用于基材、特别是眼镜镜片的真空涂布的箱式涂布设备制造技术

用于基材涂布的箱式涂布设备(10)包括含有蒸发源(14)的真空室(12)。基材支架(16)相对于蒸发源面对面设置，使得蒸发的材料可撞击在由所述基材支架保持的基材上。除了蒸发源和基材支架之外，还设置至少一个另外的功能部件(20)、即迈斯纳捕集器(20)和/或高真空阀机构，防护罩布置(52)被分配至该功能部件，用于防止蒸发的材料撞击在所述部件上。该防护罩布置具有百叶窗部分(56)，百叶窗部分(56)可以从覆盖通过防护罩布置的通道(60)并且用于屏蔽所述部件的关闭的屏蔽位置转移到基本上清空通道以允许气体和蒸气基本上自由通过的打开的泵送位置，并且反之亦然。

【技术实现步骤摘要】
用于基材、特别是眼镜镜片的真空涂布的箱式涂布设备
本专利技术总体上涉及根据权利要求1的前序部分所述的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，本专利技术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)。
技术介绍
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的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)与腔室中的气体发生化学反应。由于这些原因，在开始涂布之前，需要将腔室抽空至例如约3×10-3Pa。然而，真空室的抽空带来了下面解释的问题。图12至图14以部分简化或示意性的方式示出之前已知的箱式涂布设备10、即可从本申请人瑞士的Satisloh股份公司获得的箱式涂布设备“1200DLX箱式涂布机”。这种箱式涂布设备10的基本结构和功能在可从本申请人获得的2006年第二版的手册“眼科镜片涂布的介绍(AnIntroductionToTheCoatingOfOphthalmicLenses)”中有描述，此处将对该手册进行明确参考。因此，箱式涂布设备10基本上具有真空室12，真空室12包含蒸发源14和用于以已知方式保持多个基材(未示出)的基材支架16。基材支架16形成为面对于蒸发源14设置的圆顶，并且通过圆顶旋转驱动器18(在图14中省略)绕穿过蒸发源14的旋转轴线R旋转，使得由基材支架16保持在多个圆上的基材可以相对于蒸发源14以各自恒定的间隔围绕旋转轴线R在圆形路径上移动。示出了作为位于真空室12中并且对薄膜沉积敏感的箱式涂布设备10的另外的工序设备的迈斯纳捕集器(Meissnertrap)20和基材加热器22。迈斯纳捕集器20必不可少具有可以保持在低于-100℃的温度下或在室温下的线圈24(参见图14)。当真空室12被抽空至低于约10-2Pa的压力下，多达90％的大部分残留气体为水蒸气。自由水蒸气需要很长时间才能清除，并因此会导致较长的工艺周期。为了避免这种影响，水分子被冻结到捕集器表面，在整个过程中所述水分子保持在所述捕集器表面上。在完成涂布之后，水才被释放(蒸发)并被抽出。另一方面，在要用如MgF2之类的典型材料涂布的眼镜镜片中，通常设置基材加热器22。在这种情况下，基材必须被基材加热器加热到约300℃以便获得优异的涂布质量。然而，加热器也可以用于定期对涂布系统进行脱气。用于在箱式涂布设备10中生成真空的另外的程序设备可以从图14中看到，并且在图14中总地用附图标记25(泵送布置)表示。根据图14(左侧)，同样对薄膜沉积敏感的高真空阀机构26被安装在真空室12的腔室附属部28——也被称为箱式涂布设备10的“高真空阀区域”中，并且可以经由阀致动器30来操作、即打开和关闭。高效的罗茨泵32和旋转叶片泵34的组合通过粗抽(前真空)阀36连接到腔室附属部28。冷却挡板38和油扩散泵40被布置在高真空阀26的下面。为了防止来自扩散泵40的油蒸气通过打开的高真空阀26逸出到真空室12中，冷却挡板38被安装在油扩散泵40上方。另外，与旋转泵32、34直接连接的旁通阀42被定位在油扩散泵40的前真空侧。当真空室12被泵送布置25抽空时，控制系统(未示出)以正确的顺序致动阀26、36和42，其中，操作次序基本上如下：当所有泵32、34、40和冷却挡板38准备好运行时，粗抽阀36被打开，且罗茨泵32和旋转叶片泵34组合将真空室12初始抽空至约5Pa。如果在这个步骤中油扩散泵40的前真空压力应该升高超过编程的限制，则关闭粗抽阀36，并且旁通阀42被打开，直到再次达到压力限制。