DE102005049906B4 - Method and apparatus for evaporating evaporation material - Google Patents
Method and apparatus for evaporating evaporation material Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005049906B4 DE102005049906B4 DE200510049906 DE102005049906A DE102005049906B4 DE 102005049906 B4 DE102005049906 B4 DE 102005049906B4 DE 200510049906 DE200510049906 DE 200510049906 DE 102005049906 A DE102005049906 A DE 102005049906A DE 102005049906 B4 DE102005049906 B4 DE 102005049906B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- evaporation material
- evaporating
- evaporation
- solidification
- material according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 title claims abstract description 178
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 title claims abstract description 148
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 130
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 36
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 44
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 44
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 19
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 claims description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 11
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 6
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 3
- 239000011364 vaporized material Substances 0.000 description 3
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MUBKMWFYVHYZAI-UHFFFAOYSA-N [Al].[Cu].[Zn] Chemical compound [Al].[Cu].[Zn] MUBKMWFYVHYZAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012814 acoustic material Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 235000019577 caloric intake Nutrition 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Verfahren zur Verdampfung von Verdampfungsmaterial, welches in einem Tiegel (1) vorliegt, indem das Verdampfungsmaterial (3, 4, 5) in einem geschlossenen Tiegel (1) verdampft und der Dampf durch einen Dampfaustritt (10) mit begrenzter Öffnung (9) abgeleitet wird und mittels geeigneter Energiezufuhr eine solche Temperatur des Verdampfungsmaterials (3, 4, 5) eingestellt wird, bei welcher sich ein Teil des Verdampfungsmaterials (3, 4, 5) in der Gasphase befindet, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verdampfungsmaterial (3, 4, 5) in der Weise Energie zugeführt und/oder abgeleitet wird, dass es während der stabilen Prozessphase des Verdampfungsprozesses gleichzeitig in gasförmiger, in fester und in flüssiger Phase vorliegt und die Temperatur an der Oberfläche des flüssigen Verdampfungsmaterials (4) annähernd der Temperatur seines Tripelpunkts entspricht.A method of evaporating evaporation material present in a crucible (1) by evaporating the evaporation material (3, 4, 5) in a closed crucible (1) and diverting the vapor through a limited orifice steam exit (10) (9) and by means of suitable energy supply, such a temperature of the evaporation material (3, 4, 5) is set, in which a part of the evaporation material (3, 4, 5) is in the gas phase, characterized in that the evaporation material (3, 4, 5 ) is supplied and / or derived in such a way that it is simultaneously in gaseous, in solid and in the liquid phase during the stable process phase of the evaporation process and the temperature at the surface of the liquid evaporation material (4) approximately corresponds to the temperature of its triple point.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verdampfung von Verdampfungsmaterial, welches in einem Gefäß (Tiegel) vorliegt, indem das Verdampfungsmaterial in einem geschlossenen Tiegel verdampft und der Dampf durch einen Dampfaustritt mit begrenzter Öffnung abgeleitet wird und mittels geeigneter Energiezufuhr eine solche Temperatur des Verdampfungsmaterials eingestellt wird, bei welcher sich ein Teil des Verdampfungsmaterials in der Gasphase befindet.The Invention relates to a method for evaporating evaporation material, which in a vessel (crucible) is present by the evaporation material in a closed Crucible evaporates and the steam is discharged through a steam outlet with a limited opening is and by means of suitable energy supply such a temperature the evaporation material is adjusted, in which a Part of the evaporation material is located in the gas phase.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei der Tiegel geschlossen ist und einen Dampfaustritt mit begrenzter Öffnung aufweist und die Vorrichtung mit einem regelbaren Leistungserzeuger zur Erhitzung des Verdampfungsmaterials verbunden ist.Further the invention relates to a device for carrying out the Procedure, wherein the crucible is closed and a steam outlet with limited opening and the device with a controllable power generator connected to heat the evaporation material.
Die
Verdampfung von Verdampfungsmaterial z. B. zur thermischen Dampfbeschichtung
verschiedenster Substrate erfolgt meist aus der flüssigen Phase
des Verdampfungsmaterials, indem es in einem Gefäß, einem Tiegel, bis zur vollständigen Schmelze
erhitzt wird. Beispielsweise offenbart die
In einer solchen Verdampferanordnung ist die abgegebene Dampfmenge sehr stark von der Temperatur des Verdampfungsmaterials abhängig. Üblich ist deshalb die Zuführung einer konstant geregelten Heizleistung zum Verdampfungsmaterial oder dessen Temperaturregelung. Eine Reaktion auf Sollwertänderungen, wie zum Beispiel die Schichtdicke, oder auf Störgrößen unterliegt starken Einschränkungen durch die verfügbare Heizleistung sowie durch die thermische Trägheit der Verdampferanordnung. Die Temperaturmessung erfolgt häufig nicht direkt im Verdampfungsmaterial, sondern in äußeren Konstruktionsteilen des Verdampfers, um einen direkten Kontakt mit dem häufig aggressiven Verdampfungsmaterial zu vermeiden.In Such an evaporator arrangement is the amount of steam delivered very much dependent on the temperature of the evaporation material. It is usual therefore the feeder a constantly controlled heating power to the evaporation material or its temperature control. A reaction to setpoint changes, such as the layer thickness, or on interference is subject to severe restrictions through the available Heating power and by the thermal inertia of the evaporator assembly. The Temperature measurement is frequent not directly in the evaporation material, but in outer construction parts of the evaporator to make direct contact with the often aggressive To avoid evaporation material.
