaporation of the metal is provided with one of the following coatings: a) a coating of at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, b) a coating of a mixture of the metal to be evaporated and at least one transition metal the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, c) a first coating of at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides and a coating thereon of the metal to be vaporized.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verdampferschiffchen zur Verwendung in einem solchen Verfahren, bestehend aus elektrisch leitfähigem Keramikmaterial, dessen Oberfläche, von der die Verdampfung des Metalls erfolgt, mit einer der folgenden Beschichtungen versehen ist: a) einer Beschichtung aus mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden, b) einer Beschichtung aus einer Mischung des zu verdampfenden Metalls und mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden, c) einer ersten Beschichtung aus mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden und einer darauf aufgebrachten Beschichtung aus dem zu verdampfenden Metall.The invention furthermore relates to an evaporator boat for use in such a method, consisting of electrically conductive ceramic material whose surface, from which the vaporization of the metal takes place, is provided with one of the following coatings: a) a coating of at least one transition metal of the fourth b) a coating of a mixture of the metal to be vaporized and at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, c) a first coating of at least one Transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides and a coating applied thereon from the metal to be evaporated.
Vorzugsweise verwendet man beim erfindungsgemäJ3en Verfahren ein Ver- dampferschiffchen aus elektrisch leitfähigem Keramikmaterial, das als Hauptkomponenten Titandiborid und Bornitrid sowie gegebenenfalls Aluminiumnitrid enthält und das durch Heij3pressen dieser Komponenten hergestellt wird. Vorzugsweise besteht das Verdampferschiffchen aus 45-60 Gew.-% TiB2, 20- 55 Gew.-% BN und 0-20 Gew.-% AlN, wobei weiterhin übliche Zusatzstoffe und Hilfsmittel enthalten sein können.In the process according to the invention, preference is given to using an evaporator boat made of electrically conductive ceramic material which contains titanium diboride and boron nitride and, if appropriate, aluminum nitride as main components, and which is produced by pressing these components. Preferably, the evaporator boat from 45-60 wt .-% TiB 2 , 20- 55 wt .-% BN and 0-20 wt .-% AlN, wherein further conventional additives and auxiliaries may be included.
Die Beschichtung des erfindungsgemäß eingesetzten Verdampferschiffchens weist vorzugsweise eine mittlere Dicke von 1-750 um, weiter vorzugsweise 15- 500 um, noch weiter bevorzugt 50- 150 um, auf.The coating of the evaporator boat used according to the invention preferably has an average thickness of 1-750 μm, more preferably 15-500 μm, even more preferably 50-150 μm.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Verdampferschiffchen weist eine im Stand der Technik bekannte Form auf, beispielsweise einen rechteckigen Quer- schnitt oder aber einen Querschnitt in Form einer halbierten Ellipse, wie es beispielsweise aus EP 0 962 546 B l bekannt ist.The evaporator boat used according to the invention has a shape known in the prior art, for example a rectangular cross-section. cut or a cross section in the form of a halved ellipse, as it is known for example from EP 0 962 546 B l.
Die Oberfläche des erfindungsgemäß eingesetzten Verdampfer Schiffchens, von der die Verdampfung des Metalls erfolgt, ist mit einer der folgenden Beschich- tungen versehen:The surface of the evaporator boat used according to the invention, from which the evaporation of the metal takes place, is provided with one of the following coatings:
a) einer Beschichtung aus mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden, b) einer Beschichtung aus einer Mischung des zu verdampfenden Metalls und mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden, c) einer ersten Beschichtung aus mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden und einer darauf aufgebrachten Beschichtung aus dem zu verdampfenden Metall.a) a coating of at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, b) a coating of a mixture of the metal to be evaporated and at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, c) a first coating of at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides and a coating applied thereon from the metal to be vaporized.
