MX2008012868A - Sistema y metodo de transporte. - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un sistema de deposición y método que incluyen una fuente de deposición, un transportador de rodillos y al menos y un protector posicionado en una ubicación próxima a la fuente de deposición.
Description
SISTEMA Y METODO DE TRANSPORTE
Campo de la invención La presente invención se refiere a la deposición de películas delgadas.
Antecedentes de la invención En la deposición de película delgada, un material es depositado en un sustrato. Como un resultado de esta deposición, un transportador de rodillos que puede incluir al menos un rodillo que transporta el sustrato también se puede revestir con un material. Para maximizar el tiempo de funcionamiento del equipo, es deseable minimizar el material depositado en el transportador de rodillos.
Breve descripción de la invención En general, un sistema de deposición por vapor incluye un transportador de rodillos que incluye un primer rodillo que tiene un diámetro más grande que un segundo rodillo. En un aspecto, un sistema de deposición por vapor incluye un alojamiento que define una cámara de deposición encerrada. El alojamiento puede incluir una porción inferior y una porción superior que tiene una unión horizontal una con otra. Un montaje de sello puede extenderse entre las
Ref. 197217
porciones de alojamiento inferior y superior en su unión horizontal . Un sistema de deposición puede incluir un transportador de rodillos ubicado dentro de la cámara de deposición para transportar sustratos a lo largo de una dirección de transportación. El transportador de rodillos incluye al menos un rodillo. La dirección puede ser a un plano de transportación por debajo de la unión horizontal de las porciones de alojamiento inferior y superior donde el montaje de sello se ubica. El transportador de rodillos puede incluir al menos un rodillo configurado para operar a una temperatura de menos de 700°C. Un sistema de deposición también puede incluir una fuente de deposición ubicada dentro de la cámara de deposición arriba del transportador de rodillos para proporcionar la deposición de un revestimiento en los sustratos transportados a una ubicación de deposición. Una fuente de deposición puede incluir una fuente de deposición por vapor. Al menos un protector se puede posicionar en una ubicación distante o próxima a la fuente de deposición. El alojamiento puede incluir una entrada a través de la cual los sustratos a ser revestidos se introducen en la cámara de deposición. Un sustrato puede incluir un sustrato de hoja de vidrio. La entrada puede estar en una ubicación por debajo de la unión horizontal de las porciones de alojamiento inferior y superior donde el montaje de sello se
ubica. El alojamiento puede incluir una salida a través de la cual los sustratos revestidos dejan la cámara de deposición. La salida puede estar en una ubicación por debajo de la unión horizontal de las porciones de alojamiento inferior y superior donde el montaje de sello se ubica. En otro aspecto, un transportador de rodillos puede incluir un rodillo configurado para tener un diámetro optimizado que resiste el incremento de diámetro como un resultado del material de deposición acumulado. Un diámetro de rodillo se puede dar por la fórmula:
otro aspecto, un sistema de deposición puede incluir un transportador de rodillo, que incluye al menos un rodillo que tiene un elemento de calentamiento. Un rodillo que incluye un elemento de calentamiento, o un rodillo calentado, puede ser más amplio que un sustrato debido a que no se acumulará deposición en el rodillo. Un sistema de deposición puede incluir al menos un protector. El protector se puede configurar para permanecer estática, o puede ser movible. El protector puede ser un eje giratorio debajo de la base de rodillo principal. Un protector puede ser un colector de neblina de pulverización. Un protector puede tener la forma de un disco, un cable, o
una caja, por ejemplo. El protector puede tener la forma de una cinta colectora. La cinta colectora puede ser un cásete de rollo a rollo. La cinta colectora puede ser un circuito continuo. El protector puede ser transversal a una dirección de transporte de sustrato. El protector puede estar paralelo a una dirección de transporte de sustrato. Un raspador se puede ubicar en el borde externo del protector en una posición, tal como, por ejemplo, una posición distante al sustrato para prevenir incrementos de diámetro del protector. Un sistema de deposición puede incluir al menos un rodillo de apoyo o impulsor. Un rodillo puede ser un rodillo de puente. Un rodillo de apoyo o impulsor puede ser configurado para soportar un rodillo de puente. Un rodillo de apoyo puede tener un diámetro menor que un rodillo de puente. Un rodillo de apoyo se puede configurar para mantener un diámetro sustancialmente constante y el rodillo de puente puede ser configurado para operar a una velocidad sustancialmente fija. En todavía otro aspecto, un rodillo puede ser huevo. Un elemento de calentamiento se puede posicionar dentro de un rodillo hueco. Un sistema de deposición puede incluir adicionalmente un buje en un rodillo. El buje se puede configurar para ser impulsado por un eje. Un rodillo puede estar soportado por al menos un rodillo loco de apoyo. El rodillo se puede soportar por al menos un bloque de
cojinetes de grafito. Un sistema de deposición puede incluir un colector de neblina de pulverización. El colector de neblina de pulverización se puede configurar para colectar flujo de dispersión y minimizar la colección de acumulación de material de deposición en un rodillo. El colector de neblina de pulverización puede ser un disco horizontal giratorio. El disco también se puede mover verticalmente para compensar la incrustación de acumulación. El colector de neblina de pulverización se puede posicionar próximo a un distribuidor de vapor o adyacente a un distribuidor de vapor. Un raspador se puede posicionar en el borde externo de un protector, por ejemplo, en una posición más lejana del sustrato para prevenir un incremento del diámetro de protector. Un sistema de deposición puede incluir un cable móvil. El cable móvil puede actuar como un colector de flujo de dispersión. El cable puede tener una superficie de colección que se puede colectar entre múltiples rodillos. El cable puede ser parte de un sistema impulsor de cable ubicado en al menos una cámara auxiliar debajo del sistema de deposición . Un sistema de deposición puede incluir al menos un disco unido a una sección de diámetro menor del rodillo. El disco se puede posicionar cercano al borde de sustrato. El disco puede interceptar el flujo de neblina de pulverización
