ES2308085T3 - Metodo para el uso de un dispositivo de revestimiento de continuo. - Google Patents
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Abstract
Un método para el funcionamiento de una instalación de recubrimiento continua, con una cámara de transferencia interior (2), una cámara separadora contigua a ésta (21), y una cámara de procesamiento también contigua a ésta última (3), otra cámara separadora contigua a la anterior (22) y una cámara de transferencia exterior contigua a la última (4), con tomas entre las cámaras, (61, 64, 65, 62) que se pueden abrir y cerrar, y a través de las cuales la cámara de transferencia interior (2), la cámara separadora (21, 22) y la cámara de transferencia exterior (4) se han diseñado como módulos idénticos para recibir los sustratos de hasta un tamaño máximo determinado, caracterizado por el hecho de que para el recubrimiento de los sustratos (55) que sean más grandes que los módulos, se abren la toma (61) entre la cámara de transferencia interior (2) y la cámara separadora (21) así como la toma (62) entre la cámara separadora (22) y la cámara de transferencia exterior (4) y las condiciones de la presión de las cámaras separadoras (21, 22) y la cámara de transferencia interior (2) y la exterior (4) se adaptan las unas a las otras.
Description
Método par el uso de un dispositivo de
revestimiento en continuo.
La presente invención se refiere a un método
según los términos generales de la reivindicación 1.
Para recubrir los sustratos, se utiliza un
equipo pulverizador, mediante el cual se atomizan en condiciones
de vacío las partículas que son nuestro objetivo las cuales luego
se condensarán sobre el sustrato.
Como los sustratos se van introduciendo de forma
continua en el equipo pulverizador y van saliendo de éste, se
habla entonces de una instalación de recubrimiento continua o
también de una instalación de recubrimiento de transferencia.
Una instalación de este tipo consta de una
estructura lineal relativamente pequeña, pero con cámaras
individuales conectadas entre sí o bien con una o dos cámaras
grandes con cierre hermético al vacío en cada extremo de la línea.
Las cámaras de procesamiento se han previsto bien dentro de una
cámara grande, bien en cada cámara individual.
Ya existe un sistema de pulverización continuo,
que dispone de tres cilindros concéntricos, en el que el cilindro
interior y el cilindro exterior forman una cámara circular con
paredes cilíndricas (US 5 753 092). El cilindro central, el cual
está colocado entre el cilindro interior y el cilindro exterior,
consta de una apertura que sirve de soporte cilíndrico, y
básicamente hace de cámara de paso circular y puede girar de forma
progresiva.
Además, existe un dispositivo para el
recubrimiento de sustratos sin defectos con una línea de
recubrimiento que consta de una sección de recubrimiento al vacío y
de una puerta de entrada y otra de salida (DE 200 22 564 U1).
Además, está provisto de un portador, que incluye una pieza
transportadora para recibir los sustratos.
Los raíles del portador están realizados en
forma de raíles compactos.
Asimismo, existe una instalación de
recubrimiento con varias cámaras de recubrimiento por vacío (US
2002/
0078892 A1). En este caso también dispone de una cámara de salida posterior a la cámara de vacío, por la que la cámara de recubrimiento al vacío queda aislada de forma hermética de la cámara de salida. Un sistema de transporte lleva el sustrato a través de la cámara de entrada hasta la cámara de recubrimiento por vacío, de modo que el sistema de transporte dispone de un soporte para los sustratos, con el que el sustrato se mantiene erguido, de modo que la superficie de una placa presenta un ángulo en relación con el plano horizontal desde 45º hasta 90º.
0078892 A1). En este caso también dispone de una cámara de salida posterior a la cámara de vacío, por la que la cámara de recubrimiento al vacío queda aislada de forma hermética de la cámara de salida. Un sistema de transporte lleva el sustrato a través de la cámara de entrada hasta la cámara de recubrimiento por vacío, de modo que el sistema de transporte dispone de un soporte para los sustratos, con el que el sustrato se mantiene erguido, de modo que la superficie de una placa presenta un ángulo en relación con el plano horizontal desde 45º hasta 90º.
El siguiente dispositivo conocido sirve para
pulverizar los materiales sobre sustratos, con una cámara de
trabajo, provista de un sector de la cámara para el recubrimiento y
otro sector de la cámara para el recubrimiento de capas finas (DE
30 16 069 A1). Con este sector para capas finas lindan una cámara
de acceso y una de salida respectivamente. Cada toma de presión se
encuentra entre los sectores de la cámara, el sector de capa fina y
el sector de salida y también entre la cámara de transferencia
exterior y el aire del ambiente.
Para vaciar de aire la cámara de acceso y la de
transferencia se emplea un dispositivo de bombeo por vacío
industrial.
Con el fin de ahorrar espacio en una instalación
de recubrimiento continua, se ha establecido que hay que prever una
cámara de apoyo para reducir el número de portadores necesarios (JP
2002309372 A). En este caso, los portadores con el sustrato
circulan primero en una dirección, luego giran 180 grados y a
continuación circulan en una segunda dirección.
Las cámaras de los dispositivos conocidos están
diseñadas justo para determinadas medidas de sustrato. Si es
necesario trabajar con sustratos de medidas más grandes de lo
normal, deben emplearse otros dispositivos con cámaras más
grandes.
Por lo tanto, la innovación se basa en el hecho
de poder recubrir tanto sustratos normales como sustratos con
medidas especiales con un único sistema de recubrimiento.
