DE102011018704A1 - Apparatus and method for coating rotating surfaces - Google Patents

Apparatus and method for coating rotating surfaces Download PDF

Info

Publication number
DE102011018704A1
DE102011018704A1 DE201110018704 DE102011018704A DE102011018704A1 DE 102011018704 A1 DE102011018704 A1 DE 102011018704A1 DE 201110018704 DE201110018704 DE 201110018704 DE 102011018704 A DE102011018704 A DE 102011018704A DE 102011018704 A1 DE102011018704 A1 DE 102011018704A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coating
carrier
substrate
nozzles
nozzle
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.)
Withdrawn
Application number
DE201110018704
Other languages
German (de)
Inventor
Heinrich Justen
Denis Raue
Markus Dumon
Thomas Schulze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Mechatronics GmbH
Original Assignee
Deutsche Mechatronics GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Mechatronics GmbH filed Critical Deutsche Mechatronics GmbH
Priority to DE201110018704 priority Critical patent/DE102011018704A1/en
Publication of DE102011018704A1 publication Critical patent/DE102011018704A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/002Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/14Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means
    • B05D3/141Plasma treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Das Beschichten von Oberflächen mit Freistrahlen ist mit Overspray verbunden und benötigt eine komplexe Bewegung mehrerer Einzeldüsen. Um die Beschichtung einfacher durchzuführen, werden die Beschichtungsdüsen auf einem gemeinsamen Träger angeordnet, mit einer am Rand umlaufenden Absaugung umgeben. Auf dem Träger installierte Wärmequellen gleichen den beim Beschichtungsprozess auftretende Wärmeverlust aus. Die in verschiedenen Ausführungen und Abwandlungen vorgestellte Erfindung eignet sich besonders zum Beschichten von flachen, rotierenden Objekten durch ein partikelbeladenes atmosphärisches Plasma.Coating surfaces with free jets is associated with overspray and requires a complex movement of several individual nozzles. In order to carry out the coating more easily, the coating nozzles are arranged on a common carrier, surrounded by a suction device running around the edge. Heat sources installed on the carrier compensate for the heat loss that occurs during the coating process. The invention presented in various designs and modifications is particularly suitable for coating flat, rotating objects with a particle-laden atmospheric plasma.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Beschichten von Oberflächen, bei denen ein partikelbeladener Plasma-Gasstrom auf ein rotierendes Substrat trifft und der vom Substrat abgelenkte Gasstrom in Absaugungen gelangt.Apparatus and method for coating surfaces in which a particle-laden plasma gas stream strikes a rotating substrate and the gas stream deflected from the substrate passes into suction devices.

Nach dem Stand der Technik wird das Beschichten von Substraten wird in vielen Anwendungen durchgeführt. Die Substrate sind dabei oft rund und im Wesentlichen flach oder mit im Verhältnis zur den ebenen Abmaßen mit geringem Höhenprofil ausgebildet. Die dabei hergestellten oder veredelten Produkte sind vielfältig, wie die folgende beispielhafte aber sich nicht darauf beschränkende Aufzählung zeigt: CDs, DVDs, optische Gläser, optische Reflektoren, medizinische Implantate, Wafer, Teller, Kühlkörper oder auch Leistungshalbleiter.According to the state of the art, the coating of substrates is carried out in many applications. The substrates are often round and substantially flat or formed in relation to the flat dimensions with a low height profile. The products produced or refined there are many, as the following example but not limiting list: CDs, DVDs, optical glasses, optical reflectors, medical implants, wafers, plates, heat sink or power semiconductors.

Die Oberflächen werden zur Herstellung dicker Schichten lackiert oder zum Erzielen geringerer Schichtstärken gedruckt, für extrem dünne Schichten bedampft oder in Vakuumverfahren aus dem Plasma oder der Gasphase auf der Oberfläche abgeschieden. Der Vorteil des Plasma-Beschichtungsverfahrens im Vakuum ist die Herstellung von Materialkombinationen in dünnen Schichten, die mit Bedampfen, Drucken oder Lackieren oder anderen äquivalenten Verfahren nicht hergestellt werden können.The surfaces are painted to produce thicker layers or printed to achieve lower layer thicknesses, vapor deposited for extremely thin layers or deposited on the surface in vacuum processes from the plasma or gas phase. The advantage of the plasma coating process in vacuum is the production of material combinations in thin layers which can not be produced by vapor deposition, printing or painting or other equivalent processes.

Für den Übergangsbereich ist generell das Beschichten mit atmosphärischem Plasma entwickelt worden. Dabei wird in einem Gasstrom durch elektrische Entladungen ein Plasma-Zustand erzeugt, dem Partikel beigemischt und dadurch angeregt werden. Der so beigemischte Partikelmassenstrom ist konstant eingestellt und kann im Sinne einer Regelbarkeit lediglich ausgeschaltet werden. Ein Zuschalten ist nur mit Unterbrechung möglich, da das Plasma nur nach einer endlichen Zeit wieder gezündet werden kann.For the transition region, coating with atmospheric plasma has generally been developed. In this case, a plasma state is generated in a gas stream by electrical discharges, the particles are admixed and thereby excited. The particulate mass flow thus mixed is set constant and can only be switched off in the sense of controllability. A connection is only possible with interruption, since the plasma can be ignited only after a finite time.

Der partikelbeladene Plasma-Gasstrom tritt durch eine Düse aus, und strömt als Prallströmung gegen die zu beschichtende Oberfläche. Die in dem Plasma-Gasstrom fein verteilten Partikel aus Metall, Keramik oder anderen Stoffen sind so hoch angeregt, dass ein Anhaften auf Oberflächen wie beim Plasma-Beschichtungsverfahren im Vakuum möglich ist, wobei Schichtstärken wie beim Bedampfen, Drucken, Lackieren oder bei galvanischen Überzügen erreicht werden.The particle-laden plasma gas stream exits through a nozzle and flows as an impact flow against the surface to be coated. The finely divided in the plasma gas stream of particles of metal, ceramics or other materials are so highly excited that adhesion to surfaces as in the plasma coating process in a vacuum is possible, with layer thicknesses such as vapor deposition, printing, painting or galvanic coatings achieved become.

Die zur Beschichtung verwendeten Düsen für den partikelbeladenen atmosphärischen Plasma-Gasstrom sind im Verhältnis Düsenquerfläche zur Beschichtungsfläche des Substrats sehr klein. Eine Relativbewegung der Düse zur Oberfläche wird daher eingesetzt, um die Oberfläche zum Beispiel zeilenförmig zu überstreichen. Bei einfachen, rechteckigen Oberflächen ist dieses Verfahren einfach und auch mit mehreren Düsen effizient gelöst.The particle-laden atmospheric plasma gas stream nozzles used for the coating are very small in the ratio of the nozzle transverse area to the coating surface of the substrate. A relative movement of the nozzle to the surface is therefore used to sweep the surface, for example, in a line. For simple, rectangular surfaces, this process is simple and efficiently solved even with multiple nozzles.

Der partikelbeladene atmosphärische Plasma-Gasstrom weist in den Anwendungen eine Austrittstemperatur aus der Plasma-Düse von 50°C bis 100°C auf. Damit ist das Verfahren geeignet, wärmeempfindliche Substrate wie Kunststoff-Folien besonders schonend zu beschichten.The particle-laden atmospheric plasma gas stream has an exit temperature from the plasma nozzle of 50 ° C to 100 ° C in the applications. Thus, the method is suitable to coat heat-sensitive substrates such as plastic films very gently.

Die Nachteile des Standes der Technik sind erheblich. Die im Plasma-Gasstrom enthaltenen Partikel lagern sich nicht vollständig an der Oberfläche ab, sondern werden als Overspray mit dem abströmenden Gasstrom aus der Beschichtungszone hinausgetragen. Dies führt zu Verschmutzungen der umliegenden Maschinenbauteile und in der Regel zu häufigen Reinigungsintervallen, in der Folge zur Minderung der Produktivität und damit zur Erhöhung der Produktionskosten.The disadvantages of the prior art are significant. The particles contained in the plasma gas stream are not completely deposited on the surface, but are carried out as overspray with the outflowing gas stream from the coating zone. This leads to contamination of the surrounding machine components and usually to frequent cleaning intervals, as a result, to reduce productivity and thus to increase production costs.

Die Beschichtung von runden Substraten ist bislang unzufriedenstellend gelöst, da beim zeilenweisen Abfahren jede Zeile in ihrer Länge einzeln gestellt werden muss, um den Nachteil eines zeitintensiven Überfahrens der außerhalb der Substratoberfläche liegenden Bereiche und dem damit verbundenen Overspray zu vermeiden.The coating of round substrates has so far been unsatisfactorily resolved, since in line-by-line scanning each line has to be individually adjusted in length in order to avoid the disadvantage of a time-consuming overrun of the regions outside the substrate surface and the associated overspray.

Die Beschichtungszeit für große Oberflächen wird durch den Einsatz von mehreren Düsen reduziert, wodurch der Ansteuerungsaufwand steigt und/oder ein unproduktives Überstreichen von außerhalb liegenden Flächen akzeptiert wird. Die Anschaffung komplexer Ansteuerungssyteme oder das Akzeptieren von verlängerten Beschichtungszeiten verteuert beides die Produktionskosten.The coating time for large surfaces is reduced by the use of multiple nozzles, which increases the driving effort and / or an unproductive sweeping over outside surfaces is accepted. The acquisition of complex control systems or the acceptance of extended coating times more expensive both the production costs.

Ein mit der Beschichtung verbundenes Problem ist das Behandeln heißer Substrate. Das gleichmäßige schnelle Erwärmen ist dabei eine Vorbedingung für eine kurze Taktzeit im Produktionsprozess. Die erforderliche Erwärmung ist daher ein Teil der Beschichtungsaufgabe.A problem associated with the coating is the treatment of hot substrates. The uniform rapid heating is a prerequisite for a short cycle time in the production process. The required heating is therefore part of the coating task.

Das Behandeln heißer Substrate mit einem atmosphärischen Plasma-Gasstrom führt zu einem konvektiven Abkühlen, ähnlich dem konvektiven Aufheizen bei kalten Substraten. In beiden Fällen ist eine Temperierung des Substrats möglich, die zur Homogenisierung flächig ausgeführt sind. Die bei heißen Substraten von der kalten Plasma-Düse bewirkte starke lokale Abkühlung kann so nur unzufriedenstellend ausgeglichen werden und führt zu Materialspannungen, die je nach Werkstoff des Substrats (Glas, Keramik oder andere) dessen Zerstörung als Folge hat. Zu dem Verlust durch Ausschuss kommt ein zusätzlicher Verlust durch Produktionsausfall zur Behebung der Störung hinzu. Treating hot substrates with an atmospheric plasma gas stream results in convective cooling, similar to convective heating on cold substrates. In both cases, a temperature of the substrate is possible, which are carried out flat for homogenization. The strong local cooling caused by the cold plasma nozzle in the case of hot substrates can only be compensated unsatisfactorily and leads to material stresses which, depending on the material of the substrate (glass, ceramic or other), result in its destruction. In addition to the loss due to waste, there is an additional loss due to loss of production to remedy the fault.

Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, die Beschichtung von runden Substraten mit partikelbeladenem atmosphärischem Plasma-Gasstrom zu verbessern, mit dem Schwerpunkt, den Overspray zu vermeiden. Damit verbunden haben sie sich die Aufgabe gestellt, solchermaßen optimierte Düsen ohne komplexe Ansteuerung als eine Gruppe in minimaler Zeit über das Substrat zu führen.The inventors have set themselves the task of improving the coating of round substrates with particle-laden atmospheric plasma gas stream, with the focus on avoiding the overspray. Associated with this they have set themselves the task of guiding nozzles optimized in this way without complex activation as a group over the substrate in minimal time.

Zugleich haben sie sich die Aufgabe gestellt, die Behandlung heißer temperaturempfindlicher Produkte mit einem kalten Plasma-Gasstrom zu ermöglichen, ohne gleichzeitig eine unzulässige Abkühlung zu erzeugen. Letztere Teilaufgabe kommt allerdings seltener vor und ist zugleich in einer Form gelöst, die nicht nur auf das Beschichten, sondern allgemein auf atmosphärisches Plasma angewandt werden kann.At the same time, they have set themselves the task of enabling the treatment of hot temperature-sensitive products with a cold plasma gas stream, without at the same time generating an unacceptable cooling. However, the latter sub-task is less common and at the same time solved in a form that can be applied not only to coating but generally to atmospheric plasma.

Die Lösung der Aufgabe ist zum Teil überraschend einfach. Um den Overspray zu minimieren, ist die Strömungsführung durch spezielle Absaugstellen optimiert. Hierzu werden zwei Ausführungsformen vorgestellt. Um die Beschichtungszeit zu verkürzen sind mehrere Düsen auf einem gemeinsamen Träger im Einsatz. Der Träger wird so über das rotierende Substrat bewegt, dass alle Düsen ohne Reduktion ständig die Beschichtung mit Nenndurchsatz vornehmen. Damit ist die geringste mögliche Beschichtungszeit bei bezüglich Auftragsmenge und Geometrie gegebenen Düsen erreichbar. In einer weiterentwickelten Ausführungsform wird gleichzeitig mit allen Düsen beschichtet, wobei der Bereich im Zentrum von nur einer Düse beschichtet wird.The solution to the problem is sometimes surprisingly simple. In order to minimize the overspray, the flow guidance is optimized by special extraction points. For this purpose, two embodiments are presented. To shorten the coating time, several nozzles are used on a common carrier. The carrier is moved over the rotating substrate so that all nozzles without reduction constantly make the coating with nominal throughput. This achieves the lowest possible coating time with nozzles given in terms of application quantity and geometry. In a further developed embodiment, it is coated simultaneously with all the nozzles, with the area in the center being coated by only one nozzle.

Zur Verkürzung der Taktzeit in der Produktion ist die Vorwärmung für heiße Substrate in die Aufgabenstellung integriert worden, und mit einem speziellen Wärmestrahler in einem vorgelagerten Vorheiz- oder Erwärmungsprozess gelöst. Die während der Beschichtung durch den Plasma-Gasstrom abgekühlten Stellen werden mit Wärmestrahlern erwärmt. Das gleicht den konvektiven Energieverlust aus.To shorten the cycle time in production, the preheating for hot substrates has been integrated into the task, and solved with a special heat radiator in an upstream preheating or heating process. The cooled during the coating by the plasma gas stream locations are heated with heat radiators. This compensates for the convective loss of energy.

Die Lösung ist daher, dass der Plasma-Gasstrom als atmosphärischer Plasma-Gasstrom aus mehreren auf einem gemeinsamen Träger angeordneten Düsen austritt, der abgelenkte Gasstrom lokal an jeder Düse und gemeinsam am Rand des Trägers abgesaugt wird, und der Träger sich in einem konstanten Abstand zum Substrat kontrolliert über dessen gesamte Oberfläche bewegt. Zudem heizen Wärmestrahlungsquellen auf dem Träger das Substrat auf. Weiterhin wird die Plasma-Gasströmung durch eine eingeleitete Sekundärgasströmung behindert und stärker in die Absaugungen umgelenkt.The solution is therefore that the plasma gas stream exits as an atmospheric plasma gas stream from a plurality of arranged on a common carrier nozzles, the deflected gas stream is sucked locally at each nozzle and together at the edge of the carrier, and the carrier at a constant distance to Substrate controlled over its entire surface moves. In addition, heat radiation sources on the support heat the substrate. Furthermore, the plasma gas flow is hindered by an introduced secondary gas flow and deflected more strongly into the suction.

Substrat und Plasma-Gasstrom bewegen sich bei der Beschichtung relativ zueinander. Die offenbarte Erfindung ist auch für andere einzelne oder aufgeteilte Beschichtungsmassenströme anwendbar, wie Fluide über einen weiten Dichte und Viskositätsbereich sowie mit oder ohne dispergierten festen oder flüssigen Partikeln.Substrate and plasma gas flow move in the coating relative to each other. The disclosed invention is also applicable to other single or divided coating mass flows, such as wide density and viscosity range fluids, with or without dispersed solid or liquid particles.

Die Erfindung bietet vielfältige Vorteile.The invention offers many advantages.

Die direkte Absaugung des an jeder Plasma-Düse austretenden partikelbeladenen atmosphärischen Plasma-Gasstroms oder Freistrahls führt direkt zu einer starken Verringerung der Ausbreitung der partikelbeladenen Abströmung, und damit direkt zum reduzierten Overspray. Dieser Effekt wurde auch für eine alternative Strömungsführung gefunden, bei der der austretende partikelbeladene atmosphärische Plasma-Gasstrom oder Freistrahl von einem Spülgas umgeben wird, und der am Rand des Trägers abgesogen wird.The direct extraction of the particle-laden atmospheric plasma gas stream or free jet emerging at each plasma nozzle directly leads to a strong reduction in the spread of the particle-laden effluent, and thus directly to the reduced overspray. This effect has also been found for an alternative flow guide in which the exiting particle-laden atmospheric plasma gas stream or free jet is surrounded by a purge gas, and which is sucked off at the edge of the carrier.

Die Anordnung mehrer Düsen auf einem gemeinsamen Träger ist in mehrfacher weise vorteilhaft. Zum Ersten und am Offensichtlichsten ist nur noch ein Element statt vieler Einzeldüsen zu bewegen. Zum Zweiten ist durch geeignete Kombination von Düsenzahl, Anordnung und Partikelmassenstrom je Düse eine gezielte und vollständige Beschichtung in einem Arbeitsgang ermöglicht, ohne dass beschichtende Düsen Bereiche außerhalb der zu beschichtenden Fläche überstreichen. Zum Dritten führt die gemeinsame Anordnung zu einer Überlagerung der Abströmungen der einzelnen Düsen und Konzentration der Quellen des schädlichen Oversprays. Zum Vierten erweist sich eine um den Träger umlaufende Absaugung angeordnet, durch die mehr Gas abgesogen wird, als unterhalb des Trägers durch Düsen zuströmt, auch zur Reinhaltung des Arbeitsraums der Beschichtungsanlage als sehr nützlich.The arrangement of multiple nozzles on a common carrier is advantageous in many ways. For the first and most obvious, only one element needs to be moved instead of many individual nozzles. Secondly, by a suitable combination of nozzle number, arrangement and particle mass flow per nozzle, a targeted and complete coating in a single operation is made possible without coating nozzles covering areas outside the area to be coated. Third, the common arrangement leads to a superposition of the outflows of the individual nozzles and concentration of the sources of harmful overspray. Fourth, a circulating around the wearer suction proves to be more Gas is sucked as flows below the carrier through nozzles, also to keep the working space of the coating system is very useful.

In der Konsequenz wird aus dem restlichen Beschichtungsraum Gas unter den Träger gesogen und in die umlaufende Absaugung gelenkt. Daher werden die Abströmungen der einzelnen Düsen sicher erfasst und können nicht mehr als Overspray seitlich aus dem Träger herausströmen. Eine geeignete Kontur am Rand des zu beschichtenden Substrats unterstützt diesen Effekt.As a consequence, gas is sucked under the carrier from the remaining coating space and directed into the circulating suction. Therefore, the outflows of the individual nozzles are reliably detected and can no longer flow laterally out of the carrier as an overspray. A suitable contour on the edge of the substrate to be coated supports this effect.

Das Hauptproblem bei allen Beschichtungsvorgängen ist die homogene Schichtdicke. Diese ist durch diese Lösung ohne Overspray und zugleich in kürzester Zeit gewährleistet. Eine minimale Beschichtungsdauer ist durch den kontinuierlichen Einsatz aller Düsen auf dem Träger gegeben.The main problem with all coating processes is the homogeneous layer thickness. This is guaranteed by this solution without overspray and at the same time in no time. A minimum coating time is given by the continuous use of all nozzles on the carrier.

Ein weiterer positiver Effekt des gemeinsamen Trägers ist die Möglichkeit, IR-LEDs als Wärmestrahler einzusetzen. Diese gleichen den lokalen Wärmeverlust des Substrats durch die konvektive Kühlung des Plasmastrahls durch eine ebenso lokale Strahlungserwärmung aus.Another positive effect of the common carrier is the ability to use IR LEDs as heat radiators. These compensate for the local heat loss of the substrate by the convective cooling of the plasma jet by an equally local radiation heating.

Die grundlegende Vorwärmung von heißen Substraten, deren Temperatur im nachfolgenden Beschichtungsprozess ein wesentlicher Faktor ist, wird mit einem einfachen Linienstrahler in kostengünstiger und überraschend einfacher Bauform gelöst. Besonders vorteilhaft ist die gleichartige Auslegung der Heizflächen über dem Produkt.The basic preheating of hot substrates whose temperature is an essential factor in the subsequent coating process is achieved with a simple line source in a cost-effective and surprisingly simple design. Particularly advantageous is the similar design of the heating surfaces over the product.

Die Beschichtung der Mitten rotierender Substrate ist problematisch, auch wenn mehrere Elemente auf einem Träger eingesetzt werden. Eine weiterentwickelte Lösung ist daher die Beschichtung der Mitte mit einer kreisenden Düse, während alle anderen Düsen den Außenbereich beschichten. Durch diese einfache Lösung sind weiterhin alle Düsen kontinuierlich am Beschichten, und das Ziel der minimierten Beschichtungszeit wird mit einem äquivalenten Mittel erreicht.The coating of the centers of rotating substrates is problematic, even if several elements are used on a support. An advanced solution is therefore the coating of the center with a circular nozzle, while all other nozzles coat the outside area. By this simple solution, furthermore, all the nozzles are continuously coated, and the goal of the minimized coating time is achieved by an equivalent means.

Durch die Summe der Effekte verringert sich die Beschichtungsdauer zu alternativen Verfahren nach dem Stand der Technik signifikant. Wartezeiten durch Nacherhitzen fallen weg, sodass in Summe die Produktivität durch diese Maßnahmen deutlich angehoben wird.The sum of the effects significantly reduces the coating time to alternative prior art methods. Waiting times through reheating are eliminated, so that in total productivity is significantly increased by these measures.