Schnellere Änderungen des Dampfstromes können durch Veränderung des Leitwertes des Kanals zwischen dem Verdampfer und dem zu beschichtenden Substrat z. B. mittels verstellbarer Ventile erzeugt werden. Nachteilig ist dabei, dass jede Veränderung des Dampfstromes zu einer Veränderung der Leistungsbilanz am Verdampfungsmaterial führt. Der Ausregelung dieser Schwankungen in der Leistungsbilanz steht die Trägheit des Leistungs- oder Temperaturreglers entgegen. Darüber hinaus ist die Trägheit von weiteren, zeitlichen Faktoren abhängig, z. B. einer Drift infolge der abnehmenden Menge des Verdampfungsmaterials während des Verdampfungsprozesses oder einer diskontinuierliche Bestückung mit neuem Verdampfungsmaterial. Ebenso kann sich im Verlauf der Verdampfung die Kopplung zwischen dem Leistungserzeuger zum Erhitzen des Verdampfungsmaterials, z. B. einem Strahlungs- oder einem Induktionsheizer, und dem Verdampfungsmaterial verändern.Faster changes of the vapor stream can through change the conductance of the channel between the evaporator and to be coated Substrate z. B. be generated by means of adjustable valves. adversely is in the process of every change the vapor flow to a change the current account leads to the evaporation material. The adjustment of this Variations in the power balance is the inertia of the power or temperature controller opposite. About that beyond is inertia depends on other temporal factors, eg. B. a drift due the decreasing amount of the evaporation material during the Evaporation process or a discontinuous loading with new evaporation material. Likewise, during the course of evaporation the coupling between the power generator for heating the evaporation material, z. As a radiation or an induction heater, and the evaporation material change.
Es existieren auch Verfahren zur Messung des Dampfdruckes des Verdampfungsmaterials (z. B. Atomabsorptionsspektrometrie) oder der Schichtdicke (z. B. Röntgenfloureszenzspektroskopie), welche zur Regelung herangezogen werden könnten. Nachteilig ist jedoch deren finanzieller und materieller Aufwand, deren Zeitkonstanten und Empfindlichkeit gegenüber Störungen. Auch wenn diese Nachteile in Kauf genommen werden, bleibt das Problem bei Verdampfungsprozessen, dass eine schnelle und präzise Überwachung und/oder Nachregelung der Verdampfungsrate sehr schwierig ist.It There are also methods for measuring the vapor pressure of the evaporation material (eg atomic absorption spectrometry) or the layer thickness (eg. Röntgenfloureszenzspektroskopie) which could be used for regulation. The disadvantage, however, is their financial and material expenses, their time constants and sensitivity to Disorders. Even if these disadvantages are accepted, the problem remains Evaporation processes that provide fast and accurate monitoring and / or readjustment the evaporation rate is very difficult.
Auch
mit einer Verdampfungsquelle, wie sie in der
Somit liegt der Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verdampfung von Verdampfungsmaterial anzugeben, welche die Stabilisierung des Dampfstromes am Dampfaustritt mittels einfacher, sicherer und kostengünstiger Kontroll- und Regelungsmöglichkeiten gestatten.Consequently the invention is the task, a method and to provide a device for evaporating evaporation material, which the stabilization of the steam flow at the steam outlet means easier, safer and cheaper Allow for control and regulation.
Verfahrensseitig wird die Aufgabe gelöst, indem dem Verdampfungsmaterial in der Weise Energie zugeführt und/oder abgeleitet wird, dass es während der stabilen Prozessphase des Verdampfungsprozesses gleichzeitig in gasförmiger, in fester und in flüssiger Phase vorliegt und die Temperatur an der Oberfläche des flüssigen Verdampfungsmaterials annähernd der Temperatur seines Tripelpunkts entspricht.the method, the task is solved, by supplying energy to the evaporation material in the manner and / or it is derived that during it the stable process phase of the evaporation process simultaneously in gaseous, in solid and in liquid Phase is present and the temperature at the surface of the liquid evaporation material nearly corresponds to the temperature of its triple point.
Am Tripelpunkt, an welchem sich die feste, flüssige und gasförmige Phase des Verdampfungsmaterials miteinander im Gleichgewicht befinden, sind die Variablen des Systems Dampfdruck und Temperatur festgelegt. Es ist nur das relative Mengenverhältnis der verschiedenen Phasen zueinander variabel. Solange sich alle drei Phasen annähernd im Gleichgewicht befinden, wird die Temperatur und mithin der Sättigungsdampfdruck des Verdampfungsmaterials nur durch dessen Materialkonstante bestimmt. Veränderungen der Leistungsbilanz, z. B. durch Störgrößen oder veränderte Dampfstrommengen infolge von Ventilstelloperationen, führen solange nicht zu einer Veränderung der Temperatur des Verdampfungsmaterials, wie flüssige und feste Phase gleichzeitig vorhanden sind. Es erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen fester und flüssiger Phase, so dass die Temperatur der flüssigen Phase annähernd auf Tripelpunktstemperatur gehalten wird und lediglich weiteres Verdampfungsmaterial schmilzt oder erstarrt. Somit fungieren die Übergänge zwischen fester und flüssiger Phase mit der dabei erforderlichen oder frei werdenden Wärme als Puffer.At the Triple point, at which the solid, liquid and gaseous phase of the evaporation material are in equilibrium with each other set the variables of the system vapor pressure and temperature. It is only the relative proportions of the different phases variable with each other. As long as all three phases are approximately in equilibrium are located, the temperature and thus the saturation vapor pressure of the evaporation material determined only by its material constant. Changes in the current account, z. B. by disturbances or changed Steam flow rates due to Ventilstelloperationen lead, as long not to a change the temperature of the evaporation material, such as liquid and solid phase at the same time available. There is a heat exchange between solid and liquid Phase, allowing the temperature of the liquid phase to approach approximately Triple point temperature is maintained and only further evaporation material melts or solidifies. Thus, the transitions between solid and liquid phase function with the required or released heat as Buffer.
Dieser stabilisierende Effekt kann auch bei einer Abweichung vom Sättigungsdampfdruck über dem Verdampfungsmaterial ausgenutzt werden, welcher sich bei der Entnahme von Dampf für die Beschichtungsaufgabe einstellt. Durch die Einstellung des Tripelpunktes ist die Temperatur unmittelbar an der Oberfläche des Verdampfungsmaterials stabilisiert und ein konstanter Dampfdruck gewährleistet, so dass die Kontrolle der Verdampfungsrate mittelbar durch die Kontrolle der Phasenübergänge erfolgt, was sie erheblich vereinfacht.This stabilizing effect can also be at a deviation from the saturation vapor pressure over the Evaporating material to be exploited, which in the removal of steam for sets the coating task. By setting the triple point the temperature is directly at the surface of the evaporation material stabilizes and ensures a constant vapor pressure, giving the control the evaporation rate is done indirectly by controlling the phase transitions, which considerably simplified.
