專利名稱：帶狀基底鍍覆裝置及其配置方法
技術領域：
本發明涉及帶狀基底鍍覆裝置，其中基底能在運動方向上相對蒸發器 組運動,蒸發器組具有可被加熱的多個蒸發舟,所述多個蒸發舟相互緊鄰地 布置在蒸發器組中，蒸發舟的縱軸線相對運動方向成一個角度,該角度的絕
對值介于1°至89。范圍,帶狀基底鍍覆裝置具有用于輸送待蒸發線材至蒸 發舟的裝置。本發明還涉及帶狀基底涂覆裝置的配置方法。
背景技術：
為了在帶狀基底(基材)上鍍覆金屬，眾所周知地采用形成蒸發器組的 鍍覆源。鍍覆源通常呈長條形，因此被稱為蒸發舟。蒸發材料且優選是鋁 通過各蒸發舟形成蒸發束流,蒸發束流具有蒸發材料的特征性強度分布或 發射特性。在典型的帶材鍍覆裝置中，帶狀基底從開料筒巻中被放出并被 送往收料筒巻，其同時在蒸發器組上方的區域內運動,從而基底的朝下表面 將被鍍上在蒸發舟中蒸發出的金屬。
德國專利公告號DE 4027034C1以及歐洲專利公告號EP 074964B1公 開一種專用的帶狀基底連續鍍覆設備。依此設有多個具有大致相同的尺 寸和形狀的蒸發舟,它們構成蒸發器組并且沿蒸發器組排列方向的縱向以 大致等間距的方式平行布置。這些蒸發舟全由導電陶f:制成并可以直接 通電加熱。另外,設有用于將待蒸發線材連續供給蒸發舟的裝置。蒸發器 組的這些相互平行或平行于蒸發器組排列方向布置的蒸發舟分別相互錯 開布置,在這里,所有的蒸發舟共同覆蓋一個狹長的鍍覆區，該鍍覆區的延伸 方向橫向于帶材的運動方向。
還從德國專利7>告號DE 4027034C1和歐洲專利公告號EP 074964B1 中公開了 ，由于若干鍍覆源的蒸發束流疊加而在待鍍覆的帶材上出現了不 均勻的鍍層分布。在理想的情況下,這是一種波浪形分布,波峰或波谷位于 蒸發舟之間或蒸發舟之上。可最佳獲得的鍍層均勻性將取決于波峰波谷 的高低,在這里,波峰波谷的高低與這些蒸發舟布置形成的幾何形狀、蒸發 舟的發射特性以及蒸發舟的蒸發束流的交互作用有關。為了在蒸發器組
的多個蒸發舟相互平行布置的情況下改善鍍層均勻性,在上述文獻中提出 以相互交錯的方式布置蒸發舟,從而這些蒸發舟共同覆蓋一個狹長的鍍覆 區。可是,此時在鍍覆作業中出現了效率損失。
還從歐洲專利申請公開號EP 1408135A1中公開一種鍍覆裝置,它具 有多個相互緊鄰的蒸發舟,這些蒸發舟相對基底運動方向成一定角度地布 置。為了獲得更高的鍍層均勻性,在每個蒸發舟中設置許多個蒸發槽,這樣 一來，應該產生更高的鍍覆質量。

發明內容
本發明的任務是提供另一種更好的可行方案，其中帶狀基底借助構成 蒸發器組的蒸發舟的鍍覆將獲得更高的鍍覆質量。
為了完成上述任務,本發明提供一種帶狀基底鍍覆裝置，其中基底能在 運動方向上相對蒸發器組運動,蒸發器組具有可被加熱的多個蒸發舟，所述 多個蒸發舟相互緊鄰地布置在蒸發器組中，蒸發舟的縱軸線相對運動方向 成一個角度，該角度的絕對值介于1。至89。范圍,帶狀基底鍍覆裝置具有用 于輸送待蒸發線材至蒸發舟的裝置。根據本發明,所述多個蒸發舟交替并 排布置，縱軸線相對該運動方向沿逆時針偏轉的蒸發舟位于縱軸線相對該 運動方向沿順時針偏轉的蒸發舟的旁邊。
本發明規定,蒸發器組由A數量的蒸發舟和B數量的蒸發舟組成。在 鍍覆過程中,帶狀基底可以在垂直于方向Y的運動方向X上運動。A數量 的蒸發舟具有介于L0-SA至L0+SA范圍的長度LA,而B數量的蒸發舟具 有介于L0-犯至L0+5B范圍的長度LB。 A數量的蒸發舟和B數量的蒸 發舟布置在一個平行于方向Y延伸的區域內，該區域的沿運動方向X的寬 度最大為2L0+SA+SB。