Die Erfindung wird anhand von Figuren und Beschreibungen von Ausführungsbeispielen erläutert.The invention will be explained with reference to figures and descriptions of exemplary embodiments.

1 Beschichtungsanlage 1 coating plant

2 Träger mit Düsen und Absaugung – Beispiel für Schwenken 2 Carrier with nozzles and suction - example for panning

3 Querschnitte der Träger aus 2 3 Cross sections of the carrier 2

4 Diagramm Verfahren 4 Diagram procedure

5 Träger mit unterschiedlicher Absaugung 5 Carrier with different suction

6 Translation eines Träger mit 3 Düsen 6 Translation of a carrier with 3 nozzles

7 Translation eines Trägers mit 6 Düsen 7 Translation of a carrier with 6 nozzles

8 Translation eines Trägers mit 4 Düsen 8th Translation of a carrier with 4 nozzles

9 Träger, Ausführungsform mit 4 Plasma-Düsen in verschiedenen Positionen 9 Carrier, embodiment with 4 plasma nozzles in different positions

10 Beschichten mit 4 Düsen und schwenkendem Träger 10 Coating with 4 nozzles and swiveling carrier

11 Beschichten mit 4 Düsen und schwenkendem und rotierendem Träger 11 Coating with 4 nozzles and pivoting and rotating support

12 Beschichtungsprofile 12 coating profiles

13 Träger mit Düsen, Ausführung mit ringförmiger Spülgasdüse 13 Carrier with nozzles, version with annular purge gas nozzle

14 Beschichtung mit kreisender Düse in der Mitte 14 Coating with circular nozzle in the middle

15 Vorwärmung 15 preheating

16 Diagramm Verfahren, Variation 16 Diagram procedure, variation

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

1 zeigt eine Beschichtungsanlage 1 in einer ersten erfinderischen Ausführung. In einem Arbeitsraum 2 befinden sich eine Substrataufnahme 3, das zu beschichtende Substrat 4 und der Träger 5 mit dessen Führung 6. Im Arbeitsraum 2 sind eine oder mehrere Absaugungen 7 an geeigneten Stellen angebracht. Während des Beschichtungsverfahrens dreht sich das Substrat 4. Die Rotationsrichtung 8 ist hier beispielhaft angegeben. Die entgegengesetzte Rotationsrichtung sowie eine Richtungsumkehr der Rotation während des Beschichtungsvorgangs werden ebenfalls beansprucht. 1 shows a coating system 1 in a first inventive embodiment. In a workroom 2 There is a substrate holder 3 , the substrate to be coated 4 and the carrier 5 with its leadership 6 , In the workroom 2 are one or more exhausts 7 attached in suitable places. During the coating process, the substrate rotates 4 , The direction of rotation 8th is given here by way of example. The opposite direction of rotation as well as direction reversal of rotation during the coating process are also claimed.

Weiterhin sind eine oder mehrere Zuluftöffnungen 9 gezielt angebracht. Ein Teil dieser Zuluft wird vom Träger 5 erfasst und als Absaug-Gasstrom abgeführt. Der andere Teil dieser Zuluft gelangt in die Absaugung 7.Furthermore, one or more air inlet openings 9 purposefully attached. Part of this supply air is provided by the carrier 5 captured and discharged as a suction gas stream. The other part of this supply air enters the suction 7 ,

Durch die Führung 6 oder andere nicht dargestellte geeignete Mittel werden dem Träger 5 das Plasmagas mit den bereits darin dispergierten Partikeln zugeführt und die vom Träger 5 erfassten Absaug-Gasströme abgeführt. Die Führung 6 ist so ausgeführt, dass der Träger 5 für die homogene Beschichtung des Substrats 4 erforderliche Bewegung wie Schwenken, Rotation, Translation oder eine Kombination von diesen ausführt.Through the leadership 6 or other suitable means, not shown, become the carrier 5 the plasma gas supplied with the particles already dispersed therein and that of the carrier 5 collected exhaust gas streams discharged. The leadership 6 is designed so that the carrier 5 for the homogeneous coating of the substrate 4 required movement such as panning, rotation, translation or a combination of these performs.

2 beschreibt in drei verschiedenen Ausführungsformen den Träger 5 in einer Ansicht von unten (nach 1), aus der Richtung des Substrats 4 (nicht dargestellt). 3 zeigt diese Ausführungsformen als Seitenansicht und teilweise als Ausbruch in Richtung der Pfeile entlang der gestrichelten Linie in den Darstellungen nach 2. 2 describes in three different embodiments, the carrier 5 in a view from below (after 1 ), from the direction of the substrate 4 (not shown). 3 shows these embodiments as a side view and partly as an outbreak in the direction of the arrows along the dashed line in the illustrations after 2 ,

In 2a und 3a ist eine erste Ausführungsform dargestellt. Sie besteht aus dem Träger 5 mit mehreren (hier beispielhaft drei) Plasma-Düsen 10 mit jeweils einer umlaufenden ersten Absaugung 11 und einer am Rand des Trägers umlaufenden zweiten Absaugung 12. Der Plasma-Gasstrom 13 strömt als Freistrahl aus den Plasma-Düsen 10, trifft auf das Substrat 4, wird dort umgelenkt und wird von der um jede Düse angeordneten Absaugung 11 teilweise erfasst und abgesogen. Ein Teil des abströmenden Freistrahls strömt im Beschichtungsraum 14 zwischen Träger 5 und Substrat 4 zum Rand des Trägers in die dort umlaufend angeordnete Absaugung 12. Die Absaugung 12 ist so ausgelegt, dass ein größerer Volumenstrom abgesaugt wird, als von dem Plasma-Gasstrom 13 in den Beschichtungsraum 14 eingetragen wird. Daher strömt Gas aus den Zuluftöffnungen 9 vom Arbeitsraum 2 der Beschichtungsanlage 1 unter den Rand 15 des Trägers 5 und wird dort von der um den Träger umlaufenden Absaugung 12 erfasst und zusammen abgeführt. Durch diese besondere Strömungsführung tritt kein partikelbeladener Gasstrom in den Arbeitsraum 2 der Beschichtungsanlage 1 ein. Dieser ist damit vor schädlichen Ablagerungen geschützt, die Wartungsarbeiten nach sich ziehen.In 2a and 3a a first embodiment is shown. It consists of the carrier 5 with several (three exemplified here) plasma nozzles 10 each with a circumferential first suction 11 and a peripheral at the edge of the carrier second suction 12 , The plasma gas flow 13 flows out of the plasma nozzles as a free jet 10 , hits the substrate 4 , is deflected there and is from the arranged around each nozzle suction 11 partially recorded and withdrawn. A part of the outflowing free jet flows in the coating room 14 between carriers 5 and substrate 4 to the edge of the carrier in the there circumferentially arranged suction 12 , The suction 12 is designed so that a larger volume flow is sucked off than from the plasma gas stream 13 in the coating room 14 is registered. Therefore, gas flows from the Zuluftöffnungen 9 from the workroom 2 the coating plant 1 under the edge 15 of the carrier 5 and is there by the circulating around the carrier suction 12 recorded and dissipated together. Due to this special flow guidance, no particle-laden gas flow enters the working space 2 the coating plant 1 one. This is thus protected from harmful deposits that cause maintenance.

2b und 3b zeigen den Träger 5 nach 2a in einer weiteren vorteilhaften Ausführung. Um die Plasma-Düsen 10 herum ist ein Ring von (in diesem Beispiel vierzehn) Spülgas-Düsen 16 angeordnet. Die Anzahl und die Lage der Spülgas-Düsen 16 sind wie die Anzahl der Plasma-Düsen 10 auf die Beschichtungsaufgabe abgestimmt. Der Vorteil dieser Anordnung ist die zusätzliche Unterstützung der Strömungsumlenkung des partikelbeladenen Plasma-Gasstroms 13. Zugleich mit diesem zusätzlichen Gas-Zustrom ist die Absaugmenge der Absaugungen um die Düsen herum 11 und um den Träger herum 12 verstärkt. Die Wirkung ist verblüffend, die in der umlaufenden Absaugung 12 erfasste Menge des partikelbeladenen Plasma-Gasstroms ist deutlich reduziert. Der Nutzen ist die Verkleinerung des partikelhaltigen Bereichs im Beschichtungsraum 14. Dies wirkt sich bei Ein- und Ausschaltvorgängen der Gasströme sowie bei der Bewegung des Trägers 5 positiv aus. 2 B and 3b show the carrier 5 to 2a in a further advantageous embodiment. To the plasma nozzles 10 around is a ring of (fourteen in this example) purge gas nozzles 16 arranged. The number and location of the purge gas nozzles 16 are like the number of plasma nozzles 10 matched to the coating task. The advantage of this arrangement is the additional support of the flow deflection of the particle-laden plasma gas stream 13 , At the same time as this additional influx of gas is the suction of the suction around the nozzles around 11 and around the wearer 12 strengthened. The effect is amazing, in the all-round suction 12 recorded amount of particle-laden plasma gas stream is significantly reduced. The benefit is the reduction of the particulate area in the coating room 14 , This has an effect on switching on and off of the gas flows as well as on the movement of the carrier 5 positive.

In 2c ist die Anwendung in einer weiteren sehr nützlichen Form dargestellt. In den Spülgas-Düsen 16 sind Strahlungsquellen 17, hier Wärmestrahler, insbesondere IR-LEDs, eingesetzt. Diese Wärmestrahlungsquellen haben eine Leistung von 0,1 Watt bis 20 Watt, vorzugsweise 1 Watt bis 10 Watt. Die so auf das Substrat eingebrachte Strahlungsenergie gleicht bei heißen Substraten den konvektiven Wärmeverlust durch das kalte atmosphärische Plasma aus.In 2c the application is presented in another very useful form. In the purge gas nozzles 16 are radiation sources 17 , here heat radiator, in particular IR LEDs, used. These heat radiation sources have a power of 0.1 watts to 20 watts, preferably 1 watts to 10 watts. The radiation energy thus applied to the substrate compensates for the convective heat loss by the cold atmospheric plasma in the case of hot substrates.

Für die Absaugvolumenstrommengen haben sich vorteilhafte Werte ergeben, wenn die Absaugungen 11, 12 um die Düsen und den Träger ein Vielfaches, insbesondere das zwei bis vierfache, des zugeführten Plasma- und Sekundär-Gasstroms 13, 16 erfassen und abführen, und insbesondere wenn die Absaugung 11 um die Düsen ungefähr das 1,05-fache abführt.For the Absaugvolumenstrommengen advantageous values have been found when the suction 11 . 12 around the nozzles and the carrier a multiple, in particular two to four times, of the supplied plasma and secondary gas flow 13 . 16 capture and dissipate, and especially if the suction 11 around the nozzles about 1.05 times dissipates.

