DE102006048609A1

DE102006048609A1 - Herstellung eines Elektronenaustrittsfensters mittels Aufdampftechniken

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Publication number: DE102006048609A1
Application number: DE102006048609A
Authority: DE
Inventors: Dirk Burth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-15
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2007-04-19

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Elektronenaustrittsfensters beschrieben. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Aufbringens einer Aufdampfschicht mittels eines Aufdampfprozesses auf ein Trägermaterial, wobei zumindest die Oberfläche des Trägermaterials aus flexiblem Polymermaterial besteht. Durch das flexibel Polymermaterial wird das Auftreten von Spannungen an der Grenzfläche zwischen der Aufdampfschicht und dem Trägermaterial verringert oder verhindert. Das Verfahren umfasst einen weiteren Schritt des Entfernens des Trägermaterials.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektronenaustrittsfensters. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Elektronenaustrittsfenster sowie einen Elektronenstrahlbeschleuniger.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Elektronenaustrittsfenster zur Verfügung zu stellen, das mit größeren Abmessungen als die bisher bekannten Elektronenaustrittsfenster hergestellt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Elektronenaustrittsfensters umfasst einen Schritt des Aufbringens einer Aufdampfschicht mittels eines Aufdampfprozesses auf ein Trägermaterial. Zumindest die Oberfläche des Trägermaterials besteht aus flexiblem Polymermaterial, wobei das Auftreten von Spannungen an der Grenzfläche zwischen der Aufdampfschicht und dem Trägermaterial durch das flexible Polymermaterial verringert oder verhindert wird. Des Weiteren umfasst das Verfahren einen Schritt des Entfernens des Trägermaterials.

Ein Elektronenaustrittsfenster muss einerseits stabil genug sein, um der Druckdifferenz zwischen dem Vakuum im Inneren eines Elektronenstrahlbeschleunigers und dem Atmosphärendruck standhalten zu können. Andererseits sollte die Dicke des Elektronenaustrittsfensters möglichst gering sein, damit die durch das Fenster hindurchtretenden Elektronen möglichst wenig geschwächt werden. Die Verwendung dünner Elektronenaustrittsfenster ermöglicht insbesondere eine Absenkung der zur Beschleunigung der Elektronen verwendeten Beschleunigungsspannung. Diese Verringerung der Beschleunigungsspannung hat z.B. zur Folge, dass der zur Erzeugung der Beschleunigungsspannung verwendete Transformator kleiner dimensioniert werden kann. Wegen der geringeren Beschleunigungsspannung können auch die Anforderungen an die zum Schutz vor Röntgenstrahlung erforderliche Abschirmung abgesenkt werden, so dass die um den Elektronenstrahlbeschleuniger herum angeordnete Abschirmung kleiner und kompakter ausgelegt werden kann. Insofern führt die Verwendung dünner Elektronenaustrittsfenster zu einer Reihe von baulichen Vereinfachungen, was zu deutlichen Kosteneinsparungen führt.

Elektronenstrahlbeschleuniger können beispielsweise für die Bestrahlung von Auftragsschichten in der Druck- und Veredelungstechnik eingesetzt werden. Die Verringerung der Beschleunigungsspannung hat hier den Vorteil, dass Schädigungen des Substrats, auf das die Auftragsschichten aufgebracht sind, vermieden werden können.

Bei den bisherigen Versuchen, dünne Elektronenaustrittsfenster mit Hilfe von Aufdampftechniken zu erzeugen, wurden starre Materialien wie beispielsweise Silizium als Substrate für den Aufdampfprozess verwendet. Beim Aufdampfen und Abkühlen der Aufdampfschichten traten daher Spannungen zwischen der aufgedampften Schicht und dem Substratmaterial auf, und dies führte zu mechanischen Belastungen der Aufdampfschichten. Als Folge dieser mechanischen Belastungen kam es zur Ausbildung von Rissen und Löchern (sogenannten „pin holes"), die den Einsatz der Aufdampfschicht als Elektronenaustrittsfenster unmöglich machten. Mit Hilfe von Aufdampftechniken konnten daher allenfalls kleine Elektronenaustrittsfenster mit einer maximalen Größe von etwa 5 cm × 10 cm hergestellt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Elektronenaustrittsfensters wird als Substrat für den Aufdampfprozess ein Trägermaterial verwendet, das zumindest an der Oberfläche aus flexiblem Polymermaterial besteht. Auf dieses Trägermaterial wird mittels eines Aufdampfprozesses eine Aufdampfschicht aufgebracht. Während des Aufdampfens und Abkühlens der aufgedampften Schicht werden die durch thermische Ausdehnung oder Kontraktion verursachten räumlichen Änderungen von der flexiblen Polymeroberfläche ausgeglichen, so dass das Auftreten von Spannungen an der Grenzschicht zwischen Aufdampfschicht und Trägermaterial verhindert oder zumindest verringert werden kann. Als Folge davon wird die Entstehung von Rissen und Löchern in der Aufdampfschicht verhindert. In einem anschließenden Schritt wird das Trägermaterial entfernt, und man erhält eine Aufdampfschicht ohne Risse und Löcher, die sich als Elektronenaustrittsfenster für einen Elektronenstrahlbeschleuniger eignet.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens lassen sich dünne Elektronenaustrittsfenster mit deutlich größeren Abmessungen als bisher herstellen. Da das flexible Polymermaterial räumliche Anforderungen der Aufdampf schicht ausgleicht, können auch größere Aufdampfschichten ohne Beschädigungen hergestellt werden. Mit Hilfe derart dimensionierter Austrittsfenster können beispielsweise Elektronenstrahler zur Anwendung in der Druck- und Veredelungstechnik gebaut werden, welche die gesamte Breite einer Bahn abdecken und in der Lage sind, die gesamte Bahn mit Elektronen zu bestrahlen. Auf diese Weise können passende Elektronenstrahlbeschleuniger für die gängigen Maschinenbreiten gebaut werden.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das flexible Polymermaterial an der Oberfläche des Trägermaterials bei der Abkühlung der Aufdampfschicht entstehende Spannungen an der Grenzschicht zwischen dem Trägermaterial und der Aufdampfschicht ausgleicht. Die während des Aufdampfprozesses entstehenden thermischen Schwankungen würden infolge von thermischer Ausdehnung bzw. Kontraktion zu starken mechanischen Belastungen führen. Dies kann durch Einsatz eines Trägers, der zumindest an der Oberfläche aus flexiblem Polymermaterial besteht, verhindert werden.