Als Übergangsmetalle der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems sind Titan, Zirkon, Vanadium, Molybdän und Wolfram bevorzugt, insbesondere Wolfram, und als Boride insbesondere Wolframboride, wie WB und W2B5. Beson- ders geeignet für die Verdampfung von Kupfer oder Silber hat sich eine Beschichtung aus Wolframmetall erwiesen, da hierbei von Einsatzbeginn an eine gute und gleichmäßige Benetzung auftritt, die zu einer zeitlich und räumlich spritzerarmen konstanten Abdampfrate des Kupfers oder Silbers führt. Im Falle einer Beschichtung aus einer Mischung von Kupfer und Wolfram und/ oder Wolframboriden für die Verdampfung von Kupfer beträgt der Kupferanteil in der Beschichtung vorzugsweise höchstens 50 Vol.-%, weiter vorzugsweise 20 Vol.-% oder weniger zur Erzielung eines bevorzugten Erstbenetzungsver- haltens. Für die Verdampfung von Silber kann gemäß einer anderen Ausführungsform die Beschichtung aus einer Mischung von Silber und Wolfram und/oder Wolframboriden bestehen. Hierbei beträgt der Silberanteil in der Beschichtung vorzugsweise höchstens 50 Vol.-%, weiter vorzugsweise 20 VoI.- % oder weniger zur Erzielung eines bevorzugten Erstbenetzungsverhaltens.Titanium, zirconium, vanadium, molybdenum and tungsten are preferred as transition metals of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table, in particular tungsten, and as borides in particular tungsten borides, such as WB and W 2 B 5 . A coating of tungsten metal has proven to be particularly suitable for the evaporation of copper or silver, since from the beginning of use a good and uniform wetting occurs, which leads to a temporally and spatially low-spattering constant evaporation rate of the copper or silver. In the case of a coating of a mixture of copper and tungsten and / or tungsten boride for the evaporation of copper, the copper content in the coating is preferably at most 50% by volume, more preferably 20% by volume or less, to achieve a preferred first wetting behavior , For the evaporation of silver, according to another embodiment, the coating may consist of a mixture of silver and tungsten and / or tungsten borides. In this case, the silver content in the coating is preferably at most 50% by volume, more preferably 20% by volume or less, in order to achieve a preferred initial wetting behavior.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nicht nur zur Hochvakuum- Bandbedampfung von flexiblen Substraten, wie Papier und Kunststofffolien mit Kupfer oder Silber, sondern ebenfalls zur Stückgutbedampfung, beispielsweise von TV-Bildschirmen. Die Kupfer- und Silber -Verdampfung erfolgt analog der im Stand der Technik bekannten Aluminium-Verdampfung durch Verwendung von Kupfer- oder Silberdraht anstelle von Aluminiumdraht. Der verwendete Kupfer- oder Silberdraht kann beispielsweise eine Stärke von etwa 1 ,0 - 2,0 mm aufweisen.The inventive method is not only suitable for high-vacuum strip evaporation of flexible substrates, such as paper and plastic films with copper or silver, but also for general cargo, for example of TV screens. The copper and silver evaporation takes place analogously to the aluminum evaporation known in the prior art by using copper or silver wire instead of aluminum wire. The copper or silver wire used may, for example, have a thickness of about 1.0-0.2 mm.
Die Herstellung einer Beschichtung für ein erfindungsgemäß einsetzbares Verdampferschiffchen erfolgt beispielsweise durch Aufbringen einer Suspension des Beschichtungsmaterials, wie etwa W-Metall in Aceton, auf die Oberfläche des Verdampferschiffchens, von der die Verdampfung des Kupfers oder Silbers erfolgt, beispielsweise auf die Kavität, und anschließende Trocknung zur Verdampfung des Lösungsmittels. Die Beschichtung kann aber auch durch ein an sich bekanntes Schmelz- oder Plasmaspritzverfahren aufgebracht werden.The production of a coating for an evaporator boat usable in accordance with the invention takes place, for example, by applying a suspension of the coating material, such as W metal in acetone, to the surface of the evaporator boat from which the copper or silver evaporates, for example to the cavity, and subsequent drying for evaporation of the solvent. The coating can also be applied by a per se known melt or plasma spraying.
Im einfachsten Fall kann eine Beschichtung dadurch erzielt werden, dass ein vorzugsweise perforiertes Metallformteil, zum Beispiel ein Lochblech oder Netz aus Wolfram, auf das Verdampferschiffchen aufgelegt oder auf die Oberfläche des Verdampferschiffchens ein Metallgranulat, beispielsweise W-Granulat aufgestreut wird. Bevorzugt wird jedoch die Aufbringung einer Beschichtung durch das Plasmaspritzverfahren, da hierbei eine gleichmäßige Beschichtung erreicht wird, die ebenfalls eine gleichmäßigere Benetzung für Kupfer oder Silber zeigt.In the simplest case, a coating can be achieved by placing a preferably perforated metal molded part, for example a perforated metal sheet or a network of tungsten, on the evaporator boat or sprinkling a metal granulate, for example W granules, onto the surface of the evaporator boat. However, preference is given to the application of a coating by the plasma spraying method, since in this case a uniform coating is achieved, which also shows a more uniform wetting for copper or silver.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to further illustrate the invention.