El problema se soluciona mediante las
características de la reivindicación 1.
Por consiguiente, esta innovación concierne al
método de funcionamiento de la línea de recubrimiento, que consta
de 2 n + 1 cámaras, donde n es un número completo, y es mayor o
igual a 2. Además puesto que en dos cámaras de esta estructura una
toma se puede abrir y cerrar como mínimo dos veces, con el mismo
sistema también es posible tratar sustratos de grandes dimensiones.
La apertura y el cierre de las tomas conllevan una alteración del
curso de la presión si se compara con el modo de funcionamiento
estándar.
Con esta invención se consigue una ventaja que
consiste en que los dispositivos existentes se podrán aprovechar
mejor.
\newpage
En los dibujos se representan algunos ejemplos
de realización de la invención, que a continuación se describen
con más detalle. Mostrándose:
en la Fig. 1, una vista en perspectiva lateral
de una instalación de recubrimiento de 3 cámaras, que no es el
objeto de esta invención; una vista en perspectiva lateral;
En la Fig. 2, una vista en perspectiva lateral
de una instalación de recubrimiento de 5 cámaras;
En la Fig. 3, una vista en perspectiva superior
de una instalación de recubrimiento de 3 cámaras;
En la Fig. 4, una vista en perspectiva superior
de una instalación de recubrimiento de 5 cámaras;
En la Fig. 5 una vista en perspectiva de la
sección transversal de una instalación de recubrimiento de 5
cámaras.
En la Fig. 1 se muestra una perspectiva lateral
de una instalación de recubrimiento 1. Esta instalación de
recubrimiento 1 se compone de tres cámaras: una cámara de
transferencia interior 2, una cámara de procesamiento 3 y una
cámara de transferencia exterior 4. Entre las diferentes cámaras 2,
3, y 4 a la entrada de las cámaras 2, 4 se encuentran un total de
cuatro tomas, que se pueden abrir y cerrar a prueba de vacío. En la
Fig. 1 las tomas no se distinguen por sí mismas, sino que en su
lugar se aprecian los paneles adicionales 5 hasta 8, los cuales
indican la posición de las tomas. Los sustratos para recubrir, por
ejemplo vidrio para arquitectura plano, placas metálicas, obleas de
silicio, planchas de plástico y otros materiales por el estilo, se
introducen en la cámara de transferencia interior 2, se recubren en
la cámara de procesamiento 3, y a continuación se sacan fuera a
través de la cámara de transferencia exterior 4. De este modo los
sustratos pueden moverse a través de las cámaras 2, 3, 4 con o sin
transportadores.
\vskip1.000000\baselineskip
En todo caso las cámaras 2, 3, 4 disponen de un
mecanismo transportador para el transporte de los sustratos.
Las bombas están numeradas del 9 hasta el 17, y
evacuan el aire de las cámaras 2, 3, 4 hasta un nivel de presión
predeterminado.
Las bombas de vacío están instaladas en las
paredes laterales de las cámaras. Pero también se pueden instalar
en los techos de las cámaras.
El tamaño de las cámaras 2 hasta 4 se determina
según el tamaño máximo del sustrato, que por ejemplo en el caso
del vidrio para arquitectura es de 2,54 m x 3,66 m o bien 3,21 m x
6,00 m. La cantidad de las cámaras se determina según la duración
de ciclo mínima deseada. Por duración de ciclo se entiende el
tiempo que transcurre desde la entrada del primer sustrato en la
cámara 2 hasta que tiene lugar la entrada de un segundo sustrato en
la cámara 2. Para una duración de ciclo de hasta aprox. 90 segundos
por regla general se emplea el llamado principio de las tres
cámaras, tal como se muestra en la Fig. 1.
Así cuando un sustrato es introducido en la
cámara 2 al abrirse la toma del panel adicional 5, su presión
interior se reduce, por ejemplo, a 0,05 mbar a través de las bombas
9 hasta 11 que están entre la toma cerrada de nuevo del panel
adicional 5 y la toma cerrada del panel adicional 6. El movimiento
de los sustratos, que por lo general se lleva a cabo con un
transportador, es aquí discontinuo, porque la toma en el panel
adicional 6 también se cierra por el momento y el sustrato se
detiene ante esta toma.
Si la presión en la cámara de transferencia
interior 2 alcanza el valor predeterminado de alrededor de 0,05
mbar, la toma en el panel adicional 6 se abre y el movimiento del
sustrato continua a través de la cámara 3, cámara en la que se
producirá el vacío. Entonces en la cámara 3 se lleva a cabo el
recubrimiento. Tras el recubrimiento el sustrato es conducido hacia
fuera a través de la cámara de transferencia exterior 4.
En una instalación de recubrimiento de tres
cámaras la duración de ciclo es bastante alta, puesto que el
sustrato debe permanecer un tiempo relativamente largo en la cámara
de transferencia interior 2, para que en dicha cámara la presión
descienda hasta el nivel predeterminado.
