NL8402493A - Verdampercel. - Google Patents

Description

ΝΟ 32,505

Verdampercel.

De uitvinding heeft betrekking op een verdampercel voor het vacuum. opdampen van dunne lagen op onderlagen met een uitlaatopening voor damp, die door een mechanisch element beïnvloedbaar is, voor het sturen van de dampafgifte. Onder verdampercel in de zin van de 5 beschrijving van de uitvinding moeten als gesloten houders uitgevoerde verdampers verstaan worden, waarbij de damp door één of meer openingen in de wand van de houder heen naar buiten treedt.

Dampbronnen met daarboven aangebrachte beweegbare diafragma’s zijn bekend, waarmee de dampstroom aan-* en uitgeschakeld kan worden, 10 Daarmee is het mogelijk de tijd van het bedampen aan de onderhavige behoeften aan te passen, maar is het niet mogelijk de dampafgifte van de bron zelf te veranderen.

Eveneens is een inrichting voor de sturing van de snelheid van het bedampen bij het bedampen van banden bekend, waarbij tussen de dampbron 15 en de lopende band verstelbare diafragma’s aanwezig zijn waarmee de grootte van het aan de dampstraal blootgestelde banddeel en daarmee de tijd gedurende welke elke plaats van de voorbijgaande band aan de bedamping onderworpen wordt, ingesteld kan worden. Ook bij deze bekende inrichting wordt bijgevolg de dampafgifte van de bron niet geregeld 20 maar slechts de tijd van het bedampen van elke plaats van de band. Voor het verdampen van substanties die bij het opsmelten tot sproeien neigen, worden in de vacuumverdamptechniek eveneens dampbronnen gebruikt, die in hoofdzaak als gesloten houders uitgevoerd zijn, die een wanddeel met dampuitlaatopeningen (zeef) hebben. Door de gesloten 25 wand worden de versproeiingen voor het grootste deel belet op de te bekleden substraten te geraken. Om ook nog die versproeiingen op te vangen, die door de dampuitlaatopeningen heen in de opdampruimte kunnen raken, is voorgesteld deze openingen met een extra afscherming af te dekken, die eveneens openingen voor de dampdoorgang omvat, maar die 30 echter ten opzichte van de openingen in de wand van de houder zo verplaatst zijn, dat de verbinding die bij recht kijken gezien wordt tussen de verdampende substantie en de substraten onderbroken is.

Als dampbronnen voor de vacuumbedampinstallaties zijn eveneens zogenaamde effusiecellen bekend, waarbij de te verdampen substantie in 35 een gesloten houder verwarmd wordt en het naar buiten treden van damp door een opening in de wand van de houder plaats vindt, waarvan de diameter klein is in verhouding tot de gemiddelde vrije weglengte van de damp in het gebied van de uitlaatopening.

8402433 ' '5 2 (

In de laatste jaren zijn eveneens in toenemnde mate verdampers met een groter vermogen en met grote verdampingssnelheden ontwikkeld om het opbrengen van lagen economisch uit te kunnen voeren. Gebleken is echter dat de met dergelijke verdampers als zodanig te bereiken hoge verdamr 5 pingssnelheden vaak in het geheel niet gebruikt kunnen worden omdat de thermische traagheid daarvan te groot is. Zo treedt bijvoorbeeld bij het opbrengen van lagen materiaalmengsels, waarbij de afzonderlijke componenten uit twee of meer gescheiden verdampers door verdampen afgevoerd worden, en wanneer daarbij de samenstelling van de laag loodrecht 10 op het laagoppervlak volgens een voorgeschreven programma moet veranderen, het probleem op, dat bij te hoge verdampingssnelheden de mengver-houding niét snel genoeg veranderd kan worden. De via thermische weg mogelijke instelling, via het aan de verdamper toegevoerde thermische vermogen, van de verdampings- en daarmede bekledingssnelheid, leidt tot 15 tijdconstanten in grootteorde van 10 tot 60 seconden en is daarmede voor een economische vervaardiging veel te langzaam. De verdampings-snelheid moet in plaats daarvan met wezenlijk kleinere tijdconstanten zodanig ingesteld worden, dat deze met de onderhavige behoeften van het onderhavige door te voeren bekledingsproces overeenkomt.

