DE102013107690B4 - Tape substrate treatment plant - Google Patents
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Abstract
Bandsubstratbehandlungsanlage zur Vakuumbehandlung bandförmiger Substrate (9), umfassend eine evakuierbare Anlagenkammer (1), in der eine Anordnung von Führungswalzen (2) sowie mindestens zwei Substratbehandlungsstationen (3) angeordnet sind, durch die ein Bandsubstrat (9) nacheinander geführt wird, wobei jede Substratbehandlungsstation (3) eine Trommel (4) mit zylindrischer Mantelfläche sowie mindestens eine Substratbehandlungseinrichtung (5) aufweist, wobei die mindestens eine Substratbehandlungseinrichtung (5) unter Bildung eines Spalts, durch den das Bandsubstrat (9) geführt wird, mit einem Abstand zur Mantelfläche der Trommel (4) angeordnet ist, wobei das Bandsubstrat (9) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Substratbehandlungsstationen (3) so geführt ist, dass in den beiden aufeinanderfolgenden Substratbehandlungsstationen (3) je eine der beiden Oberflächen-Seiten des Bandsubstrat (9) der Einwirkung der jeweiligen mindestens einen Substratbehandlungseinrichtung (5) ausgesetzt ist, die Trommeln (4) zweier aufeinanderfolgender Substratbehandlungsstationen (3) mit entgegengesetzten Drehrichtungen betreibbar sind und die Führungswalzen (2) so angeordnet sind, dass das Bandsubstrat (9) überschneidungsfrei zu und von der jeweiligen Substratbehandlungsstation (3) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandsubstrat (9) zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Substratbehandlungsstationen (3) zumindest teilweise äußerlich um mindestens eine der beiden Substratbehandlungsstationen (3) herumgeführt wird.A belt substrate treatment plant for vacuum treatment of belt-shaped substrates (9), comprising an evacuable plant chamber (1) in which an array of guide rollers (2) and at least two substrate treatment stations (3) are arranged, through which a belt substrate (9) is guided successively, each substrate treatment station (3) a drum (4) with a cylindrical lateral surface and at least one substrate treatment device (5), wherein the at least one substrate treatment device (5) to form a gap through which the tape substrate (9) is guided, with a distance from the lateral surface of the drum (4), wherein the tape substrate (9) between two successive substrate treatment stations (3) is guided so that in the two successive substrate treatment stations (3) each one of the two surface sides of the tape substrate (9) of the action of the respective at least one Substrate treatment device (5) ausgeet The drum (4) of two successive substrate treatment stations (3) is operable in opposite directions of rotation and the guide rollers (2) are arranged such that the tape substrate (9) is guided without interference to and from the respective substrate treatment station (3), characterized in that the tape substrate (9) is guided around at least one of the two substrate treatment stations (3) at least partially externally between the two successive substrate treatment stations (3).
Description
Die Erfindung betrifft eine Bandsubstratbehandlungsanlage gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1. The invention relates to a belt substrate treatment plant according to the preamble of
Eine derartige Bandsubstratbehandlungsanlage ist beispielsweise in der Patentanmeldung
Bekannte Vakuumbeschichtungsanlagen zum Beschichten von bandförmigem Material in Prozesskammern umfassen in einer ersten evakuierbaren Haspelkammer eine Abwickeleinrichtung mit einem eingesetzten Abwickel des zu beschichtenden bandförmigen Materials, der in einem ersten Walzenstuhl angeordnet ist, und in einer zweiten evakuierbaren Haspelkammer eine Aufwickeleinrichtung mit einem herausnehmbaren Aufwickel des beschichteten Materials, der in einem zweiten Walzenstuhl angeordnet ist. Zwischen den Haspelkammern durchläuft das zu beschichtende bandförmige Material mindestens eine evakuierbare Prozesskammer, wobei in jeder Prozesskammer ein Prozesswalzenstuhl mit Führungseinrichtungen für das bandförmige Material und eine Kühlwalze angeordnet ist, über deren Oberfläche sich mindestens eine Magnetronsputterquelle befindet. Known vacuum coating systems for coating strip-shaped material in process chambers comprise in a first evacuated bobbin an unwinding device with an inserted unwinding of the strip material to be coated, which is arranged in a first roll mill, and in a second evacuated bobbin reel with a removable winding of the coated material which is arranged in a second roller mill. Between the reel chambers to be coated band-shaped material passes through at least one evacuated process chamber, wherein in each process chamber, a process roller chair with guide means for the band-shaped material and a cooling roller is arranged, over the surface of which is at least one Magnetronsputterquelle.