Se pueden conseguir duraciones de ciclo más
cortas con una instalación de recubrimiento de 5 cámaras 20, tal
como se muestra en la Fig. 2. Esta instalación de recubrimiento de
5 cámaras 20 consta, en comparación con la instalación de
recubrimiento de 3 cámaras 1, de dos cámaras separadoras
adicionales 21, 22 con los paneles adicionales 25, 26 con sus
respectivas bombas de vacío 23, 24. Dado que los sustratos en una
instalación de recubrimiento de 5 cámaras 20 se mueven más deprisa
a través de las cámaras 2, 21, 3, 22, 4, las duraciones de ciclo
son más cortas. La rapidez del movimiento se limita por tanto a que
la evacuación de las cámaras 2, 21 y 22, 4 se lleve a cabo de
distinta manera que en las cámaras 2, 4 en el sistema de 3 cámaras
de la Fig. 1
Los sustratos se introducen discontinuamente en
la instalación de recubrimiento de 5 cámaras 20 en la fase de
introducción en la cámara de transferencia interior 2, con lo cual
la presión en la cámara de transferencia interior 2 se reduce hasta
aprox. 15 mbar, no a 0,05 mbar como en la instalación de 3 cámaras.
En la siguiente fase los sustratos son introducidos en la cámara
separadora 21, con lo cual la presión en la cámara separadora 21 se
iguala con la presión de la cámara de procesamiento 3. Una vez que
los sustratos se mueven de manera continua a través de la cámara de
procesamiento 3, son trasladados a través de la cámara separadora
22 y de la cámara de transferencia exterior 4 hacia fuera, donde
reina la presión atmosférica.
La duración del ciclo se reduce
considerablemente en la instalación de recubrimiento de 5 cámaras
20 a menos de 90 segundos, y así el proceso de introducción de un
sustrato en el dispositivo de vacío de la cámara de transferencia
interior 2 y de la cámara separadora 21 se divide de modo que puede
efectuarse en paralelo en ambas cámaras, es decir una vez que el
sustrato haya sido transportado desde la cámara de transferencia
interior 2 a la cámara separadora 21, ya se puede introducir otro
sustrato en la cámara de transferencia interior. Para poder
introducir un sustrato en la cámara de procesamiento 3, la presión
de la cámara, que se encuentra antes de la cámara de procesamiento
3, debe reducirse aproximadamente a 0,05 mbar. En la instalación de
recubrimiento de 3 cámaras 1 el proceso de vacío de hasta 0,05 mbar
tiene lugar exclusivamente en la cámara de transferencia interior
2.
Por el contrario en la instalación de
recubrimiento de 5 cámaras 20 la presión atmosférica en la cámara
de transferencia interior 2 es bombeada a sólo aprox. 15 mbar y el
sustrato tratado es conducido inmediatamente a la cámara de
procesamiento 21. Al abrir la toma del panel adicional 6 entre la
cámara de transferencia interior 2 y la cámara separadora 21 tiene
lugar una compensación de la presión. La presión en la cámara
separadora 21, la cual antes estaba abierta hacia la cámara de
procesamiento 3, en la que por ejemplo había una presión de 3 x
104^{-3} mbar, es bastante inferior a 0,05 mbar. Por tanto la
cámara separadora 21 no tiene que ser bombeada a un nivel de
presión más bajo. Así pues, cuando la cámara de transferencia
interior 2, en la cual hay una presión de 15 mbar, se conecta con
la cámara separadora 21, en la que hay una presión de sólo 3 x
10^{-3} mbar, tras la apertura de los paneles adicionales 6, la
presión total desciende en ambas cámaras del mismo tamaño 2 y 21 a
una presión media de aprox. 7 mbar. Ahora en la cámara separadora
21, una vez se haya cerrado la toma del panel adicional 6, se
consigue con el bombeo que la presión de aprox. 7 mbar se reduzca
aprox. a 0,05 mbar. Mientras que un sustrato pasa desde la cámara
separadora 21 hasta la cámara de procesamiento 3, en la cámara de
transferencia interior 2 puede iniciarse de nuevo el proceso de
introducción de un nuevo sustrato, después de que la cámara de
transferencia interior 2 se inunde de aire cuando la toma del panel
adicional 5 se abra. Con la apertura la presión atmosférica vuelve
a dominar en la cámara de transferencia interior 2, de la cual se
bombea el aire para que descienda de nuevo aprox. a 15 mbar. La
presión de la cámara de transferencia interior 2 fluctúa por tanto
entre la presión atmosférica y una presión de aprox. 15 mbar. En
cambio la cámara separadora 21 experimenta sólo una variación de la
presión de 7 mbar a 0,05 mbar.
Con el bombeo de una cámara con una bomba de
vacío la reducción de la presión se produce siguiendo una función
exponencial. La variación de la presión de aprox. 1000 mbar a
aprox. 15 mbar se produce relativamente deprisa. El consiguiente
bombeo a presiones más bajas como por ejemplo 0,05 mbar lleva por
el contrario mucho tiempo.
Los distintos tipos de bombas de vacío, como por
ejemplo las bombas de paletas arrastradas, las bombas lobulares o
las bombas turbomoleculares, tienen una capacidad de aspiración de
aire óptima en distintos márgenes de presión.
Las bombas de paletas arrastradas bombean desde
la presión atmosférica hasta aprox. 0,005 mbar. Pero para alcanzar
esta presión final, se necesita un tiempo de bombeo muy largo. Las
bombas lobulares se emplean de muchas maneras y su capacidad de
aspiración de aire óptima está entre 1 y 0,1 mbar. Las bombas
turbomoleculares no se detienen hasta por debajo de 0,1 mbar, pero
tienen una capacidad de aspiración de aire apropiada para niveles
por debajo de 10^{-2} mbar.