A數量的蒸發舟分別相對運動方向X以介于-l。至-89。范圍的角度a 布置,該角度沿順時針方向取向。B數量的蒸發舟分別相對運動方向X以 介于1°至89。范圍的角度卩布置，該角度沿順時針方向取向。A數量的蒸 發舟和B數量的蒸發舟交替并排布置,它們形象地說構成魚骨圖形。據 此,A數量的蒸發舟和B數量的蒸發舟分別相對運動方向X具有一定的平 行度偏差。另外,A數量的蒸發舟分別相對B數量的蒸發舟偏轉。
令人吃驚地做到了，能通過有目的地使多個蒸發舟的相對運動方向X 的平行度發生偏差以及相反的取向獲得更高的鍍層均勻性,即這種鍍層均
勻性高于多個蒸發舟平行于運動方向X且相互平行布置時的鍍層均勻 性。為了理解這一結果,進行模擬計算。在模擬計算中先假定,單個蒸發舟
的蒸發束流沿蒸發舟縱軸線的橫向具有類似高斯分布或cosn形的強度分 布。這樣的強度分布例如在Susaki和Ikarashi的文章(AIMCAL秋季技術 會議,雷諾,22.-25.10.2006，真空坯料涂覆會議組,小組2B,圖8)中介紹了 。
在類似高斯分布或cosn形的強度分布中,蒸發束流具有分支。在設有 多個蒸發舟的情況下,起因于這樣的蒸發束流交互作用,使得蒸發束流的交 互作用越強,強度分布越窄越尖。當蒸發舟平行于帶材的運動方向布置時, 蒸發束流的分支各自指向最近的A分量蒸發舟或B分量蒸發舟的最高強 度中心。這可能導致分布縮窄。當按照:本發明使蒸發舟偏轉時，一個分支 指向空處,另一個分支指向相鄰蒸發舟的密度中心之間并穿過。在這兩種 情況下，預計獲得蒸發束流比較弱的交互作用。基于模擬計算推測,層厚波 動減小是源于設置在蒸發器組中的蒸發舟的重疊蒸發束流的強度分布變 化的減小，這是因為這些蒸發舟的強度分布總體變寬。
角度a和角度(3的優選值取決于蒸發舟的幾何布置形狀以及蒸發束 流的形狀,就是說關于蒸發舟的特征性強度分布。
在一個特別簡單的實施例中,A數量和/或B數量的所有蒸發舟的角度 值各自相等。
在本發明的改進方案中，角度a介于-5。至-15。范圍和/或角度p介于5° 至15°范圍。
此外,事實證明，角度a和卩的總和為0°是適當的。
如果A數量的蒸發舟具有長度LO和/或B數量的蒸發舟具有長度LO， 則這在構造上是有利的。
在本發明的另 一 實施例中，A數量的蒸發舟布置在一個狹長區中和/或 B數量的蒸發舟布置在另一個狹長區中,這兩個狹長區具有重疊區域。A 數量的蒸發舟和/或B數量的蒸發舟為此在幾何形狀上合并,由此一來,簡 化了為角度a和(3選擇適當值的工作。這兩個狹長區可以分別具有恒定 的寬度。這兩個狹長區可以有利地具有相同的寬度。特別有利的是,這兩 個狹長區分別平行于方向Y布置,就是說垂直于運動方向X布置。
重疊區域可以小于或等于^^兩個狹長區中最窄的狹長區的寬度。
在一個優選的實施例中，所有的蒸發舟具有長度LO，A數量的蒸發舟的 角度等于a，B數量的蒸發舟的角度等于p,兩個狹長區具有相同的寬度B。
此外,這兩個狹長區可以平行于方向Y布置。在這種情況下,A數量的蒸發 舟的相同的幾何形狀點總是位于一條平行于方向Y的直線上,而B數量的 蒸發舟的相同的幾何形狀點總是落在一條平行于該直線移位的直線上。 相同的幾何形狀點例如是蒸發舟的角點或中心點。優選這樣的重疊區域, 即重疊區域寬度介于0.1B至0.95B范圍,特別優選介于0.6B至0.8B范 圍。借此可以進一步減小層厚波動。