Die erfindungsgemäß mögliche Differenz zwischen der eingestellten Oberflächentemperatur des Verdampfungsmaterials und dessen Tripelpunkt hängt von der bevorzugten Pufferwirkung des Phasensystems und den verschiedenen Faktoren ab, welche die Pufferfähigkeit beeinflussen. So wirken sich insbesondere eine große Materialmenge und ein kleiner Temperaturgradient innerhalb der Schmelze stabilisierend aus. Ebenso hat die Größe der Fläche der Phasengrenze sowie die Relativbewegung zwischen fester und flüssiger Phase Einfluss, wobei solches Material, welches keine diskrete Phasengrenze ausbildet und einzelne, in der flüssigen Phase verteilte feste Bestandteile bildet, eine gute Pufferfähigkeit aufweist.The according to the invention possible difference between the set surface temperature of the Evaporation material and its triple point depends on the preferred buffering effect of the phase system and the various factors which the buffering capacity influence. So in particular, a large amount of material affect and stabilizing a small temperature gradient within the melt out. Similarly, the size of the area has the Phase boundary and the relative movement between solid and liquid phase Influence, wherein such material, which does not form a discrete phase boundary and single, in the liquid Phase distributed solid constituents, has a good buffering ability.
Die Energiezufuhr zur Erhitzung des Verdampfungsmaterials und Zufuhr der erforderlichen Schmelzwärme kann mit allen bekannten Methoden erfolgen, wie z. B. über Energiestrahlung mittels CFC-Heizer, Mantelrohrheizer, Heizdraht, keramischen Strahlungsheizer oder Vergleichbarem. Ebenso ist die Zufuhr über elektromagnetische Energie beispielsweise mittels Induktionsheizung oder Widerstandserwärmung im Verdampfungsmaterial selbst oder über Beschuss mit einem Elektronenstrahl möglich.The Energy supply for heating the evaporation material and supply the required heat of fusion can be done by any known methods, such as. B. over energy radiation using CFC heater, Jacket tube heater, heating wire, ceramic radiant heater or similar. Likewise, the feed is over electromagnetic energy, for example by means of induction heating or resistance heating in the evaporation material itself or by bombardment with an electron beam possible.
Eine Energieableitung ist zur Kompensation überschüssiger Heizleistung oder Erstarrungswärme erforderlich, wenn die Heizleistung nicht ausreichend reduziert werden kann, beispielsweise bei verringerter Verdampfungsrate infolge einer Verringerung der Dampfstrommenge oder Unterbrechung der Beschichtungsaufga be. Sie kann durch aktive oder durch passive Kühlung erfolgen. Während bei einer aktiven Kühlung die ausgewählten Abschnitte der Wandung des Tiegels mit einem Kühlmittel in Kontakt gebracht werden, wird zur passiven Kühlung beispielsweise eine Wärmedämmung, welche die Wandung des Tiegels umgibt, abschnittsweise verringert oder entfernt. Die Art der Kühlung hängt zum einen von der abzuleitenden Energiemenge ab, die z. B. bei der kontinuierlichen Zufuhr geschmolzenen Verdampfungsmaterials größer sein wird. Zum anderen hat auch die Ausgestaltung der gesamten Verdampferanordnung Einfluss, z. B. die Anordnung des Verdampfers in einer Vakuumkammer oder die Ausführung eines beweglichen Tiegels.A Energy dissipation is required to compensate for excess heating or solidification heat, if the heating power can not be reduced sufficiently, for example at a reduced rate of evaporation due to a reduction in the amount of steam flow or interrupting the coating task. It can be active or by passive cooling respectively. While with active cooling the selected ones Portions of the wall of the crucible are brought into contact with a coolant become passive cooling For example, a thermal insulation, which the wall of the crucible surrounds, partially reduced or away. The type of cooling depends on one from the deduced amount of energy from the z. B. in the continuous Supply of molten vaporization material will be greater. On the other hand has also influence the design of the entire evaporator arrangement, z. B. the arrangement of the evaporator in a vacuum chamber or the execution a movable crucible.
Einen wesentlichen Einfluss auf die Energiebilanz des Systems und somit auf die Regelung der Energiezufuhr und gegebenenfalls der Energieableitung hat die Bestückung des Tiegels mit neuem Verdampfungsmaterial. Der Ersatz des verbrauchten, verdampften Materials mit neuem erfolgt auf verschiedene Weise. So kommt die Bestückung mit festem Material, insbesondere chargiert, ebenso in Betracht, wie die kontinuierliche Zufuhr von bereits geschmolzenem Verdampfungsmaterial. Während mit der kontinuierlichen Zufuhr geschmolzenen Materials ein kontinuierlicher Energieeintrag verbunden ist, muss bei chargierter Bestückung mit festem Material durch zeitweise erhöhte Energiezufuhr das Phasengleichgewicht stets wieder neu hergestellt werden.a significant impact on the energy balance of the system and thus on the regulation of the energy supply and, where appropriate, the energy dissipation has the equipment of the crucible with new evaporation material. The replacement of the spent, vaporized Materials with new things are done in different ways. So that comes assembly with solid material, in particular charged, also considered, like the continuous supply of already melted evaporation material. While with the continuous supply of molten material a continuous Energy input is associated with charged equipment with solid material by temporarily increased energy supply the phase equilibrium always be restored again.