Es ist von Vorteil, wenn das Elektronenaustrittsfenster mehr als 10 cm lang ist. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn das Elektronenaustrittsfenster mehr als 2 cm breit ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Trägermaterial um eines der folgenden: eine Kunststofffolie, eine silikonisierte Metallfolie, eine silikonisierte Quarzglasplatte. Eine Kunststofffolie besteht aus flexiblem Polymermaterial und kann auftretende Spannungen ausgleichen. Bei starren Substraten aus Metall oder Quarzglas wird eine dünne Silikonisierung auf das starre Substrat aufgebracht, welche die erforderliche Flexibilität an der Oberfläche des Trägermaterials zur Verfügung stellt.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Trägermaterial um einen der folgenden Kunststoffe: Polyester, Polypropylen, Polystyrol, Polyamid, Polyurethan, Zellglas, Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat, orientiertes Polypropylen, orientiertes Polyethylen, Silikon.

Es ist von Vorteil, wenn das Trägermaterial vor Durchführung des Aufdampfprozesses mit einer Trennbeschichtung versehen wird. Eine derartige Trennbeschichtung vereinfacht das Entfernen des Trägermaterials nach dem Aufdampf prozess. Vorzugsweise handelt es sich bei der Trennbeschichtung um eine Silikonisierung.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird vor dem Aufbringen der Aufdampfschicht eine Zwischenschicht aufgedampft, welche als Haftvermittler dient. Wenn das flexible Polymermaterial an der Oberfläche des Trägermaterials die Aufdampfschicht schlecht annimmt, kann die als Haftvermittler dienende Zwischenschicht aufgedampft werden, bevor dann die eigentliche Aufdampfschicht aufgebracht wird. Beispielsweise kann die Zwischenschicht aus einem der folgenden Metalle bestehen: Aluminium, Kupfer, Silber, Eisen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die Aufdampfschicht aus einem der folgenden Materialien: Keramik, Oxid, Nitrid, Silizid, Carbid, Borid. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die Aufdampfschicht insbesondere aus einem der folgenden Materialien: SiO₂, SiO_x, TiO₂, TiN, SiC, BN, B₄C, SiN, SiO_xN_y, Si_xN_y, Al₂O₃, WC, Indiumzinnoxid, Polysilizium. Diese Materialien erfüllen die Anforderungen an ein Elektronenaustrittsfenster in Hinblick auf Strahlungsstabilität, thermische Stabilität und chemische Stabilität der Aufdampfschicht.

Es ist von Vorteil, wenn die Dicke der Aufdampfschicht mindestens 1 μm beträgt. Die Aufdampfschicht muss einerseits hinreichend dick sein, um die benötigte mechanische Stabilität zu gewährleisten. Andererseits muss die Aufdampfschicht hinreichend dünn sein, um eine gute Durchlässigkeit für die beschleunigten Elektronen zu ermöglichen.

Es ist von Vorteil, wenn der Schritt des Aufbringens der Aufdampfschicht das Einbringen des Trägermaterials in eine Aufdampfvorrichtung, das Aufdampfen einer Aufdampfschicht auf das Trägermaterial, sowie das Entnehmen des bedampften Trägermaterials aus der Aufdampfvorrichtung umfasst.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Schritt des Aufbringens der Aufdampfschicht das Verdampfen von aufzudampfenden Material sowie das Niederschlagen des aufzudampfenden Materials auf dem Trägermaterial umfasst.

Vorzugsweise wird die Aufdampfschicht mittels einer der folgenden Aufdampftechniken erzeugt: Sputtern, Elektronenstrahlbedampfen, Lichtbogenverdampfen, CVD, LYCVD, APCVD.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Entfernens des Trägermaterials das mechanische Abziehen der Aufdampfschicht von dem Trägermaterial. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn das Trägermaterial vor dem Aufdampfprozess mit einer Trennbeschichtung, beispielsweise mit einer Silikonisierung, versehen wurde.

Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn das bedampfte Trägermaterial mittels einer Stützkonstruktion in den Elektronenstrahlbeschleuniger eingebaut wird. Dabei ist die Aufdampfschicht der Innenseite des Elektronenstrahlbeschleunigers zugewandt. Durch den im Inneren des Elektronenstrahlbeschleunigers herrschenden Unterdruck wird die Aufdampfschicht angesogen und so auf der Stützkonstruktion fixiert. Anschließend kann das Trägermaterial von außen mechanisch abgezogen werden. Nach dem mechanischen Ablösen des Trägermaterials verbleibt lediglich die Aufdampfschicht als dünnes Elektronenaustrittsfenster auf der Stützkonstruktion.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Schritt des Entfernens des Trägermaterials das Bestrahlen des Trägermaterials mit hochenergetischen Elektronen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird das bedampfte Trägermaterial so in den Elektronenstrahlbeschleuniger eingebaut, dass die Aufdampfschicht dem Inneren des Elektronenstrahlbeschleunigers zugewandt ist. Nach Inbetriebnahme des Elektronenstrahlbeschleunigers wird das der Außenseite zugewandte Trägermaterial durch Beschuss mit hochenergetischen Elektronen zerstört und abgetragen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Schritt des Entfernens des Trägermaterials eine thermische Behandlung des bedampften Trägermaterials. Bei dieser Ausführungsform wird das Trägermaterial abgebrannt oder abgeschmolzen, so dass nur die Aufdampfschicht übrig bleibt.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Entfernens des Trägermaterials das Behandeln des bedampften Trägermaterials mit einem Lösungsmittel oder einer Ätzlösung. Beispielsweise kön nen manche der oben erwähnten Kunststofffolien mit Hilfe von Kohlenwasserstoffen, insbesondere mit Hilfe von chlorierten Kohlenwasserstoffen wie beispielsweise Chloroform, entfernt werden. Falls es sich dagegen bei dem Trägermaterial um eine silikonisierte Metallfolie handelt, kann die Metallfolie mittels eines Ätzprozesses entfernt werden.