Das Verfahren in seiner Grundform ist in 4 ausführlich dargestellt. Mit einer Vorrichtung, wie in 2a beispielhaft beschrieben, werden die Verfahrensschritte 20...29 und 37...41 durchgeführt, wobei der Verfahrensschritt 30 optional enthalten sein kann. Die zusätzlichen Mittel in 2b führen die Verfahrensschritte 31, 34...36 aus. Die Erweiterung nach 2c wird durch die Verfahrenschritte 32, 33 abgebildet. The method in its basic form is in 4 shown in detail. With a device, as in 2a described by way of example, the process steps 20 ... 29 and 37 ... 41 performed, wherein the method step 30 optional can be included. The additional funds in 2 B lead the process steps 31 . 34 ... 36 out. The extension after 2c is through the process steps 32 . 33 displayed.

Der Träger 5 wird bewegt 20 und bewegt damit zugleich die Wirkorte 10, 11, 17, 16, 12 der Verfahrensschritte 24, 27, 33, 34, 36, 40 und beeinflusst gleichfalls die Wirkorte der Verfahrensschritte 26, 29.The carrier 5 is moved 20 and at the same time moves the sites of action 10 . 11 . 17 . 16 . 12 the process steps 24 . 27 . 33 . 34 . 36 . 40 and also influences the sites of action of the process steps 26 . 29 ,

Das Substrat wird mit seiner Oberfläche bewegt 28 und je nach Produktionsbedingungen geheizt 30. Das Plasmagas wird zugeführt 21, ein Plasma wird erzeugt 22 und die Partikel zugemischt 23. Im Arbeitsraum der Beschichtungsanlage wird Tertiärgas zugeführt 37 und nur teilweise dort wieder abgesaugt 41.The substrate is moved with its surface 28 and heated depending on production conditions 30 , The plasma gas is supplied 21 , a plasma is generated 22 and the particles mixed 23 , Tertiary gas is supplied in the working space of the coating plant 37 and only partially sucked out there again 41 ,

Erfindungsgemäß werden der oder die Freistrahlen auf die Oberfläche gelenkt 24, die Strömung umgelenkt 25, dabei durch die besondere Strömungsführung eingegrenzt 26 und abgesaugt 27. Die besondere Strömungsführung ist durch Strömungslenken des Tertiärgases zum Rand des Trägers 38, Umlenken dort 29 und Absaugen 40 gegeben.According to the invention, the free jet (s) are directed onto the surface 24 , the flow deflected 25 , thereby limited by the special flow guidance 26 and sucked off 27 , The special flow guidance is due to the flow of the tertiary gas to the edge of the carrier 38 , Divert there 29 and vacuuming 40 given.

Durch das Lenken des oder der Freistrahlen auf die Oberfläche 24 wird diese beschichtet 29. Die erforderliche Homogenität der Beschichtung wird durch die Bewegung der Oberfläche 28 und die Bewegung des Trägers 20 erreicht, die auf die Abmessung und die Lage des oder der Freistrahlen 24 abgestimmt sind.By directing the free jet (s) onto the surface 24 this is coated 29 , The required homogeneity of the coating is determined by the movement of the surface 28 and the movement of the wearer 20 achieved on the size and location of the or the free jets 24 are coordinated.

In der weiteren Ausformung der Erfindung wird durch den Träger Sekundärgas zugeführt 31 und in mehreren Freistrahlen auf die Oberfläche gelenkt 34. Diese Strömung wird dabei umgelenkt 35 und abgesaugt 36, wobei sie durch die besonderen Strömungsumlenkungen 25, 39 die partikelbeladene Strömung eingrenzt 26.In the further embodiment of the invention secondary gas is supplied by the carrier 31 and directed to the surface in several free-rays 34 , This flow is thereby diverted 35 and sucked off 36 , passing through the special flow deflections 25 . 39 limits the particle-laden flow 26 ,

In der dritten Ausbildung der Erfindung ist eine oder mehrere Strahlungsquellen enthalten. Diese werden von Sekundärgas umspült und so vor Verschmutzung und Überhitzung geschützt 32 und heizen die Oberfläche mit Strahlung auf 33.In the third embodiment of the invention, one or more radiation sources are included. These are surrounded by secondary gas and thus protected against contamination and overheating 32 and heat the surface with radiation 33 ,

Weitere Ausprägungen des Verfahrens sind in 16 dargestellt.Further manifestations of the method are in 16 shown.

In 5 werden mehrere Bauformen des Trägers 5 nach 2c offenbart. Insbesondere die Absaugungen 11, 12 sind verändert, um zu zeigen, dass die Form nicht nur auf die eine Ausführung nach 2 beschränkt ist. In 5a, 5b, 5c ist gemeinsam ein Träger 5 dargestellt, mit drei oder vier Plasmadüsen 10, und zehn, fünfzehn oder zwölf umgebenden Spülgas-Düsen 16 mit innenliegenden Strahlungsquellen 17.In 5 be several types of the carrier 5 to 2c disclosed. In particular, the suction 11 . 12 are changing to show that the shape is not just down to the one execution 2 is limited. In 5a . 5b . 5c is a carrier together 5 shown with three or four plasma jets 10 , and ten, fifteen or twelve surrounding purge gas nozzles 16 with internal radiation sources 17 ,

In 5a ist die umlaufende Absaugung 12 am Rand geschlossen. Die Absaugung um die Plasma-Düsen herum ist durch eine flächige Verteilung von vierzehn großen Absaugöffnungen 50 realisiert. Diese flächige Form ist gerade bei großen Volumenströmen vorteilhaft.In 5a is the circulating suction 12 closed at the edge. The suction around the plasma nozzles is due to an areal distribution of fourteen large suction holes 50 realized. This flat shape is advantageous especially for large volume flows.

In 5b ist ein Träger in einer alternativen Ausführung dargestellt. Die Absaugung 51 um den Träger herum ist nicht vollständig geschlossen, sondern zum Rand hin offen, wobei eine weitere Absaugöffnung 52 die Lücke verringert. Um die Plasmadüsen 10 herum ist die Absaugung 11 angeordnet.In 5b a carrier is shown in an alternative embodiment. The suction 51 around the wearer is not completely closed, but open to the edge, with another suction 52 reduces the gap. To the plasma nozzles 10 around is the suction 11 arranged.

5c zeigt eine weitere erfindungsgemäße Variation mit einer am Rand nicht geschlossenen umlaufenden Absaugung 51. Die achtzehn flächigen Absaugungen 50 sind um die vier Plasmadüsen 10 herum angeordnet. Die Form der Absaugöffnungen 50 ist nicht auf die dargestellt regelmäßige und symmetrische Form beschränkt. Jede zweckmäßige Form und Anordnung ist eingeschlossen, insbesondere gekrümmte Anordnungen, die einem nicht geradlinigen Verlauf der Plasmadüsen 10 folgen. 5c shows a further variation according to the invention with a peripheral not closed peripheral suction 51 , The eighteen flat suction systems 50 are around the four plasma jets 10 arranged around. The shape of the suction openings 50 is not limited to the illustrated regular and symmetrical shape. Each convenient shape and arrangement is included, in particular, curved assemblies that do not have a rectilinear course of the plasma jets 10 consequences.

6. zeigt beispielhaft eine vorteilhafte Anordnung und das eigenständig beanspruchte Verfahren der Bewegung der Düsen über das Substrat bei kürzester Beschichtungsdauer. In 6a ist der Träger 5 über dem Substrat 4 dargestellt. Zur Vereinfachung der Erklärung ist die Darstellung von unten (nach 1), das Substrat 4 jedoch zur Orientierung mit eingezeichnet. Auf dem Substrat 4 wird die Beschichtungsfläche 55 beschichtet, welche durch einen äußeren Rand 57 und einen inneren Rand 56 begrenzt ist. Der Träger 5 enthält eine umlaufende Absaugung 12, drei Plasmadüsen 10 mit umgebender Absaugung 11, von denen eine Plasmadüse 58 auf dem inneren Rand 56 und zwei Plasmadüsen 59 auf dem äußeren Rand 57 angeordnet sind. 6 , shows an example of an advantageous arrangement and the independently claimed method of moving the nozzles over the substrate with the shortest coating time. In 6a is the carrier 5 above the substrate 4 shown. To simplify the explanation, the representation from below (after 1 ), the substrate 4 however for orientation with marked. On the substrate 4 becomes the coating surface 55 coated, which by an outer edge 57 and an inner edge 56 is limited. The carrier 5 contains a circumferential suction 12 , three plasma jets 10 with ambient exhaust 11 of which a plasma nozzle 58 on the inner edge 56 and two plasma jets 59 on the outer edge 57 are arranged.

Der Träger 5 ragt nicht über das Substrat 4 hinaus. Der Träger wird nun linear in der dargestellten Translations-Richtung 60 bewegt, bis die innere Düse 58 den äußeren Rand 57 und die äußeren Düsen 59 den inneren Rand 56 erreicht haben. Dabei beschichten die baugleichen Düsen mit gleicher Beschichtungsleistung. Die Beschichtungsdauer 62 ist dabei von dem Radius 61 abhängig, auf dem sich die innere Düse jeweils befindet. Nach außen nimmt die Beschichtungsdauer 62 linear ab. Dieser Zusammenhang ist in 6b dargestellt. Über dem normierten Radius 61 ist die normierte Beschichtungsdauer 62 der inneren Plasma-Düse 58 aufgetragen. In 6c ist die resultierende Beschichtungsmenge 63 über dem Radius 61 dargestellt. Da mit dem Radius der Umfang linear steigt, ergibt sich für den vorliegenden Fall, dass der Radius außen 57 doppelt so groß ist wie der Radius innen 56, eine konstante Beschichtungsdicke. The carrier 5 does not protrude over the substrate 4 out. The carrier will now be linear in the translational direction shown 60 moves until the inner nozzle 58 the outer edge 57 and the outer nozzles 59 the inner edge 56 achieved. The identical nozzles coat with the same coating performance. The coating time 62 is of the radius 61 depending on which the inner nozzle is located in each case. To the outside, the coating time decreases 62 linearly. This connection is in 6b shown. Above the normalized radius 61 is the normalized coating time 62 the inner plasma nozzle 58 applied. In 6c is the resulting coating amount 63 over the radius 61 shown. Since the circumference increases linearly with the radius, the result for the present case is that the radius is outside 57 twice as large as the radius inside 56 , a constant coating thickness.

Damit ist gezeigt, dass sowohl alle Düsen die ganze Beschichtungszeit über im Einsatz sind, was zu einem Minimum der Beschichtungsdauer führt, als auch der Träger 5 mit keiner Plasmadüse aus dem Beschichtungsbereich herausgelangt, was zur zusätzlich Vermeidung von Overspray führt.It is thus shown that all the nozzles are in use over the entire coating time, which leads to a minimum of the coating duration, as well as the carrier 5 with no plasma nozzle out of the coating area, which leads to the additional avoidance of overspray.