20 Het is een doel van de uitvinding in een verdampercel te voorzien, waarbij een snelle mechanische sturing van de dampafgifte .mogelijk is.

Dit doel wordt volgens de uitvinding verwezenlijkt door een verdampercel voor het vacuumopdampen van dunne lagen op onderlagen met een door een mechanisch element te beïnvloeden dampuitlaatopening voor het 25 sturen van de dampafgifte, die gekenmerkt wordt doordat het mechanische element als in het inwendige van de cel aangebrachte verschuifbare stop voor de dampuitlaatopening uitgevoerd is.

De plaatsing van het genoemde mechanische element voor het regelen van de dampafgifte in het inwendige van de cel geeft het aanzienlijke 30 voordeel, dat de temperatuur daarvan tijdens het verdampen gedwongen voldoende hoog is, om condensatie van de damp bij de stop te beletten, waarmee het gevaar wezenlijk verminderd wordt dat het uittreden van damp door condensatie op de stop niet exact meer gestuurd kan worden of zelfs blokkering van het beweegbare mechanische element optreedt.

35 Bovendien komt de thermische energie die aan de stop in het inwendige van de cel toegevoerd wordt, in verregaande mate eveneens de verdam-pingshandeling ten goede.

Bij een constructie die in het bijzonder bleek te voldoen van een verdampercel volgens de uitvinding is de stop hol uitgevoerd en is in 40 het inwendige van de stop een elektrische weerstandsverhitting aanwe- 84 0 2 4 9 3- * 3 zig. Bij veel te verdampen materialen is het eveneens mogelijk de verwarming van de stop als de enige verwarming voor de verdampingshande-ling te gébruiken. Omgekeerd is het mogelijk de stop niet afzonderlijk te verwarmen, maar deze slechts vanaf de smelt, waar- voor een verwar-5 mingsinrichting aanwezig is, te verwarmen. In elk geval is het in alle gevallen gemakkelijk te verwezenlijken dat de stop bij de voorzijde daarvan in het gebied van de dampuitlaatopening dezelfde of alnaargerlang de constructie zelfs een hogere temperatuur heeft dan voor de verdamping noodzakelijk is, hetgeen de bedrijfszekerheid van de inrichting 10 ten opzichte van alle reeds voorgestelde andere constructies van ver-dampercellen wezenlijk verhoogt.

De uitvinding wordt hieronder aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld volgens de uitvinding nader verduidelijkt.

15 In de tekening is met 1 een kroes aangegeven, die bijvoorbeeld uit kwarts bestaat, waarin zich het te verdampen materiaal 2 bevindt, terwijl de opening van de kroes door deksel 3 afgesloten wordt, zodat een in wezen gesloten verdampingshouder gevormd wordt. In het deksel 3 is een dampuitlaatopening 4 aangebracht en de kroes 1 is van een elek-20 trische verwarmingsspiraal 5 voorzien met stroomtoevoer 6 en 7 voor de verwarming daarvan. Een in axiale (verticale) richting verschuifbare holle stop 8 dient voor het regelen van de dampafgifte door de dampuitlaatopening 4 en is van verwarming sspiraal 9 met stroomtoevoer 10 en 11 voorzien voor de verwarming daarvan. Voor de stroomtoevoer 6/7 en 10/11 25 zijn gemeenschappelijke achter elkaar liggende (en daarom in de tekening niet gescheiden zichtbaar) aansluitklemmen 12/13 aanwezig. In het huis 14 bevinden zich eveneens cilindrische beschermingsplaten 15 tegen straling, bijvoorbeeld uit molybdeen of tantaal alsmede schijfvormige beschermingsplaten 16 tegen straling. De schuifdoorvoer van de stop 8 30 door de bodem van de kroes 1 is met 17 aangegeven terwijl 18 de opening voor het doorvoeren van de stop 8 door het huis 14 aangeeft. Voor het bevestigen van de verdampercél en aansluitleidingen is een beugel 19 aanwezig. Met behulp van veer 20 wordt getracht de stop 8 in de sluitstand te drukken op welke stop eveneens hefboom 21 - gelagerd bij 22 -35 inwerkt voor het naar boven en naar beneden brengen van de stop 8. Deze inwerking vindt door zijdelings aan de stop bevestigde tappen 23 plaats, waarop hefboom 21 aangrijpt welke hefboom door hefstang 24 bediend wordt. Hefstang 24 wordt door vacuumdichte doorleiding 25 door de wand 26 van de vacuümkamer heen geleid. Voor de koeling van de wand 40 26 dienen koelmiddelleidingen 27. Bovendien is een keramisch buisje 28 8402493 4 c-v --¾ voor het eventueel inbrengen van een thermoelement aanwezig alsmede een keramische ondersteuningsbuis voor de kroes.