Es ist von Vorteil, wenn das Trägermaterial mit der Aufdampfschicht in einem Rahmen fixiert wird. Dadurch wird das bedampfte Trägermaterial vor mechanischer Beanspruchung geschützt. Vorzugsweise bleibt die Aufdampfschicht während des Entfernens des Trägermaterials in dem Rahmen eingespannt. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Elektronenaustrittsfenster nach Entfernen des Trägermaterials mittels des Rahmens zu einem Elektronenstrahlbeschleuniger transportiert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Elektronenaustrittsfenster nach Entfernen des Trägermaterials in einen Elektronenstrahlbeschleuniger eingebaut. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ein Rahmen mit dem darin mechanisch fixierten Elektronenaustrittsfenster in den Elektronenstrahlbeschleuniger eingebaut. Auf diese Weise werden mechanische Beanspruchungen des empfindlichen Elektronenaustrittsfensters vermieden.

Das erfindungsgemäße Elektronenaustrittsfenster wird gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt.

Ein erfindungsgemäßer Elektronenstrahlbeschleuniger umfasst eine Kathode oder einen Glühfaden, eine Beschleunigungsanode sowie eine Hochspannungsquelle zur Erzeugung einer Beschleunigungsspannung, die zwischen der Kathode und der Beschleunigungsanode anliegt. Darüber hinaus umfasst der Elektronenstrahlbeschleuniger ein Elektronenaustrittsfenster, das entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Durch Verwendung eines dünnen Elektronenaustrittsfensters wird die thermische Belastung des Fensters verringert. Dadurch kann der Elektronenstrahlbeschleuniger mit höherer Dosisleistung arbeiten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Beschleunigungsspannung kleiner oder gleich 70 kV. Wegen der geringeren Dicke des Elektronenaustritts fensters werden die Elektronen beim Durchdringen des Elektronenaustrittsfensters weniger stark geschwächt, und insofern kann die Beschleunigungsspannung abgesenkt werden. Dadurch kann der zur Erzeugung der Beschleunigungsspannung benötigte Transformator kleiner und kostengünstiger ausgelegt werden. Infolge der geringeren Beschleunigungsspannung sinken auch die Anforderungen an die erforderliche Abschirmung, die zum Schutz von hochenergetischer Strahlung erforderlich ist. Insbesondere kann die Abschirmung kleiner und kompakter ausgelegt werden. Die Verwendung einer verringerten Beschleunigungsspannung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Elektronenstrahlbeschleuniger zur Härtung von Auftragsschichten eingesetzt wird. Wegen der geringeren Beschleunigungsspannung wird der Großteil der Elektronen von der Auftragsschicht absorbiert, so dass das darunter liegende Substrat weniger stark geschädigt wird.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Elektronenstrahlbeschleuniger zur Elektronenstrahlhärtung von Lacken, Beschichtungsmaterialien, Druckfarben, Klebstoffen sowie zur Nachvernetzung von Kunststoffen eingesetzt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter beschrieben.
1 zeigt zwei verschiedene Ausführungsformen von Elektronenstrahlbeschleunigern;
2 stellt die Penetration von beschleunigten Elektronen durch die durchstrahlten Schichten für zwei verschiedene Beschleunigungsspannungen dar;
3 zeigt drei mögliche Varianten zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Elektronenaustrittsfensters;
4 gibt einen Überblick über die verwendeten Aufdampftechnologien;
5 veranschaulicht, wie die Aufdampfschicht mechanisch von der Trägerfolie abgelöst werden kann;
6 zeigt, wie das Elektronenstrahlfenster mittels einer Rahmenvorrichtung bzw. einer Stützkonstruktion in den Elektronenstrahlbeschleuniger eingebaut werden kann; und
7 stellt dar, wie die Trägerfolie thermisch, chemisch oder durch Elektronenbestrahlung entfernt werden kann.
Elektronenstrahlbeschleuniger sind Geräte, bei denen Elektronen mit hoher Spannung beschleunigt werden. Die Elektronenbeschleuniger werden technisch für verschiedene Zwecke eingesetzt wie beispielsweise beim Elektronenstrahlschweißen, zum Entkeimen oder zum Härten von Lacken, Beschichtungen, Druckfarben oder Klebstoffen.
Die für die letzteren Anwendungen eingesetzten Elektronenbeschleuniger, meist Elektronenstrahler genannt, sind aufgebaut analog zu einer Braunschen Röhre. Es liegt eine Glühkathode vor, aus der bei hoher Temperatur Elektronen freigesetzt werden, die über ein elektrisches Feld beschleunigt und mittels Magnet- oder elektrischen Feld an die gewünschte Position abgelenkt werden. Damit die Elektronen ungehindert beschleunigt werden können, werden die beschriebenen Geräteteile der Braunschen Röhre im Unterdruck von weniger als 10^–4 bar betrieben. Die beschleunigten Elektronen müssen beim Härten von Beschichtungen oder Klebstoffmassen aus der Braunschen Röhre austreten können. Damit dies effizient möglich ist, wird meist ein Fenstermaterial aus einer 10 bis 12 μm dünnen Titanfolie verwendet, das für Elektronen noch durchgängig ist. Das aus dem Fenstermaterial gebildete Elektronenaustrittsfenster stellt damit eine Trennstelle zwischen Atmosphäre außen und Vakuum (Unterdruck kleiner als 10^–4 bar ) dar.
In 1A und 1B sind zwei verschiedene Typen von Elektronenstrahlbeschleunigern gezeigt. Innerhalb des Gehäuses 1 des in 1A gezeigten Elektronenstrahlbeschleuniger sind eine Glühkathode 2 und eine Beschleunigungsanode 3 angeordnet. Zwischen der Glühkathode 2 und der Beschleunigungsanode 3 liegt eine Beschleunigungsspannung an, welche die aus der Glühkathode 2 ausgetretenen Elektronen beschleunigt. Entlang des Strahlverlaufs der Elektronen sind Ablenkmagnete 4 angeordnet, die den Elektronenstrahl aufweiten. Die beschleunigten Elektronen verlassen den Elektronenstrahlbeschleuniger durch das Elektronenaustrittsfenster 5.