In 7 ist ein weiterer Träger mit mehr Plasmasdüsen in gleicher Weise wie in 6a dargestellt. Der innere Rand der Beschichtungsfläche 56 ist kleiner, und innen sind zwei Plasma-Düsen 58 angebracht. Auch hier fährt der Träger 5 nur einfach über das Substrat. Durch die gezielte Steuerung der Verweilzeit für jeden Radius und fallweise durch Wegschalten einzelner Plasma-Düsen wird eine schnellstmögliche intensive Beschichtung erreicht, ohne dass der Träger 5 über das Substrat 4 hinausfährt.In 7 is another carrier with more plasma jets in the same way as in 6a shown. The inner edge of the coating surface 56 is smaller, and inside are two plasma nozzles 58 appropriate. Again, the carrier drives 5 just over the substrate. The targeted control of the residence time for each radius and occasionally by switching off individual plasma nozzles a fastest possible intensive coating is achieved without the carrier 5 over the substrate 4 also runs.

Ein anderer Anwendungsfall ist in 8 gezeigt. Auf dem Träger 5 sind in Plasmadüsen 10 mit zugeordneten Absaugungen 11, Sekundärgasdüsen 16 und eine umlaufende Absaugung 12 angebracht. Die innere Plasmadüse 58 liegt zu Beginn im Mittelpunkt. Der Träger fährt entlang der Bewegungsrichtung 60 über den äußeren Rand 57 der Beschichtungsfläche 55 und ggf. sogar dem Substrat 4 hinaus. In diesem Beispiel ist die Ausrichtung der Plasmadüsen 10 zueinander und zum Rand 57 mit jeweils gleichem Abstand (Teilung) ausgeführt.Another use case is in 8th shown. On the carrier 5 are in plasma jets 10 with associated suction 11 , Secondary gas nozzles 16 and a circumferential suction 12 appropriate. The inner plasma nozzle 58 is the focus at the beginning. The carrier moves along the direction of movement 60 over the outer edge 57 the coating surface 55 and possibly even the substrate 4 out. In this example, the orientation of the plasma jets 10 to each other and to the edge 57 each with the same distance (pitch) executed.

Mit dem Start des Vorgangs werden alle Düsen eingeschaltet, und der Träger 5 wird in Bewegung versetzt. Es steigt nun dessen Verweildauer entlang des Bewegungswegs des Trägers gemäß 8b an. Wenn die äußere Düse 59 den Rand der Beschichtungsfläche 57 erreicht hat, wird diese ausgeschaltet. Da zu diesem Zeitpunkt die innere Düse 58 den Startpunkt der Nachbardüse erreicht hat, ist durch diese geschickte Regelung die kontinuierlich steigende Umfangsvergrößerung ausgeglichen. Mit konstanter Verweildauer bewegt sich nun der Träger aus der Beschichtungsfläche 55 heraus. Jeweils bei Erreichen des Randes 57 werden die Düsen 10 ausgeschaltet. In der 8c sind die Schaltzustände (ein/aus) aller Düsen gemäß der Zuordnung 65, 66 über dem Bewegungsweg des Trägers veranschaulicht. Die resultierende Beschichtungsmenge mit Zuordnung 67, 68 für die einzelnen Düsen ist in 8d dargestellt.With the start of the process all nozzles are turned on, and the carrier 5 is set in motion. It now increases its residence time along the path of movement of the carrier according to 8b at. If the outer nozzle 59 the edge of the coating surface 57 has reached, this is turned off. Because at this time the inner nozzle 58 has reached the starting point of the adjacent nozzle, is offset by this clever regulation, the continuously increasing increase in size. With a constant residence time, the carrier now moves out of the coating area 55 out. Each time you reach the edge 57 become the nozzles 10 switched off. In the 8c are the switching states (on / off) of all nozzles according to the assignment 65 . 66 illustrated over the path of movement of the carrier. The resulting coating amount with assignment 67 . 68 for the individual nozzles is in 8d shown.

In 9a–d ist der Träger 5 nach 5b in verschiedenen geschwenkten Arbeitspositionen abgebildet. Es ist zu erkennen, dass die gesamte Beschichtungsfläche 55 überdeckt wird. Die vier Plasmadüsen 10 starten/enden jedoch nicht alle exakt auf dem äußeren Rand 57 der Beschichtungsfläche 55, sondern sind etwas versetzt. Dies resultiert aus der speziellen geometrischen Auslegung der Kinematik (Lage der Düsen, Drehpunkte und oder Vierschiebewege vom Träger).In 9a -D is the carrier 5 to 5b shown in different tilted working positions. It can be seen that the entire coating area 55 is covered. The four plasma nozzles 10 however, not all start exactly on the outer edge 57 the coating surface 55 but are a bit offset. This results from the special geometric design of the kinematics (position of the nozzles, fulcrums and or four-way movements of the carrier).

Diese Auslegung bewirkt, dass während der Beschichtungsphase alle Plasmadüsen 10 auf dem Träger 5 konstant und gemeinsam im Einsatz sind. Lediglich im letzten Zeitabschnitt der Beschichtung, höchstens 20% der Beschichtungsdauer, besonders bevorzugt höchstens 10% und insbesondere bevorzugt maximal 5% der Beschichtungszeit, sind nicht alle Düsen am Beschichten. Auf diese Weise wird ein Minimum der Beschichtungsdauer erreicht. Und dies bei homogener Schichtdicke und Vermeidung von Overspray.This design causes all plasma jets during the coating phase 10 on the carrier 5 are constant and in common use. Only in the last period of the coating, at most 20% of the coating time, more preferably at most 10%, and most preferably at most 5% of the coating time, are not all nozzles on the coating. In this way, a minimum of the coating time is achieved. And this with homogeneous layer thickness and avoidance of overspray.

Die 10 veranschaulicht den Ablauf einer Beschichtung durch Darstellung der Bewegung des Trägers 5 über der sich drehenden 8 Beschichtungsfläche 55. Eingeschaltete Düsen sind als ausgefüllte Kreise, ausgeschaltete Düsen als Kreisringe dargestellt. Die Bewegungsbahnen der Düsen beim Schwenken des Trägers sind gestrichelt angedeutet, ergänzt um die Bewegungsrichtung entlang dieser Bahnen.The 10 illustrates the process of a coating by illustrating the movement of the carrier 5 over the rotating 8 coating surface 55 , Switched nozzles are shown as filled circles, switched off nozzles as circular rings. The trajectories of the nozzles during pivoting of the carrier are indicated by dashed lines, supplemented by the direction of movement along these tracks.

Der Träger 5 befindet sich in 10a in der Ausgangslage, alle Düsen sind aktiv und das Schwenken beginnt. Eine Düse überstreicht dabei die Mitte (10b), bis die äußerste Düse den Rand erreicht und abgeschaltet wird (10c). Die Schwenkbewegung 70 wird bis zum Umkehrpunkt fortgeführt (10d). Dort werden alle Düsen bis auf eine abgeschaltet.The carrier 5 is located in 10a in the initial position, all nozzles are active and panning begins. A nozzle sweeps the middle ( 10b ) until the outermost nozzle reaches the edge and is turned off ( 10c ). The pivoting movement 70 is continued until the reversal point ( 10d ). There all nozzles are switched off except for one.

Dieser erste Durchgang hat nun eine Grundbeschichtung der Beschichtungsfläche ergeben, die jedoch nicht gleichmäßig konstant bezüglich der Schichtdicke ist. Der zweite Bewegungsabschnitt gleicht dies nun in umgekehrter Bewegungsrichtung 70 aus, indem nur eine (oder wenige) Düsen im Einsatz sind, wie in 10d und 10e gezeigt. Bei Erreichen der Ausgangslage werden alle Düsen ausgeschaltet, und der Vorgang ist abgeschlossen (10f). This first pass has now yielded a primer coat of the coating surface which, however, is not uniformly constant with respect to the layer thickness. The second movement section now compensates for this in the reverse direction of movement 70 by using only one (or a few) nozzles, as in 10d and 10e shown. When the initial position is reached, all nozzles are switched off and the process is completed ( 10f ).

Interessanterweise hat sich gezeigt, dass gerade das Umkehren dieses Vorgangs, also erst nur eine Düse im Einsatz, dann alle, bei bestimmten Materialkombinationen zu verbesserter Haftung führt. Eine umgekehrte Reihenfolge als zuvor beschrieben wird daher ebenfalls ausdrücklich beansprucht.Interestingly, it has been shown that it is precisely the reversal of this process, ie first only one nozzle in use, then all leads to improved adhesion for certain combinations of materials. An inverse order as previously described is therefore also expressly claimed.

Unter bestimmten Anlagenbedingungen kann es erforderlich sein, nicht nur zweimal die Beschichtungsfläche zu überfahren, sondern mehrmals. Dies wird ausdrücklich mit beansprucht.Under certain installation conditions, it may be necessary not to drive over the coating surface twice, but several times. This is expressly claimed.

Eine besonders bevorzugte Ausführung ist in 11 gezeigt. Der Träger 5 ist drehbar um einen Schwenkarm 71 gelagert. Während der Schwenkbewegung 70 über die Beschichtungsfläche 55 rotiert 72 der Träger 5 um den Schwenkarm 71. Ein Beispiel für diesen Bewegungsablauf ist in den 11a–g dargestellt. Es ist zu erkennen, dass alle Bereiche der Beschichtungsfläche, und auch die Mitte, überstrichen werden. Die Lage des Drehpunktes des Trägers, die Lage der Düsen, der Rotationsgeschwindigkeitsverlauf 70, 72 sind so eingestellt, dass alle Düsen kontinuierlich im Einsatz bleiben.A particularly preferred embodiment is in 11 shown. The carrier 5 is rotatable about a pivoting arm 71 stored. During the pivoting movement 70 over the coating surface 55 rotates 72 the carrier 5 around the swivel arm 71 , An example of this movement sequence is in the 11a -G shown. It can be seen that all areas of the coating surface, and also the middle, are swept over. The position of the fulcrum of the carrier, the location of the nozzles, the rotational speed profile 70 . 72 are set so that all nozzles remain in use continuously.

Es ist offensichtlich, dass keine der Düsen dabei den Bereich der Beschichtungsfläche verlässt, sodass die resultierende Beschichtungszeit das mathematisch erreichbare Minimum darstellt.It is obvious that none of the nozzles leaves the area of the coating surface, so that the resulting coating time represents the mathematically achievable minimum.

In dieser Ausführung sind alle drei einzeln beanspruchte Erfindungsgedanken erkennbar. Zum Ersten die besondere Unterstützung des Beschichtungsprozesses durch die IR- und/oder UV-Strahlung bei dem Plasma-Beschichtungsprozess, zum Zweiten die spezielle Bauform des Trägers mit Plasmadüsen, optionalen Sekundärgasdüsen und mehrfachen Absaugungen und zum Dritten die minimierte Beschichtungszeit durch den kontinuierlichen Einsatz aller Düsen.In this embodiment, all three individually claimed inventive concept can be seen. First, the special support of the coating process by the IR and / or UV radiation in the plasma coating process, the second, the special design of the carrier with plasma nozzles, optional secondary gas nozzles and multiple suction and third, the minimized coating time by the continuous use of all nozzles ,

12 veranschaulicht schließlich die Folge für die Beschichtungsmengenverteilung bei einem Prozess bei dem alle Düsen gleichzeitig im Einsatz sind. Wie in 6c oder 8d ist die Beschichtungsmenge 63 über dem Radius 61 der Beschichtungsfläche dargestellt. Die Flächenstücke sind die den einzelnen Düsen zugeordneten Beschichtungsmengen. Im Gegensatz zu 8d sind alle Flächen gleich groß. Die unterschiedlichen Darstellungen 12a und 12b verdeutlichen, dass die Verteilung der Beschichtungsleistung über dem Radius nicht linear sein muss (6c, 8d, 12a), sondern entsprechend der kurvigen Kreisbahnen der Düsen sehr unterschiedlich ausgeprägt sein kann (12b beispielhaft). 12 finally, illustrates the sequence for the coating amount distribution in a process in which all nozzles are in use simultaneously. As in 6c or 8d is the coating amount 63 over the radius 61 the coating surface shown. The patches are the coating amounts assigned to the individual nozzles. In contrast to 8d All surfaces are the same size. The different representations 12a and 12b make it clear that the distribution of coating power over the radius does not have to be linear ( 6c . 8d . 12a ), but according to the curvy circular paths of the nozzles can be very different ( 12b example).