然后恢复初始配置。当真空室12内的压力下降到5Pa时，至真空室12的粗抽阀36被关闭并且至油扩散泵40的旁通阀42被打开。之后不久高真空阀26被打开，然后通过油扩散泵40将真空室12抽空，直到达到该过程的初始压力(高真空)。在预编程的压力值下，迈斯纳捕集器20冷却装置被打开，以提高水蒸气的泵容量。气相沉积过程的最大初始压力通常为3×10-3Pa。在沉积过程之后，迈斯纳捕集器20再次被加热，高真空阀26被关闭，并且真空室12通过空气入口阀(未示出)下降到大气压。为了防止蒸发的材料在敏感的过程设备、特别是高真空阀区域中的迈斯纳捕集器20和高真空阀机构26上的任何不期望的沉积，在真空室12中面对蒸发源14的位置处提供完全的和固定的防护罩44、46或掩模，以便在涂布过程期间屏蔽相应设备免受通过真空室12行进的蒸发颗粒的影响。出于说明的目的，与图12相比，在图13中省略了这些防护罩44、46。根据图12，迈斯纳捕集器20的防护罩44由在迈斯纳捕集器20前面形成连续壁的实心钢板构成，而高真空阀26的防护罩46被布置在腔室附属部28的入口处并且形成为具有固定薄板角度的薄板网格，使得各个薄板部分直接面向蒸发源14，如图14中最佳可见。类似地，基材加热器22的壳体48的部件屏蔽了其实际的加热元件(未示出)以防止蒸发材料的不期望的沉积。尽管已知的防护罩44、46和壳体48安全地保护敏感部件免受不期望的污染和相关的故障的影响，但是它们也形成具有底切区域和卷绕气体或蒸气通路的真空室12的“粗糙的”内表面部分。然而，真空室12的这种“粗糙的”内表面部分需要一定的气体/蒸气流动阻力，使得真空室12“抽空”至上述过程真空可能非常耗时。自然地，期望的是，在眼镜镜片的批量生产中将这种非生产性子过程所需的时间减至最少。此外，已知在真空气相沉积设备的真空室内布置百叶窗或掩模，其可以移入和移出在蒸发源与基材支架之间的蒸发路径。在这方面，文献JP2007-332433A公开了一种包括两个蒸发源的真空气相沉积设备，其中，设置有用于选择性地覆盖一个蒸发源的围绕蒸发源之间的旋转轴线可枢转的百叶窗。在文献US2006/0216161A1中示出的另一已知布置中，真空气相沉积设备的真空室被壁分成第一室容积和第二室容积。分配给每个室容积的为相应的泵送单元和相应的蒸发源(材料来源)。该壁具有相对于分配给所述室容积之一的蒸发源与基材支架之间的蒸发路径居中的凹部。所述凹部可以通过由外部切换装置致动的切换掩模来紧密插入或清出。在JP2007-332433A和US2006/0216161A1两个已知的情况下，关闭的百叶窗/掩模用于在另一个蒸发源的操作期间防止一个蒸发源的污染。此外，文献JP2010-106289本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于基材、特别是眼镜镜片的真空涂布的箱式涂布设备(10)，所述箱式涂布设备(10)包括真空室(12)，所述真空室(12)能通过泵送布置(25)排空并且包含用于蒸发涂布材料的蒸发源(14)、用于保持多个基材的基材支架(16)，所述基材支架在所述真空室(12)中相对于所述蒸发源(14)面对面设置，使得被所述蒸发源(14)蒸发的涂布材料能够撞击在由所述基材支架(16)保持的基材上，其中，除了所述蒸发源(14)和所述基材支架(16)之外，提供了至少一个另外的功能部件(20、26)、即至少一个迈斯纳捕集器(20)和/或高真空阀机构(26)，在所述真空室(12)中，所述至少一个另外的功能部件(20、26)分配有防护罩布置(50、52)，所述防护罩布置(50、52)位于所述蒸发源(14)与所述功能部件(20、26)之间，从而防止由所述蒸发源(14)蒸发的涂布材料撞击在所述功能部件(20、26)上，其特征在于，分配给所述迈斯纳捕集器(20)和/或所述高真空阀机构(26)的所述防护罩布置(50、52)包括百叶窗部分(54、56)，所述百叶窗部分(54、56)能选择性地从关闭的屏蔽位置转移至打开的泵送位置，并且反之亦然，在所述关闭的屏蔽位置中，所述百叶窗部分(54、56)覆盖通过所述防护罩布置(50、52)的通道(58、60)，同时所述百叶窗部分(54、56)用于可选地与所述防护罩布置(50、52)的其余部分一起屏蔽所述功能部件(20、26)，在所述打开的泵送位置中，所述百叶窗部分(54、56)基本上清空所述通道(58、60)，以允许气体和蒸气基本上自由地通过。...