Bei anderen bekannten Bandbeschichtungsanlagen sind Abwickel und Aufwickel innerhalb der Prozesskammer angeordnet, mit dem Vorteil, dass keine separaten Haspelkammern benötigt werden, aber mit dem Nachteil, dass ein Austausch der Haspeln nicht ohne Belüftung der gesamten Prozesskammer möglich ist. Auch dieser Anlagentyp kann durch die hierin beschriebene Erfindung vorteilhaft verbessert werden. In other known coil coating systems unwinding and winding are arranged within the process chamber, with the advantage that no separate reel chambers are needed, but with the disadvantage that a replacement of the reels is not possible without ventilation of the entire process chamber. Also, this type of equipment can be advantageously improved by the invention described herein.
Aus der
Abwickel und Aufwickel befinden sich in Haspelkammern. Das zu beschichtende Material wird in der ersten Haspelkammer vom Abwickel abgerollt, dem Beschichtungsprozess zugeführt und anschließend in der zweiten Haspelkammer aufgewickelt. Unwind and take-up are located in reel chambers. The material to be coated is unrolled in the first reel chamber from the unwind, fed to the coating process and then wound up in the second coiler chamber.
Für die Beschichtung des bandförmigen Materials können beispielsweise Magnetronsputterquellen, aber auch andere Beschichtungsquellen wie beispielsweise thermische Verdampfer mit Dampfverteilerrohren, verwendet werden, die relativ zur jeweiligen Kühlwalze verstellbar angeordnet sind, dass ihre Mittellängslinie zur Mittelachse ihrer zugehörigen Kühlwalze achsenparallel justierbar ist. For example, magnetron sputtering sources, but also other coating sources such as, for example, thermal evaporators with steam distribution tubes can be used for the coating of the strip-shaped material, which are arranged so as to be adjustable relative to the respective cooling roller, so that their central longitudinal line to the center axis of their associated cooling roller can be adjusted parallel to the axis.
Aus
Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass eine rein achsenparallele Verschiebung der Anordnung von üblicherweise mehreren, entlang der Peripherie der Oberfläche der Kühlwalze mit einem geringen Spalt angeordneten Magnetronsputterquellen schwierig zu realisieren ist, ohne dass es zu Berührungen zwischen der Anordnung und der Kühlwalze kommt. It has been found in practice that a purely axis-parallel displacement of the arrangement of usually several arranged along the periphery of the surface of the cooling roller with a small gap Magnetronsputterquellen is difficult to implement without causing contact between the assembly and the cooling roller.
Deshalb wurden in der Vergangenheit auch Mehrfachbeschichtungseinrichtungen mit einer Kühlwalze und einer Anordnung von Beschichtungsquellen entlang der Peripherie der Kühlwalze verwendet, die dieses Problem zu umgehen suchen. Dazu sind diese Anordnungen in mehrere, meist drei Teilanordnungen von Beschichtungsquellen unterteilt, die jeweils einen Teilumfang der Kühlwalze von nicht mehr als 180° umfassen und die untereinander schwenkbar verbunden sind. Therefore, in the past, multiple coating devices having a chill roll and an array of coating sources along the periphery of the chill roll have been used which seek to circumvent this problem. For this purpose, these arrangements are divided into several, usually three sub-assemblies of coating sources, each comprising a partial circumference of the cooling roller of not more than 180 ° and which are pivotally connected to each other.
Bei einer Kühlwalze mit horizontal ausgerichteter Achse sind beispielsweise Beschichtungsquellen auf den Positionen 2 Uhr, 4 Uhr, 6 Uhr, 8 Uhr und 10 Uhr angeordnet, wobei analog zu einem Zifferblatt die 6-Uhr-Position dem tiefsten Punkt der Peripherie der Kühlwalze entspricht. For example, in a chill roll with a horizontally aligned axis, coating sources are located at the 2 o'clock, 4 o'clock, 6 o'clock, 8 o'clock, and 10 o'clock positions, with the 6 o'clock position corresponding to the lowest point of the periphery of the chill roll analogous to a dial.