Diese Eigenschaft kann hervorragend genutzt werden, um bei Beschichtungen Effekte zu erzielen, die anderweitig nicht oder nur schwer möglich sind. Gerade die Kombination individueller Plasma-Düsen in einem Beschichtungsprozess bietet weiterführende Möglichkeiten.This property can be used excellently to achieve effects in coatings that are otherwise difficult or impossible. Especially the combination of individual plasma nozzles in a coating process offers further possibilities.

13 beschreibt eine geänderte Ausführung die in den 2 und 3 dargestellt Lösung. In 13a ist der Träger 5 in einer Ansicht von unten, aus der Richtung des Substrats 4 (nicht dargestellt) gezeigt. 13 describes a modified version in the 2 and 3 presented solution. In 13a is the carrier 5 in a view from below, from the direction of the substrate 4 (not shown).

13b zeigt diese Ausführungsform als Seitenansicht und teilweise als Ausbruch in Richtung der Pfeile entlang der gestrichelten Linie in der Darstellung nach 13a. Diese Ausführung mit einer Spülgas-Düse 18 um die Düsen 10 herum besteht aus dem Träger 5 mit mehreren (hier beispielhaft vier) Plasma-Düsen 10 mit jeweils einer umlaufenden Spülgas-Düse 18 und einer am Rand 15 des Trägers 5 umlaufenden Absaugung 12. Der Plasma-Gasstrom 13 strömt als Freistrahl aus den Plasma-Düsen 10 wird von der um jede Düse angeordneten Spülgas 18 umgeben, trifft auf das Substrat 4, wird dort umgelenkt, und strömt im Beschichtungsraum 14 zwischen Träger 5 und Substrat 4 zum Rand des Trägers in die dort umlaufend angeordnete Absaugung 12. Die Absaugung 12 ist so ausgelegt, dass ein größerer Volumenstrom abgesaugt wird, als von dem Plasma-Gasstrom 13 und Spülgas 18 in den Beschichtungsraum 14 eingetragen wird. Daher strömt Gas aus den Zuluftöffnungen 9 vom Arbeitsraum 2 der Beschichtungsanlage 1 unter den Rand 15 des Trägers 5 und wird dort von der um den Träger umlaufenden Absaugung 12 erfasst und zusammen abgeführt. Durch diese besondere Strömungsführung tritt kein partikelbeladener Gasstrom in den Arbeitsraum 2 der Beschichtungsanlage 1 ein. Dieser ist damit vor schädlichen Ablagerungen geschützt, die Wartungsarbeiten nach sich ziehen. 13b shows this embodiment as a side view and partly as an escape in the direction of the arrows along the dashed line in the illustration 13a , This version with a purge gas nozzle 18 around the nozzles 10 around consists of the carrier 5 with several (here exemplarily four) plasma nozzles 10 each with a circulating purge gas nozzle 18 and one on the edge 15 of the carrier 5 revolving suction 12 , The plasma gas flow 13 flows out of the plasma nozzles as a free jet 10 is from the arranged around each nozzle purge gas 18 surrounded, meets the substrate 4 , is deflected there, and flows in the coating room 14 between carriers 5 and substrate 4 to the edge of the carrier in the there circumferentially arranged suction 12 , The suction 12 is designed so that a larger volume flow is sucked off than from the plasma gas stream 13 and purge gas 18 in the coating room 14 is registered. Therefore, gas flows from the supply air openings 9 from the working space 2 the coating plant 1 under the edge 15 of the carrier 5 and is there by the circulating around the carrier suction 12 recorded and dissipated together. Due to this special flow guidance, no particle-laden gas flow enters the working space 2 the coating plant 1 one. This is thus protected from harmful deposits that cause maintenance.

Der Vorteil dieser Anordnung ist die zusätzliche Unterstützung der Strömungsumlenkung des partikelbeladenen Plasma-Gasstroms 13 durch das Spülgas 18. Der besondere Vorteil dieser Anordnung ist die in jedem Betriebszustand durch das Spülgas kontrollierte Atmosphäre vom Plasma-Gasstrom. The advantage of this arrangement is the additional support of the flow deflection of the particle-laden plasma gas stream 13 through the purge gas 18 , The particular advantage of this arrangement is the controlled by the purge gas in each operating condition atmosphere of the plasma gas stream.

Der Nutzen ist neben der Verkleinerung des partikelhaltigen Bereichs im Beschichtungsraum 14 eine Verbesserung des Sicherheitskonzepts der Beschichtungskammer. So wird bei minimalem Gasverbrauch ein Eindringen von Umgebungsgas, insbesondere Sauerstoff, in den Plasma-Gasstrom so lange behindert, bis das Plasma seine Reaktivität verloren hat. Dies gilt bei Ein- und Ausschaltvorgängen der Gasströme sowie bei der Bewegung des Trägers 5. Diese Anordnung hat sich als besonders geeignet herausgestellt, wenn von den installierten Düsen nicht alle und insbesondere nur eine verwendet wird.The benefit is in addition to the reduction of the particle-containing area in the coating room 14 an improvement of the safety concept of the coating chamber. Thus, with minimal gas consumption, penetration of ambient gas, in particular oxygen, into the plasma gas stream is hindered until the plasma has lost its reactivity. This applies to switching on and off operations of the gas streams as well as the movement of the carrier 5 , This arrangement has been found to be particularly suitable when not all and in particular only one of the installed nozzles is used.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung wird in 14 dargestellt. Ein Substrat 4, das mit konstanter Drehzahl 82 rotiert, wird aus darüber bewegten Beschichtungsdüsen 80, 81 beschichtet. Alle Beschichtungsdüsen 80, 81 sind hinsichtlich ihres Beschichtungsverhaltens identisch und erzeugen eine gleiche Beschichtung. Von den Beschichtungsdüsen ist nur von der Düse 80 exemplarisch der Weg zum Zentrum dargestellt. Die anderen Düsen 81 (hier im Beispiel vier) sind nur direkt am Rand 83, dem Anfang und Ende des Beschichtens, dargestellt.Another embodiment of the invention is in 14 shown. A substrate 4 that with constant speed 82 rotates, is made from over moving coating nozzles 80 . 81 coated. All coating nozzles 80 . 81 are identical in their coating behavior and produce a similar coating. Of the coating nozzles is only from the nozzle 80 exemplified the way to the center. The other nozzles 81 (here in the example four) are just right on the edge 83 , the beginning and end of the coating process.

Alle Beschichtungsdüsen 80, 81 sind zu Beginn des Vorgangs außerhalb des Substrates in einer Start- oder Parkposition angeordnet (nicht dargestellt), starten zeitgleich von dort und kehren auch zeitgleich dorthin zurück. Dadurch sind während des gesamten Beschichtungsvorgangs immer alle Beschichtungsdüsen im Einsatz. Das führt zu der minimal möglichen Beschichtungszeit für die gewählte Beschichtungsdüsenanzahl. Durch das direkte Starten und Enden am Außenradius 84 des Substrats 4 wird zudem der Overspray auf das Minimum reduziert. Um die Schichtstärke der Beschichtung homogen und konstant über den Radius herzustellen, fällt Gesamtverweildauer der Beschichtungsdüsen auf jedem Radius vom Außenrand 83 zum Zentrum hin linear proportional bis auf Null ab.All coating nozzles 80 . 81 are arranged at the beginning of the process outside of the substrate in a start or parking position (not shown), start at the same time from there and return at the same time back there. As a result, all coating nozzles are always used during the entire coating process. This leads to the minimum possible coating time for the selected coating nozzle number. By direct starting and ends at the outer radius 84 of the substrate 4 In addition, the overspray is reduced to the minimum. In order to produce the layer thickness of the coating homogeneously and constantly over the radius, the total residence time of the coating nozzles drops on each radius from the outer edge 83 towards the center linearly proportional to zero.

Die Beschichtung erfolgt gemäß der folgenden erfinderischen Beschreibung:
Bis auf eine Beschichtungsdüsen 80 bewegen sich alle Beschichtungsdüsen 81 von dem Außenradius 84 nach Innen zum Radius 85 und zurück.
The coating is carried out according to the following inventive description:
Except for a coating nozzles 80 all coating nozzles move 81 from the outer radius 84 inside to the radius 85 and back.

Eine Beschichtungsdüse 80 führt eine komplexere Bewegung aus, um auch die Mitte innerhalb des Radius 85 zu beschichten. Die Bewegung unterteilt sich generell in eine radiale Geschwindigkeitskomponente 88, 89, 90, 91 und tangentiale Bewegungskomponenten 92.A coating nozzle 80 Performs a more complex movement to include the center within the radius 85 to coat. The movement is generally divided into a radial velocity component 88 . 89 . 90 . 91 and tangential components of motion 92 ,

Für den Weg vom Außenradius 84 bis zum Innenradius 85 ist diese ähnlich der anderen, zuerst genannten Beschichtungsdüsen 81, nur schneller, besonders bevorzugt ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Beschichtungsdüse um den Faktor der Beschichtungsdüsenanzahl größer. Der Bereich vom Radius 85 bis zum Radius 86 ist ein Übergangsbereich, innerhalb des Radius 86 rotiert die Beschichtungsdüse 80, vorzugsweise entgegen der Drehrichtung 82 des Substrats 4, so dass die tangentiale Relativgeschwindigkeit 92 in zwischen kreisender Beschichtungsdüse und rotierendem Substrat 4 konstant ist. Zugleich bewegt sich die kreisende Beschichtungsdüse 80 zum Zentrum hin. Dadurch erhöht sich die Kreisfrequenz der kreisenden Beschichtungsdüse 80. Vor dem Erreichen des Zentrums kehrt sich die radiale Bewegungsrichtung der kreisenden Beschichtungsdüse 80 wieder um. Mit abnehmender Kreisfrequenz bewegt sie sich zum Radius 86. Der Innere Umkehrpunkt ist so gewählt, dass die Beschichtung im Mittelpunkt des Substrates 4 keine Überhöhung oder Fehlstelle ausbildet, und realisiert so die zuvor genannte Abnahme der Verweilzeit der Beschichtungsdüse je Radius bis auf Null im Zentrum.For the way from the outer radius 84 to the inner radius 85 this is similar to the other, first mentioned coating nozzles 81 , Only faster, particularly preferably, the movement speed of the coating nozzle by the factor of the coating nozzle number is greater. The area of the radius 85 up to the radius 86 is a transitional area, within the radius 86 rotates the coating nozzle 80 , preferably counter to the direction of rotation 82 of the substrate 4 so that the tangential relative velocity 92 in between circular coating nozzle and rotating substrate 4 is constant. At the same time the circular coating nozzle moves 80 towards the center. This increases the angular frequency of the circular coating nozzle 80 , Before reaching the center, the radial direction of movement of the circular coating nozzle is reversed 80 in turn. As the angular frequency decreases, it moves to the radius 86 , The inside reversal point is chosen so that the coating is at the center of the substrate 4 no elevation or defect is formed, and so realized the aforementioned decrease in the residence time of the coating nozzle per radius to zero in the center.