que se aproxima a la orilla de diámetro grande y puede prevenir o reducir grandemente la formación de incrustación en la orilla, extendiendo la duración entre los eventos de limpieza del rodillo. En otro aspecto, un sistema de deposición puede incluir un bloque de enfriamiento. Un sistema de deposición puede incluir una cubierta aislante. Una cubierta aislante puede incluir una cerámica. Una cubierta aislante puede rodear un elemento de calentamiento o un rodillo que incluye un elemento de calentamiento. Una cubierta aislante se puede posicionar próxima a o adyacente a un rodillo que contiene un elemento de calentamiento. Un sistema de deposición puede incluir un collar de retén de posicionamiento de rodillo. En otro aspecto, un método de deposición de un material en un sustrato puede incluir introducir un material y un gas portador en una primera cámara, calentar el material de modo que una porción del material se vaporiza en vapor, dirigir una mezcla del vapor y gas portador a través de una segunda cámara para formar una composición de vapor/gas portador sustancialmente uniforme, dirigir la composición de vapor/gas portador sustancialmente uniforme hacia un una superficie de un sustrato que tiene una temperatura menor que el vapor, de modo que el vapor se condensa en el sustrato como una película que tiene cristalización y espesor sustancialmente uniforme, arreglar al menos un rodillo para
transportar un sustrato a lo largo de una dirección de transportación; y arreglar al menos un protector próximo a un distribuidor de vapor para capturar flujo de dispersión. El material puede ser un material semiconductor, por ejemplo. El método también puede incluir capturar flujo de dispersión. El método también puede incluir calentar el rodillo. El rodillo se puede calentar a una temperatura mayor de 700°C, mayor de 740°C, o mayor de 780°C. En otro aspecto, el método también puede incluir posicionar un rodillo de apoyo para soportar el rodillo. El método también puede incluir posicionar un elemento de calentamiento dentro del rodillo.
Breve descripción de las figuras La figura 1 es una gráfica que representa las afectaciones de diámetro y fracción de envasado. La figura 2 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición. La figura 3 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición. La figura 4 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición. La figura 5 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición. La figura 6 es una figura que representa un sistema
de transporte de deposición. La figura 7 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición. La figura 8 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición. La figura 9 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición. La figura 10 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición . La figura 11 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición . La figura 12 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición . La figura 13 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición . La figura 14 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición . La figura 15 es una figura que representa un sistema de transporte de deposición .
Descripción detallada de la invención La transportación de un sustrato, tal como un sustrato de vidrio, usando un transportador de rodillo que incluye al menos un rodillo es un método de transporte confiable. Sin embargo, la transportación de un sustrato en
un ambiente de deposición por vapor puede resultar en un rodillo que colecta material de deposición. Cuando un material de deposición se acumula en un rodillo, el diámetro del rodillo incrementa tiempo extra. Este diámetro de rodillo incrementa los resultados de función reducida y eficiencia de un sistema de deposición. Un sistema de deposición puede incluir un sistema de deposición por vapor. Un sistema de deposición puede incluir un rodillo cuyo diámetro se ha calculado para minimizar la deposición en el rodillo. En general, el incremento del diámetro de un rodillo en la zona de deposición puede reducir sustancialmente la velocidad de incremento de diámetro de rodillo debido al flujo de revestimiento entre placas. Un rodillo de diámetro grande se puede usar en cualquier porción del sistema de deposición, tal como una zona de deposición, por ejemplo. Un rodillo de diámetro grande se puede usar exclusivamente en la zona de deposición, la cual puede disminuir el costo del sistema. Un rodillo en el cual la sección de diámetro más grande que soporta el sustrato es más estrecha que la anchura del sustrato puede proporcionar más oportunidad para que un protector o un colector de neblina de pulverización, tal como un disco o cable, capture o proteja la neblina de pulverización . Un rodillo de diámetro grande se puede soportar e
impulsar por un eje menor. Alternativamente, un rodillo de puente se puede soportar por los rodillos de apoyo o impulsor. Un rodillo de puente también se puede impulsar por un eje pero se soporta por los rodillos de apoyo, o el rodillo de diámetro grande se puede impulsar por un eje y soportar por cojinetes que operan a alta temperatura. Un sistema de deposición puede incluir un rodillo que se protege por un protector. Un protector puede ser un protector estático, un cable o colector de neblina de pulverización. Un rodillo también puede contener un elemento de calentamiento para minimizar la deposición en el rodillo. Un sistema de deposición puede incluir un colector de neblina de pulverización. El colector de neblina de pulverización se puede configurar para colectar el flujo de dispersión y minimizar la colección de acumulación de material de deposición en un rodillo. El colector de neblina de pulverización puede ser un disco horizontal giratorio. El disco también se puede mover verticalmente para compensar la incrustación de acumulación. El colector de neblina de pulverización se puede posicionar próximo a un distribuidor de vapor o adyacente a un distribuidor de vapor. Un raspador se puede posicionar en el borde externo de un protector, por ejemplo, en una posición más lejana del sustrato para prevenir un incremento del diámetro de protector. Un sistema de deposición puede incluir un cable