Um den Verdampfer während des Prozesses ständig in einem Zustand zu halten, in dem die Pufferwirkung sowohl für den Fall einer positiven Leistungsbilanz, bei welcher die Summe aus der zugeführten Heizleistung, den Leistungsverlusten an die Umgebung infolge Wärmestrahlung und Wärmeleitung sowie der umgesetzten Verdampfungsleistung positiv ist, als auch für den Fall einer negativen Leistungsbilanz gegeben ist, wird die Zuführung der zur Verdampfung erforderlichen Heizleistung oder die Ableitung der überschüssigen Heizleistung in Abhängigkeit vom Grad des Aufschmelzens des Verdampfungsmaterials gesteuert. Folglich wird, entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungs form der Erfindung, die Energiezufuhr und/oder Energieableitung in Abhängigkeit vom Erstarrungsgrad des Verdampfungsmaterials geregelt, welches als das Verhältnis des festen Anteils des Verdampfungsmaterials zur Gesamtmenge definiert sein soll. Die Regelung ist wegen der beschriebenen materialabhängigen Temperaturstabilisierung am Tripelpunkt unkritisch und muss lediglich ein vollständiges Schmelzen oder ein vollständiges Erstarren des Verdampfungsmaterials verhindern.In order to keep the evaporator constantly in a state in which the buffering effect is positive both in the case of a positive power balance, in which the sum of the supplied heating power, the power losses to the environment due to heat radiation and heat conduction and the evaporation performance is positive, is given as well as in the case of a negative power balance, the supply of the heating power required for the evaporation or the derivative of the excess heating power depending on the degree of melting of the evaporation material is controlled. Consequently, according to a particularly advantageous embodiment of the invention, the energy supply and / or energy dissipation depending on the degree of solidification of the evaporation material is regulated, which is referred to as the ratio of the solid portion of the evaporation materials to the total amount should be defined. The control is not critical because of the described material-dependent temperature stabilization at the triple point and only has to prevent complete melting or complete solidification of the evaporation material.
Da zur Stabilisierung der Temperatur und des Dampfdruckes die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts aller drei Phasen zu gewährleisten ist, genügt in der Regel eine grobe Ermittlung des Erstarrungsgrades, wobei beispielsweise eine rechnerische Dimensionierung der Energiebilanz und die Berechnung eines für die Stabilität des Verfahrens bevorzugten Erstarrungsgrades vorab erfolgen kann. Sofern sich dieser zur flüssigen oder zur festen Phase hin verschiebt, kann auf eine abweichende Leistungsbilanz geschlossen und diese durch Energiezufuhr oder Energieableitung ausgeregelt werden.There for the stabilization of the temperature and the vapor pressure the maintenance of the equilibrium of all three phases is sufficient in the Usually a rough determination of the degree of solidification, for example a mathematical dimensioning of the energy balance and the calculation one for the stability the method preferred degree of solidification can be done in advance. Provided this to the liquid or shifts towards the fixed phase, may be at a different Current account closed and this by energy supply or energy dissipation be corrected.
Zu diesem Zweck weist eine Vorrichtung, die der Lösung der Aufgabenstellung dient, eine Messeinrichtung auf, welche den Erstarrungsgrad des Verdampfungsmaterials ermittelt. In Abhängigkeit vom Verdampfungsmaterial und auch vom Temperaturregime kann die feste von der flüssigen Phase sowohl durch eine Grenzfläche, die Erstarrungsfront, als auch durch einen Bereich getrennt sein, in welchem beide Phasen gemischt vorliegen. Dementsprechend ist die Messeinrichtung auszuwählen, wobei der Erstarrungsgrad auch indirekt ermittelt werden kann. Die verschiedenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind geeignet, die erforderlichen Informationen über den Schmelzzustand zu liefern.To this purpose, a device that serves the solution of the task, a measuring device on which the degree of solidification of the evaporation material determined. Dependent on from the evaporation material and also the temperature regime can the solid from the liquid Phase through both an interface, the solidification front, as well as being separated by an area in which both phases are mixed. Accordingly is to select the measuring device, wherein the degree of solidification can also be determined indirectly. The various embodiments of the device according to the invention are suitable to provide the required information about the state of melting.
Das erfindungsgemäße Verfahren schließt auch die Variante ein, dass unter Berücksichtigung der dem Prozess durch die ständig aufzubringende Verdampfungswärme sowie durch Wärmestrahlung und Wärmeleitung stetig entzogenen Energie, die erfindungsgemäße Aufrechterhaltung des Gleichgewichts aller drei Phasen bei spielsweise auch mittels der Regelung der Energieableitung durch aktive Kühlung bei sonst konstanter Energiezufuhr möglich ist.The inventive method also closes the variant one that taking into account the the process through the constant applied heat of vaporization as well as by heat radiation and heat conduction steadily withdrawn energy, maintaining the balance of the invention all three phases in example by means of the regulation of energy dissipation through active cooling with otherwise constant energy supply is possible.
Davon ausgehend sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die zur Aufrechterhaltung des Phasengleichgewichts im ungestörten Verdampfungsprozess erforderliche Energiezufuhr und/oder Energieableitung rechnerisch ermittelt werden und dementsprechend im Wesentlichen kontinuierlich erfolgt und dass eine Kühlung des Verdampfungsmaterials über einen Abschnitt der Wandung des Tiegels erfolgt, welcher die feste Phase einfasst und nahezu an die im Gleichgewicht befindliche Phasengrenze grenzt und/oder dass eine Erhitzung des Verdampfungsmaterials über einen Abschnitt der Wandung des Tiegels erfolgt, welcher die flüssige Phase einfasst und nahezu an die im Gleichgewicht befindliche Phasengrenze grenzt.From that starting from an advantageous embodiment of the method according to the invention, that to maintain the phase equilibrium in the undisturbed evaporation process required energy input and / or energy dissipation arithmetically be determined and therefore substantially continuously done and that a cooling of the evaporation material over a Section of the wall of the crucible takes place, which is the solid phase and almost to the equilibrium phase boundary borders and / or that a heating of the evaporation material over a Section of the wall of the crucible takes place, which is the liquid phase and almost to the equilibrium phase boundary borders.
Bei einer positiven Leistungsbilanz würde fortlaufend mehr Verdampfungsmaterial geschmolzen werden, als verdampft wird, so dass der Erstarrungsgrad und folglich die Grenze zwischen fester und flüssiger Phase, die sich bei der rechnerisch ermittelten Energiezufuhr und Kühlung des ungestörten Systems einstellt, sinkt. Sofern diese unter ein Limit sinkt, welche beispielsweise durch die entsprechend bemessene und bezogen auf dieses Limit lokal begrenzte Kühlung definiert ist, wird die überschüssige Energie durch eine gesteigerte Kühlung abgeführt. Durch die lokal definierte Kühlung der Schmelze in der Nähe der Phasengrenze nimmt so bei einer Verringerung des Erstarrungsgrades die thermische Kopplung zwischen dem flüssigen Verdampfungsmaterial und gekühlter Wandung überproportional zu. Im umgekehrten Fall werden durch eine steigende Erstarrung des Materials die Energieverluste durch eine verminderte Kühlung verringert.at a positive current account would continuously produce more evaporation material be melted, as is evaporated, so that the degree of solidification and consequently the boundary between solid and liquid phase, which is at the calculated energy supply and cooling of the undisturbed system stops, sinks. If this falls below a limit, which for example by the appropriately sized and locally related to this limit limited cooling is defined, the excess energy dissipated by increased cooling. By the locally defined cooling the melt nearby the phase boundary thus decreases with a reduction of the degree of solidification the thermal coupling between the liquid evaporation material and cooled Wall disproportionately to. In the opposite case, by an increasing solidification of the Material reduces energy losses through reduced cooling.