Für eine vergleichmäßigende Beschichtung hat sich ein mehrfaches Wiederholen dieses Vorgangs innerhalb des Radius 86 bewährt.For a uniform coating, this process has to be repeated several times within the radius 86 proven.

Eine weitere bevorzugte Variante ist das Starten und Enden der kreisenden Düse im Zentrum. Dabei ist eine bevorzugte Variante eine Parkposition mit größerem Abstand zum Substrat als während des Beschichtungsvorgangs. Gerade die abgestimmte Kombination von Zuschalten, Absenken, Kreisen und radialer Bewegung (sowie zum Ende in mit Kreisen, radialer Bewegung, Heben und Abschalten) ergibt eine besonders homogene Beschichtung im Zentrum des Substrates.Another preferred variant is the starting and ending of the circular nozzle in the center. In this case, a preferred variant is a parking position with a greater distance to the substrate than during the coating process. Especially the coordinated combination of switching, lowering, circling and radial movement (as well as the end in with circles, radial movement, lifting and switching off) results in a particularly homogeneous coating in the center of the substrate.

Dieser technischen Lehre liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zur Erzeugung einer Schichtstärke bei einer Beschichtung mit Beschichtungsdüsen mit konstantem, nicht regelbarem Massenstrom die erzeugte Schichtstärke reziprok proportional zur Geschwindigkeit am Ort der Beschichtung zwischen Beschichtungsdüse 10 und Substrat 4 ist.This technical teaching is based on the finding that to produce a layer thickness in a coating with coating nozzles with a constant, non-controllable mass flow, the generated Layer thickness reciprocal proportional to the speed at the location of the coating between the coating nozzle 10 and substrate 4 is.

Ist eine bestimmte Beschichtungsstärke mit einem Durchgang zu erreichen, ist damit eine bestimmte Geschwindigkeit verbunden. In dem Bereich 84 bis 85 erfolgt eine Mehrfachbeschichtung durch alle dort beschichtenden Düsen.If a certain coating thickness can be achieved with one pass, this is associated with a certain speed. In that area 84 to 85 a multiple coating takes place through all the nozzles coating there.

Innerhalb des Bereichs 86 zum Zentrum hin hingegen nur eine Einfachbeschichtung möglich. Die erforderliche Relativgeschwindigkeit zwischen Beschichtungsdüse und Substrat ist nur durch eine kreisende Bewegung der Beschichtungsdüse mit zum Zentrum hin zunehmender Frequenz herstellbar.Within the range 86 towards the center, however, only a single coating possible. The required relative speed between the coating nozzle and the substrate can only be produced by a circular movement of the coating nozzle with the frequency increasing towards the center.

Der Übergangsbereich von 85 bis 86 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachbeschichtung in eine Einfachbeschichtung übergeführt wird. Hierzu ist es eine bevorzugte Variante, die innere Beschichtungsdüse bereits ab 85 mit der Kreisbewegung beginnen zu lassen.The transition region of 85 to 86 is characterized in that the multiple coating is converted into a single coating. For this purpose, it is a preferred variant, the inner coating nozzle already off 85 to start with the circular motion.

Zur Erzeugung der Kreisbewegung wird eine Vorrichtung vorgestellt, bei der die Beschichtungsdüse auf einem rotierenden Träger mit Exzenterführung angeordnet ist. Die Rotation in der erforderlichen Frequenz führt der Träger aus. Der Exzenter verschiebt die Beschichtungsdüse entlang des Radius. Eine dreh-gelagerte Durchführung am Exzenter entkoppelt die Beschichtungsdüse von Drehungen um die eigene Längsachse, so dass die Leitungszuführungen nur kreisförmig geführt werden, sich aber nicht verdrehen. Eine mit diesen Merkmalen ausgeführte Vorrichtung ermöglicht eine präzise Beschichtung eines darunter mit konstanter Frequenz rotierenden Substrates.To generate the circular motion, a device is presented in which the coating nozzle is arranged on a rotating carrier with eccentric guide. The rotation at the required frequency is performed by the wearer. The eccentric shifts the coating nozzle along the radius. A rotatably mounted feedthrough on the eccentric decouples the coating nozzle from rotations about its own longitudinal axis, so that the line feeds are only guided in a circular manner, but do not rotate. A device designed with these features allows precise coating of a substrate rotating at a constant frequency below it.

Es ist vorteilhaft, die Kreisbewegung der Düse entgegen der Rotationsrichtung des Substrates auszuführen, da die Relativgeschwindigkeit so mit einer geringeren Kreisbewegungsfrequenz erreicht wird, als bei gleichsinniger Rotation. Die gleichsinnige Rotation wird jedoch auch als spezielle Variante mit beansprucht.It is advantageous to carry out the circular movement of the nozzle counter to the direction of rotation of the substrate, since the relative speed is thus achieved with a lower circular movement frequency, as in the same direction rotation. The same direction rotation is also claimed as a special variant with.

Der erfinderische Grundgedanke ist die Kombination von der radial linear zum Zentrum abnehmende Verweilzeit und der Mindest-Relativgeschwindigkeit zwischen Beschichtungsdüse und Substratoberfläche. Daraus lassen sich durch Verändern von zuvor konstant benannten Größen wie Beschichtungsmassenstrom oder Frequenz des Substrates viele verschiedene Ableitungen herstellen, deren konkrete Ausführungen in Vorrichtungen hiermit ebenfalls beansprucht werden.The inventive idea is the combination of the residence time decreasing radially linear to the center and the minimum relative speed between the coating nozzle and the substrate surface. From this it is possible to produce many different derivatives by changing quantities which have previously been given a constant name, such as the coating mass flow rate or the frequency of the substrate, the specific embodiments of which are likewise claimed in devices.

In 15 wird die Erwärmung in erfinderischer Weise gelöst. Ein rotierendes Substrat mit einem Durchmesser 83, der bevorzugt zwischen 40 mm und 1500 mm beträgt, und der besonders bevorzugt zwischen 150 mm und 450 mm beträgt, wird von einem oberhalb angeordneten Wärmestrahler 100 bestrahlt. Der Abstand Wärmestrahlers zur Oberfläche des Substrats ist h, und kann vom Auslegungsabstand H 101 abweichen.In 15 the heating is solved in an inventive way. A rotating substrate with a diameter 83 , which is preferably between 40 mm and 1500 mm, and which is particularly preferably between 150 mm and 450 mm, is from a heat radiator arranged above 100 irradiated. The distance from the heat radiator to the surface of the substrate is h, and may be from the design distance H 101 differ.

Das Substrat, welches aufgewärmt wird, ist im Material nicht beschränkt. Es Kann sowohl aus einem gut leitenden Material wie Metall als auch einem thermischen Nichtleiter wie Keramik bestehen. Es hat sich gezeigt, dass die erfinderische Wärmestrahlungsquelle gleichermaßen effizient aufheizt.The substrate to be warmed up is not limited in material. It can consist of both a highly conductive material such as metal and a thermal dielectric such as ceramics. It has been found that the inventive heat radiation source heats up equally efficiently.

Die Strahlungsflächen des Wärmestrahlers 100 sind mehrteilig, mit annähernd gleicher Strahlungsleistungsdichte und gleichen Temperaturen und bestrahlen vom Außen-Durchmesser 84 des Substrats beginnend, unterschiedlich breite Kreisringe, bis hin zum vollständigen Kreis. Die Strahlungsflächen sind in Ihrer Länge so dimensioniert, dass in einem realisierten Abstand h von Substrat 4 zu Wärmestrahler 100 von 1/3 H <= h <= 5/3 H die Strahlung zu einer homogenen Erwärmung führt.The radiation surfaces of the heat radiator 100 are multi-part, with approximately the same radiant power density and the same temperatures and irradiated from the outer diameter 84 Beginning of the substrate, different width circular rings, up to the complete circle. The radiation surfaces are dimensioned in their length so that at a realized distance h of substrate 4 to heat radiator 100 of 1/3 H <= h <= 5/3 H the radiation leads to a homogeneous heating.

Als Maß der Homogenität wird die maximale Temperaturdifferenz der bestrahlten Substratoberfläche verwendet. Die sich einstellende Homogenität liegt unter 8 K, bei geeigneter Abstandseinstellung sogar unter 3 K.As a measure of homogeneity, the maximum temperature difference of the irradiated substrate surface is used. The resulting homogeneity is below 8 K, with a suitable distance setting even less than 3 K.

In einer speziellen Ausführung bleibt die Strahlungsintensität nicht über den gesamten Aufheizzeitraum konstant, sondern wird moduliert. Dabei wird im letzten Teil der Aufheizphase die Leistung der Strahlungsflächen reduziert, und so eine Homogenität kleiner 0,5 K erreicht. Weitere vorteilhafte Modulationen der Strahlungsintensität werden mit beansprucht, insbesondere gepulste Ansteuerungen mit wechselnder Frequenz und/oder Amplitude.In a specific embodiment, the radiation intensity does not remain constant over the entire heating period, but is modulated. In the last part of the heating phase, the power of the radiant surfaces is reduced, thus achieving a homogeneity of less than 0.5 K. Further advantageous modulations of the radiation intensity are claimed, in particular pulsed drives with alternating frequency and / or amplitude.

Zur Auslegung von linienförmigen Strahlungselementen ist folgende Formel aus den Versuchsergebnissen und numerischer Simulation verifiziert worden:

Figure 00200001
For the design of linear radiation elements, the following formula has been verified from the test results and numerical simulation:
Figure 00200001

Die Länge eines jeden Strahlerelementes Li (103, 104, 105, 106) ist durch dessen Ordnungsnummer i, der Gesamtanzahl der Elemente N, dem Substratdurchmesser D (83) und dem Auslegungsabstand H (101) definiert. Die Formel gilt auch für Variationen des Abstandes h (101) im Betrieb in den angegebenen Grenzen.The length of each radiating element Li ( 103 . 104 . 105 . 106 ) is represented by its order number i, the total number of elements N, the substrate diameter D ( 83 ) and the design distance H ( 101 ) Are defined. The formula also applies to variations of the distance h ( 101 ) in operation within the specified limits.