posicionado en el perímetro de al menos un rodillo. El cable puede ser un cable móvil, por ejemplo. El cable puede actuar como un colector de flujo de dispersión. El cable se puede posicionar alrededor del perímetro de múltiples rodillos. El cable puede tener una superficie de colección que se puede colocar entre múltiples rodillos. El cable puede ser parte de un sistema impulsor de cable ubicado en al menos una cámara auxiliar debajo del sistema de deposición. Un sistema de deposición puede incluir al menos un disco unido a una sección de diámetro menor del rodillo. El disco se puede posicionar cerca del borde de sustrato. El disco puede interceptar flujo de neblina de pulverización que se aproxima a la orilla de diámetro grande y puede prevenir o reducir grandemente la formación de incrustación en la orilla, extendiendo la duración entre los eventos de limpieza del rodillo. Un sistema de deposición por vapor puede incluir un rodillo de apoyo. El rodillo de apoyo puede ser configurado para soportar un rodillo tal como un rodillo de puente. El rodillo de apoyo se puede posicionar en una región inferior y el rodillo se puede posicionar en una región de superficie. Siempre que el diámetro de un rodillo de apoyo permanezca grandemente sin cambios, la velocidad de superficie del rodillo de puente puede permanecer fija, manteniendo la eficiencia del sistema. Un rodillo de apoyo puede incluir un
medio de guía. Un perno de guía de un eje también puede fijar la posición axial del rodillo de puente si el rodillo de puente es sólido, o tiene un capacete, por ejemplo. Un rodillo, tal como un rodillo de puente puede ser hueco. Un diseño hueco puede reducir el peso y masa térmica del rodillo de puente. También puede ampliar un intervalo de materiales de construcción para el rodillo. Un rodillo de puente hueco puede tener un sensor de temperatura dentro del rodillo . Un rodillo puede tener un elemento de calentamiento interno, el cual puede mantener el rodillo arriba de una temperatura de condensación, permitiendo que el rodillo permanezca limpio o libre de deposición. Un medio de control de temperatura se puede incluir para alcanzar y mantener una temperatura deseada. Un sistema de deposición por vapor puede incluir un rodillo cuyo diámetro se ha calculado para minimizar el espesor de deposición en el rodillo. Un rodillo de diámetro grande que tiene una anchura más estrecha que el sustrato minimiza el espesor de deposición en el borde de sustrato que puede reducir la eficiencia de transporte. Por ejemplo, uno puede diseñar un buje en un rodillo de diámetro grande e impulsarlo con un eje de diámetro menor, haciendo el rodillo de diámetro grande un impulso directo. El rodillo de diámetro grande se puede soportar por los rodillos locos de apoyo
inferiores o soportar con bloques de cojinete de grafito. Un rodillo de grafito puede incluir un eje de grafito. Los ejes de grafito se pueden soportar se pueden soportar en un cojinete de bloque de grafito desde el piso. Un rodillo que se configura para operar a una temperatura por debajo de 700°C se puede ubicar donde las pistas de sustrato (malla media) , y fuera de la pista de sustrato (fuera de malla). El propósito de un rodillo en la ubicación de malla media es soportar el sustrato. Puesto que la temperatura de un rodillo es cercana a la temperatura del sustrato, la condensación puede ocurrir en el rodillo, resultando en incrustación de material de deposición y ocultando la función y eficiencia de transporte del rodillo. Con referencia a la figura 1, un diámetro del rodillo y la fracción de envasado de la corriente móvil de placas de sustrato discretas afectan la acumulación de material depositado en el rodillo, y por consiguiente, el espesor o diámetro del rodillo tiempo extra. En general, tanto menor la fracción de envasado y menor el número de rodillos involucrados, cuanto mayor el espesor de incrustación. La figura 1 muestra que con rodillos de diámetro grande y el 93% de fracción de envasado (placas largas de 9 cm entre 120 cm) , la incrustación de malla media es casi imperceptible. Por ejemplo, la incrustación en un par de rodillos de 125 mm de diámetro después de 120 horas
solamente es de 3.8 mm de espesor. Fuera de malla sin embargo, la incrustación en los rodillos (o ejes a un rodillo de diámetro grande) es excesiva. Por ejemplo si se condensa todo el flujo sobre 2 rodillos o ejes que inician con 50 mm de diámetro, los rodillos son de 180 mm de diámetro después de 120 horas de operación. Para limitar el espesor incrementado resultante del material acumulado que puede resultar en transporte alterado, se puede minimizar el espacio entre las piezas de sustrato o maximizar la fracción de envasado, usar un rodillo de diámetro tan grande como sea posible, y depositar una película tan delgada como sea posible. Con referencia a la figura 2, un sistema de deposición puede incluir un distribuidor 1, un tubo de escape 2, un protector 5 posicionado próximo al distribuidor, y al menos un rodillo de diámetro grande 3 o un par de rodillos de diámetro grande que pueden ser más estrechos de anchura que el sustrato 7. Un rodillo de diámetro grande se puede soportar desde abajo por los rodillos impulsor o de apoyo 4. Esta configuración puede eliminar completamente los rodillos fuera de la pista de sustrato. El rodillo grande se puede hacer de un tubo de grafito con capacetes. El protector se puede posicionar adyacente al distribuidor. Con referencia a la figura 3, un sistema de deposición puede incluir un distribuidor 10, un rodillo 20,