Eine vergleichbare, alternativ oder zusätzlich einsetzbare Selbstjustierung des Verdampfungsprozesses ist auch durch eine entsprechende Erhitzung der Wandung möglich, die an die flüssige Phase grenzt. Sofern dieser Abschnitt der Wandung erhitzt wird, tritt bei einer Erhöhung des Erstarrungsgrades und dem damit einhergehenden Ansteigen der Phasengrenze eine Erhöhung der Kopplung an die erhitzte Wandung und bei dem Absinken der Phasengrenze eine Verringerung der Kopplung ein. Mit diesen verschiedenen Möglichkeiten ist stets eine schnelle Ausregelung der Leistungsbilanz unmittelbar und in beide Richtungen möglich. Die Energieableitung erfolgt, ebenso wie die Energiezufuhr unmittelbar, so dass auf die verschiedensten Störgrößen kurzfristig reagiert werden kann.A comparable, alternatively or additionally usable self-adjustment The evaporation process is also by an appropriate heating of the Wall possible, the to the liquid Phase borders. If this section of the wall is heated, occurs at an increase the degree of solidification and the associated increase in the Phase limit an increase the coupling to the heated wall and the lowering of the phase boundary a reduction of the coupling. With these different possibilities is always a quick adjustment of the current account directly and possible in both directions. The energy dissipation takes place, as well as the energy supply immediately, so that you can react quickly to a wide range of disturbances can.
Da wie oben dargestellt die Kontrolle der Verdampfungsrate darauf reduziert werden kann, dass das gleichzeitige Vorliegen von fester, flüssiger und gasförmiger Phase gewährleistet ist, kann über die Dimensionierung der Energiequelle sowie die Dimensionierung und Anordnung der Kühlung oder Erhitzung der Tiegelwandung ein selbststabilisierendes Verdampfungsverfahren durchgeführt werden. Dieses Verfahren ist entweder im Rahmen vorbestimmter Grenzen der Gesamtmenge des vorhandenen Verdampfungsmaterials oder bei kontinuierlicher Beschickung mit neuem, flüssigem Verdampfungsmaterial anwendbar.There as shown above, the control of the evaporation rate is reduced to this can be that the simultaneous presence of solid, liquid and gaseous phase guaranteed is, can over the dimensioning of the energy source as well as the dimensioning and arrangement of cooling or heating the crucible wall a self-stabilizing evaporation process carried out become. This method is either within predetermined limits the total amount of existing evaporation material or continuous Charge with new, liquid Evaporation material applicable.
Sofern entsprechend einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Energiezufuhr in das System der abgeführten Dampfmenge nachgeführt wird, kann der Wirkungsgrad und die Stabilität des Prozesses verbessert und die Kontrolle erleichtert werden, da sich die Erstarrungsfront weniger bewegt.If, according to a particular embodiment of the method according to the invention, the energy supply is tracked in the system of the discharged amount of steam, the efficiency and stability of the process can be improved and the control can be facilitated as the Erstar less forward.
Eine weitere Vorrichtung, die der Durchführung des beschriebenen selbststabilisierenden Verdampfungsverfahrens dient, ist derart ausgestaltet, dass bei ungestörtem Verdampfungsprozess mit gleichzeitig vorhandener gasförmiger, flüssiger und fester Phase nur jener Teil der Wandung, an welchen die feste Phase grenzt, zumindest im an die Grenze zwischen fester und flüssiger Phase ungefähr anschließenden Bereich kühlbar ist und/oder nur jener Teil der Wandung, an welchen die flüssige Phase grenzt, zumindest im an die Grenze zwischen fester und flüssiger Phase ungefähr anschließenden Bereich erhitzbar ist. Die Kühlung oder die Heizung wird so ausgelegt, dass ab einer vorbestimmten Abweichung des Erstarrungsgrades die thermische Kopplung zwischen Verdampfungsgut und gekühlter oder erhitzter Wandung zu- oder abnimmt. Der Normalwert des Erstarrungsgrades ist dabei durch die rechnerisch ermittelte, kontinuierliche Energiezufuhr in das System definiert, die insbesondere in Abhängigkeit vom Verdampfungsmaterial, der für die Beschichtungsaufgabe erforderlichen Verdampfungsrate und der Energieverluste des Systems bestimmt wird.A Another device, the implementation of the described self-stabilizing Evaporation process is designed such that at undisturbed Evaporation process with simultaneously existing gaseous, liquid and solid phase only that part of the wall to which the solid Phase borders, at least in the border between solid and liquid phase approximately subsequent Area coolable and / or only that part of the wall to which the liquid phase adjoins, at least in the border between solid and liquid phase approximately subsequent Area is heated. The cooling or the heater is designed so that starting from a predetermined Deviation of the degree of solidification the thermal coupling between Evaporative and cooled or heated wall increases or decreases. The normal value of the degree of solidification This is due to the computationally determined, continuous energy supply defined in the system, in particular depending on the evaporation material, the for the coating task required evaporation rate and the Energy losses of the system is determined.