Las bombas 9 hasta 17 y 9 hasta 17 y 23, 24 se
escogen según el cometido que tengan que llevar a cabo. Las bombas
de vacío para la cámara de transferencia interior 2 y la cámara
separadora 21 pueden estar colocadas de modo que los tiempos de
bombeo de las dos cámaras 2, 21 sean aproximadamente iguales.
La cámara de transferencia interior 2 de la
instalación de 3 cámaras 1 se vacía de aire mediante las bombas 9
hasta 11, que son bombas de paletas arrastradas y bombas lobulares.
Las bombas lobulares elevan la capacidad de aspiración de aire en
la parte baja de la zona de presión hasta el nivel máximo de 0,05
mbar, punto en el que la toma del panel adicional 6 se abre hacia
la cámara de procesamiento 3.
Las duraciones del ciclo en este caso son de 60
a 90 segundos con un tiempo de bombeo aproximado de 30 a 60
segundos.
La cámara de transferencia interior 2 de la
instalación de 5 cámaras 20 se vacía en cambio con las bombas 9
hasta 11, que son únicamente bombas de paletas arrastradas. La zona
de bombeo 23 de la cámara separadora 21 puede contener bombas de
paletas arrastradas y bombas lobulares. En la instalación de 5
cámaras normal la duración del ciclo es de a aprox. 45 segundos con
un tiempo de bombeo de 15 a 20 segundos. La diferencia entre la
duración del ciclo y el tiempo de bombeo es la responsable entre
otras cosas de poner en marcha la luna de vidrio y la apertura y el
cierre de las tomas.
En la Fig. 3 se muestra la instalación de
recubrimiento de 3 cámaras 1 otra vez vista desde una perspectiva
superior, mientras que en la Fig. 4 se observa la instalación de
recubrimiento de 5 cámaras 20 vista desde una perspectiva superior.
Esta instalación de recubrimiento de 3 cámaras no es el objeto de
la innovación.
En la Fig. 3 se pueden distinguir las cámaras 2,
3, 4 así como las piezas adicionales 5, 6, 7, 8 con sus
correspondientes tomas 60, 61, 62, 63. Además en la cámara de
procesamiento 3 se distinguen dos paneles adicionales 18, 30 así
como 19, 29, que delimitan las cámaras de transferencia 31, 33. Los
paneles adicionales están tienen los números 30, 29 y se sostienen
verticales en las piezas de metal 18, 19.
La Fig. 4 muestra la instalación de 5 cámaras
vista desde una perspectiva superior.
Esta instalación de 5 cámaras consta de dos
tomas adicionales 64, 65 que se encuentran entre las cámaras 21,
31 y 33, 22.
Durante el modo de funcionamiento estándar, es
decir cuando no se recubre ningún sustrato extra largo, en la
instalación 20 se desarrollan los siguientes procesos de bombeo de
acuerdo con la Fig. 4: La cámara de transferencia interior 2 se
inunda de aire, se abre la toma 60 y un sustrato es transportado a
la cámara de transferencia interior 2. A continuación la toma 60 se
vuelve a cerrar. Tras alcanzar el nivel máximo de la presión de
aprox. 15 mbar en la cámara 2 se abre la toma 61 y el sustrato es
transportado a la cámara 21.
La toma 61 se vuelve a cerrar acto seguido.
Mientras que en la cámara separadora 21 la presión se reduce a
aprox. 0,05 mbar, la cámara de transferencia interior 2 se inunda
de aire y después se abre la toma 60. Mientras tanto se lleva un
nuevo sustrato a la cámara de transferencia interior 2 y la toma 60
se vuelve a cerrar. Paralelamente, al alcanzar la presión el nivel
máximo de aprox. 0,05 mbar en la cámara separadora 21, se abre la
toma 64 y el primer sustrato se desplaza a través de la cámara de
transferencia 31 hasta la cámara de procesamiento 3. En este modo de
funcionamiento por lo general sólo se abre una de las tomas 60, 61,
64. Por tanto se debe señalar que entre las cámaras y las bombas
así como entre las cámaras y la presión atmosférica del entorno hay
unas válvulas. Para detener la potencia de bombeo se cierra una
válvula entre la cámara y la bomba; de este modo las bombas siguen
funcionando continuamente. Al inundarse una cámara con aire, la
válvula antes de la cámara se abre al aire atmosférico, para que el
aire fluya por la cámara y la presión en esa cámara aumente hasta
la presión atmosférica.
Durante el modo de funcionamiento estándar de la
instalación de 5 cámaras según la Fig. 4 la cámara 2 es bombeada
por consiguiente a la presión atmosférica de aprox. 15 mbar, y al
abrir la toma 61 tiene lugar una compensación de la presión, puesto
que la presión en la cámara 21, que antes de que la cámara 3
(aprox. 3 x 10^{-3} mbar) se abriera, era obviamente inferior a
0,05 mbar. De este modo la presión total en las dos cámaras del
mismo tamaño 2, 21 desciende a aprox. 7 mbar. Entonces la cámara
21 es bombeada desde aprox. 7 mbar hasta llegar aprox. a 0,05 mbar.
Las bombas lobulares de la cámara 21 pueden trabajar sin
interrupciones, de modo que la presión en dicha cámara sólo varía
entre aprox. 7 mbar y 0,05 mbar.
Durante el modo de funcionamiento de la
instalación de 5 cámaras 20 los sistemas de transporte sólo
funcionan sincronizadamente durante la entrega del sustrato desde
la cámara de transferencia interior 2 hasta la cámara separadora
21.