al menos un rodillo impulsor 24, y un protector 25, el cual puede ser un colector de neblina de pulverización. Un rodillo también puede incluir un capacete de grafito roscado 21, el cual se configura para permitir el posicionamiento de retenes 26. El rodillo puede ser hueco como se muestra en la figura 3. Un rodillo hueco puede limitar el peso y por consiguiente la carga en los rodillos de soporte. Un rodillo hueco también puede limitar la masa térmica, reduciendo el tiempo temporal térmico de establecimiento. El rodillo impulsor puede ser cerámico. Con referencia a la figura 4, un sistema de deposición puede incluir una pluralidad de rodillos de diámetro grande 42, al menos un rodillo impulsor 43, una pluralidad de rodillos normales 44, un protector 45, una cadena 46 para el rodillo impulsor, y una cadena 47 para los rodillos normales. El protector puede ser un protector estático. El protector puede ser un protector movible. El protector puede ser un eje giratorio por debajo de la base de rodillo principal. El protector puede ser un protector de colección de neblina de pulverización, el cual puede extenderse sobre la anchura de un rodillo de diámetro grande o una pluralidad de rodillos de diámetro, y ser posicionado paralelo a, transversal a, próximo a, o adyacente a al menos un rodillo de diámetro grande. Los rodillos impulsores se pueden posicionar próximos a o adyacentes al protector de
colección de neblina de pulverización. Con referencia a la figura 5, un sistema de deposición puede incluir un distribuidor 51, al menos un rodillo 52, un elemento de calentamiento interno 53 que tiene zonas frías 53a y una zona caliente central 53b, un rodillo de apoyo o impulsor 54, y una cubierta aislante cerámica 55. Los collares de retén de posicionamiento de rollo 56 se pueden posicionar a lo largo de un eje longitudinal de un rodillo impulsor y a lo largo de cualquier extremo de un rodillo 52. El elemento de calentamiento interno se puede posicionar dentro de un rodillo hueco. Una cubierta aislante puede rodear un elemento de calentamiento en al menos una ubicación adyacente o un rodillo o en ambos extremos de un rodillo, lindando con un sustrato, por ejemplo. Basado en las presiones parciales de equilibrio y dilución de gas portador, la temperatura requerida para mantener el flujo de deposición de condensación en un rodillo o cubierta de distribuidor es aproximadamente 740-810°. En general, una temperatura de superficie >700°C puede prevenir la deposición en un rodillo cercano. Si una temperatura mayor de 700°C se usa, la será necesaria energía significativa para mantener los diferenciales de temperatura en un horno. Por ejemplo un rodillo hueco de 50 mm de diámetro que requiere una energía de calentamiento interna de 25 a 42 /cm axial necesitará
mantener el rodillo a 700-750°C en un horno a 600°C. Cuando se considera la transferencia de conducción a la malla media de sustrato más frío, los requerimientos de energía pueden incrementar. Algunos de los calentadores de densidad de energía más alta disponibles incluyen un filamento de tungsteno, las lámparas envueltas en cuarzo selladas rellenadas con halógeno solamente pueden proporcionar ~30W/cm axial . Por consiguiente una lámpara única probablemente no puede administrar suficiente energía para un rodillo de 50 mm de diámetro. Cuando se incrementa el diámetro del rodillo, mientras la energía neta requerida para radiación pérdida incrementa, el espacio disponible pasa posicionar calentadores incrementa y la frecuencia con la cual una ubicación particular en el rodillo pierde calor a la conducción de sustrato se reduce. Un sistema de transportador de rodillo hueco con rodillos impulsores por debajo puede ser bien adecuado para una configuración de rodillo internamente calentado debido a que los diámetros de rodillo son grandes y el eje puede estar libre de obstrucciones. Además, el rodillo hueco intercepta toda la energía radiante emitida del calentador. El rodillo hueco en este caso solamente necesita ser suficientemente grande para acomodar la energía de calentador requerida. Para mantener la superficie a 700-750°C de un rodillo de 86 mm de
diámetro se puede requerir aproximadamente 50-80 /cm que puede ser fácilmente proporcionado por calentadores de SiC de 50 mm de diámetro, por ejemplo. Con referencia a la figura 6, un sistema de deposición puede incluir un distribuir 61, un rodillo 62, un calentador interno 63, un rodillo de apoyo o impulsor 64, una cubierta aislante cerámica 65, collares de retén de posicionamiento de rodillo 66, y un protector de colección de neblina de pulverización movible 69 próximo al distribuidor. En el caso de rodillos calentados, el problema de manejo de residuos de vapor de dispersión aún permanece. Los vapores que no se condensan en los rodillos deben ir a alguna parte y su movimiento se debe controlar. En general, los vapores residuales se pueden capturar más cercanos al distribuidor. La captura del vapor tan pronto como sea posible es el método preferido, y la captura de los vapores en superficies frías es altamente efectiva, siempre y cuando exista suficiente capacidad de colección. En el caso de rodillos calientes, el rodillo puede ser más amplio que el sustrato puesto que no ocurrirá deposición. Con referencia a la figura 7, un sistema de deposición puede incluir un distribuir 71, un rodillo de diámetro menor 74, una pluralidad de rodillos de diámetro grande 72, protector de captura de neblina de pulverización movible 73. El protector puede estar en la forma de una cinta
colectora, un cásete de rollo a rollo, o un circuito continuo. El protector se puede posicionar transversal a o paralelo a la dirección de transporte. Con referencia a la figura 8, un sistema de deposición puede incluir al menos un rodillo de diámetro grande 82, al menos un rodillo impulsor 83, al menos un rodillo normal 84, un protector movible 85, una cadena de rodillo impulsor 86, y una cadena de rodillo normal 87. Con referencia a la figura 9, un sistema de deposición puede incluir una fuente de deposición, tal como un distribuidor 91, un bloque de enfriamiento 92, y un protector de radiación 93. Un protector puede ser movible o estático. El protector puede ser un eje giratorio debajo de la base de rodillo principal. El protector puede ser un protector de chapa de malla cruzada. El protector se puede posicionar próximo a o adyacente a un distribuidor. Con referencia a la figura 10, un sistema de deposición puede incluir una fuente de deposición, un rodillo, tal como un rodillo de diámetro grande 101 cercano a una fuente de deposición, un eje de rodillo 102 que tiene un diámetro menor (es decir, un eje de rodillo de diámetro menor) que un rodillo cercano a una fuente de deposición, y un protector 103, el cual puede ser un protector de disco montado en un eje de rodillo. La incrustación de deposición 100 puede acumularse en el sistema como flujo de deposición y