A數量的蒸發舟和/或B數量的蒸發舟優選就蒸發舟的相同幾何形狀 點而言具有相等的相互間距。當然,也可以規定不同的間距。
根據本發明,可以為角度ot和(3挑選最佳值,從而層厚波動值(Dmax-Dmin):(Dmax+Dmin)是最小的。
此外,通過一種帶狀基底鍍覆裝置的配置方法來完成該任務,其中基底 在鍍覆過程中可在垂直于方向Y的運動方向X上運動,該裝置具有構成蒸 發器組的多個蒸發舟,所述多個蒸發舟由A數量的蒸發舟和B數量的蒸發 舟組成，A數量的蒸發舟具有介于L0-SA至L0+SA范圍的長度LA，B數量 的蒸發舟具有介于L0-SB至L0+SB范圍的長度LB,所述多個蒸發舟布置 在一個平行于方向Y延伸的區域內，該區域在運動方向X上的寬度最大為 2L0+SA+SB。還規定,A數量的蒸發舟和B數量的蒸發舟交替并排布置,A 數量的蒸發舟分別以介于-1。至-89°范圍的角度a相對運動方向X布置，B 數量的蒸發舟分別以介于1°至89。范圍的角度卩相對運動方向X布置。


本發明的其它有利實施例也與其在權利要求書中的組合形式無關地 從以下的附圖和相應說明中得到,其中 圖1示意表示帶狀基底鍍覆裝置； 圖2以俯視圖示意表示蒸發舟按照本發明的布置結構； 圖3示意表示蒸發舟的蒸發束流；
圖4表示按照本發明平行交錯布置的蒸發舟的層厚變化的模擬計算 結果。
具體實施例方式
圖1以示意側視圖表示帶有涂鍍設備2的真空室1。該涂鍍設備具有 開料筒巻3、收料筒巻4以及鍍覆滾筒5。開料筒巻3和收料筒巻4支撐
在立柱6、 7上。在圖1中沒有示出鍍覆滾筒5的相應立柱。開料筒巻3 由巻繞的帶狀基底8或薄膜構成。基底8在運動方向X上被打開至收料 筒巻4并由鍍覆滾筒5引導。在鍍覆滾筒5的下面,示出了蒸發舟9和10, 所述蒸發舟布置在臺子11。在蒸發舟9、 IO的旁邊,示出了裝置12和13, 它們將待蒸發線材14、 15引入蒸發舟9、 IO的區域。蒸發舟9、 10借助 未示出的加熱機構-陂加熱,從而該線材在蒸發舟9、 10之中或之上凈皮蒸 發。蒸發出的材料沉積在薄膜8的向下表面上。
蒸發舟9和IO優選呈矩形形狀,最好由耐熱陶瓷構成并且可以在其表 面上具有孔或坑。另外,也知道了沒有孔的蒸發舟。此外，該表面還可以具 有溝紋或者其它結構。尤其考慮用鋁作為待蒸發線材的材料。
圖2以俯視圖表示矩形的蒸發舟9、 9，和10、 IO，,它們構成蒸發器組 的一部分。蒸發舟9、 9，、 10和IO，借助固定件16、 16，、 17和17，相對運 動方向X以及垂直于運動方向X的方向Y被安置在預定位置上。圖2中 的蒸發舟9、 9，和10、 10，全部具有相同的長度L0。蒸發舟9和9，各自以 介于-1。至-89°之間的角度a或a，相對運動方向X布置。蒸發舟10和10， 以介于1。至89。范圍的角度卩或(3'相對運動方向X布置。形象地說,圖2 中的蒸發舟形成魚骨圖形。
盡管在圖2的視圖中只示出了 4個蒸發舟,但顯然本發明的蒸發器組 可以包括許多個蒸發舟。而且,蒸發舟的長度可以是不同的。