Bij het in de tekening afgebeelde uitvoeringsvoorbeeld kan door het bedienen van de hefboom 21 met de hefstang 24, zoals daaruit · 5 blijkt, de stop 8 naar boven en naar beneden gebracht worden en daarbij zo ingesteld worden dat precies de gewenste hoeveelheid damp door de opening 4 naar buiten treedt. Indien de dampuitlaatopening kleiner dan de gemiddelde vrije weglengte van de dampmoleculen bij de temperatuur in het gebied van de dampuitlaatopening bemeten wordt, werkt de 10 beschreven verdampercel als zogenaamde Knudsencel. Als werkzaam verdampingsvlak werkt daarbij slechts de van buiten door dampuitlaatopening 1 heen geziene voorzijde van de stop. In het geval van een Knudsencel is dit oppervlak zeer klein en kan praktisch als puntvormig gezien worden en wordt een nauwkeurig gekozen verdeling van 15 de dampstraling verkregen. Wordt daarentegen een grotere dampuitlaatopening door het openen van de stop bewerkstelligd, dan kan een verdeling verkregen worden waarbij de richtingen met maximale dampemissie een kegelmantel vormen, waarvan de as met de as van de stop 8 samenvalt. In de richting van deze as heerst dan een minimum 20 dampstraling. Een dergelijke werkwijze kan van voordeel zijn, bijvoorbeeld bij een opdampinstallatie, om het op een draaiende bolkap (waarvan de as eveneens met de genoemde assen overeenkomt ) bevestigde substraat te bekleden, terwijl in de asrichting een ander construetiedeel van de installatie, bijvoorbeeld een drukmeettoestel of 25 een meettoestel voor de laagdikte aangebracht kan worden. Wanneer de afstand van de voorzijde van de stop tot de dampuitlaatopening ongeveer op het dubbele van de diameter van de genoemde opening ingesteld wordt, heeft de plaats van de stop geen invloed meer op de dampverdeling en verkrijgt men weer in hoofdzaak een cosinusverdeling maar nu met een 30 wezenlijk groter werkzaam verdampingsoppervlak.

Het is voor de vakman duidelijk dat het getoonde uitvoeringsvoorbeeld natuurlijk op de meest verschillende wijzen veranderd kan worden zonder van het idee van de uitvinding af te wijken. De stop hoeft niet axiaal door de verdampingscel heenstekend 35 aangebracht te worden, maar kan eveneens zijdelings van het verdampingsvat plaats vinden, waarbij er door een overeenkomstig mechanisme voor gezorgd wordt dat deze de dampuitlaatopening in gewenste mate kan openen respectievelijk sluiten.

8402493

Claims (4)

1. Verdampercel voor het vacuum opdampen van dunne lagen op onderlagen met een dampultlaatopening, die door een mechanisch element beïnvloedbaar is, voor het sturen van de dampafgifte, met het kenmerk, 5 dat het mechanische element als in het inwendige van de cel (1/3) aangebrachte verschuifbare stop (8) voor de dampuitlaatopening (4) uitgevoerd is.

2. Verdampercel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stop (8) hol uitgevoerd is en in het inwendige van de stop een elektrische 10 weerstandsverwarming (9) aanwezig is.

3. Verdampercel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verdampercel als vat (1) uitgevoerd is, in het deksel (3) waarvan de dampuitlaatopening (4) aanwezig is en in de bodem waarvan een schuifdoorleiding voor de bediening van de stop aanwezig is.

4. Verdampercel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat vat (1) en stop (8) uit materialen met de overeenkomstige thermische uitzettingsco'éfficiënt bestaan. 8402493