Die physikalisch notwendige Distanz der Beschichtungsquellen zur Kühlwalze beträgt dabei im Beschichtungsbetrieb wenige Millimeter, beispielsweise 2 bis 3 mm wegen der notwendigen Druckseparation. In der bereits erwähnten Patentanmeldung
Aus
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, bekannte Bandsubstratbehandlungsanlagen zur Vakuumbehandlung bandförmiger Substrate dahingehend zu verbessern, dass darin in nur einem Durchlauf des bandförmigen Substrats eine beidseitige Behandlung bei Aufrechterhaltung einer möglichst gleichmäßigen Bahnspannung über den gesamten Substratquerschnitt möglich wird. It is an object of the invention to improve known belt substrate treatment plants for vacuum treatment of belt-shaped substrates in such a way that a two-sided treatment is possible in only one pass of the belt-shaped substrate while maintaining as uniform a web tension as possible over the entire substrate cross section.
Ausgehend von einer Bandsubstratbehandlungsanlage zur Vakuumbehandlung bandförmiger Substrate, die eine evakuierbare Anlagenkammer umfasst, in der eine Anordnung von Führungswalzen sowie mindestens zwei Substratbehandlungsstationen angeordnet sind, durch die bandförmiges Substrat mit einer Längserstreckung und einer Breite nacheinander geführt wird, wobei jede Substratbehandlungsstation eine Trommel mit zylindrischer Mantelfläche sowie mindestens eine Substratbehandlungseinrichtung aufweist, wobei die mindestens eine Substratbehandlungseinrichtung unter Bildung eines Spalts, durch den das bandförmige Substrat geführt wird, mit einem Abstand zur Mantelfläche der Trommel angeordnet ist, wobei das bandförmige Substrat zwischen zwei aufeinanderfolgenden Substratbehandlungsstationen so geführt ist, dass in den beiden aufeinanderfolgenden Substratbehandlungsstationen je eine der beiden Oberflächen-Seiten des bandförmigen Substrats der Einwirkung der jeweiligen mindestens einen Substratbehandlungseinrichtung ausgesetzt ist, die Trommeln zweier aufeinanderfolgender Substratbehandlungsstationen mit entgegengesetzten Drehrichtungen betreibbar sind und die Führungswalzen so angeordnet sind, dass das bandförmige Substrat überschneidungsfrei zu und von der jeweiligen Substratbehandlungsstation geführt wird, wird daher vorgeschlagen, dass das Bandsubstrat zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Substratbehandlungsstationen zumindest teilweise äußerlich um eine der beiden Substratbehandlungsstationen herumgeführt ist. Starting from a belt substrate treatment plant for the vacuum treatment of belt-shaped substrates, comprising an evacuated plant chamber in which an array of guide rollers and at least two substrate treatment stations are arranged, is passed through the belt-shaped substrate with a longitudinal extent and a width successively, each substrate treatment station a drum with a cylindrical surface and at least one substrate treatment device, wherein the at least one substrate treatment device is arranged at a distance to the lateral surface of the drum to form a gap through which the belt-shaped substrate is guided, the belt-shaped substrate being guided between two successive substrate treatment stations such that in the two successive substrate treatment stations each one of the two surface sides of the band-shaped substrate of the action of the respective at least one S. Therefore, it is proposed that the tape substrate between the two successive substrate treatment stations is at least partially external to the substrate substrate treatment device is exposed, the drums of two successive substrate treatment stations are operated in opposite directions and the guide rollers are arranged so that the strip-shaped substrate without overlap is guided to and from the respective substrate treatment station passed around one of the two substrate treatment stations.
Dies kann dabei helfen, das Bandsubstrat aufeinanderfolgenden Substratbehandlungsstationen überschneidungsfrei aus unterschiedlichen Richtungen zuzuführen. This may help to supply the tape substrate to successive substrate processing stations without intersections from different directions.
Die vorgeschlagene Lösung kann zur überschneidungsfreien Führung des Bandsubstrats dadurch konkretisiert sein, dass das bandförmige Substrat den beiden aufeinanderfolgenden Substratbehandlungsstationen aus entgegengesetzten Richtungen zugeführt wird. Mit anderen Worten wird das Bandsubstrat der ersten Substratbehandlungsstation mit einer Trommel, deren Drehachse horizontal ausgerichtet ist, beispielsweise von oben zugeführt und auch oben entnommen und anschließend der zweiten Substratbehandlungsstation von unten zugeführt und auch unten entnommen. The proposed solution may be concretized for the non-overlapping guidance of the tape substrate by feeding the tape-shaped substrate from the opposite directions to the two successive substrate treatment stations. In other words, the tape substrate of the first substrate treatment station with a drum whose axis of rotation is aligned horizontally, for example, supplied from above and also taken above and then fed to the second substrate treatment station from below and also taken down.