Durante las fases de movimiento restantes ambos
sistemas de transporte pueden transportar los sustratos
correspondientes independientemente uno del otro.
En la Fig. 5 se muestra la mitad izquierda de
una instalación parecida a la de la instalación 20 correspondiente
a la Fig. 4 con una vista desde una perspectiva transversal. Esta
instalación se diferencia de la instalación correspondiente a la
Fig. 4 en que aparte del panel adicional 30 dispone de otro panel
adicional 28. En este caso se pueden distinguir los rodillos o
cilindros 34 hasta 37 en la cámara de transferencia interior 2, los
rodillos o cilindros 38 hasta 41 en la cámara separadora 21 y los
rodillos o los cilindros 42 hasta 53 en la cámara de procesamiento
3. Sobre estos rodillos o cilindros se coloca un sustrato 55, que
se desplaza de izquierda a derecha.
Los paneles divisorios 30, 28 cuelgan de las
chapas de metal 18, 27 y en su parte inferior dejan una rendija
libre, que es lo suficientemente grande como para que el sustrato
55 pase por debajo del panel adicional. En la propia cámara de
procesamiento 32 se encuentra el cátodo pulverizador 56. El
sustrato 55 se reviste con partículas que son limpiadas por el
cátodo.
Los paneles adicionales 30, 28 están suspendidos
sobre el fondo de la cámara de procesamiento 3. Esto también
aplica para la suspensión de los paneles adicionales.
Con el fin de mejorar la separación de gases
entre las cámaras, el sistema de transporte se puede cubrir con
una chapa que no se muestra en la Fig. 5, de modo que sólo
sobresale la parte superior de los rodillos de transporte.
Así pues los mecanismos de transporte de los
sustratos consisten en muchos rodillos o cilindros 34 hasta 53, los
cuales transportan los sustratos girando con el mismo número de
revoluciones. Los mecanismos de transporte se encargan de detectar
las interrupciones o grandes diferencias entre los rodillos o
cilindros de entre las tomas 61, 64, 65, 62. Los tramos de los
mecanismos de transporte en las cámaras 2, 21, 22 y 4 funcionan
intermitentemente, mientras que el tramo en la cámara 3 trabaja
continuamente.
En el modo de funcionamiento estándar del
transporte de sustratos en la instalación de 5 cámaras se efectúa,
con referencia a las Fig. 4 y 5, como sigue: Los mecanismos de
transporte de la cámara 2 se ponen en marcha para introducir el
sustrato 55. En cuanto el sustrato 55 alcanza su posición prevista
en la cámara 2, el transporte se detiene. Respecto a la
transferencia del sustrato 55 desde la cámara 2 a la cámara 21
ambos mecanismos de transporte funcionan simultáneamente con los
cilindros 34 hasta 37 y 38 hasta 41 y se detienen cuando el
sustrato 55 alcanza su posición final en la cámara 21. Para
transportar el sustrato 55 a la cámara 3, los transportadores 38
hasta 41 se ponen en marcha en la cámara 21, los mecanismos de
transporte 42 hasta 53 en la cámara 3 funcionan de todos modos sin
interrupciones. En cuanto a la transferencia de la cámara 3 a la
cámara 22 (Fig. 2), los mecanismos de transporte situados allí se
ponen en marcha simultáneamente con la apertura de la toma 65. El
proceso de transferencia exterior tiene lugar de forma análoga al
proceso de transferencia interior pero en el orden inverso.
La cámara de transferencia interior 2 se evacua
con una zona de bombeo, que está formada únicamente por bombas de
paletas arrastradas, en cambio la zona de bombeo de la cámara 21
comprende bombas de paletas arrastradas y bombas lobulares. Al
inundarse de aire una cámara la bomba no se detiene, sino que una
válvula entre la cámara y la bomba se cierra.
Hasta aquí se ha descrito el funcionamiento de
las instalaciones de 3 cámaras 1 y de las instalaciones de 5
cámaras 20.
A continuación se describirá, con referencia a
las Fig. 4 y 5, el modo en que los sustratos grandes también se
pueden recubrir con ayuda de una instalación de 5 cámaras conforme
a la invención.
En ambas instalaciones 1 y 20 el tamaño máximo
admitido del sustrato depende de las dimensiones de las cámaras
respectivas. Los sustratos cuyas dimensiones sean mayores que las
cámaras 2, 21, 22 o 4 no se pueden recubrir. Además las cámaras
están construidas como módulos con dimensiones idénticas.
Como se puede deducir por la Fig. 4, se podrían
manipular sustratos grandes si las tomas 61, 62 permanecieran
abiertos. En este caso las cámaras 2 y 21 así como 4 y 22 juntas
formarían un espacio grande, en el que entonces se podrían
introducir sustratos grandes.
Para las cámaras de transferencia 2, 21, 22, 4
se utilizan los mismos módulos con el mismo tamaño,
independientemente de que se trate de una instalación de 3 cámaras
o de una de 5 cámaras. Normalmente para que con ambas instalaciones
1 y 20 se puedan recubrir los mismos sustratos con el mismo tamaño
máximo, las cámaras también deben tener las mismas dimensiones.