el flujo de deposición axial 109 se libera de la fuente de deposición 106 al sustrato 104. La incrustación de deposición puede incrementar el diámetro efectivo de un rodillo, de modo que sin un cambio en la velocidad de impulso, la posición de placa avanza durante el transcurso de operación. La protección de los rodillos puede permitir la captura de neblina de pulverización y prevenir la acumulación de depósitos sobre los rodillos. Con referencia a la figura 11, un sistema de deposición puede incluir un sustrato 114, un eje de rodillo 112 que tiene un diámetro menor que un rodillo 111 próximo a una fuente de deposición. Un sistema de deposición también puede incluir un rodillo de transporte 115 distante a una ubicación de deposición y un colector de neblina de pulverización horizontal 113, el cual puede ser un disco, tal como un disco horizontal que puede girar ubicado cerca del borde de sustrato y puede capturar neblina de pulverización. El colector de neblina de pulverización se puede mover verticalmente para compensar la incrustación de acumulación. El colector de neblina de pulverización se puede configurar para colectar flujo de dispersión y minimizar la colección de acumulación de material de deposición en un rodillo. Un disco se puede ubicar en un borde externo de un protector en una posición más leja del sustrato para prevenir un incremento de diámetro de protector. El colector de neblina de
pulverización se puede posicionar próximo a un distribuidor de vapor o adyacente a un distribuidor de vapor. Un raspador 119 se puede posicionar en el borde externo de un protector, tal como un disco, en una posición más lejana del sustrato para prevenir incrementos de diámetro de protector. Con referencia a la figura 12, un sistema de deposición puede incluir un eje de rodillo menor 122, un disco giratorio horizontal 123, un sustrato 124, un rodillo de diámetro menor 125 distante de una ubicación de deposición, una fuente de disposición 126, un escape de gas inerte 127, un rodillo de diámetro grande 121 próximo a una fuente de deposición, y un eje impulsor de disco horizontal 121 para impulsar y soportar el protector giratorio. Un buje 129 se puede posicionar en el rodillo para impulsar el rodillo. Con referencia a la figura 13, un sistema de deposición puede prevenir la incrustación no uniforme de depósitos de rodillo, particularmente en la orilla de una sección de diámetro grande. Tal sistema de deposición puede incluir, por ejemplo, un rodillo de diámetro grande 131, un sustrato 134, un rodillo de diámetro menor 135 distante a una ubicación de deposición, y al menos un disco 133 montado en un eje de rodillo o unido a una sección de diámetro menor del rodillo de diámetro menor 132 próximo a una ubicación de deposición. Uno o más discos se pueden unir a una sección de
diámetro menor de un rodillo ubicado cerca de un borde de sustrato. El disco puede interceptar flujo de neblina de pulverización aproximado a la orilla de diámetro grande y puede prevenir o reducir grandemente la formación de incrustación de orilla, extendiendo la duración entre los eventos de limpieza de rodillo. Con referencia a la figura 14, un sistema de deposición puede incluir un rodillo de diámetro 141, un sustrato 144, un rodillo de diámetro menor 145 distante de una ubicación de deposición, una fuente de deposición 146, un escape de gas inerte 147, un eje de rodillo de diámetro menor 142, y un disco 143 montado en el eje de rodillo configurado para prevenir la incrustación no uniforme de depósitos de rodillo, particularmente en la orilla de la sección de diámetro grande del rodillo de diámetro grande. Un buje 149 se puede posicionar dentro del rodillo para impulsar el rodillo . Con referencia a la figura 15, un sistema de deposición 1500 puede prevenir la incrustación de depósitos, no solamente en los rodillos más cercanos a la fuente de deposición, sino también en sus rodillos cercanos. Un sistema de deposición puede incluir, por ejemplo, un rodillo de diámetro grande 151 próximo a una fuente de deposición, un eje de rodillo de diámetro menor 152, un sustrato 154, un rodillo de transporte de diámetro menor 155 distante de una
ubicación de deposición, al menos una polea horizontal 156, al menos una polea vertical 157, un sistema impulsor 158, y un cable 153. El cable puede ser un cable móvil y puede actuar como un colector de flujo de dispersión. El cable puede tener una superficie de colección 159 que se puede colocar entre múltiples rodillos. El cable puede habilitar el movimiento de direcciones múltiples de modo que la superficie de colección colecta neblina de pulverización de múltiples rodillos. El cable puede ser parte de un sistema impulsor de cable ubicado en al menos una cámara auxiliar debajo del sistema de deposición. En un horno de rodillos estándar, el propósito de un rodillo fuera de la pista de sustrato es soportar el rodillo dentro de la pista de sustrato y transferir el par torsor de la cadena impulsora de fricción relativamente fría en la porción del rodillo dentro de la pista de sustrato donde está caliente. Los rodillos de diámetro únicos pueden presentar un problema en una ubicación fuera de malla debido a que estos rodillos nunca son protegidos del flujo de deposición por el sustrato. Cuantificar la situación de un cálculo simple es instructiva. Asumir que todo el flujo de deposición que deja el distribuidor que no se condensa en el sustrato se deposita en los rodillos próximos más cercanos (ya sea en 1 ó 2 rodillos dependiendo de la geometría) y que ninguna
deposición ocurre a lo largo del eje. Uno puede calcular fácilmente el diámetro de rodillo final df como sigue.
