[发明专利]用于基材、特别是眼镜镜片的真空涂布的箱式涂布设备及其电加热装置

说明书

用于基材的真空涂布的箱式涂布设备(10)包括真空室(12)，该真空室(12)包含用于蒸发涂布材料的蒸发源(14)和相对于蒸发源面对面设置的基材支架(16)，使得被蒸发源蒸发的涂布材料能够撞击在由所述基材支架保持的基材上。电加热装置(18)居中布置在真空室中，该电加热装置(18)适于在真空检查和清洁程序的情况下加热真空室。为了也适于在沉积过程之前从真空室移除，电加热装置设置有支座(20)，该支座(20)具有安装到底板(36)的多个支腿部分(34)，这些支腿部分的大小适于并布置在所述底板处，使得所述电加热装置可以放置在蒸发源的上方。

技术领域

本发明总体上涉及用于基材的真空涂布的箱式涂布设备。这样的设备通常用于光学应用中，用于各种有机和无机材料的基材上的多层薄膜的高真空沉积。具体地，本发明涉及一种用于眼镜镜片的真空涂布的箱式涂布设备，所述眼镜镜片应当用在大规模生产的眼镜镜片的镜框内。在这种情况下，箱式涂布设备典型地用于在眼镜镜片上施涂多层防反射(AR)涂层，以便为后者提供低的残留反射和期望的颜色。然而，它也可以用于其它涂布目的，例如用于在这种AR涂层的顶部施涂选自由疏水涂层、疏油涂层和防尘涂层组成的组中的顶部涂层(TC)。本发明还涉及一种用于这种箱式涂布设备的电加热装置，其主要用于在真空检查和清洁程序的情况下加热真空室。

背景技术

所论述的本身已知的所谓涂布技术是物理气相沉积(PVD)过程，更确切地说是通过热蒸发的涂布过程。在热蒸发中，大部分沉积材料借助于热加热或电子轰击从固态转变成蒸气状态。然后将蒸发的材料输送到发生薄膜生长的基材。这种涂布技术的关键参数主要是蒸发颗粒的平均速度及其角分布。必须将基础压力保持在高真空范围内，以最小化蒸发颗粒与发生该过程的真空室中残留气体之间的冲击事件的次数。高真空允许颗粒具有足够的“平均自由程”以使薄膜在基材水平上生长。高真空还确保，当蒸发的材料从蒸发器传送到被涂布的表面时，蒸发的材料不会(或仅在非常有限的程度上)与真空室中的残留气体发生化学反应。由于这些原因，在开始涂布之前，需要将真空室抽空至例如约3×10^-3Pa。

为了达到这个目的，已知的箱式涂布设备，例如具体是可从本申请人瑞士Satisloh股份公司获得的箱式涂布设备“1200DLX箱式涂布机”具有包括连接到真空室的高真空阀机构的泵送系统，其基本结构和功能在手册“眼科镜片涂布的介绍(AnIntroduction To The Coating Of Ophthalmic Lenses)”2006年第二版中描述，该手册可从本申请人获得，此处将对该手册进行明确参考。

使用这种高真空系统需要不断检查真空室是否存在可能影响沉积过程中的真空度和性能的真空泄漏。在高真空系统中发生真空泄漏会导致真空室内的最终真空值更高，并且还会对残留气体的质量分布产生很大影响：对于没有真空泄漏的高真空系统，真空室中的大部分残留气体通常呈现为水分子，而在真空泄漏的情况下，除了水之外，残留气体还含有氮气和氧气(遵循标准空气化学组成)。因此，真空泄漏会对PVD工艺等级产生强烈的影响，这不仅是因为蒸发的原子与残留气体之间的机械散射，而且还因为来自真空泄漏的氧气与沉积层之间的化学相互作用。

关于真空泄漏的可能原因，在箱式涂布设备中，由于不同真空室部件(不锈钢室壁/焊接部、到真空室的机械、电气和气体馈通装置、视口、密封措施，比如垫片和O形环等)的机械故障/劣化，随着时间推移会产生真空泄漏，或者在利用相关的通风/打开循环抽空真空室期间，其间例如O形环可能变脏或损坏从而导致沿着密封件的真空泄漏。

可以采用不同的方法来检查是否存在真空泄漏。一种常用的优选泄漏测试方法为压力升高测试，该压力升高侧视可以是自动化的因此不需要操作人员，并且箱式涂布设备可以独自地在夜间或周末进行测试。在压力升高测试的第一部分中，目的是通过操作箱式涂布设备的泵送系统以及尽可能减少来自真空室壁和来自真空室内的各种功能部件上的除气速率来达到真空室内可能的最佳真空度。此前，在此准备步骤中使用顶部加热系统来尽可能清洁真空室，从而通过“烘烤”过程来减少除气。