DE10112731A1 - Coating of substrates - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Beschichtung von Substraten, zum Beispiel Glassubstraten, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte: DOLLAR A - Schritt 1: Die Substrate werden vorgeheizt, zum Beispiel in einer Vorheizkammer; DOLLAR A - Schritt 2: Die Substrate werden in eine Beschichtungskammer eingebracht; DOLLAR A - Schritt 3: Die Substrate werden in der Beschichtungskammer beschichtet.The invention relates to a method for the coating of substrates, for example glass substrates, characterized by the following working steps: DOLLAR A - Step 1: The substrates are preheated, for example in a preheating chamber; DOLLAR A - Step 2: The substrates are placed in a coating chamber; DOLLAR A - Step 3: The substrates are coated in the coating chamber.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Beschichtung von Substraten, z. B. Glassubstraten. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Gegenstand mit einem Substrat und einer Beschichtung. Ein solcher Gegenstand kann beispielsweise ein Reflektor eines Scheinwerfers sein.The invention relates to a method and an apparatus for the Coating of substrates, e.g. B. glass substrates. Furthermore, the Invention an object with a substrate and a coating. Such an object can be, for example, a reflector Headlights.
Die Beschichtung von Substraten ist auf verschiedenen technischen Gebieten erforderlich. Beispielsweise sei die Beschichtung von Reflektoren genannt. Solche Reflektoren werden z. B. in der Automobilbranche für die Scheinwerfer genutzt. Wesentlich größere Reflektoren sind für Bühnenscheinwerfer erforderlich. Ein solcher Reflektor besteht im wesentlichen aus einem meist trichterähnlichen Grundkörper, der auf seiner Innenfläche reflektierend beschichtet ist. Dieser Grundkörper, auch Substrat genannt, besteht aus den Materialien Glas, Metall oder Kunststoff. Generell sind auch andere Werkstoffe denkbar. Die Substrate sind mit einer Beschichtung versehen, die auch mehrere Schichten umfassen kann. Die Anzahl der Schichten bzw. die Auswahl der Beschichtungsmaterialien bestimmt sich anhand der jeweils geforderten Reflextionseigenschaften.The coating of substrates is based on various technical Areas required. For example, the coating of reflectors called. Such reflectors are e.g. B. in the automotive industry for Headlights used. Much larger reflectors are for Stage lights required. Such a reflector consists in essentially from a mostly funnel-like body that is based on its inner surface is coated reflective. This main body, too Called substrate, it consists of the materials glass, metal or plastic. In general, other materials are also conceivable. The substrates are with a Provide coating, which can also comprise several layers. The Number of layers or the choice of coating materials is determined on the basis of the required reflection properties.
So finden sich heute unter anderem im Allgemeinbeleuchtungsbereich oder im Theaterbeleuchtungsbereich kaltlichtbeschichtete Reflektoren aus Glassubstraten. Die Kaltlichtbeschichtung reflektiert dabei nur die sichtbare Strahlung und transmittiert die Wärmestrahlung.So you can find them today in the general lighting area or reflectors coated with cold light in the theater lighting area Glass substrates. The cold light coating only reflects the visible one Radiation and transmits heat radiation.
Besonders aufgrund der hohen Temperaturbeanspruchung kommt es in der Praxis immer wieder zu einem Abblättern der Beschichtung nach einer nur relativ kurzen Betriebszeit. Das bedeutet, daß die Reflektoren häufig ausgetauscht werden müssen, was umso schwerer wiegt, da die Beschichtung der Substrate eine relativ lange Zeit in Anspruch nimmt und damit zu hohen Herstellungskosten führt.Especially due to the high temperature stress it comes in practice always to peel off the coating after a relatively short operating time. That means the reflectors are common need to be replaced, which is all the more serious since the Coating of the substrates takes a relatively long time and thus leading to high manufacturing costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung anzugeben, mit der eine besonders haltbare Beschichtung auf Substraten aufgebracht werden kann. Die Herstellung der Beschichtung soll dabei kostengünstig sein. Zudem soll ein Gegenstand mit einem Substrat angegeben werden, der eine besonders haltbare Beschichtung aufweist.The invention has for its object a method or a Specify device with which a particularly durable coating Substrates can be applied. The production of the coating should be inexpensive. In addition, an object with a Specified substrate, which is a particularly durable coating having.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen Gegenstand mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 6 und 10 gelöst. Die abhängigen Unteransprüche zeigen besonders vorteilhafte Ausführungen.This object is achieved by a method, a device and a Object with the features of claims 1, 6 and 10 solved. The dependent subclaims show particularly advantageous designs.