Hierbei ist es insbesondere von den Prozessparametern und der Prozessgestaltung, der Art der Bestückung mit neuem Verdampfungsmaterial, der Ausgestaltung des Tiegels und der Energiezufuhr in das System zur Verflüssigung des Verdampfungsmaterials abhängig, ob die Erhitzung der Wandung des Tiegels zur Selbststabilisierung durch diese Energiequelle mit realisiert wird oder eine gesonderte Energiequelle vorgesehen ist. Ebenso verhalt es sich auch mit der Kühlung, die zur Energieableitung aus dem System dient und der lokal begrenzten Kühlung der Wandung zur Selbststabilisierung. So ist beispielsweise eine Trennung der Kühlung am Boden und an der seitlichen Wandung entsprechend der beiden Funktionen oder auch nur eine Kühlung zur Selbststabilisierung möglich, die gleichermaßen zur Abkühlung der Vorrichtung beispielsweise zur Unterbrechung des Verdampfungsprozesses genutzt werden kann.in this connection In particular, it depends on the process parameters and the process design, the type of assembly with new evaporation material, the design of the crucible and the supply of energy to the system for liquefying the evaporation material dependent, whether the heating of the wall of the crucible for self-stabilization is realized by this energy source with or a separate Energy source is provided. It is the same with the Cooling, which serves to dissipate energy from the system and the localized one Cooling the Wall for self-stabilization. For example, a separation the cooling at the bottom and on the lateral wall according to the two functions or just a cooling for self-stabilization possible, the same to cool down the device, for example, to interrupt the evaporation process can be used.
Unabhängig davon, ob das erfindungsgemäße Verfahren selbststabilisierend ausgeführt wird oder nicht, erweist es sich von Vorteil, wenn Inhomogenitäten in der Schmelze des Verdampfungsmaterials durch Rühren ausgeglichen werden. Insbesondere stellen ein erhöhter Temperaturgradient oder in der Schmelze verteilte feste Bestandteile solche Inhomogenitäten dar, die in Abhängigkeit von der Art des Verdampfungsmaterials auftreten können. Durch das Rühren wird der Wärmeübergang zwischen fester und flüssiger Phase verbessert und die Oberflächentemperatur dem Tripelpunkt angenähert. Geeignet sind verschiedene Mittel, entsprechend einer Ausgestaltung der Vorrichtung insbesondere solche, welche eine Bewegung der Schmelze elektromagnetisch oder mechanisch anregen.Independently of, whether the inventive method self-stabilizing or not, it proves to be an advantage if inhomogeneities in the Melt the evaporation material can be compensated by stirring. Especially make an elevated one Temperature gradient or melt distributed solid components such inhomogeneities depending on of the type of evaporation material can occur. By stirring becomes the heat transfer between solid and liquid Phase improves and the surface temperature approximated to the triple point. Suitable are various means, according to an embodiment the device in particular those which a movement of the melt electromagnetically or mechanically stimulate.
Die Ermittlung des Erstarrungsgrades des Verdampfungsmaterials ist auf verschiedene Weise möglich. So erfolgt die Ermittlung beispielsweise mittels elektromagnetischer Sensoren. Für das metallische Verdampfungsmaterial eignet sich insbesondere das Wirbelstromverfahren, bei welchen im Verdampfungsmaterial Wirbelströme induziert werden. Dieses Verfahren liefert unter anderem Aussagen zur Leitfähigkeit des Materials, so dass wegen der Temperaturabhängigkeit der Leitfähigkeit und des bei Metallen häufig vorhandenen Sprungs der Leitfähigkeit beim Phasenübergang fest/flüssig die Auswertung des Erstarrungsgrades möglich ist. Diese Messung kann separat oder kombiniert mit Wirbelstromheizung und elektromagnetischem Rühren erfolgen.The Determination of the degree of solidification of the evaporation material is on different way possible. Thus, the determination is carried out for example by means of electromagnetic Sensors. For the metallic evaporation material is particularly suitable Eddy current method in which induces eddy currents in the evaporation material become. Among other things, this method provides information on the conductivity of the material, so that because of the temperature dependence of the conductivity and of metals available jump of conductivity at Phase transition solid / liquid the evaluation of the degree of solidification is possible. This measurement can separately or combined with eddy current heating and electromagnetic stir respectively.
Ultraschallverfahren sind geeignet zur Messung temperaturabhängiger akustischer Materialkonstanten und insbesondere für Schmelzen, welche einen diffusen Phasenübergang fest/flüssig mit einem Anteil fester Bestandteile in der flüssigen Phase aufweisen. Sie eignen sich ebenso zur Bestimmung von temperaturabhängigen Geschwindigkeiten der elektromagnetisch oder mechanisch bewegten Schmelze mittels Dopplerverfahren sowie zur Detektion der Lage von Grenzflächen zwischen den Phasen.ultrasonic methods are suitable for measuring temperature-dependent acoustic material constants and in particular for Melting, which is a diffuse phase transition solid / liquid with have a proportion of solid components in the liquid phase. she are also suitable for the determination of temperature-dependent speeds the electromagnetically or mechanically moving melt by means Doppler method and for the detection of the position of interfaces between the phases.
Eine Temperaturmessung an der Wandung des Tiegels, entsprechend einer weiteren Ausgestaltung mittels eines Temperatursensorenfeldes, kann direkt die Lage der Phasenfront oder die Lage und Ausdehnung eines Phasengemisches detektieren, so dass eine Verschiebung unmittelbar festzustellen ist.A Temperature measurement on the wall of the crucible, corresponding to one further embodiment by means of a temperature sensor field, can directly the position of the phase front or the position and extent of a phase mixture detect, so that a shift is immediately detected.
Dienlich ist ebenfalls eine visuelle Beurteilung des Erstarrungsgrades, wobei der Einblick in den Tiegel mit einer Kamera durch ein beheiztes Fenster (z. B. Quarz) erfolgen kann und die Auswertung über eine automatisierte Bildverarbeitung. Auch die Auswertung der Bewegung der Schmelze, die mit einer der beschriebenen Verfahren gerührt wird, mittels optischer oder mechanischer Auswertung ist geeignet, den Erstarrungsgrad zu ermitteln.expedient is also a visual assessment of the degree of solidification, wherein the insight into the crucible with a camera through a heated window (For example, quartz) can be done and the evaluation of an automated image processing. Also, the evaluation of the movement of the melt, with one of the stirred procedure described is, by optical or mechanical evaluation is suitable, determine the degree of solidification.