Pl™-dr = —(\-fp)dt
donde t = tiempo de funcionamiento fP - Fracción de Envasado de Malla rh = velocidad de alimentación de masa [gm/ 1 = longitud de ranura [cm] d = diámetro de rodillo [cm] p = densidad [gm/cm3] NR = Número de rodillos que colectan vapor
Un sistema de deposición construido de conformidad con la presente invención generalmente incluye un alojamiento que define una cámara de deposición encerrada en la cual la deposición por vapor toma lugar como después es más completamente descrito. El alojamiento incluye una porción inferior y una porción superior que tienen una unión plana horizontal entre si. Un montaje de sello se extiende entre las porciones de alojamiento inferior y superior y en su unión horizontal para sellar el alojamiento. Este montaje de sello se extiende a lo largo de cada lado lateral de la longitud alargada del alojamiento de sistema y a lo largo de
cada uno de sus extremos opuestos para extenderse completamente alrededor del alojamiento. Un transportador de rodillos se puede ubicar dentro de la cámara de deposición para transportar hoja de sustrato a lo largo de una dirección de transportación en un plano de transportación. Este plano de transportación se puede ubicar por debajo de la unión horizontal de las porciones de alojamiento inferior y superior y donde el montaje de sello se ubica. Un distribuidor puede incluir cámaras impelentes de distribuidor que se ubican dentro de la cámara de deposición arriba del transportador de rodillos para proporcionar deposición de vapor química de un revestimiento en los sustratos transportados. Las cámaras impelentes de distribuidor pueden ser del tipo descrito por la Patente de Estados Unidos No. 5,945,163 de Powell et al. y Patente de Estados Unidos No. 6,037,241 de Powell et al., las descripciones completas de las cuales se incorporan para referencia, en donde el vapor a ser depositado se pasa a través de una membrana permeable caliente previo a ser descargada para fluir descendentemente hacia el transportador de rodillos sobre el sustrato transportado adyacente para la deposición. La deposición por vapor química se describe en la Patente de Estados Unidos No. 6,719,848, la cual se incorpora para referencia en su totalidad.
El alojamiento puede incluir una entrada a través de la cual el sustrato a ser revestido se introduce en la cámara de deposición alrededor de una ubicación por debajo de la unión horizontal de las porciones de alojamiento inferior y superior donde el montaje de sello se ubica. Además, el alojamiento puede incluir una salida a través de la cual los sustratos revestidos dejan la cámara de deposición en una ubicación por debajo de la unión horizontal de las porciones de alojamiento inferior y superior donde el montaje de sello se ubica. La entrada y salida pueden funcionar como pasadizos abiertos entre otros sistemas de procesamiento. La entrada puede recibir hojas de sustrato caliente de un horno de calentamiento para la deposición, y la salida puede transferir las hojas de sustrato revestidas para procesamiento adicional. En este caso, las otras porciones de sistema tendrán sellos adecuados que mantienen el ambiente contenido en estas asi como dentro del sistema de deposición. Tales sellos pueden ser celdas con bloqueo de carga con compuertas espaciadas y aparato de bombeo de evacuación para proporcionar la introducción de hoja de sustrato en una manera convencional sin introducción de la atmósfera ambiental en la cámara de deposición. Además, también es posible que la entrada y
salida sean celdas de bloqueo de carga o cualquier tipo de sellos de acoplamiento adecuados o un sello de ranura para permitir la introducción continua de hojas de sustrato tal como se describe por la Patente de Estados Unidos No. 5,772,715, la descripción completa de la cual se incorpora para referencia. Una fuente de deposición puede incluir un distribuidor. Un distribuidor puede tener una fuente de material que alimenta un par de entradas a los lados laterales opuestos del sistema para el flujo a los extremos laterales opuestos de las cámaras impelentes de distribuidor para asegurar la distribución uniforme de la deposición en los sustratos cuando se transportan a lo largo del transportador de rodillos. Un sistema de deposición puede incluir una fuente de vacío para extraer un vacío en la cámara de deposición a través de un conducto bajo el control de una válvula. El montaje de sello está entre las porciones de alojamiento inferior y superior e incluye miembros de sello interno y externo que se extienden alrededor de la periferia completa del alojamiento en sus lados laterales alargados así como sus extremos opuestos. Los miembros de sello interno y externo pueden estar espaciados uno de otro para definir un espacio de sello intermedio. Este espacio de sello por consiguiente
se ubica entre la cámara de deposición y el ambiente. Un vacío se extrae en el espacio de sello intermedio a través de un conducto bajo el control de una válvula para ser un vacío menor que el vacío en la cámara de deposición. Un sensor puede funcionar para detectar el nivel del vacío en el espacio de sello intermedio para detectar la fuga del miembro de sello interno o el miembro de sello externo. Más específicamente, cuando el sensor detecta un incremento en el vacío en el espacio de sello intermedio, existe una indicación que el miembro de sello interno está permitiendo la fuga. A la inversa, cuando el sensor detecta una disminución en el vacío en el espacio de sello intermedio, existe una indicación que el miembro de sello externo está fugando. Por consiguiente, el sistema puede monitorear los miembros de sello tanto interno como externo del montaje de sello para asegurar su función de sellado efectiva. Un montaje de sello puede incluir salientes de sello inferior y superior en las porciones de alojamiento inferior y superior. Los miembros de sello interno y externo se extienden- entre las salientes de sello inferior y superior para sellar entre las porciones de alojamiento inferior y superior. En el movimiento descendente de la porción de alojamiento superior sobre la porción de alojamiento inferior, las guías