Se parte de la base de que las cámaras de
transferencia interior, las separadoras y las de transferencia
exterior tienen todas el mismo tamaño, y como están formadas por
módulos, se pueden tratar sustratos del doble de largo con las
tomas 61, 62 abiertas. El tratamiento, en particular el
recubrimiento parcial de medidas especiales solicitadas de, por
ejemplo, más 6 m de longitud y 3,21 m de ancho sería también
posible con una instalación de recubrimiento con cámaras de medidas
estándar.
Mediante las Figuras 3 y 4 se explica el proceso
de conmutación de la instalación de 5 cámaras a la instalación de
3 cámaras conforme a la invención.
Para pasar de una estructura de 5 cámaras a una
de 3 cámaras no basta solamente con abrir las tomas 61 y 62 entre
la cámara de transferencia interior 2 y la cámara separadora 21 así
como la cámara de transferencia exterior 4 y la cámara separadora
22. De hecho las secuencias de bombeo y el control de accionamiento
se tienen que adaptar a la nueva situación. Por tanto es necesario
llevar a cabo modificaciones notables del procedimiento de
introducción. La introducción de un sustrato en la instalación de
recubrimiento de 3 cámaras 1 se lleva a cabo, como ya se ha
mencionado, a través del bombeo de la cámara de transferencia
interior 2 mediante las bombas 9 hasta 11 a una presión de
alrededor de 0,05 mbar. Para evacuar la cámara de transferencia
interior 2 de la presión atmosférica se necesita un tiempo de
bombeo muy largo. Puesto que la toma 61 se abre hacia la cámara de
procesamiento 3 cuando un sustrato es trasladado a la cámara de
procesamiento, los gases con una presión demasiado elevada pueden
llegar a la cámara de procesamiento 3, que sólo admite una presión
de 3 x 10^{-3} mbar. Para evitar que esto suceda, en la zona de
entrada de la cámara de procesamiento 3 se coloca un número
elevado de bombas 12, de las cuales únicamente una bomba 12 se
muestra en la Fig. 1. Esta zona de entrada se separa de la zona de
procesamiento mediante los paneles adicionales 18, 30. Esta zona de
entrada se designa también como cámara de transferencia 31, aunque
sólo está separada por los paneles adicionales 18, 30, y no a
través de las tomas de la cámara de procesamiento 3. La cámara de
procesamiento 3 por tanto está formada por una zona de
transferencia 31, una zona de procesamiento 32 y otra zona de
transferencia 33 antes de la cámara de transferencia exterior 4, en
la que encontramos otro panel adicional 19, 29 entre la zona de
transferencia 33 y la zona de procesamiento.
El tramo 31 de la cámara de procesamiento, que
se evacua a través de varias bombas turbo 12, se designa con el
nombre de "tramo de transferencia". La propia cámara de
procesamiento 32 está compuesta de muchos segmentos separados del
mismo tamaño, con lo cual se requiere que varios segmentos estén
suspendidos unos de otros, para que los respectivos procesos puedan
llevarse a cabo. En la cámara de transferencia interior 2 en la
instalación de 3 cámaras 1 hay una presión de 0,05 mbar, de modo
que al abrirse la toma 61 el gas fluye en la cámara de
procesamiento 32, y la presión se eleva a aprox. 3 x 10^{-3}
mbar. Este golpe de presión en el "tramo de transferencia" de
la cámara de procesamiento 3 se controla gracias a la elevada
capacidad de aspiración de aire de varias bombas turbo.
En la zona especial para sustratos extra largos,
es decir cuando la instalación de 5 cámaras 20 funciona como la
instalación de 3 cámaras 1, en la instalación de 5 cámaras tienen
lugar los siguientes procesos según la Fig. 4: Las cámaras 2 y 21
se inundan de aire. Se abre la toma 60. En este estado de
funcionamiento la toma 61 permanece siempre abierta, puesto que en
caso contrario se dañaría el sustrato. Cuando un sustrato es
transportado a las cámaras 2 y 21, entonces se vuelve a cerrar la
toma 60. Tras alcanzar el nivel máximo de presión de aprox. 0,05
mbar, se abre la toma 64, el sustrato es transportado a la cámara
de procesamiento 3 y se vuelve a cerrar la toma 64. Tras haber
inundado de aire las cámaras 2 y 21, se abre de nuevo la toma 60,
para introducir un nuevo sustrato.
El proceso de transferencia externa funciona de
manera análoga, pero en el orden inverso, es decir, primero el
sustrato se introduce en la cámara de transferencia externa,
entonces se produce la inundación y después tiene lugar la apertura
de la toma 63 hacia la atmósfera.
Por tanto no basta, en la instalación de 5
cámaras 20, con abrir las tomas 61, 62 entre ambas cámaras 2, 21 y
4, 22 para poder tratar sustratos extra largos, principalmente
lunas de vidrio; además se tienen que adaptar los programas de
bombeo para ambas cámaras 2, 21 y 22, 4, de modo que sólo las dos
cámaras 2, 21 y 22, 4 sean bombeadas a una presión atmosférica de
aprox. 0,05 mbar. Es verdad que esto prolonga el tiempo de
transferencia y con ello la duración del ciclo total de la
instalación de recubrimiento, pero de este modo por lo menos se
pueden tratar los sustratos extra largos, sin que se tenga que
construir una instalación más grande.