【技术特征摘要】
2017.02.22 EP 17000280.21.一种用于基材、特别是眼镜镜片的真空涂布的箱式涂布设备(10)，所述箱式涂布设备(10)包括真空室(12)，所述真空室(12)能通过泵送布置(25)排空并且包含用于蒸发涂布材料的蒸发源(14)、用于保持多个基材的基材支架(16)，所述基材支架在所述真空室(12)中相对于所述蒸发源(14)面对面设置，使得被所述蒸发源(14)蒸发的涂布材料能够撞击在由所述基材支架(16)保持的基材上，其中，除了所述蒸发源(14)和所述基材支架(16)之外，提供了至少一个另外的功能部件(20、26)、即至少一个迈斯纳捕集器(20)和/或高真空阀机构(26)，在所述真空室(12)中，所述至少一个另外的功能部件(20、26)分配有防护罩布置(50、52)，所述防护罩布置(50、52)位于所述蒸发源(14)与所述功能部件(20、26)之间，从而防止由所述蒸发源(14)蒸发的涂布材料撞击在所述功能部件(20、26)上，其特征在于，分配给所述迈斯纳捕集器(20)和/或所述高真空阀机构(26)的所述防护罩布置(50、52)包括百叶窗部分(54、56)，所述百叶窗部分(54、56)能选择性地从关闭的屏蔽位置转移至打开的泵送位置，并且反之亦然，在所述关闭的屏蔽位置中，所述百叶窗部分(54、56)覆盖通过所述防护罩布置(50、52)的通道(58、60)，同时所述百叶窗部分(54、56)用于可选地与所述防护罩布置(50、52)的其余部分一起屏蔽所述功能部件(20、26)，在所述打开的泵送位置中，所述百叶窗部分(54、56)基本上清空所述通道(58、60)，以允许气体和蒸气基本上自由地通过。2.根据权利要求1所述的箱式涂布设备(10)，其特征在于，所述防护罩布置(52)还具有设置有至少一个孔口(116)的至少一个固定的防护罩元件(110、112、114)，而所述百叶窗部分(56)包括设置有至少一个掩模区域(124)的至少一个可移动百叶窗元件(118、120、122)，所述至少一个掩模区域(124)适于在大小和几何结构上基本上覆盖所述防护罩元件(110、112、114)中的所述孔口(116)，其中，所述百叶窗元件(118、120、122)能够相对于所述防护罩元件(110、112、114)移动，以便用所述百叶窗部分(56)的屏蔽位置中的所述百叶窗元件(118、120、122)的所述掩模区域(124)选择性地覆盖所述防护罩元件(110、112、114)的所述孔口(116)，或者通过处于所述百叶窗部分(56)的所述泵送位置中的所述百叶窗元件(118、120、122)的所述掩模区域(124)揭开所述防护罩元件(110、112、114)的所述孔口(116)，以便基本上清空通过所述孔口(116)的所述通道(60)。3.根据权利要求2所述的箱式涂布设备(10)，其特征在于，所述百叶窗部分(56)的所述百叶窗元件(118、120、122)被布置成相对于所述防护罩布置(52)的所述防护罩元件(110、112、114)线性移动。4.根据权利要求2或3所述的箱式涂布设备(10)，其特征在于，所述百叶窗部分(56)的所述百叶窗元件(118、120、...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·狄波拉，佛朗哥·莫雷尼，安东尼奥·柯瑞亚，朱塞佩·维斯科米，F·伯来梅，
申请(专利权)人：萨特隆股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH