[发明专利]用于涂布基材的装置及方法

说明书

本发明涉及分别根据独立权利要求的前序部分的用于涂布基材表面的装置和装置。

在光学和光电产业中，涂布基材表面典型地借助于化学的和/或物理的气相沉积方法(CVD、PVD)来实现，在这些方法中，所希望的涂层材料在一个或多个粒子源中以粒子蒸汽或气体形式生成，并且沉积在基材表面上。涂布过程通常是在真空下或在保护气氛中在加工室内进行。在涂布过程中，涂层材料沉积到基材表面上，并且在那里形成所希望的涂层。然而，一部分涂层材料到达加工室壁上，以及到达位于加工室中的其它的防护机构上，并且在那里形成不希望的但是无法避免的沉积物。随着涂布装置工作时间的增加，这些沉积物的层厚度增加，直到由于内应力而剥落或裂开。于是，就存在污染要涂布的基材表面的危险，这会导致涂层的缺陷和/或基材材料的断裂以及次品增多的后果。

为了解决这个问题，已知的是，涂布室的内腔中(室壁、防护装置等)对裸露于粒子蒸汽中的表面借助于特殊的方法(例如粗化辐射，等离子涂布)进行预先处理，以便确保沉积的涂层材料特别好地粘着，进而防止剥落。此外还尝试用适当方式定位和成型防护装置，从而使得可能剥落的涂层粒子避开要涂布的基材表面。然而，结果表明这两种解决方案是不足的。

因此，本发明的目的是，以适当方式来改善基材表面的涂层，从而在涂布过程中减小基材污染的危险。

该目的是通过独立权利要求的特征来实现的。有利的设计方案是从属权利要求的主题。

接着，在加工室的内室中设置优选平面的防护网，该防护网相对于其上积聚有沉积的涂层材料的表面防护着要涂布的基材。所述防护网以适当方式布置在该表面的前面，使得由粒子源(例如溅射靶)产生的气态或蒸汽状的涂层材料通过防护网的孔眼，到达位于其后的表面上，并且可以在那里沉积。防护网的孔眼大小是这样确定的，使得剥落的沉积物不能穿过防护网而漏出，而是在防护网与相关表面之间被挡住，并且可以从那里有针对性地清除掉。孔眼是非常大的，那就是说，净宽大小至少两倍于蒸汽粒子的平均直径，但是小于因沉积物从表面剥落而产生的薄片。

以这种方式，剥落的沉积物可靠地避开要涂布的基材，因此有效地防止基材表面的污染。

所述防护网优选设置在加工室内壁的选定区域前面，和/或设置在位于加工室中的防护片前面。其它的防护网能够直接地—也就是说，绕过防护片—设置在布置于加工室内的其它部件、仪器等的壁上。

为了尽可能把保护装置设计得紧凑，所述防护网最好近乎平行于要防护的表面并且相隔较小距离地伸展。在防护网与要防护的表面之间设置一个自由空间，在该自由空间中可以收集剥落的沉积物，或者经由该自由空间可以清除这些沉积物。该自由空间的高度通常在2至10毫米之间，优选约为5毫米。为了保证稳定的结构，防护网有利地借助于调整垫片固定在相关的表面上。

在本发明的一个优选设计方案中，涂布装置包括收集腔，在该收集腔中收集从表面剥落的沉积物，从而可以将它们一起清除。

本发明的用于涂布基材表面的方法包括：

-在涂布过程中把基材放入加工室中；

-利用粒子源产生涂层粒子；

-让涂层粒子进入防护网之间的区域中，该防护网设置在粒子源与面向加工室内腔的表面之间；

-用防护网把从表面剥落的沉积物挡在防护网与所述表面之间的区域内。

所述防护网优选—至少逐段地—由拉伸网特别是金属板网组成。已知的是，拉伸网是一种表面具有孔眼的工件，在板同时拉伸变形的情况下通过交错切割而产生这些孔眼。根据本发明，孔眼以适当方式来确定尺寸，一方面使得气态或蒸汽状粒子可以穿过金属板网到达位于其后的壁上，但另一方面，使得可能从壁上剥落的沉积物不再返回到涂层区域中。优选地，孔眼净宽在0.05毫米和5毫米之间，特别优选净宽在0.1毫米和1毫米之间，从而可以实现特别可靠地挡住剥落的材料而避开要涂布的基材。拉伸网特别是金属板网可简单地并且价格低廉地制得。由金属板网组成的防护网可以要么是耗材，要么通过喷砂而清洁并再次使用。作为金属板网的材料，例如采用合金钢或非铁金属，还可以对其进行表面处理和/或涂布。

以下借助附图中所示的实施例对本发明进行详细说明。其中：

图1a为用于基材涂层的装置的示意性的剖视图，其带有内壁和防护装置，这些防护装置设有防护网；

图1b为图1a的装置的内壁区域的根据图1a中标记的部分1b的详细视图；

图2为被设计成金属板网的防护网的俯视图。