En la zona especial para sustratos extra largos
el bombeo en la instalación con 5 cámaras funciona de la siguiente
manera: Las cámaras 2 y 21 se bombean juntas a una presión
atmosférica de aprox. 0,05 mbar. Además el nivel máximo de la
presión de la cámara 2 debe disminuirse de 15 mbar a 7 mbar a
través del programa de bombeo. Entonces el grupo de vacío de la
cámara 2 bombea sólo a la presión atmosférica de 7 mbar, luego la
válvula entre el grupo de vacío y la cámara 2 se cierra, pero
simultáneamente la válvula entre el segundo grupo de vacío y la
cámara 21 se abre, que hasta entonces permanecía cerrada. El motivo
es que el grupo de vacío de la cámara 2 está formado por bombas de
paletas arrastradas que pueden hacer descender la presión
atmosférica bombeando. El grupo de vacío de la cámara 21 incluye
también, a parte de las bombas de paletas arrastradas, bombas
lobulares que pueden detenerse antes de alcanzar aprox. 7 mbar.
Y por consiguiente para poder bombear la cámara
de transferencia interior ampliada 2 + 21 a aprox. 0,05 mbar,
ambos grupos de vacío se utilizan uno tras otro y no trabajan en
paralelo como en el modo de funcionamiento estándar.
La inundación y el bombeo de las cámaras 22 y 4
funcionan de forma análoga.
Además el sistema de transporte de los sustratos
tiene que adaptarse a otra secuencia de introducción.
Si se emplea la instalación de 5 cámaras para el
recubrimiento de sustratos extra largos, los sistemas de
transporte deben trabajar en el proceso de introducción
sincronizadamente como si fueran un único sistema, porque si no se
pueden producir arañazos en los sustratos. Cuando el sustrato es
empujado por un tramo del sistema de transporte hasta otro tramo
que no está en funcionamiento, o bien los rodillos giratorios
rayarán la parte inferior del sustrato o bien el cristal será
empujado por encima de los rodillos que no giran, con lo que en
ambos casos se producirán marcas de arrastre.
En la zona especial para sustratos extra largos
55 el transporte tiene lugar en la instalación de 5 cámaras según
la Fig. 4, 5 de la siguiente manera: Mientras que en el modo de
funcionamiento estándar los mecanismos de transporte 34 hasta 37 y
38 hasta 41 en las cámaras 2 y 21 funcionan sincronizadamente o
independientes unos de otros según las necesidades, ambos
dispositivos ahora deben manejarse como si fueran un único
mecanismo de transporte. Para ello debe ignorarse que el sustrato
55 ha llegado a su posición final en la cámara 2, es decir que el
sustrato debe pasar por la posición final en la cámara 21 sin
detenerse. En este caso no hay ningún estado de funcionamiento en
el cual los tramos aislados de los mecanismos de transporte de las
cámaras 2 y 21 funcionen independientemente uno de otro. El
transporte de los sustratos funciona de un modo análogo.
El control de las bombas, los rodillos de
transporte, las tomas etc. se lleva a cabo principalmente a través
de un mando con memoria programable (SPS), que está a la venta en
forma de un ordenador de control.
Con un mando de este tipo también se pueden
controlar las instalaciones industriales más grandes con
programación flexible (secuencia de programa SPS). Todos los
sistemas de medición, los interruptores de final de carrera, los
sensores, los motores, los dispositivos de control final etc.
pertenecientes a la instalación se conectan a las entradas y
salidas del ordenador de control. El propio control de la
instalación es asumido por el programa, que combina estas entradas
y salidas de manera lógica unas con otras y asigna las acciones
necesarias en el orden temporal adecuado. En caso de que una
instalación como la descrita se volviera incontrolable en algunas
situaciones de funcionamiento, no sería necesario efectuar ninguna
modificación importante del hardware. En caso de que se empleen
sensores de presión programables en lugar de dinamómetros con
puntos de conmutación constante, sólo las nuevas cadenas de datos
indispensables para consultar la variación del nivel máximo de la
presión se almacenarían en secuencias de programas alternativos
seleccionables por separado.
Para la introducción de un sustrato no se
precisa una medición de la presión exacta, basta con la señal de un
sensor, que indica que la presión deseada (por ejemplo 15 mbar) ya
se ha alcanzado. Para ello antes se colocaban dinamómetros que
mostraban el nivel máximo de la presión. Si se necesitara un nivel
máximo de la presión alternativo, se tendrían que incorporar más
dinamómetros, que estarían colocarían en estos puntos de presión.
Hoy en día basta un aparato electrónico medidor de la presión,
cuyo valor de medición se consulta en el programa SPS para saber si
se ha alcanzado la presión deseada en la parte del programa
correspondiente.
La idea innovadora también se puede encontrar en
principio en la aplicación de una instalación de 2n + 1 cámaras,
en que n es un número completo y mayor o igual a 2, preferiblemente
igual a 2. En la práctica sólo se podría construir un sistema de 7
cámaras. Al instalar más cámaras los costes ya no se mantendrían en
una proporción razonable entre la posible reducción de la duración
del ciclo y el consiguiente aumento de la productividad.
Esta lista de referencias bibliográfica
mencionada por el solicitante se ha incorporado exclusivamente para
información del lector, pero no forma parte integrante de la
documentación de la patente europea. Aún habiéndose recopilado con
sumo cuidado, no pueden excluirse errores u omisiones, por lo que
la EPO declina toda responsabilidad a este respecto.
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\bullet DE 20022564 U1
\bullet US 20020078892 A1
\bullet DE 3016069 A1
\bullet JP 2002309372 A.