proporcionan posicionamiento apropiado de la porción de alojamiento superior. Las abrazaderas se pueden espaciar alrededor de la periferia del alojamiento para asegurar las salientes de sello entre si. Un sistema de deposición puede incluir un horno que se ubica dentro del alojamiento y tiene una longitud alargada correspondiente a la longitud del alojamiento, y el horno puede tener ranuras laterales opuestas a través de las cuales el transportador de rodillos y el distribuidor de vapor se proyectan del horno caliente. El horno tiene una construcción aislada y es montado en el alojamiento por soportes dentro de su interior, el horno incluye calentadores que se pueden conectar eléctricamente en grupos para controlar los diferenciales de temperatura de los sustratos lateralmente con respecto a la dirección de transportación asi como controlar el calentamiento de sus superficies superior e inferior para compensar cualquier radiación y conducción de las superficies de sustrato inferiores proporcionadas por el transportador de rodillos. Cada calentador eléctrico puede tener un elemento de resistencia eléctrica a través del cual un voltaje se aplica, y cada calentador incluye envoltura protectora a través de la cual los elementos de resistencia eléctrica asociados se extienden para ser protegidos.
El transportador de rodillos puede incluir al menos un rodillo espaciado a lo largo de la dirección de transportación a lo largo de la dirección alargada de la dirección de transportación. Un rodillo puede tener extremos que se proyectan externamente del horno a través de sus ranuras laterales, respectivamente, adyacentes a los lados laterales del alojamiento. El alojamiento de sistema tiene porciones impulsoras que están en comunicación sellada con la cámara de deposición externamente del horno. Un mecanismo impulsor se puede ubicar dentro de las porciones impulsoras del alojamiento de sistema y puede tener cadenas impulsoras verticalmente extendidas que son impulsadas por una caja de engranes y un eje transversal para impulsar las unidades de engrane impulsor superior que acoplan e impulsan de manera giratoria los extremos de rodillo externamente del horno pero dentro del alojamiento. Como tal, el mecanismo impulsor no se somete al calentamiento involucrado con el interior del horno y se puede manufacturar más económicamente para funcionar a una temperatura menor. Un sistema de transporte de deposición puede tener un tamiz que se ubica por debajo del transportador de rodillos para atrapar cualquiera de los sustratos rotos. Más específicamente, el tamiz se puede hacer de acero inoxidable e incluir refuerzos adecuados, con el
tamiz de acero inoxidable que tiene aberturas de aproximadamente 1 a 2 centímetros para no interrumpir el flujo de calor radiante de los calentadores inferiores. Aunque el método y sistema se describen con referencia transportar sustratos en un sistema de deposición de película delgada, deberá ser evidente que el método y sistema se pueden utilizar para procesar otros sustratos sustancialmente planos. Como tal, el alcance de las reivindicaciones no se deberá definir estrechamente basado en la descripción anterior. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (55)
1. Sistema de deposición, caracterizado porque comprende : un alojamiento que define una cámara de deposición encerrada; un transportador de rodillos que incluye al menos un rodillo, el transportador de rodillos se ubica dentro de la cámara de deposición para transportar sustratos a lo largo de una dirección de transportación; una fuente de deposición ubicada dentro de la cámara de deposición arriba del transportador de rodillos para proporcionar deposición de vapor de un revestimiento sobre los sustratos transportados; al menos un protector posicionado en una ubicación próxima a la fuente de deposición; el alojamiento incluye una entrada a través de la cual los sustratos a ser revestidos son introducidos en la cámara de deposición; y el alojamiento incluye una salida a través de la cual los sustratos revestidos dejan la cámara de deposición.
2. Transportador de rodillos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rodillo tiene un diámetro dado por la fórmula:
3. Protector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque se configura para permanecer estático .
4. Protector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el protector es movible.
5. Protector de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque es un eje giratorio debajo de la base de rodillo principal.
6. Protector de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque es una cinta colectora.
7. Protector de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la cinta colectora es un cásete de rodillo a rodillo.
8. Protector de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la cinta colectora es un circuito continuo .
9. Protector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque está transversal a una dirección de transporte de sustrato.