根據本發明，蒸發舟構成A數量和B數量,其中A數量的蒸發舟的長 度LA介于L0-SA至L0+5A的范圍,B數量的蒸發舟的長度LB介于L0-犯至L0+犯的范圍。A數量的蒸發舟相對方向Y具有介于-l。至-89。范圍 的角度a,B數量的蒸發舟相對方向Y具有介于1°至89。范圍的角度P。 A 數量的蒸發舟和B數量的蒸發舟布置在一個最大寬度為2L0+SA+5B的區 域內。圖2對應于SA=SB=0時的情況。
蒸發舟按照本發明布置成魚骨圖形,這允許相對已知的蒸發舟布置結 構減小層厚波動(Dmax-Dmin):(Dmax+Dmin),其中Dmax表示鍍覆基底的 最大層厚，Dmin表示鍍覆基底的最小層厚。
圖3以對比方式表示在傳統蒸發舟布置結構上方的區域內的蒸發材 料強度分布(圖3a)以及在按照本發明的蒸發舟布置結構上方區域內的蒸發 材料強度分布(圖3b)。這些蒸發舟分別呈具有縱軸線的矩形。圖3a對應 于多個矩形蒸發舟相互平行且平行于基底運動方向X地相互交錯的布置 結構。圖3b對應于這樣的蒸發舟布置結構,即蒸發舟以-5。或5。的角度相 對運動方向X布置。此時為每個蒸發舟假定高斯分布形或cos"形的強度 分布或者蒸發束流,蒸發束流的最大值大致垂直于蒸發舟的縱軸線。為了
簡化起見,在圖3的視圖中,在蒸發束流的重疊區域內只示出屬于一個蒸發 舟的強度分布。圖3a所示的在三個蒸發束流中心之間的直線表明高強度 區域重疊了。在圖3b中可以看到，在分布的內側區域中出現低強度區域的 重疊,而在外側區域內出現無重疊區域,因此該分布總體上比圖3a的情況 更寬。模擬表明,分布寬度的小變化已能造成層厚波動顯著變化。
針對對應于圖3a和圖3b的蒸發舟布置結構，在模擬計算中計算所產 生的層厚波動。圖4表示模擬計算結果,其中曲線A對應于圖3a的布置 結構,曲線B對應于圖3b的布置結構，在此分別借助22個幾何形狀相同的 蒸發舟,即蒸發舟的長度和形狀相同。至于強度分布，選擇類似高斯分布的 形式。此時，橫坐標對應于垂直于運動方向X的位置,縱坐標表示層厚波 動。在模擬計算中,用于圖3a的布置結構的參數是如此選擇的，即導致了 平均值±5%的層厚波動。
如圖4所示,在按照本發明的、具有與按照圖3a的傳統布置結構相同 的參數但相對運動方向X偏轉-5。或5。的布置結構中，人們發現層厚波動僅 為士2.5%。在cos11形強度分布和實際的鍍覆試驗中，得到了相似的改善結 果。
權利要求
1.一種帶狀基底(8)鍍覆裝置，該基底(8)能在運動方向(X)上相對蒸發器組運動，該蒸發器組具有多個可被加熱的蒸發舟(9，9’，10，10’)，所述多個蒸發舟相互緊鄰地布置在該蒸發器組中，所述蒸發舟的縱軸線相對該運動方向(X)成一個角度(α，α’，β，β’)，該角度的絕對值介于1°至89°范圍，該帶狀基底鍍覆裝置具有用于輸送待蒸發線材至所述蒸發舟(9，9’，10，10’)的裝置(12，13)，其特征在于，所述多個蒸發舟(9，9’，10，10’)交替并排布置，縱軸線相對該運動方向(X)沿逆時針偏轉的蒸發舟(9，9’)位于縱軸線相對該運動方向(X)沿順時針偏轉的蒸發舟(10，10’)的旁邊。
2. 根據權利要求1所述的裝置,其特征在于,沿逆時針偏轉的所述蒸發 舟(9,9，)的角度(a，a，)的絕對值或者沿順時針偏轉的所述蒸發舟(10,10，)的角 度((3，(3，)的絕對值介于2。至10°范圍。
3. 根據權利要求1或2所述的裝置,其特征在于,所有的蒸發舟 (9,9，，10，10，)的角度(a,a，,(3,卩，)的絕對值介于2°至10°范圍。