Beispiel 1 (plasmagespritzte W-Beschichtung für Cu-Verdampfung)Example 1 (plasma-sprayed W coating for Cu evaporation)
Verdampferschiffchen der Größe 10 x 20 x 120 mm3 aus einer elektrisch leitfähigen TiB2-BN-Mischkeramik werden nach entsprechender Vorbereitung der Oberfläche mit einer Schicht aus metallischem Wolfram plasmaspritzbe- schichtet. Dazu wurde ein W-Metallpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 25 um verwendet. (Hersteller z.B. H. C. Starck in Goslar). Die Schichtdicke wurde an einem mitbeschichteten Vergleichsstück zu 125 um bestimmt, indem ein polierter Schliff durch den Querschnitt des Vergleichsstückes gelegt wurde. Die so beschichteten Verdampfer wurden in einer Bandbedampfungsanlage eingebaut und mit jeweils ca. 5 Gramm Kupferdrahtstücken (Drahtdurchmesser 2 mm) belegt. Nach Schließen der Anlage und Erreichen des notwendigen Vakuums von < 10~4 mbar wurde die Heizleistung auf 4,68 KW eingestellt.Evaporator boats of size 10 × 20 × 120 mm 3 made of an electrically conductive TiB 2 -BN mixed ceramic are plasma-spray-coated after appropriate preparation of the surface with a layer of metallic tungsten. For this, a W metal powder having an average particle size of 25 μm was used. (Manufacturer eg HC Starck in Goslar). The layer thickness was determined on a co-coated comparative piece of 125 μm by placing a polished cut through the cross section of the reference piece. The so-coated evaporators were installed in a Bandbedampfungsanlage and each occupied about 5 grams of copper wire pieces (wire diameter 2 mm). After closing the system and reaching the necessary vacuum of <10 ~ 4 mbar, the heating power was set to 4.68 KW.
Bei ca. 60% der Endleistung beginnt das aufgelegte Kupfer zu schmelzen, bei weiterer Erhöhung der Temperatur fängt das Kupfer an, den beschichteten Bereich des Verdampfers zu benetzen.At about 60% of the final power, the deposited copper begins to melt, as the temperature further increases, the copper begins to wet the coated area of the evaporator.
Wenn die eingespeiste Leistung ca. 85% erreicht hat, kann der Kupfer-Drahtvorschub der Bandbedampfungsanlage gestartet werden. Für das vorliegende Beispiel wurde ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von 2,0 mm verwendet.When the input power has reached approximately 85%, the copper wire feed of the strip steaming system can be started. For the present example, a copper wire with a diameter of 2.0 mm was used.
Die erfindungsgemäßen Verdampferschiffchen zeigten bei 85% elektrischer Leistung eine konstante Verdampfungsleistung von 2 bis 6 Gramm Cu pro Minute. Die gleichmäßige und konstante Benetzung wirkt sich als sehr gleichmäßige Beschichtung auf der zu bedampfenden Folie aus.The vaporizer boats according to the invention showed a constant evaporation rate of 2 to 6 grams of Cu per minute at 85% electrical power. The uniform and constant wetting acts as a very uniform coating on the film to be vaporized.
Beispiel 2: (plasmagespritzte WB-Beschichtung für Cu-Verdampfung)Example 2: (plasma-sprayed WB coating for Cu evaporation)
Verdampferschiffchen wie in Beispiel 1 beschrieben werden nach entsprechender Vorbehandlung auf der Funktionsfläche mit Wolframborid beschichtet. Die Zusammensetzung des Wolframborids ist nominell WB; die röntgenografische Phasenanalyse des verwendeten Wolframborids ergab, dass es im Wesentlichen aus WB mit ca. 5 Volumen-% W2B5 besteht. Die Schichtdicke wurde wiederum an einem gleichzeitig mitbeschichteten Vergleichsstück gemessen. Die Schichtdicke betrug im Durchschnitt 120 um.Evaporator boats as described in Example 1 are coated after appropriate pretreatment on the functional surface with tungsten boride. The composition of the tungsten boride is nominally WB; The X-ray phase analysis of the tungsten boride used revealed that it consists essentially of WB with about 5% by volume of W 2 B 5 . The layer thickness was again measured on a co-coated comparative piece. The layer thickness was 120 μm on average.