Die Erfinder haben nämlich erkannt, daß die Haltbarkeit der Schichten maßgeblich durch die Schichtdickenverteilung beeinflußt wird. Durch besonders gleichmäßige Schichtdickenverteilung kann eine besonders hohe Haltbarkeit der Schichten auf dem Substrat bzw. aufeinander erzielt werden. Weiterhin haben die Erfinder erkannt, daß die Schichtdickenverteilung wiederum von der Homogenität der Temperaturverteilung im Substrat beim Beschichten abhängig ist. Durch ein Vorheizen der Substrate kann eine besonders homogene Temperaturverteilung und damit eine große Uniformität der Beschichtung erreicht werden, da die Abscheideraten im Beschichtungsprozess temperaturabhängig sind. Dadurch wird eine besonders hohe Zuverlässigkeit der Beschichtung in Bezug auf die Schichthaftung erreicht.The inventors have recognized that the durability of the layers is significantly influenced by the layer thickness distribution. By A particularly uniform layer thickness distribution can be a special high durability of the layers on the substrate or on each other achieved become. Furthermore, the inventors recognized that the Layer thickness distribution in turn depends on the homogeneity of the Temperature distribution in the substrate during coating is dependent. Through a Preheating the substrates can be a particularly homogeneous Temperature distribution and thus a great uniformity of the coating can be achieved because the deposition rates in the coating process are temperature dependent. This makes it particularly high Reliability of the coating in terms of layer adhesion achieved.
Da das Vorheizen erfindungsgemäß außerhalb der Beschichtungskammer erfolgt, kann die Verweilzeit des Substrates in der Beschichtungskammer minimiert werden. Eine Taktzeit-Reduzierung bzw. eine Verringerung der Zykluszeiten ist möglich. Dadurch kann eine Verringerung der Herstellungskosten erzielt werden.Since the preheating according to the invention outside the coating chamber takes place, the residence time of the substrate in the coating chamber be minimized. A cycle time reduction or a reduction in Cycle times are possible. This can reduce the Manufacturing costs can be achieved.
Durch externes Vorheizen läßt sich auch bei sehr großen Substratabmessungen, wie z. B. bei Reflektoren für Bühnenscheinwerfer, eine homogene Tempersaturverteilung erzielen. Dadurch wird auch hier eine uniforme Beschichtung der Substrate ermöglicht, was zu einer weit verbesserten Schichthaftung führt.External preheating can also be used for very large ones Substrate dimensions, such as. B. with reflectors for stage lights, achieve a homogeneous temperature distribution. This will also apply here a uniform coating of the substrates allows, which leads to a wide leads to improved layer adhesion.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch ein zusätzliches Heizen der Substrate in der Beschichtungskammer vor der Beschichtung eine Substratreinigung erzielt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für die Beschichtung von Substraten mit einer Schicht als auch besonders vorteilhaft für die Beschichtung von Substraten mit mehreren Schichten anwendbar.In a particularly advantageous embodiment of the invention The process is carried out by an additional heating of the substrates in the Coating chamber achieved a substrate cleaning before coating. The inventive method is for both the coating of Substrates with a layer as well as particularly advantageous for that Coating of substrates with multiple layers applicable.
In einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt die Beschichtung des Substrates mittels eines reaktiven
Beschichtungsverfahrens. In diesem Fall ist die Beschichtungskammer ein
Beschichtungsreaktor. Vorteilhaft seien hier folgende reaktive Verfahren
genannt:
In a particular embodiment of the method according to the invention, the substrate is coated by means of a reactive coating method. In this case the coating chamber is a coating reactor. The following reactive processes are advantageous:
- - CVD (= Chemical-Vapor-Deposition)- CVD (= chemical vapor deposition)
- - PVD (= Physical-Vapor-Deposition)- PVD (= physical vapor deposition)
- - PECVD (= Plasma-Enhanced-Chemical-Vapor-Deposition)- PECVD (= Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)
- - PICVD (= Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition)- PICVD (= Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition)
- - LPCVD (= Low-Pressure-Chemical-Vapor-Deposition)- LPCVD (= low pressure chemical vapor deposition)
- - TCVD (= Thermical-Chemical-Vapor-Deposition)- TCVD (= thermal chemical vapor deposition)
Die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Beschichtung von Substraten umfaßt neben einer Beschichtungskammer eine Vorheizeinrichtung. Mittels der Vorheizeinrichtung können die Substrate vorgeheizt werden, bis eine homogene Temperaturverteilung in den Substraten erreicht ist. Besonders vorteilhaft kann die Beschichtungskammer als Beschichtungsreaktor ausgebildet sein, um das Aufbringen der Beschichtung in einem reaktiven Verfahren zu ermöglichen. Beispielsweise sei auch hier auf die oben genannten Verfahren verwiesen. Die Beschichtungskammer kann so ausgebildet sein, daß das Aufbringen mehrerer Schichten auf dem Substrat möglich ist.The device according to the invention for the coating of substrates includes a preheating device in addition to a coating chamber. through the preheater, the substrates can be preheated until one homogeneous temperature distribution in the substrates is reached. Especially The coating chamber can advantageously be used as a coating reactor be designed to apply the coating in a reactive To allow procedures. For example, here is the one above referenced procedures. The coating chamber can do so be formed such that the application of several layers on the substrate is possible.