4. 根據權利要求1、 2或3所述的裝置,其特征在于，所述蒸發舟 (9,9，,10,10，)的角度(a,a，,卩,卩，)具有近似相等的絕對值。
5. 根據權利要求4所述的裝置，其特征在于,所述蒸發舟(9,9',10,10，) 的角度(a，a，,(3,(3，)的絕對值約等于5°。
6. 根據權利要求1、 2、 3、 4或5所述的裝置，其特征在于,相鄰的所 述蒸發舟(9,10;10,9，;9，,10，)在該運動方向(乂)上重疊。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征在于,沿逆時針偏 轉的所述蒸發舟(9,9，)布置在一個狹長區(SA)內，沿順時針偏轉的所述蒸發 舟(10,10，)布置在另一個狹長區(SB)內,上述兩個狹長區(SA,SB)具有重疊區 域(Z)。
8. 根據權利要求6所述的裝置,其特征在于,每個所述狹長區(SA,SB) 具有恒定的寬度(BA，BB)。
9. 根據權利要求6或7所述的裝置,其特征在于,所述兩個狹長區 (S A, SB)垂直于該運動方向(X)布置。
10. 根據權利要求1至9中任一項所述的裝置，其特征在于，按照以下 方式選擇所述角度(a,a，,p,p，),通過該蒸發器組在該基底(8)上產生的鍍覆層 具有最小的層厚波動。
11. 一種帶狀基底鍍覆裝置的配置方法,該基底(8)在運動方向(X)上相 對蒸發器組運動,該蒸發器組具有多個可被加熱的蒸發舟(9,9，,10,10，)和用 于輸送待蒸發線材至所述蒸發舟(9,9，,10,10，)的裝置(12,13),所述多個蒸發 舟(9,9，,10,10，)相互緊鄰地布置在該蒸發器組中，所述蒸發舟(9,9，，10,10，)的 縱軸線相對該運動方向(X)成一個角度(a，a',p,p，),該角度的絕對值介于1° 至89。范圍,其特征在于,所述多個蒸發舟(9,9，,10,10，)交替并排布置,縱軸線 相對該運動方向(X)沿逆時針偏轉的蒸發舟(9,9，)位于縱軸線相對該運動方 向(X)沿順時針偏轉的蒸發舟(10,10，)的旁邊。
12. 根據權利要求11所述的方法,其特征在于，按照以下方式選擇所述 角度(a，a，;(3,p，),通過該蒸發器組在該基底(8)上形成的鍍覆層具有最小的層 厚波動。
全文摘要
本發明提供一種帶狀基底鍍覆裝置，該基底能在運動方向(X)上相對蒸發器組運動，蒸發器組具有多個可被加熱的蒸發舟(9，9’，10，10’)，所述多個蒸發舟相互緊鄰地布置在蒸發器組中，蒸發舟的縱軸線相對運動方向(X)成一個角度(α，α’；β，β’)，該角度的絕對值介于1°至89°范圍。該帶狀基底鍍覆裝置具有用于輸送待蒸發線材至蒸發舟(9，9’，10，10’)的裝置(12，13)，其中所述多個蒸發舟(9，9’，10，10’)交替并排布置，縱軸線相對該運動方向(X)沿逆時針偏轉的蒸發舟(9，9’)位于縱軸線相對該運動方向(X)沿順時針偏轉的蒸發舟(10，10’)的旁邊。本發明還提供一種帶狀基底鍍覆裝置的配置方法。
文檔編號C23C14/24GK101191192SQ20071016613
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月9日 優先權日2006年11月30日
發明者S·庫珀 申請人:萊博德光學有限責任公司