Die so beschichteten Verdampferschiffchen wurden in die Bandbedampfungsanlage eingebaut und wie in Beispiel 1 erwähnt, mit aufgelegten Kupferstük- ken auf Betriebstemperatur gebracht. Im Vergleich zu den in Beispiel 1 beschriebenen Verdampferschiffchen zeigen die mit Wolframborid beschichteten Schiffchen schon bei geringerer Leistung (entspricht geringerer Temperatur) eine sehr gute und gleichmäßige Benetzung der beschichteten Funktionsfläche. Mit diesen erfindungsgemäßen Verdampferschiffchen konnte 6 Stunden lang eine konstante Abdampfleistung von 15 Gramm Kupfer pro Minute gehalten werden, ohne dass die Leistung der Verdampfer nachgelassen hat.The evaporator boats coated in this way were installed in the strip steaming plant and, as mentioned in Example 1, brought to operating temperature with applied copper pieces. In comparison with the evaporator boats described in Example 1, the shells coated with tungsten boride show very good and uniform wetting of the coated functional surface even at lower power (corresponding to lower temperature). With these evaporator boats according to the invention could be maintained for 6 hours a constant evaporative power of 15 grams of copper per minute, without the performance of the evaporator has decreased.
Beispiel 3: (plasmagespritzte W-Cu-Beschichtung für Cu-Ve rdampfung)Example 3: (plasma-sprayed W-Cu coating for Cu vaporization)
Verdampferschiffchen der Größe 10 x 20 x 120 mm3 aus einer elektrisch leitfähigen TiB2-BN-AlN-Mischkeramik werden nach entsprechender Vorbereitung der Oberfläche mit einer Schicht, bestehend aus einer Mischung von metallischem Wolfram und 15 Volumen-% Kupfer, plasmaspritzbeschich- tet. Dazu wurde ein W-Metallpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 25um verwendet (Hersteller z.B. H. C. Starck in Goslar) und ein Elektrolyt- Kupferpulver mit der mittleren Partikelgröße von 75μm. Die beiden Pulverkomponenten wurden vor der Verarbeitung in der Plasmaspritzanlage 12 Stunden trocken auf einem Rollenbock unter Verwendung von Hartmetallkugeln homogenisiert. Nach der Homogenisierung der Pulver wurde darauf geachtet, dass sich die Pulver, die aufgrund des grojδen Unterschiedes im spezifischen Gewicht zur Entmischung neigen, nicht durch Erschütterungen oder Vibrationen inhomogen werden.Evaporation boats of size 10 × 20 × 120 mm 3 made of an electrically conductive TiB 2 -BN-AlN mixed ceramic are plasma-spray-coated after appropriate preparation of the surface with a layer consisting of a mixture of metallic tungsten and 15% by volume copper. A W metal powder with an average particle size of 25 μm (manufacturer eg HC Starck in Goslar) and an electrolytic copper powder with an average particle size of 75 μm were used for this purpose. The two powder components were homogenized for 12 hours dry on a roller block using hard metal balls before processing in the plasma spraying system. After homogenization of the powders, it was ensured that the powders, which tend to segregate due to the large difference in their specific gravity, do not become inhomogeneous due to vibrations or vibrations.
Die Schichtdicke wurde an einem mitbeschichteten Vergleichstück zu 132 um bestimmt, indem ein polierter Schliff durch den Querschnitt des Vergleichstückes gelegt wurde.The layer thickness was determined on a co-coated control to be 132 μm by placing a polished cut through the cross section of the control.
Die in diesem Beispiel hergestellte Schicht ist leicht durch den offensichtlichen rötlichen Farbton des Kupfers von den anderen, nur W- Metall oder Wolframborid enthaltenen Schichten unterscheidbar.The layer made in this example is easily distinguishable by the apparent reddish hue of copper from the other layers containing only W metal or tungsten boride.
Die so beschichteten Verdampfer wurden in einer Bandbedampfungsanlage eingebaut und mit jeweils ca. 4 Gramm Kupferdrahtstücken (Drahtdurchmesser 2mm) belegt. Nach Schließen der Anlage und Erreichen des notwendigen Vakuums von < 10 mbar wurde die Heizleistung auf 4,68 KW eingestellt.The so coated evaporators were installed in a Bandbedampfungsanlage and each occupied about 4 grams of copper wire pieces (wire diameter 2mm). After closing the system and reaching the necessary vacuum of <10 mbar, the heating power was set to 4.68 kW.