Claims (10)
1. Un método para el funcionamiento de una
instalación de recubrimiento continua, con una cámara de
transferencia interior (2), una cámara separadora contigua a ésta
(21), y una cámara de procesamiento también contigua a ésta última
(3), otra cámara separadora contigua a la anterior (22) y una
cámara de transferencia exterior contigua a la última (4), con
tomas entre las cámaras, (61, 64, 65, 62) que se pueden abrir y
cerrar, y a través de las cuales la cámara de transferencia
interior (2), la cámara separadora (21, 22) y la cámara de
transferencia exterior (4) se han diseñado como módulos idénticos
para recibir los sustratos de hasta un tamaño máximo determinado,
caracterizado por el hecho de que para el recubrimiento de
los sustratos (55) que sean más grandes que los módulos, se abren
la toma (61) entre la cámara de transferencia interior (2) y la
cámara separadora (21) así como la toma (62) entre la cámara
separadora (22) y la cámara de transferencia exterior (4) y las
condiciones de la presión de las cámaras separadoras (21, 22) y la
cámara de transferencia interior (2) y la exterior (4) se adaptan
las unas a las
otras.
otras.
2. El método según la Reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que las cámaras (2, 21, 3, 22,
4) están equipadas con sus propios mecanismos de transporte (34
hasta 37; 38 hasta 41; 42 hasta 53) para los sustratos (55) y la
velocidad de transporte de estos mecanismos de transporte (34 hasta
37; 38 hasta 41; 42 hasta 53) está ajustada las unas con las
otras.
3. El método según la Reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la cámara de procesamiento
(3) dispone como mínimo de dos paneles adicionales (30, 29), de los
cuales un panel adicional (30) forma un límite con la cámara de
procesamiento a la izquierda (33) propiamente dicha y el otro panel
de adicional (29) forma un límite a la derecha de la cámara de
procesamiento (33) propiamente dicha.
4. El método según la Reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que se desarrollan los
siguientes pasos:
- están abiertas la toma (61) a la entrada de la
primera cámara separadora (21) y la toma (62) entre la segunda
cámara separadora (22) y la cámara de transferencia exterior
(4)
- se abre la toma (60) a la entrada de la cámara
de transferencia interior (2)
- un sustrato de una longitud superior a la
longitud de la cámara de transferencia interior (2) o bien de la
cámara separadora (21) se transporta dentro de la cámara de
transferencia interior (2) y la cámara separadora (21)
- se cierra la toma (60) a la entrada de la
cámara de transferencia interior (2)
- por el hecho de que se forma un hueco entre la
cámara de transferencia interior (2) y la cámara separadora (21),
evacuándose el aire a la entrada de la cámara de procesamiento (3)
con la toma (64) cerrada hasta que alcance una determinada
presión
- al alcanzar una determinada presión se abre la
toma (64) a la entrada de la cámara de procesamiento (3)
- el sustrato (55) es transportado a la cámara
de procesamiento (3) y se vuelve a cerrar la toma (64) a la
entrada de la cámara de procesamiento (3)
- el sustrato (55) es tratado en la cámara de
procesamiento (3)
- se abre la toma (65) a la salida de la cámara
de procesamiento (3)
- el sustrato ya tratado (55) se traslada al
espacio formado entre la cámara separadora (22) y la cámara de
transferencia exterior (4)
- se cierra la toma (65) a la salida de la
cámara de procesamiento (3)
- se abre la toma (63) a la salida de la cámara
de transferencia exterior (4)
- se conduce fuera el sustrato manipulado
(55)
- se cierra la toma (63) a la salida de la
cámara de transferencia exterior.
5. El método según la Reivindicación 4,
caracterizado por el hecho de que tras el traslado del
sustrato al espacio formado entre la cámara de transferencia
interior (2) y la cámara separadora (21) y después de que se cierre
la toma (60), al principio las bombas (9 hasta 11) asociadas con
la cámara de transferencia interior (2) llevan a cabo una
evacuación de la presión atmosférica a hasta alcanzar una presión
predeterminada y a continuación las bombas (23) asociadas con la
cámara separadora (21) llevan a cabo una evacuación hasta una
presión que se corresponda aproximadamente con la de la cámara
separadora (3).
6. El método según la Reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que la presión en el espacio
formado por la cámara de transferencia interior (2) y la cámara
separadora (21) se hace descender desde una presión atmosférica
inicial de alrededor de 7 mbar y posteriormente la presión en el
mismo espacio se hace disminuir hasta alrededor de 0,05 mbar.
7. El método según la Reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que los mecanismos de
transporte (34 hasta 37) de la cámara de transferencia interior (2)
y los mecanismos de transporte (38 hasta 41) de la cámara
separadora contigua (21) operan sincronizadamente.
8. El método según la Reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que los mecanismos de
transporte (42 hasta 53) de la cámara de procesamiento (3) operan
con la misma velocidad que los mecanismos de transporte (34 hasta
37; 38 hasta 41) de la cámara de transferencia interior (2) y la
cámara separadora (21).
9. El método según la Reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que todas las cámaras están
provistas con (2, 21, 3, 22, 4) dispositivos medidores de la
presión, cuya presión se controla con un mando, y que este mando
ejecuta una maniobra de conmutación cuando se alcanza una
determinada presión.
10. El método según la Reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que la maniobra de conmutación
se produce por la apertura o el cierre de las tomas o bien por la
apertura o el cierre de las válvulas dispuestas entre la cámara y
la bomba.
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