Die Erkenntnis der Erfinder, eine möglichst haltbare Beschichtung auf einem Substrat durch eine besonders große Uniformität der Beschichtung zu erzielen, und die weitere Erkenntnis, daß eine solche Uniformität der Beschichtung durch ein Vorheizen des Substrates erreichbar ist, haben zu einem erfindungsgemäßen Gegenstand geführt, der ein Substrat mit einer Beschichtung umfaßt, die eine besonders hohe Zuverlässigkeit hinsichtlich der Schichthaftung aufweist. Die Beschichtung kann vorteilhaft mehrere Schichten umfassen und besonders vorteilhaft in einem reaktiven Verfahren aufgebracht sein. Auch hier sei beispielsweise auf die oben genannten Verfahren verwiesen. Der Gegenstand kann vorteilhaft eine Kaltlichtverspiegelung umfassen, um so den Einsatz im Theaterbeleuchtungsbereich zu ermöglichen.The inventors' finding that the coating is as durable as possible a substrate due to a particularly high uniformity of the coating to achieve, and the further realization that such a uniformity of Coating can be achieved by preheating the substrate performed an object of the invention, the substrate with a Coating, which has a particularly high reliability in terms who has layer adhesion. The coating can advantageously have several Layers comprise and particularly advantageously in a reactive process be upset. Here too, for example, refer to the above Referenced procedure. The object can advantageously be a Cold light mirroring include, so as to use in Allow theater lighting area.
Die Erfindung eignet sich besonders für die Beschichtung von Glassubstraten. Generell können aber auch Substrate bestehend aus anderen Materialien erfindungsgemäß beschichtet werden. Beispielsweise seien hier Metall oder Kunststoff genannt.The invention is particularly suitable for the coating of Glass substrates. In general, substrates can also consist of other materials are coated according to the invention. For example Let me mention metal or plastic.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren beschrieben werden.In the following, the invention is to be explained using exemplary embodiments and associated figures are described.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 das Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens; FIG. 1 is a flowchart of a method of the invention;
Fig. 2 eine Prinzipskizze eine erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 is a schematic diagram of a device according to the invention;
Fig. 3 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Gegenstandes. Fig. 3 is a schematic diagram of an object according to the invention.
Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Man erkennt die drei erfindungswesentlichen Schritte, das Vorheizen eines Substrates (Schritt 1), das Einbringen des Substrates in eine Beschichtungskammer (Schritt 2) und das Beschichten des Substrates in der Beschichtungskammer (Schritt 3). Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet für die Beschichtung eines einzelnen Substrates und auch für die gleichzeitige Beschichtung von mehreren Substraten. Es können sowohl eine wie auch mehrere Schichten aufgebracht werden. Besonders vorteilhaft erfolgt das Vorheizen in einer speziellen Vorheizkammer und beispielsweise sei für den Werkstoff des Substrates Glas genannt. Fig. 1 shows a flowchart of the inventive method. One recognizes the three steps essential to the invention, the preheating of a substrate (step 1 ), the introduction of the substrate into a coating chamber (step 2 ) and the coating of the substrate in the coating chamber (step 3 ). The method according to the invention is suitable for the coating of a single substrate and also for the simultaneous coating of several substrates. Both one and several layers can be applied. Preheating is particularly advantageously carried out in a special preheating chamber and, for example, glass is mentioned for the material of the substrate.
Wie durch die gestrichelt dargestellte Box angedeutet, kann das Substrat vorteilhaft durch ein zusätzliches Heizen in der Beschichtungskammer gereinigt werden.As indicated by the dashed box, the substrate advantageous through additional heating in the coating chamber getting cleaned.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zum Beschichten von Substraten. Man erkennt die Beschichtungskammer 1 und die Vorheizeinrichtung 2. In der Vorheizeinrichtung 2 kann das Substrat solange vorgeheizt werden, bis eine homogene Temperaturverteilung im Substrat erzielt ist. Fig. 2 shows an inventive device designed for coating substrates. The coating chamber 1 and the preheating device 2 can be seen . In the preheating device 2 , the substrate can be preheated until a homogeneous temperature distribution in the substrate is achieved.