Bei ca. 60% der Endleistung beginnt das aufgelegte Kupfer zu schmelzen, bei weiterer Erhöhung der Temperatur fängt das Kupfer an, den beschichteten Bereich des Verdampfers sehr gleichmässig zu benetzen. Das in der Schicht eingebettete Kupferpulver schmilzt früher als das aufgelegte Pulver, da der Wärmeübergang besser ist als bei den aufgelegten Kupferdrahtstücken, die nur durch Wärmestrahlung erhitzt werden. Durch die in der Schicht sehr frühzeitig schmelzenden Kupferbestandteile wird bewirkt, dass auch die aufgelegten Kupferdrahtstücke bei relativ niedriger Temperatur bzw. Leistung schmelzen. Durch das homogen in der Schicht verteilte Kupfer wird eine noch gleichmäßigere Anfangsbenetzung der Funktionsfläche bewirkt, da sich die durch die aufgelegten Kupferstücke lokal bildende Schmelze nicht durch Oberflächenkräfte vergleichmäßigen muß. Die Wirkung des in der Beschichtung enthaltenen Kupfers ist temporär, da sich das Kupfer aus der Schicht, das Kupfer der aufgelegten Drahtstücke und das Kupfer aus der permanenten Drahtzuführung vereinigen.At approximately 60% of the final power, the applied copper begins to melt, and as the temperature increases further, the copper begins to wet the coated area of the evaporator very evenly. That in the layer embedded copper powder melts earlier than the applied powder because the heat transfer is better than with the laid copper wire pieces, which are heated only by thermal radiation. Due to the very early melting in the layer of copper components causes the applied copper wire pieces melt at relatively low temperature or power. By homogeneously distributed in the layer copper even more uniform initial wetting of the functional surface is effected, since the melt formed locally by the applied copper pieces does not have to be uniformed by surface forces. The effect of the copper contained in the coating is temporary because the copper from the layer, the copper of the applied wire pieces and the copper from the permanent wire feed combine.
Wenn die eingespeiste Leistung ca. 85% erreicht hat, kann der Kupfer- Drahtvorschub der Bandbedampfungsanlage gestartet werden. Für das vorliegende Beispiel wurde ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von 2,0 mm verwendet.When the fed-in power has reached approx. 85%, the copper wire feed of the strip steaming system can be started. For the present example, a copper wire with a diameter of 2.0 mm was used.
Die erfindungsgemäßen Verdampferschiffchen zeigten bei 91% elektrischer Leistung eine konstante Verdampfungsleistung von 18 Gramm Cu pro Minute. Die relativ hohe Abdampfleistung der erfindungsgemäßen Verdampferschiffchen liegt vermutlich daran, dass die durch Pulvermischung hergestellte Beschichtung eine größere spezifische Oberfläche hat als eine Schicht, die nur aus W-Metall oder Wolframborid aufgebaut ist.The vaporizer boats according to the invention showed a constant evaporation rate of 18 grams of Cu per minute at 91% electrical power. The relatively high evaporation rate of the evaporator boats according to the invention is probably due to the fact that the coating produced by powder mixing has a larger specific surface area than a layer which is composed only of W metal or tungsten boride.
Die gleichmäßige und konstante Benetzung wirkt sich als sehr gleichmäßige Beschichtung auf der zu bedampfenden Folie aus.The uniform and constant wetting acts as a very uniform coating on the film to be vaporized.
Vergleichsbeispiel (4-Komponentenverdampfer)Comparative Example (4-Component Evaporator)
Verdampferschiffchen, wie in der DE 39 35 163 Cl beschrieben, werden in eine Bandbedampfungsanlage eingesetzt. Nach analogen Schritten wie in Beispiel 1 wird der Kupfer -Drahtvorschub eingeschaltet.Evaporator boats, as described in DE 39 35 163 Cl, are used in a Bandbedampfungsanlage. After analogous steps as in Example 1, the copper wire feed is turned on.