10. Protector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque está paralelo a una dirección de transporte de sustrato.
11. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende al menos un rodillo de apoyo.
12. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rodillo es un rodillo de puente.
13. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el rodillo de apoyo se configura para soportar un rodillo de puente.
14. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rodillo de apoyo tiene un diámetro menor que el rodillo de puente.
15. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rodillo de apoyo tiene un diámetro sustancialmente constante y el rodillo de puente se configura para operar a una velocidad sustancialmente fija.
16. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rodillo está hueco.
17. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque adicionalmente comprende un buje en el rodillo.
18. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el buje se configura para ser impulsado por un eje.
19. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el rodillo se soporta por al menos un rodillo loco de apoyo.
20. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el rodillo es soportado por al menos un bloque de cojinete de grafito.
21. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rodillo se configura para operar a una temperatura de menos de 700°C.
22. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende un rodillo central que tiene un primer diámetro y un eje que tiene un segundo diámetro, en donde el segundo diámetro es menor que el primer diámetro, y el eje se configura para impulsar y soportar el rodillo.
23. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el protector es un colector de neblina de pulverización.
24. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el colector de neblina de pulverización es un disco.
25. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el disco se configura para moverse verticalmente .
26. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende un raspador.
27. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el protector es un cable .
28. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el cable tiene una superficie de colección que se puede colocar entre múltiples rodillos.
29. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el protector es un disco unido a una sección de diámetro menor del rodillo.
30. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el cable se ubica en al menos una cámara auxiliar debajo del sistema de deposición .
31. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el alojamiento incluye una porción inferior y una porción superior que tienen una unión horizontal entre si y un montaje de sello que se extiende entre las porciones de alojamiento inferior y superior en su unión horizontal, y el sustrato es transportado en un plano de transportación por debajo de la unión horizontal de las porciones de alojamiento inferior y superior donde el montaje de sello se ubica, y el sustrato se configura para salir en una ubicación por debajo de la unión horizontal de las porciones de alojamiento inferior y superior donde el montaje de sello se ubica.
32. Sistema de deposición por vapor, caracterizado porque comprende: un alojamiento que define una cámara de deposición encerrada ; un transportador de rodillos que incluye al menos un rodillo, el transportador de rodillos se ubica dentro de la cámara de deposición para transportar sustratos a lo largo de una dirección de transportación; el transportador de rodillos incluye al menos un rodillo que contiene un elemento de calentamiento; un distribuidor de vapor ubicado dentro de la cámara de deposición arriba del transportador de rodillos para proporcionar deposición de vapor de un revestimiento en los sustratos transportados; al menos un protector posicionado en una ubicación próxima al distribuidor de vapor; el alojamiento incluye una entrada a través de la cual los sustratos a ser revestidos se introducen en la cámara de deposición; y el alojamiento incluye una salida a través de la cual los sustratos revestidos dejan la cámara de deposición.
33. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque adicionalmente comprende un rodillo de apoyo configurado para soportar un rodillo de puente.
34. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el rodillo de apoyo tiene un diámetro menor que el rodillo de puente.
35. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el rodillo de apoyo tiene un diámetro sustancialmente constante y el rodillo de puente se configura para operar a una velocidad sustancialmente fija.
36. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el rodillo está hueco .
37. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque adicionalmente comprende un elemento de calentamiento en el rodillo hueco.
38. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque adicionalmente comprende un buje en el rodillo.
39. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el buje se configura para ser impulsado por un eje.
40. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el rodillo se soporta por rodillos locos de apoyo.
41. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el rodillo es soportado por al menos un bloque de cojinete de grafito.
42. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el protector es un colector de neblina de pulverización, un disco, o un cable.
43. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque adicionalmente comprende un raspador.
44. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque adicionalmente comprende un bloque de enfriamiento.
45. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque adicionalmente comprende una cubierta aislante.
46. Sistema de deposición de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque adicionalmente comprende un collar de retén de posicionamiento de rodillo.
47. Método para depositar un material en un sustrato, caracterizado porque comprende: introducir un material y un gas portador en una primera cámara; calentar el material de modo que una porción del material se vaporiza en un vapor; dirigir una mezcla del vapor y gas portador a través de una segunda cámara para formar una composición de vapor/gas portador sustancialmente uniforme; dirigir la composición de vapor/gas portador sustancialmente uniforme hacia un una superficie de un sustrato que tiene una temperatura menor que el vapor, de modo que el vapor se condensa en el sustrato como una película que tiene cristalización y espesor sustancialmente uniforme; arreglar al menos un rodillo para transportar un sustrato a lo largo de una dirección de transportación; y arreglar al menos un protector próximo a un distribuidor de vapor para capturar flujo de dispersión.
48. Método de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque adicionalmente comprende calentar el rodillo .
49. Método de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque adicionalmente comprende capturar el flujo de dispersión.
50. Método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el calentamiento incluye calentar el rodillo a una temperatura mayor de 700°C.
51. Método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el calentamiento incluye calentar el rodillo a una temperatura mayor de 740°C.
52. Método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el calentamiento incluye calentar el rodillo a una temperatura mayor de 780°C.
53. Método de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el rodillo tiene un diámetro dado por la fórmula : f ¾ NRlnp
54. Método de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque adicionalmente comprende posicionar un rodillo de apoyo para soportar el rodillo.
55. Método de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el protector es un colector de neblina de pulverización, un disco, o un cable.
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