Im Gehäuse 6 des in 1B gezeigten Elektronenstrahlbeschleunigers sind ein Glühfaden 7 sowie eine Beschleunigungsanode 8 angeordnet. Zwischen dem Glühfaden 7 und der Beschleunigungsanode 8 liegt eine Beschleunigungsspannung zur Beschleunigung der aus dem Glühfaden ausgetretenen Elektronen an. Die beschleunigten Elektronen verlassen den Elektronenstrahlbeschleuniger durch das Elektronenaustrittsfenster 9.
Der gesamte Elektronenstrahler, als auch der Bereich, in dem die Bestrahlung eines Substrats stattfindet, ist mit Blei ummantelt. Dies ist als Schutz vor Röntgenstrahlung erforderlich, die beim Abbremsen der Elektronen im Prozess entsteht.
Die verwendete Beschleunigungsspannung ist dafür verantwortlich, wie energiereich die durch die abgebremsten Elektronen erzeugte Röntgenstrahlung ist. Je höher die Beschleunigungsspannung, desto energiereicher ist die Röntgenstrahlung und entsprechend dicker muss der für den Strahlenschutz verwendete Bleimantel ausgelegt sein.
Die Elektronenstrahlhärtung (im folgenden als ESH bezeichnet) im Bereich von Lacken, Beschichtungsmaterialien, Druckfarben und Klebstoffen hat gegenüber anderen Härtungsverfahren, wie UV-Härtung, den Vorteil, dass besonders harte und chemikalienbeständige Schichten aufgrund der bei der ESH erzielten hohen chemischen Vernetzung entstehen. Weiterhin ist bei der Elektronenstrahlhärtung die Durchhärtung sehr hoher Foliendicken möglich, es können Substrate durchstrahlt werden und die Pigmentierung von Lacken bzw. Druckfarben bereiten kaum Problem beim Aushärten. Ein weiterer Vorteil gegenüber UV-härtenden Systemen ist, dass kein teurer Photoinitiator verwendet werden muss.
Die Nachteile des Elektronenstrahlbeschleuniger liegt in den sehr hohen Anschaffungskosten. Diese werden wesentlich bestimmt durch die sehr hohen Kosten für den Hochspannungstrafo zur Erzeugung von Spannungen von größer oder gleich 80 kV. Die hohen Kosten für die Trafos beruhen darauf, dass Trafos mit einer solchen Leistung nur als Einzelstücke hergestellt werden. Trafos, die Spannungen bis 70 kV liefern sind im Vergleich bedeutend günstiger, da diese in hoher Stückzahl z.B. für Röntgengeräte verwendet werden. Ein weiterer nicht unerheblicher Kostenpunkt ist die aufwendige Bleiabschirmung. Auch hier sind die Kosten abhängig von der Höhe der verwendeten Beschleunigungsspannung. Die Elektronenbeschleunigungsspannung bestimmt, wie tief Elektronen in die zu härtenden Schichten eindringen.
Die Elektroneneindringtiefe ist in 2A und 2B dargestellt. 2A zeigt eine Penetrationskurve von Elektronen als Funktion des Flächengewichts der durchstrahlten Schicht bzw. der durchstrahlten Schichten für den Fall einer Beschleunigungsspannung von 80 kV. 2B zeigt demgegenüber eine Penetrationskurve von Elektronen, welche mit einer Beschleunigungsspannung von 150 kV beschleunigt wurden.
Es ist ersichtlich, dass die Elektronen durch alle Materialien abgebremst werden, die sich auf deren Flugbahn befinden. Bei einer Standard-ESH-Anlage erfolgt die Abbremsung als erstes durch das Elektronenaustrittfenster, zweitens den Luftspalt zwischen Beschichtungsmaterial und dem Austrittfenster und als weiteres der Beschichtung.
Ein wesentlicher Anteil zum Betrag der minimalen Beschleunigungsspannung wird durch die Dicke und die Dichte des verwendeten Elektronenaustrittsfenster festgelegt. Bei den heute verwendeten 10 bis 12 μm dünnen Titanfolien ist zur Aushärtung einer 5 μm dicken Druckfarbenschicht eine Mindestspannung von 80 kV erforderlich.
Die Titanfolie wird durch Auswalzen erhalten. Die bei diesem Prozess auf die Titanfolie wirkenden mechanischen Beanspruchungen verhindern, dass die Folie beliebig dünn in größeren Maßen hergestellt werden kann. Bei Dicken von weniger als 10 μm sind nur Folien mit den Maßen 10 × 10 cm kommerziell erhältlich. Ein Elektronenaustrittsfenster für eine ESH-Anlage, die heute bei einer Standardbeschichtungsanlage verwendet wird, erfordert eine Mindestbreite von 1 m. Bei Einsatz einer ESH-Anlage in einer schmalen Etikettendruckmaschine ist eine Mindestbreite des Fenstermaterials von mehr als 25 cm notwendig.
In den 3A bis 3C sind drei verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Elektronenaustrittsfensters dargestellt. Bei der in 3A gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird eine flexible Kunststofffolie 10 als Trägermaterial für einen Aufdampfprozess verwendet, bei dem eine Aufdampfschicht 11 auf die flexible Kunststofffolie 10 aufgebracht wird. Vorzugsweise weist die Aufdampfschicht 11 eine Dicke zwischen 1 μm und 10 μm auf. In einem darauf folgenden Schritt wird die Kunststofffolie 10 entfernt. Die Kunststofffolie 10 kann beispielsweise chemisch, mechanisch, thermisch oder durch Elektronenbestrahlung entfernt werden. Nach Entfernen der Kunststofffolie 10 bleibt die Aufdampfschicht als dünne Folie 12 übrig. Diese dünne Folie 12 kann als Elektronenaustrittsfenster in einem Elektronenstrahlbeschleuniger eingesetzt werden.
Als Material für die Kunststofffolie 10 kann beispielsweise einer der folgenden Kunststoffe verwendet werden: PE (Polyethylen), PP (Polypropylen), PS (Polystyrol), PA (Polyamid), PVC (Polyvinylchlorid), PET (Polyethylenterephthalat), OPP (Orientiertes Polypropylen), OPA (Orientiertes Polyamid), Polyurethan, Silikon, etc.
Das Aufbringen der Aufdampfschicht 11 kann mittels einer bekannten Aufdampftechnik erfolgen. Insbesondere kann das Aufbringen der Aufdampfschicht 11 beispielsweise mittels einer der folgenden Aufdampftechniken erfolgen: passives oder reaktives Elektronenstrahlbedampfen, passives oder reaktives Sputtern, Lichtbogenverdampfen, CVD (Chemical Vapor Deposition), LPCVD (Low Pressure Chemical Vapour Deposition), APCVD (Atmospheric Pressure Chemical Vapour Deposition), PVD (Plasma Vapour Deposition), etc.
Als Material für die Aufdampfschicht und somit für das Elektronenstrahlfenster eignen sich Keramiken, Oxide, Nitride, Silizide, Carbide, Boride. Insbesondere können folgende Materialien verwendet werden: SiO₂, SiO_x, TiO₂, TiN, SiC, BN, BaC, SiN, SiO_xN_y, Si_xN_y, ITO (Indiumzinnoxid), Polysilizium, Al₂O₃, WC. Insbesondere eignen sich Materialien mit niedriger Ordnungszahl Z als Materialien für ein Elektronenaustrittsfenster, weil diese Materialien die hindurchtretenden Elektronen nur geringfügig abschwächen.
Im Unterschied zu Elektronenaustrittsfenstern des Stands der Technik wird bei dem in 3A gezeigten Herstellungsverfahren eine flexible Kunststofffolie als Trägermaterial für die Aufdampfschicht verwendet. Dies hat den Vorteil, dass es bei Auftreten von Spannungen in der Aufdampfschicht 11 keinen mechanischen Widerstand durch das flexible Trägermaterial gibt. Der jeweilige als Trägermaterial verwendete Polymerwerkstoff kann den Spannungen aus den Schichten nachgeben und passt sich den räumlichen Erfordernissen der Aufdampfschicht 11 an. Insbesondere können bei Verwendung einer Kunststofffolie 10 als Trä germaterial thermische Spannungen, die beim Abkühlen der Aufdampfschicht 11 entstehen würden, verringert bzw. vollständig verhindert werden.
In 3B ist eine weitere Variante zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Elektronenaustrittsfensters gezeigt. Als Trägermaterial wird in 3B eine Kunststoff- oder Metallfolie 13 verwendet, die zusätzlich mit einer flexiblen Trennschicht 14 versehen ist. Auf die Trennschicht 14 wird dann mittels eines Aufdampfprozesses eine Aufdampfschicht 15 aufgebracht. Als Material der Trennschicht 14 wird vorzugsweise Silikon verwendet. Silikon zeichnet sich durch eine sehr hohe Flexibilität und eine hohe Temperaturbeständigkeit aus. Letzteres ist beim Aufdampfprozess von Vorteil, weil das Substrat während des Aufdampfens einer hohen Temperaturbelastung ausgesetzt ist. Eine Trennschicht 14 aus Silikon zeichnet sich zusätzlich dadurch aus, dass nur eine geringe Haftung gegenüber anderen Materialien aufgebaut wird. Silikon eignet sich daher sehr gut als Trennmaterial und ermöglicht es, die Aufdampfschicht 15 von der Kunststoff- oder Metallfolie 13 mechanisch abzuziehen. Alternativ kann die Kunststoff- oder Metallfolie 13 auch durch eine chemische oder thermische Behandlung entfernt werden. Falls eine silikonisierte Metallfolie als Trägermaterial verwendet wird, kann das Metall durch Ätzen entfernt werden. Nach Entfernen der Kunststoff- oder Metallfolie 13 erhält man die Aufdampfschicht als dünne Folie 16, welche dann als Elektronenaustrittsfenster verwendet werden kann.
Bei der in 3B gezeigten Ausführungsform dient die Trennschicht 14 zum Ausgleich von Spannungen, die beispielsweise beim Abkühlen der Aufdampfschicht 15 auftreten. Vorzugsweise liegt die Dicke der Trennschicht 14 zwischen 0,5 μm und 2 μm. Je dicker die Trennschicht 14 ist, desto besser ist die durch die Trennschicht 14 geschaffene Ausgleichsmöglichkeit. Die Verwendung einer Silkonschicht als Trennschicht 14 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Alternativ können jedoch auch Materialien, wie beispielsweise Polyurethan oder Acrylate als Material für eine flexible Trennschicht 14 verwendet werden.
Bei der in 3C gezeigten Variante eines Herstellungsprozesses für ein Elektronenaustrittsfenster wird als Trägermaterial ebenfalls eine mit einer Trennschicht 18 versehene Kunststoff- oder Metallfolie 17 verwendet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Trägermaterial um eine silikonisierte Kunststoff- oder Metallfolie. Es kann vorkommen, dass der silikonisierte Träger das Aufdampfmaterial nur schlecht annimmt und sich deshalb nur schwer eine Aufdampfschicht auf den silikonisierten Träger aufbringen lässt. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, vor dem Aufbringen der eigentlichen Aufdampfschicht 19, welche vorzugsweise aus Materialien wie Keramik, Oxid, Nitrid, Carbid, etc. besteht, eine Zwischenschicht 20 aufzudampfen, die als Haftvermittler wirkt. Vorzugsweise besteht diese Zwischenschicht 20 aus Metallen wie beispielsweise Aluminium, Kupfer, Silber, Eisen, etc. Eine derartige Zwischenschicht 20 kann darüber hinaus dazu dienen, das spätere Ablösen der Aufdampfschicht 19 von dem silikonisierten Trägermaterial zu erleichtern.
Durch Ablösen des silikonisierten Trägers erhält man eine dünne Folie 21, die aus der Aufdampfschicht 19 und der Zwischenschicht 20 besteht. Optional kann die metallische Zwischenschicht 20 in einem weiteren Schritt durch Ätzen entfernt werden. Die Folie 21 eignet sich als Elektronenaustrittsfenster für einen Elektronenstrahlbeschleuniger.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Aufdampfmaterial Quarz (SiO₂) verwendet. Wegen des geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Quarz treten beim Abkühlen einer aufgedampften SiO₂, SiO_x-Schicht oder bei Temperaturgradienten in der aufgedampften Schicht nur minimale thermische Spannungen auf. Wegen dieser Eigenschaften eignet sich SiO₂ sehr gut als Aufdampfmaterial zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Elektronenaustrittsfensters.
Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn eine Aufdampfschicht aus Quarz auf eine silikonisierte Quarzglasplatte aufgedampft wird. Die auf der Quarzglasplatte befindliche Silikonschicht verhindert, dass sich die Aufdampfschicht mit der Quarzglasplatte unlösbar verbindet und ermöglicht es, die Aufdampfschicht mechanisch von der Quarzglasplatte zu lösen. Die so erhaltene Folie kann als Elektronenaustrittsfenster verwendet werden. Da bei dieser Ausführungsform sowohl die Aufdampfschicht als auch das Substrat aus Quarz bestehen und somit denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, kommt es allenfalls zu minimalen Spannungen zwischen Aufdampfschicht und Substrat.
Bei vielen Lösungen des Stands der Technik, bei denen starre Trägersubstrate wie beispielsweise Siliziumsubstrate verwendet wurden, war die Größe der herstellbaren Elektronenaustrittsfenster wegen der auftretenden thermischen Span nungen auf eine Größe von maximal 10 cm × 10 cm beschränkt. Durch Einsatz von flexiblen Trägermaterialien können größere Elektronenaustrittsfenster hergestellt werden. Dies ist insbesondere im Bereich der Bahnveredelung von Bedeutung, da hier Papier-, Papp- und Kunststoffbahnen mit einer Breite bis zu mehreren Metern mit Elektronen bestrahlt werden. Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens können große Elektronenaustrittsfenster und dementsprechend breite Elektronenstrahlbeschleuniger hergestellt werden, welche die Bahn über ihre gesamte Breite hinweg mit Elektronen bestrahlen können.
In 4A ist eine Aufdampfanlage gezeigt, mit der ein oder mehrere Aufdampfschichten auf eine Folienbahn aufgebracht werden können. Die Aufdampfanlage umfasst eine Wickelkammer 22, die über eine Zuleitung 23 mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Im unteren Teil der Aufdampfanlage ist eine Beschichtungskammer 24 angeordnet, welche über eine Zuleitung 25 evakuiert werden kann. Während für die Wickelkammer 22 ein Vorvakuum ausreichend ist, herrscht in der Beschichtungskammer 24 ein Hochvakuum. In der Beschichtungskammer 24 befindet sich ein Tiegel 26 mit dem zu verdampfenden Material 27.
Die zu beschichtende Folienbahn 28 gelangt von der Abwicklung 29 aus über mehrere Führungswalzen 30 zu einer Kühlwalze 31 und wird mittels der Kühlwalze 30 durch die Beschichtungskammer 24 geführt. Dabei schlägt sich das verdampfte Material aus dem Tiegel 26 auf der gekühlten Folienbahn 28 nieder und bildet dort eine Aufdampfschicht. Die bedampfte Folienbahn 32 wird aus der Beschichtungskammer 24 herausgeführt und gelangt über die Führungswalze 33 zur Aufwicklung 34.
Die bekanntesten Aufdampftechniken zum Aufbringen von Aufdampfschichten auf ein Trägermaterial sind CVD, LPCVD, APCVD, Elektronenstrahlbedampfen, Sputtern sowie Lichtbogenverdampfen. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Elektronenaustrittsfenster eignen sich insbesondere das passive sowie das reaktive Elektronenstrahlbedampfen sowie das passive und das reaktive Sputtern. In 4B ist das Funktionsprinzip des Elektronenstrahlverdampfens dargestellt. In einem Tiegel 35 befindet sich das zu verdampfende Material 36. Eine Elektronenstrahlkanone 37 erzeugt einen Elektronenstrahl 38, der auf dem zu verdampfenden Material 36 auftrifft und dieses verdampft. Das verdampfte Material 39 kann dann auf dem jeweiligen Trägermaterial abgeschieden werden. Wenn das Elektronenstrahlbedampfen in einer Inertgasatmosphäre oder im Vakuum erfolgt, dann spricht man von passivem Elektronenstrahlbedampfen. Wenn dagegen ein Reaktivgas anwesend ist, das mit dem verdampften Material 39 reagiert, spricht man von reaktivem Elektronenstrahlbedampfen.
In 4C ist das Funktionsprinzip des Sputterns dargestellt. In einem Tiegel 40 befindet sich das Target 41. In einer Ionenquelle 42 werden positiv geladene Argonionen Ar⁺ erzeugt und in Richtung des Targets 41 beschleunigt. Ein Strahl 43 von hochenergetischen Argonionen trifft auf dem Target 41 auf. Durch die hochenergetischen Argonionen werden Atome aus dem Target 41 herausgeschlagen, welche dann zum Substrat diffundieren und als dünne Schicht auf dem Substrat kondensieren. Auch beim Sputtern unterscheidet man zwischen passivem Sputtern und reaktivem Sputtern.
In 5 ist dargestellt, wie eine Aufdampfschicht 44 mechanisch von einer Trägerfolie 45 abgelöst werden kann, sofern die Trägerfolie 45 mit einer Trennbeschichtung versehen ist. Das mechanische Ablösen kann mit Hilfe von Klebebändern oder Klebefolien vereinfacht werden. Beispielsweise kann die Trägerfolie 45 mit Hilfe von Klebebändern 46 auf einer Platte 47 fixiert werden. Ebenso kann auf der Aufdampfschicht eine Platte 48 mit Hilfe eines Klebebands 49 angebracht werden. Dadurch wird eine Trennung der Aufdampfschicht 44 von der Trägerfolie 45 leicht möglich. Das Klebeband 49 muss so beschaffen sein, dass es sich von der Aufdampfschicht 44 auf einfache Weise nachträglich ablösen lässt, beispielsweise durch Behandlung mit Chemikalien, insbesondere mit Lösungsmittel oder mit Wasser, oder durch längeres Lagern, wobei die Klebkraft mit der Zeit verloren geht.
Anstatt die Aufdampfschicht mit Hilfe von Klebebändern zu fixieren, kann die Aufdampfschicht mit der Trägerfolie auf die Stützkonstruktion eines Elektronenstrahlbeschleunigers aufgelegt werden. Wenn das Innere des Elektronenstrahlbeschleunigers evakuiert wird, wird die Aufdampfschicht angesogen und dadurch fixiert. Die auf der Aufdampfschicht befindliche Trägerfolie kann dann auf einfache Weise von der Aufdampfschicht abgezogen werden.
In 6A bis 6C ist dargestellt, wie eine Folie zunächst in einen Rahmen eingespannt wird und der Rahmen mit der Folie anschließend an einem Elektronen strahlbeschleuniger angebracht wird. 6A zeigt, wie eine Folie 50 zwischen einen ersten Rahmen 51 und einen zweiten Rahmen 52 eingelegt und durch Schrauben 53 fixiert wird. Bei der Folie 50 kann es sich um eine Trägerfolie mit einer darauf aufgebrachten Aufdampfschicht handeln. In diesem Fall muss die Trägerfolie später noch entfernt werden. Alternativ kann es sich bei der Folie 50 um die Aufdampfschicht ohne Trägerfolie handeln. Beispielsweise kann die Trägerfolie bereits vor Einbau in den Rahmeneinheit entfernt worden sein. Die Rahmen 51, 52 weisen zusätzliche Bohrlöcher 54 auf, mit denen die Rahmeneinheit an einem Elektronenstrahlbeschleuniger montiert werden kann.