Die vorgeschlagene Bandsubstratbehandlungsanlage ermöglicht die beidseitige Behandlung in nur einem Durchlauf des bandförmigen Substrats. Dadurch weist die vorgeschlagene Bandsubstratbehandlungsanlage eine gegenüber herkömmlichen Anlagen signifikant höhere Produktivität auf. In der ersten Substratbehandlungsstation wird eine erste Oberflächen-Seite des Bandsubstrats behandelt und in der zweiten Substratbehandlungsstation die zweite Oberflächen-Seite des Bandsubstrats behandelt. The proposed belt substrate treatment equipment enables two-sided treatment in only one pass of the belt-shaped substrate. As a result, the proposed tape substrate treatment plant has a significantly higher productivity compared to conventional systems. In the first substrate treatment station, a first surface side of the tape substrate is treated, and in the second substrate treatment station, the second surface side of the tape substrate is treated.
In einer Ausgestaltung der vorgeschlagenen Bandsubstratbehandlungsanlage kann vorgesehen sein, dass die Trommeln zweier aufeinanderfolgender Substratbehandlungsstationen mit gleicher Drehrichtung betreibbar sind und die Führungswalzen so angeordnet sind, dass das bandförmige Substrat zwischen den beiden Substratbehandlungsstationen gewendet wird. In one embodiment of the proposed belt substrate treatment plant, it can be provided that the drums of two successive substrate treatment stations can be operated in the same direction of rotation and the guide rollers are arranged such that the belt-shaped substrate is turned between the two substrate treatment stations.
Diese Ausgestaltung kann dadurch weitergebildet sein, dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Substratbehandlungsstationen eine Wendeeinrichtung angeordnet ist. Derartige Wendeeinrichtungen können mannigfaltig gestaltet sein, wobei darauf geachtet werden muss, dass das Bandsubstrat beim Wenden nicht zu stark und ungleichmäßig gedehnt wird. This embodiment can be developed by arranging a turning device between two successive substrate treatment stations. Such turning devices can be designed manifold, care must be taken that the tape substrate is not stretched too strong and uneven when turning.
Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass das bandförmige Substrat durch dreimaliges Umlenken gewendet wird, wobei die erste und dritte Umlenkung jeweils unter 45° zur Längserstreckung des bandförmigen Substrats erfolgen. Bei dieser Ausgestaltung einer Wendeeinrichtung werden Dehnungen des Bandsubstrats auf ein Minimum reduziert. It can further be provided that the band-shaped substrate is turned by three deflections, wherein the first and third deflection takes place in each case at 45 ° to the longitudinal extension of the band-shaped substrate. In this embodiment of a turning device expansions of the tape substrate are reduced to a minimum.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and accompanying drawings. Show
Hinsichtlich der Führung des Bandsubstrats
Diese drei Typen von Substratbehandlungsstationen
Aus den Darstellungen in
Von den dargestellten Typen von Substratbehandlungsstationen
Das Bandsubstrat
The
Fügt man mehrere Substratbehandlungsstationen
Bei einer Anordnung der Substratbehandlungsstationen
Zunächst läuft das Bandsubstrat
First, the tape substrate is running
Schließlich wird das Bandsubstrat
Dort wird das Bandsubstrat
An die Substratbehandlungsstation
In der Substratbehandlungsstation vom Typ B wird das Bandsubstrat
Es schließt sich nochmals eine Substratbehandlungsstation
In der Wendeeinrichtung
Im Ergebnis dieser zwischen den beiden Substratbehandlungsstationen
In der nun folgenden Substratbehandlungsstation vom Typ B wird das Bandsubstrat
In
Die beschriebene Anordnung wurde jedoch rein beispielhaft zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Lehre ausgewählt. Es versteht sich von selbst, dass die beschriebenen Substratbehandlungsstationen
In
Anstelle einer einmaligen Verdrillung um 180° zum Wenden des Bandsubstrats
Damit die beiden verdrillten Abschnitte des Bandsubstrats
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Anlagenkammer conditioning chamber
- 2 2
- Führungswalze guide roller
- 3 3
- Substratbehandlungsstation Substrate treatment station
- 4 4
- Trommel drum
- 5 5
- Substratbehandlungseinrichtung Substrate treatment facility
- 6 6
- Kragträger cantilever beam
- 7 7
- Beschichtungsquelle coating source
- 8 8th
- Wendeeinrichtung turning device
- 9 9
- Bandsubstrat tape substrate
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- 2013-07-18 DE DE102013107690.4A patent/DE102013107690B4/en not_active Expired - Fee Related
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