Dabei ist die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung in zwei zeitlich versetzten Betriebszuständen dargestellt. Fig. 2a zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Betriebszustand, in dem gleichzeitig ein Substrat A1 mittels der Vorheizeinrichtung 2 vorgeheizt wird und ein zweites Substrat A2 in der Beschichtungskammer 1 beschichtet wird. Da diese beiden Vorgänge parallel ablaufen können, ist die Zykluszeit verringert. Fig. 2b zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Betriebszustand, bei dem das vorgeheizte Substrat A1 in die Beschichtungskammer eingeführt wird, das Substrat A2 fertig beschichtet ist und aus der Beschichtungskammer 1 herausgeführt wird und ein drittes Substrat A3 zur Vorheizeinrichtung 2 befördert wird.The device designed according to the invention is shown in two time-shifted operating states. Fig. 2a shows the device according to the invention in an operating state, at the same time, a substrate A 1 is preheated by the preheater 2 in the A and a second substrate is coated in the coating chamber 1 2. Because these two processes can run in parallel, the cycle time is reduced. FIG. 2b shows the device according to the invention in an operating condition in which the preheated substrate A is introduced into the coating chamber 1, the substrate A is coated complete 2 and is led out of the coating chamber 1 and a third substrate A 3 is conveyed to the preheater 2.
Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Gegenstand mit einem Substrat, z. B. einem Glassubstrat A. Auf dem Glassubstrat A ist eine Beschichtung B aufgebracht. Die Beschichtung B weist eine besonders gleichmäßige Schichtdickenverteilung auf. Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Beschichtung B in einer Beschichtungskammer aufgebracht wurde, nachdem das Substrat vorher extern vorgeheizt wurde. Die besonders gleichmäßige Schichtdickenverteilung bedeutet eine besonders große Zuverlässigkeit der Beschichtung in Bezug auf die Schichthaftung. Fig. 3 shows an object of the invention with a substrate, for. B. a glass substrate A. A coating B is applied to the glass substrate A. The coating B has a particularly uniform layer thickness distribution. This is achieved according to the invention in that coating B was applied in a coating chamber after the substrate had previously been preheated externally. The particularly uniform layer thickness distribution means that the coating is particularly reliable with regard to layer adhesion.
Claims (13)
- 1. 1.1 Schritt 1: Die Substrate werden vorgeheizt, zum Beispiel in einer Vorheizkammer;
- 2. 1.2 Schritt 2: Die Substrate werden in eine Beschichtungskammer eingebracht;
- 3. 1.3 Schritt 3: Die Substrate werden in der Beschichtungskammer beschichtet.
- 1. 1.1 Step 1 : The substrates are preheated, for example in a preheating chamber;
- 2. 1.2 Step 2 : The substrates are placed in a coating chamber;
- 3. 1.3 Step 3 : The substrates are coated in the coating chamber.
- - CVD (Chemical-Vapor-Deposition)
- - PVD (Physical-Vapor-Deposition)
- - PECVD (Plasma-Enhanced-Chemical-Vapor- Deposition)
- - PICVD (Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition)
- - LPCVD (Low-Pressure-Chemical-Vapor-Deposition)
- - TCVD (Thermical-Chemical-Vapor-Deposition)
- - CVD (Chemical Vapor Deposition)
- - PVD (physical vapor deposition)
- - PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)
- - PICVD (Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition)
- - LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition)
- - TCVD (Thermical Chemical Vapor Deposition)
- 1. 6.1 mit einer Beschichtungskammer (1) dadurch gekennzeichnet, daß
- 2. 6.2 die Vorrichtung mit einer Vorheizeinrichtung (2) zum Vorheizen der Substrate versehen ist.
- 1. 6.1 with a coating chamber ( 1 ), characterized in that
- 2. 6.2 the device is provided with a preheating device ( 2 ) for preheating the substrates.
- - CVD (Chemical-Vapor-Deposition)
- - PVD (Physical-Vapor-Deposition)
- - PECVD (Plasma-Enhanced-Chemical-Vapor- Deposition)
- - PICVD (Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition)
- - LPCVD (Low-Pressure-Chemical-Vapor-Deposition)
- - TCVD (Thermical-Chemical-Vapor-Deposition)
- - CVD (Chemical Vapor Deposition)
- - PVD (physical vapor deposition)
- - PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)
- - PICVD (Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition)
- - LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition)
- - TCVD (Thermical Chemical Vapor Deposition)
- 1. 10.1 mit einem Substrat (A), z. B. einem Glassubstrat;
- 2. 10.2 mit einer Beschichtung (B);
- 3. 10.3 die Beschichtung (B) ist in einer Beschichtungskammer aufgebracht;
- 1. 10.4 das Substrat außerhalb der Beschichtungskammer vorgeheizt worden ist.
- 1. 10.1 with a substrate (A), for. B. a glass substrate;
- 2. 10.2 with a coating (B);
- 3. 10.3 the coating (B) is applied in a coating chamber;
- 1. 10.4 the substrate has been preheated outside the coating chamber.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2001112731 DE10112731A1 (en) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | Coating of substrates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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