In 6B ist dargestellt, wie die Rahmeneinheit 55 mit der darin eingespannten Folie 56 an einem Elektronenstrahlbeschleuniger 57 angebracht wird. Hierzu wird die Rahmeneinheit 55 auf die Austrittsöffnung 58 des Elektronenstrahlbeschleunigers 57 aufgesetzt, aus der die Elektronen nach Durchlaufen der Beschleunigungsstrecke austreten. Da innerhalb des Elektronenstrahlbeschleunigers 57 ein Vakuum herrscht, kann es notwendig sein, ein Dichtungselement 59 zwischen die Rahmeneinheit 55 und den Elektronenstrahlbeschleuniger 57 einzusetzen. Über die zusätzlichen Bohrlöcher 54 kann die Rahmeneinheit 55 mit der Folie 56 dann mit Hilfe von Schrauben 60 an der Austrittsöffnung 58 des Elektronenstrahlbeschleunigers 57 festgeschraubt werden.
In 6C ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Folie 61 auf einer Stützkonstruktion 62 mit einer Mehrzahl von Aussparungen 63 aufliegt. Durch die Stützkonstruktion 62 werden die freitragenden Bereiche der Folie 61 verkleinert. Die durch den Druckunterschied zwischen innen und außen des Elektronenstrahlbeschleunigers auf die Folie 61 wirkenden maximalen Druckkräfte werden daher durch die Stützkonstruktion 62 wesentlich reduziert. Die Stützkonstruktion 62 dient darüber hinaus zur Kühlung der Folie 61. Hierzu können beispielsweise Kühlkanäle in die Stützkonstruktion 62 eingearbeitet sein, durch die Kühlflüssigkeit fließt. Auf diese Weise kann die durch Absorption von Strahlungsenergie entstehende Wärme abtransportiert werden.
Zum Einbau der Folie 61 in einen Elektronenstrahlbeschleuniger wird die Folie 61 zwischen der Stützkonstruktion 62 und einem Rahmen 64 eingespannt. Der Rahmen 64 kann beispielsweise mit Schrauben 65 an der Stützkonstruktion 62 angeschraubt werden. Anschließend kann die aus dem Rahmen 64, der Folie 61 und der Stützkonstruktion 62 bestehende Fenstereinheit über die zusätzlichen Bohrlöcher 66 auf die in 6B gezeigte Austrittsöffnung 58 des Elektronenstrahlbeschleunigers 57 aufgeschraubt werden. Durch die Druckdifferenz zwischen innen und außen wird die Folie 61 auf die Stützkonstruktion 62 gedrückt.
Da die Aufdampfschicht mechanisch empfindlich ist, erfolgt das Ablösen der Trägerfolie von der Aufdampfschicht vorzugsweise nach dem Einbau der bedampften Folie in die in 6A gezeigte Rahmenvorrichtung bzw. nach dem Einbau in die in 6C gezeigte Stützkonstruktion. Die bedampfte Folie wird also zuerst in die Rahmenvorrichtung bzw. in den Elektronenstrahlbeschleuniger eingebaut und erst dann wird in einem zweiten Schritt die Trägerfolie entfernt.
In 7A ist dargestellt, wie die Trägerfolie nach dem Einbau in eine Rahmenvorrichtung durch Behandlung mit Chemikalien abgelöst werden kann. Die Trägerfolie 67 mit der darauf aufgebrachten Aufdampfschicht 68 ist zwischen einem unteren Rahmen 69 und einem oberen Rahmen 70 eingespannt. Zum Entfernen der Trägerfolie 67 wird in den oberen Rahmen 70 ein geeignetes Lösungsmittel bzw. Ätzmittel 71 eingefüllt. Falls die Trägerfolie 67 aus Kunststoff besteht, kann die Trägerfolie 67 beispielsweise mittels eines halogenierten Lösungsmittels, und insbesondere mit Chloroform, entfernt werden. Falls eine Metallfolie als Trägerfolie 67 verwendet wird, kann die Metallfolie mittels einer Säure oder Base weggeätzt werden, beispielsweise mit Salzsäure, Schwefelsäure oder Flusssäure.
Alternativ dazu kann die Trägerfolie nach dem Einbau in die Rahmenvorrichtung bzw. in die Stützkonstruktion thermisch entfernt werden. Das thermische Entfernen der Trägerfolie kommt insbesondere dann infrage, wenn als Trägerfolie Kunststofffolien verwendet werden, die bei einer derartigen thermischen Behandlung nicht schrumpfen. Hierfür eignen sich insbesondere alle nicht-orientierten Kunststofffolien, und insbesondere Folien aus PE (Polyethylen). Der Schmelzpunkt der verwendeten Kunststofffolie sollte einerseits so hoch sein, dass die Folie während des Bedampfungsprozesses nicht schmilzt. Andererseits sollte der Schmelzpunkt niedrig genug sein, um die Folie soweit erwärmen zu können, dass sie sich von der Aufdampfschicht ablösen lässt.
In 7B ist eine weitere Möglichkeit gezeigt, wie die Trägerfolien nach dem Einbau der Rahmeneinheit in den Elektronenstrahlbeschleuniger entfernt werden kann. Die Trägerfolie 72 mit der darauf aufgebrachten Aufdampfschicht 73 wird durch einen unteren Rahmen 74 und einen oberen Rahmen 75 fixiert. Die Rah meneinheit mit der Folie wird an der Elektronenaustrittsöffnung eines Elektronenstrahlbeschleunigers 76 angebracht, wie dies in 6B gezeigt ist. Insofern ist die Trägerfolie 72 auf der Außenseite des Elektronenstrahlbeschleunigers angeordnet. Nach Inbetriebnahme des Elektronenstrahlbeschleunigers wird die Trägerfolie 72 von beschleunigten Elektronen beaufschlagt. Falls die Trägerfolie 72 aus Kunststoff besteht, kann man sich diese Elektronenbestrahlung zunutze machen, um die Trägerfolie 72 zu entfernen. Dabei wird die Trägerfolie 72 von den auftreffenden hochenergetischen Elektronen erhitzt und abgebrannt.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Elektronenaustrittsfensters, welches die Schritte umfasst: – Aufbringen einer Aufdampfschicht mittels eines Aufdampfprozesses auf ein Trägermaterial, wobei zumindest die Oberfläche der Trägermaterials aus flexiblem Polymermaterial besteht, wobei das Auftreten von Spannungen an der Grenzfläche zwischen der Aufdampfschicht und dem Trägermaterial durch das flexible Polymermaterial verringert oder verhindert wird; – Entfernen des Trägermaterials.