Neben der Auswertung und Nutzung des Erstarrungsgrades für die Regelung der Energiezufuhr und Energieableitung ist auch die Kontrolle des Erstarrungsgrades im selbststabilisierenden Verfahren vorteilhaft, da dieses Verfahren innerhalb gewisser Grenzen stabil ist und das Erreichen dieses Bereichs beim Anfahren des Prozesses beobachtbar ist oder bei der Annäherung an solch eine Grenze einen Eingriff erforderlich machen kann. Zu diesem Zweck sehen verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung oben beschriebene Mittel zur Ermittlung des Erstarrungsgrades vor.In addition to the evaluation and use of the degree of solidification for the regulation of energy supply and energy dissipation, the control of the degree of solidification in the self-stabilizing process is advantageous because this method is stable within certain limits and the achievement of this range is observable when starting the process or in the approach to such a border may require intervention. For this purpose, various embodiments of the apparatus see above described means for determining the Er degree of stagnation.
Für eine kontinuierliche Beschichtung von bewegten Substraten ist die Bereitstellung eines kontinuierlichen Dampfstromes erforderlich, wofür mehrere Verdampfer parallel an eine Beschichtungsanlage angeschlossen sind und einzeln oder mehrere nacheinander mit der Beschichtungsanlage verbunden werden, während die übrigen zur Wartung oder Beschickung mit neuem Material von der Anlage getrennt sind.For a continuous Coating of moving substrates is the provision of a Continuous steam flow required, for which several evaporators in parallel are connected to a coating system and individually or several successively connected to the coating plant, while the remaining For maintenance or loading with new material separated from the plant are.
Eine parallele Anordnung von mehreren Verdampfern ist auch für die Mischverdampfung erforderlich, bei der in jedem Verdampfer eine der zu mischenden Komponenten verdampft und deren Dampfstrom beispielsweise zur Mischung in der Beschichtungsanlage mittels eines Stellglieds mit variablem Leitwert, welches vorzugsweise im Dampfaustritt angeordnet ist, reguliert wird.A parallel arrangement of multiple evaporators is also for mixed evaporation required, in which in each evaporator one of the to be mixed Components vaporized and their vapor stream, for example, to mix in the coating plant by means of an actuator with variable Conductance, which is preferably arranged in the steam outlet, is regulated.
Bei der Verbindung oder Trennung einzelner Verdampfer mittels Ventilen, die vorzugsweise am Dampfaustritt jedes einzelnen Verdampfers angeordnet sind, treten regelmäßig große Schwankungen im Dampfstrom und somit in der Verdampfungsrate auf. Diese können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitestgehend ausgeglichen werden, wobei es sich als vorteilhaft erweist, wenn auch die Bauteile des Dampfaustritts und der Regulierung des Dampfstromes auf eine Temperatur beheizt werden, bei wel cher eine Kondensation von Dampf auf diesen Bauteilen vermieden wird. Auf diese Weise werden Ablagerungen von erstarrtem Verdampfungsmaterial an diesen Bauteilen und somit Beeinträchtigungen ihrer Funktion sowie eine negative Beeinflussung des Gleichgewichtssystems und der Energiebilanz vermieden.at the connection or separation of individual evaporators by means of valves, preferably arranged at the steam outlet of each evaporator are, large fluctuations occur regularly in the vapor stream and thus in the evaporation rate. These can with the device according to the invention be compensated as far as possible, it being advantageous proves, albeit the components of the steam outlet and the regulation the steam flow are heated to a temperature at wel cher Condensation of steam on these components is avoided. In this way deposits of solidified evaporation material become these components and thus impair their function as well a negative influence on the equilibrium system and the energy balance avoided.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt die Zeichnungsfigur den Vertikalschnitt einer erfindungsgemäßen Verdampfungsvorrichtung.The Invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the associated Drawing shows the drawing figure the vertical section of an evaporation device according to the invention.
Ein
trogförmiger
Tiegel
Durch
eine erste Öffnung
In
der Wandung des Tiegels
Im
beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist der Tiegel
Sofern
die Erstarrungsfront
Sinkt
die Erstarrungsfront
Die
in der Figur dargestellte Verdampfungsvorrichtung unterstützt darüber hinaus
die Durchführung
eines Verdampfungsverfahrens, welches auf der Regelung der Kühl- und
der Heizleistung beruht, alternativ eine dieser beiden Möglichkeiten.
Die Regelung erfolgt in Abhängigkeit
von dem mittels Temperaturfeldmessung und elektromagnetischem Sensor
Der
sich über
dem flüssigen
Verdampfungsmaterial
- 11
- Tiegelcrucible
- 22
- Abdeckplattecover
- 33
- festes Verdampfungsmaterialsolid Evaporation material
- 44
- flüssiges Verdampfungsmaterial, Schmelzeliquid evaporation material, melt
- 55
- gasförmiges Verdampfungsmaterialgaseous evaporation material
- 66
- Erstarrungsfrontsolidification front
- 77
- erste Öffnungfirst opening
- 88th
- Rührerstirrer
- 99
- zweite Öffnungsecond opening
- 1010
- Dampfaustrittsteam outlet
- 1111
- Ventil, Düse, DüsensystemValve, Nozzle, nozzle system
- 1212
- Strahlungsheizungradiant heating
- 1313
- Kühlrohrecooling pipes
- 1414
- Temperatursensortemperature sensor
- 1515
- elektromagnetischer Sensorelectromagnetic sensor
Claims (22)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200510049906 DE102005049906B4 (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Method and apparatus for evaporating evaporation material |
| PCT/DE2006/001785 WO2007045215A1 (en) | 2005-10-17 | 2006-10-10 | Method and apparatus for evaporating material for coatings |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200510049906 DE102005049906B4 (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Method and apparatus for evaporating evaporation material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102005049906A1 DE102005049906A1 (en) | 2007-04-19 |
| DE102005049906B4 true DE102005049906B4 (en) | 2009-12-03 |
Family
ID=37597053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE200510049906 Expired - Fee Related DE102005049906B4 (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Method and apparatus for evaporating evaporation material |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102005049906B4 (en) |