Das Schiffchen zeigt jedoch eine schlechte, ungleichmäßige und zeitlich sehr schwankende Benetzung für Kupfer. Als Folge davon stellt sich keine stabile Abdampfrate ein, was sich in ungleichmäßiger Schichtdicke auf der zu bedampfenden Folie auswirkt. However, the boat shows a bad, uneven and time-varying wetting for copper. As a result, there is no stable Evaporation rate, which has an uneven layer thickness on the film to be vaporized.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem aus Kupfer und Silber gewählten Metall durch Verdampfen des Metalls unter Verwendung ke- ramischer Verdampfer Schiffchen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Verdampferschiffchen aus elektrisch leitfähigem Keramikmaterial verwendet, dessen Oberfläche, von der die Verdampfung des Metalls erfolgt, mit einer der folgenden Beschichtungen versehen ist: a) einer Beschichtung aus mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden, b) einer Beschichtung aus einer Mischung des zu verdampfenden Metalls und mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden, c) einer ersten Beschichtung aus mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden und einer darauf aufgebrachten Beschichtung aus dem zu verdampfenden Metall.1. A method for coating substrates with a metal selected from copper and silver by vaporizing the metal using ceramic evaporator boats, characterized in that one uses an evaporator boat of electrically conductive ceramic material, the surface from which the evaporation of the metal takes place , is provided with one of the following coatings: a) a coating of at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, b) a coating of a mixture of the metal to be vaporized and at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, c) a first coating of at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides and a coating applied thereon from the metal to be vaporized.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man ein Verdampferschiffchen aus heijßverpresstem Titandiborid und Bornitrid sowie ge- gebenenfalls Aluminiumnitrid verwendet.2. The method according to claim 1, characterized in that one uses an evaporator boat from heijßverpresstem titanium diboride and boron nitride and, if appropriate, aluminum nitride.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Verdampferschiffchen verwendet, dessen Beschichtung eine mittlere Dicke von 1 -750 um, vorzugsweise 15-500 um, weiter vorzugsweise 50- 150 um, aufweist.3. The method according to claim 1 and / or 2, characterized in that one uses an evaporator boat whose coating has an average thickness of 1-750 microns, preferably 15-500 microns, more preferably 50-150 microns having.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man als Übergangsmetalle der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems Titan, Zirkon, Vanadium, Molybdän und Wolfram verwendet.4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that one uses as transition metals of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table titanium, zirconium, vanadium, molybdenum and tungsten.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Verdampferschiffchen mit einer Beschichtung aus Wolfram und/oder Wolframboriden verwendet. 5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that one uses an evaporator boat with a coating of tungsten and / or tungsten borides.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche zum Beschichten von flexiblen Substraten mit Kupfer oder Silber durch Vakuum- Bandbedampfung.6. The method according to at least one of the preceding claims for coating flexible substrates with copper or silver by vacuum strip evaporation.
7. Verdampferschiffchen zur Verwendung in einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, bestehend aus elektrisch leitfähigem Keramikmaterial, dessen Oberfläche, von der die Verdampfung des Metalls erfolgt, mit einer der folgenden Beschichtungen versehen ist: a) einer Beschichtung aus mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden, b) einer Beschichtung aus einer Mischung des zu verdampfenden Metalls und mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden, c) einer ersten Beschichtung aus mindestens einem Übergangsmetall der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder deren Boriden und einer darauf aufgebrachten Beschichtung aus dem zu verdampfenden Metall.7. evaporator boat for use in a method according to any one of claims 1-6, consisting of electrically conductive ceramic material whose surface, from which the evaporation of the metal takes place, is provided with one of the following coatings: a) a coating of at least one transition metal the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, b) a coating of a mixture of the metal to be evaporated and at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides, c) a first coating from at least one transition metal of the 4th to 6th subgroup of the Periodic Table and / or their borides and a coating applied thereon from the metal to be vaporized.
8. Verdampferschiffchen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Keramikmaterial aus Titandiborid und Bornitrid so- wie gegebenenfalls Aluminiumnitrid besteht.8. Evaporator boat according to claim 7, characterized in that the electrically conductive ceramic material of titanium diboride and boron nitride and optionally aluminum nitride.
9. Verdampferschiffchen nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine mittlere Dicke von 1-750 um, vorzugsweise 15-500 um, weiter vorzugsweise 50- 150 um, aufweist.9. Evaporator boat according to claim 7 and / or 8, characterized in that the coating has an average thickness of 1-750 microns, preferably 15-500 microns, more preferably 50-150 microns having.
10. Verdampferschiffchen nach mindestens einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsmetalle der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems aus Titan, Zirkon, Vanadium, Molybdän und Wolfram gewählt sind.10. Evaporator boat according to at least one of claims 7-9, characterized in that the transition metals of the 4th to 6th subgroup of the periodic table of titanium, zirconium, vanadium, molybdenum and tungsten are selected.
1 1. Verdampferschiffchen nach mindestens einem der Ansprüche 7- 10, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Beschichtung aus Wolframborid versehen ist. 1 1. Evaporator boat according to at least one of claims 7- 10, characterized in that it is provided with a coating of tungsten boride.
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