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Polymermaterial an der Oberfläche des Trägermaterials durch thermische Ausdehnung oder Kontraktion verursachte Spannungen an der Grenzschicht zwischen dem Trägermaterial und der Aufdampfschicht ausgleicht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Polymermaterial an der Oberfläche des Trägermaterials bei der Abkühlung der Aufdampfschicht entstehende Spannungen an der Grenzschicht zwischen dem Trägermaterial und der Aufdampfschicht ausgleicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Polymermaterial an der Oberfläche des Trägermaterials den durch thermische Ausdehnung oder Kontraktion verursachten räumlichen Änderungen an der Grenzschicht zwischen dem Trägermaterial und der Aufdampfschicht folgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronenaustrittsfenster mehr als 10 cm lang ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronenaustrittsfenster mehr als 2 cm breit ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Trägermaterial um eines der folgenden handelt: eine Kunststofffolie, eine silikonisierte Metallfolie, eine silikonisierte Quarzglasplatte.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial aus einem der folgenden Kunststoffe besteht: Polyester, Polypropylen, Polystyrol, Polyamid, Polyurethan, Zellglas, Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat, orientiertes Polypropylen, orientiertes Polyethylen, Silikon.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial vor Durchführung des Aufdampfprozesses mit einer Trennbeschichtung versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Trennbeschichtung um eine Silikonisierung handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial vor Durchführung des Aufdampfprozesses mit einer flexiblen Polyurethanschicht oder Acrylatschicht versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der Aufdampfschicht eine Zwischenschicht aufgedampft wird, welche als Haftvermittler dient.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus einem der folgenden Metalle besteht: Aluminium, Kupfer, Silber, Eisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufdampfschicht aus einem der folgenden Materialien besteht: Keramik. Oxid, Nitrid, Silizid, Carbid, Borid.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufdampfschicht aus einem der folgenden Materialien besteht: SiO₂, SiO_x, TiO₂, TiN, SiC, BN, BaC, SiN, SiO_xN_y, Si_xN_y, Al₂O₃, WC, Indiumzinnoxid, Polysilizium.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Aufdampfschicht mindestens 1 Mikrometer beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufbringens der Aufdampfschicht umfasst: – Einbringen des Trägermaterials in eine Aufdampfvorrichtung, – Aufdampfen einer Aufdampfschicht auf das Trägermaterial, – Entnehmen des bedampften Trägermaterials aus der Aufdampfvorrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufbringens der Aufdampfschicht umfasst: – Verdampfen von aufzudampfendem Material, – Niederschlagen des aufzudampfenden Materials auf dem Trägermaterial.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufdampfschicht mittels einer der folgenden Aufdampftechniken erzeugt wird: Sputtern, Elektronenstrahlbedampfen, Lichtbogenverdampfen, CVD, LPCVD, APCVD.
Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Entfernens des Trägermaterials umfasst: mechanisches Abziehen der Aufdampfschicht von dem Trägermaterial.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Entfernens des Trägermaterials umfasst: Bestrahlen des Trägermaterials mit hochenergetischen Elektronen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Entfernens des Trägermaterials umfasst: thermische Behandlung des bedampften Trägermaterials.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Entfernens des Trägermaterials umfasst: Behandeln des bedampften Trägermaterials mit einem Lösungsmittel oder einer Ätzlösung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Entfernens des Trägermaterials umfasst: Wegätzen des Trägermaterials.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, gekennzeichnet durch mindestens einen der folgenden Schritte: – Fixieren des Trägermaterials mit der Aufdampfschicht in einem Rahmen; – Transportieren des Elektronenaustrittsfensters mittels des Rahmens zu einem Elektronenstrahlbeschleuniger; – Einbau des Rahmens mit dem Elektronenaustrittsfenster in einen Elektronenstrahlbeschleuniger.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, gekennzeichnet durch: Einbau des Elektronenaustrittsfensters in einen Elektronenstrahlbeschleuniger.
Elektronenaustrittsfenster, welches gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26 hergestellt ist.
Elektronenaustrittsfenster gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Elektronenaustrittsfensters mehr als 10 cm beträgt, und dass die Breite des Elektronenaustrittsfensters mehr als 2 cm beträgt.
Elektronenaustrittsfenster gemäß Anspruch 27 oder Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Aufdampfschicht mindestens 1 Mikrometer beträgt.
Elektronenstrahlbeschleuniger, welcher aufweist – eine Glühkathode oder einen Glühfaden, – eine Beschleunigungsanode, – eine Hochspannungsquelle zur Erzeugung einer Beschleunigungsspannung, die zwischen der Glühkathode und der Beschleunigungsanode anliegt, – ein Elektronenaustrittsfenster, welches gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27 hergestellt ist.
Elektronenstrahlbeschleuniger nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungsspannung kleiner oder gleich 70 kV ist.
Elektronenstrahlbeschleuniger nach Anspruch 30 oder Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial des Elektronenaustrittsfensters aus Kunststoff besteht, und dass das Trägermaterial durch Beschuss mit vom Elektronenstrahlbeschleuniger selbst erzeugten Elektronen entfernt wird.
Elektronenstrahlbeschleuniger nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenstrahlbeschleuniger zur Elektronenstrahlhärtung von Lacken, Beschichtungsmaterialien, Druckfarben, Klebstoffen und zur Nachvernetzung von Kunststoffen eingesetzt wird.