| WO (1) | WO2007045215A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007020852A1 (en) * | 2007-05-02 | 2008-11-06 | Stein, Ralf | Gas supply system and method for providing a gaseous deposition medium |
| EP2048261A1 (en) * | 2007-10-12 | 2009-04-15 | ArcelorMittal France | Industrial steam generator for depositing an alloy coating on a metal band |
| EP2168644B1 (en) * | 2008-09-29 | 2014-11-05 | Applied Materials, Inc. | Evaporator for organic materials and method for evaporating organic materials |
| CN107805783B (en) * | 2017-11-30 | 2023-12-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | Evaporation source, evaporation equipment and evaporation control method |
| US20210388486A1 (en) * | 2018-11-20 | 2021-12-16 | Bobst Manchester Limited | Evaporator boat control system, pvd machine and method of operating the pvd machine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1273336A (en) * | 1969-03-13 | 1972-05-10 | United Aircraft Corp | Apparatus for applying a uniform coating of a metallic alloy to a substrate |
| DE4422697C1 (en) * | 1994-06-29 | 1996-01-25 | Zsw | Vapour coating device for prodn. of thin filmed solar cells |
| EP0735157A2 (en) * | 1995-03-28 | 1996-10-02 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Formation of magnesium vapor with high evaporation speed |
| WO2001049892A1 (en) * | 1999-12-29 | 2001-07-12 | United Technology Corporation Pratt & Whitney | A method of forming on a substrate a coating of complex alloy containing elements whose evaporation temperatures differ by more than 350 °c |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5154062A (en) * | 1991-07-19 | 1992-10-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Continuous process for producing slush hydrogen |
| US5402649A (en) * | 1993-09-02 | 1995-04-04 | Rockwell International Corporation | Spray-freeze slush hydrogen generator |
| US6251233B1 (en) * | 1998-08-03 | 2001-06-26 | The Coca-Cola Company | Plasma-enhanced vacuum vapor deposition system including systems for evaporation of a solid, producing an electric arc discharge and measuring ionization and evaporation |
| EP1382713B1 (en) * | 2002-07-19 | 2006-05-17 | Lg Electronics Inc. | Source for thermal physical vapour deposition of organic electroluminescent layers |
| DE10316228B3 (en) * | 2003-04-09 | 2004-12-16 | Dr. Eberl Mbe-Komponenten Gmbh | Effusion cell with improved crucible temperature control |
-
2005
- 2005-10-17 DE DE200510049906 patent/DE102005049906B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-10-10 WO PCT/DE2006/001785 patent/WO2007045215A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1273336A (en) * | 1969-03-13 | 1972-05-10 | United Aircraft Corp | Apparatus for applying a uniform coating of a metallic alloy to a substrate |
| DE4422697C1 (en) * | 1994-06-29 | 1996-01-25 | Zsw | Vapour coating device for prodn. of thin filmed solar cells |
| EP0735157A2 (en) * | 1995-03-28 | 1996-10-02 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Formation of magnesium vapor with high evaporation speed |
| WO2001049892A1 (en) * | 1999-12-29 | 2001-07-12 | United Technology Corporation Pratt & Whitney | A method of forming on a substrate a coating of complex alloy containing elements whose evaporation temperatures differ by more than 350 °c |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102005049906A1 (en) | 2007-04-19 |
| WO2007045215A1 (en) | 2007-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE112005001190B4 (en) | Device for vacuum coating by metal or alloy evaporation and method with such device | |
| DE3417462C2 (en) | ||
| EP2622112B1 (en) | Apparatus and process for evaporation of material from a metal melt | |
| DE3323896A1 (en) | Process and apparatus for the directed solidification of melts | |
| AT524363B1 (en) | Measuring device with an electrothermal transducer for adjusting a thermal resistance, and method of operation | |
| DE112017002153T5 (en) | EFFUSION CELLS, SEPARATION SYSTEMS WITH EFFUSION CELLS AND ASSOCIATED METHODS | |
| DE102005049906B4 (en) | Method and apparatus for evaporating evaporation material | |
| DE69615598T2 (en) | Generation of magnesium vapor with high evaporation rate | |
| EP1558782B1 (en) | Device and method for the evaporative deposition of a high-temperature superconductor in a vacuum with continuous material introduction | |
| DE69726119T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING THIN STRENGTH ALLOYS | |
| DE4404550C2 (en) | Arrangement for controlling the evaporation rate of crucibles | |
| DE102012109630B3 (en) | Method for coating of substrates by evaporation, involves raising inner crucible vessels in stepwise or continuous manner, when evaporation surface is dropped below upper vessel edge of inner crucible vessels | |
| DE69634071T2 (en) | Method and device for coating a substrate | |
| DE102012022744B4 (en) | Device for adjusting a gas phase in a reaction chamber | |
| DE102013107685B3 (en) | Apparatus and method for sequentially melting and refining in a continuous process | |
| DE102017101867A1 (en) | Magnetron assembly, controlled magnet system and method | |
| DE69403842T2 (en) | Method and device for the continuous supply of metal vapor for chemical vapor deposition | |
| EP4185730B1 (en) | Method for the deposition of metal materials | |
| DE102005025935B4 (en) | High-temperature evaporator cell and process for the evaporation of high-melting materials | |
| DE69506618T2 (en) | Method and device for coating a substrate by means of cathode sputtering | |
| EP1493836A1 (en) | Process and apparatus for the localized deposition of release agents | |
| DE102012109626A1 (en) | Coating substrate by forming evaporation material as steam source in surface of crucible, and providing substrate to vapor cloud in source, where vapor deposition distance is adjusted by adjusting a height of surface and/or substrate | |
| DE19632410C1 (en) | Coating components with thermal insulation layers | |
| EP0880606B1 (en) | Method and device for control of a vacuum vaporization process | |
| DE102009009992B4 (en) | Method of depositing CIS, CIGS or CIGSSe layers and using a wire to make these layers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: DEUS, CARSTEN, 01309 DRESDEN, DE Inventor name: DEUS, CARSTEN, DIPL.-PHYS., 01099 DRESDEN, DE Inventor name: TEICHERT, BERND, 01099 DRESDEN, DE |
|
| 8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: DEUS, CARSTEN, DIPL.-PHYS., 01309 DRESDEN, DE Inventor name: OBST, HENRIK, DR., 01259 DRESDEN, DE Inventor name: TEICHERT, BERND, 01099 DRESDEN, DE |
|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120501 |