Als Bauform für dieses Erwärmungsverfahren ist ein Zwillingsrohrstrahler 102 mit vier verschiedenen Heizwendellängen 102, 103, 104, 105 vorteilhaft. Hierzu gibt es verschiedene Bauformen. Die von diesen technisch einfachste Lösung (Summe der Heizwendellängen je Einzelrohr gleich) wird besonders beansprucht, und insbesondere ein nur einseitiger Anschluss der Leitungen 108. Der herausragende Vorteil dieser Lösung ist, dass die Heizwendel aus unterschiedlichen Längen eines einzigen Ausgangsmaterials gefertigt wird. Dadurch sind die Strahlungsleistung fertigungsbedingt sehr homogen, sowie der Spannungsabfall in jedem Einzelrohr identisch. Das garantiert eine gleichmäßige Strahlungsleistung für jedes Einzelrohr. Die Verwendung nur einer Anschlußseite zur Durchleitung der Anschlußleitungen 108 reduziert den Herstellaufwand nochmals. Der Wärmestrahler ist ohne oder bevorzugt mit aufgebrachter Reflektorschicht auf dem Zwillingsrohrstrahler ausgeführt. Besonders bevorzugt ist die Reflektorschicht eine Goldlackierung.The design for this heating method is a twin tube heater 102 with four different heating coil lengths 102 . 103 . 104 . 105 advantageous. There are different designs for this. The technically simplest solution (the sum of the Heizwendellängen per single tube is the same) is particularly stressed, and in particular only one-sided connection of the lines 108 , The outstanding advantage of this solution is that the heating coil is made of different lengths of a single source material. As a result, the radiation power due to production are very homogeneous, and the voltage drop in each individual tube identical. This guarantees a uniform radiant power for every single tube. The use of only one connection side for the passage of the leads 108 reduces the manufacturing effort again. The heat radiator is embodied without or preferably with an applied reflector layer on the twin tube radiator. Particularly preferably, the reflector layer is a gold finish.

Eine andere Bauform des Wärmestrahlers besteht aus mehreren Linienstrahlern aus Einzelrohren mit einem oder mehreren Strahlungselement je Rohr. Eine weitere Gruppe von unterschiedlichen Bauformen besteht aus mehreren aneinandergereihten Punktstrahlern, wie zum Beispiel Infrarot-LED's oder Lichtleiter-Enden von einem Laser. Naheliegend ist auch die Ausführung als Flächenstrahler mit der Form ähnlich eines Kreissegmentes. Auch diese Lösungen mit Ihren Ausführungen werden beansprucht.Another design of the heat radiator consists of several line radiators of individual tubes with one or more radiating element per tube. Another group of different designs consists of several juxtaposed spotlights, such as infrared LEDs or fiber optic ends of a laser. Also obvious is the design as a surface radiator with the shape similar to a circle segment. These solutions with their versions are claimed.

In 16 ist das Verfahren, welches in der Grundform in 4 ausführlich dargestellt ist, mit weiteren erfinderischen Ausprägungen versehen. Dabei ist die das Beschichtungsverfahren 43 durch ein Vorwärmverfahren 42 optional ergänzt.In 16 is the process which in the basic form in 4 is shown in detail, provided with further inventive features. This is the coating process 43 by a preheating process 42 optionally supplemented.

Die Beschreibung nach 14 ist dabei in 43 abgebildet, und die Beschreibung der Vorwärmung nach 15 in dem Verfahrensschritt 42.The description after 14 is in 43 pictured, and the description of the preheating after 15 in the process step 42 ,

Bei der optionalen Vorwärmung 42 vor der Beschichtung 43 wird die Oberfläche des Substrates 4 relativ zur Wärmestrahlungsquelle bewegt 28. Die Wärmestrahlungsquelle besteht aus mehreren Wärmestrahlungsflächen, die erstens als Linienstrahler mit unterschiedlichen Längen, ausgeführt sind und zweitens am Rand des Substrates anfangen, und drittens zum Zentrum des Substrates hin ausgerichtet sind, wobei eine Anordnung der Wärmestrahlungsflächen paarweise in je einem Rohr eines Doppelrohrstrahlers besonders bevorzugt wird. Diese Wärmestrahlungsquelle bestrahlt 44 das Substrat 4 und erwärmt es dadurch auf die für den folgenden Arbeitsschritt erforderliche Temperatur.For optional preheating 42 before the coating 43 becomes the surface of the substrate 4 moved relative to the heat radiation source 28 , The heat radiation source consists of several heat radiation surfaces, which are firstly designed as line emitters with different lengths, and secondly start at the edge of the substrate, and third aligned to the center of the substrate, with an arrangement of the heat radiation surfaces in pairs in each tube of a double-tube radiator is particularly preferred , This heat radiation source irradiated 44 the substrate 4 and thereby heats it to the temperature required for the following operation.

Das Beschichtungsverfahren 43 ist in einer weiteren Ausprägung der Grundform dargestellt. Die Verfahrensschritte 20.1 und 28.1 sind Abwandlungen, die auch mit 20 und 28 ausgetauscht werden können. Die Ausführungen zu 4 werden daher gleichfalls mit den ausgetauschten Verfahrensschritten 20.1 und/oder 28.1 beansprucht.The coating process 43 is shown in a further form of the basic form. The process steps 20.1 and 28.1 are modifications that also with 20 and 28 can be exchanged. The remarks to 4 are therefore also associated with the exchanged process steps 20.1 and or 28.1 claimed.

Mit einer Vorrichtung, wie in 13 beispielhaft beschrieben, werden die Verfahrensschritte der Beschichtung 43 durchgeführt. Dabei strömt das Sekundärgas direkt um die Ausströmung der Freistrahlen 24 herum aus, grenzt die Strömung ein und wird zugleich auf der Oberfläche umgelenkt, und gelangt dann in die Absaugung.With a device, as in 13 described by way of example, the process steps of the coating 43 carried out. The secondary gas flows directly around the outflow of the free jets 24 around, borders the flow and is at the same time deflected on the surface, and then enters the suction.

Eine Erweiterung des Verfahrens mit Strahlungsquellen wie in 4 beschrieben, ist nicht dargestellt, wird aber mit beansprucht.An extension of the procedure with radiation sources as in 4 is not shown, but is claimed with.

Eine weitere Ausführung ist die Anordnung der Düsen auf mehreren Trägern 20.1, bei der eine Düse die Mitte der Beschichtungsfläche umkreist, während alle anderen Düsen den Außenbereich beschichten. Die Kreisbewegung 28.1 der inneren Düse ist so gewählt, dass eine bestimmte Mindest-Relativgeschwindigkeit Düse-Oberfläche nicht unterschritten wird, wobei sich das Substrates relativ zu den Düsen bewegt 28.1, vorzugsweise rotierend.Another embodiment is the arrangement of the nozzles on multiple carriers 20.1 where one nozzle orbits the center of the coating surface while all other nozzles coat the outside. The circular movement 28.1 the inner nozzle is selected so that a certain minimum relative speed nozzle surface is not exceeded, wherein the substrate moves relative to the nozzles 28.1, preferably rotating.

Die weiteren Beispiele sind nicht mit Figuren beschrieben.The other examples are not described with figures.

Bei der Beschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Rotationsrichtung 8 in beide Richtungen beansprucht. In der weiter oben dargestellten Ausführung, dass der Träger den Substratradius zweimal überstreicht, ist eine Richtungsumkehr besonders vorteilhaft, insbesondere wenn die Beschichtungsdüsen die Mitte der Beschichtungsfläche erreichen. Durch den so kontrolliert durchgeführten Stillstand mit folgendem Wiederanlauf in die andere Richtung, ergibt sich eine besonders homogene Beschichtung. In the coating according to the present invention, the direction of rotation is 8th claimed in both directions. In the embodiment shown above, that the carrier sweeps over the substrate radius twice, a reversal of direction is particularly advantageous, especially when the coating nozzles reach the center of the coating surface. Due to the controlled shutdown with the following restart in the other direction, results in a particularly homogeneous coating.

Die Verwendung von Spülgasdüsen 16 (oder 18) hat weitere Vorteile im Träger 5 nach 2 (bzw. 13). Wird das Spülgas mit geeigneten Mitteln temperiert, bevor es aus den Spülgasdüsen 16 (18) austritt, so unterstützt dies den Beschichtungsvorgang. Dies nützt insbesondere dann, wenn ein heißes Substrat 4 von dem Plasma-Gasstrom 13 aus den Plasma-Düsen 10 abgekühlt wird. Die Leistungsanforderungen an die Strahlungsquellen 17 in den Spülgasdüsen 16 reduzieren sich damit.The use of purge gas nozzles 16 (or 18 ) has further advantages in the carrier 5 to 2 (respectively. 13 ). Is the purge gas tempered with suitable means before it from the purge gas nozzles 16 ( 18 ), this assists the coating process. This is particularly useful when a hot substrate 4 from the plasma gas stream 13 from the plasma nozzles 10 is cooled. The power requirements of the radiation sources 17 in the purge gas nozzles 16 reduce with it.

Die Ausführung der Strahlungsquellen 17 ist nicht auf Wärmestrahlung beschränkt. Zur Prozessbeobachtung ist sichtbares Licht vorteilhaft, zur Prozessbeeinflussung die Verwendung von UV. Die Möglichkeit, das gerade beschichtete Substrat mit UV-Strahlung wahlweise gezielt zu konditionieren eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten. Daher werden alle Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung ausdrücklich mit beansprucht.The design of the radiation sources 17 is not limited to heat radiation. Visible light is advantageous for process observation, and the use of UV for process control. The possibility of selectively conditioning the substrate which has just been coated with UV radiation opens up new application possibilities. Therefore, all wavelengths of electromagnetic radiation are expressly claimed.

In einer ebenfalls erfindungsgemäß beanspruchten Variante des Verfahrens wird das Sekundärgas 31 nur zum Schützen der Strahlungsquellen 32 verwendet. Die Strömungsführung und Menge des Gasstroms ist dann so ausgelegt, dass die Freistrahlen auf die Oberfläche 34 vernachlässigbar sind, wodurch die anschließenden Verfahrensschritte 35, 36 in ihrer Wirkung gleichfalls vernachlässigbar sind.In a likewise claimed according to the invention variant of the method, the secondary gas 31 only to protect the radiation sources 32 used. The flow guide and amount of gas flow is then designed so that the free jets on the surface 34 are negligible, causing the subsequent process steps 35 . 36 are equally negligible in their effect.

Eine weitere nicht dargestellte Ausführungsform bezieht sich auf die Bewegung des Trägers und der Anordnung der Düsen darauf. Die Spur der Düsen auf der Substratoberfläche liegt hierbei im innern fast oder ganz aufeinander, nach außen hin ist jede Spur einer jeden Düse eine Spirale, die mehr und mehr neben den andern liegt. Durch diese Anordnung wird ohne Kreuzung der Spuren eine gleichmäßige Beschichtung hergestellt.Another embodiment not shown relates to the movement of the carrier and the arrangement of the nozzles thereon. The trace of the nozzles on the substrate surface lies in the interior almost or completely on each other outwards, every trace of each nozzle is a spiral, which is more and more adjacent to the other. By this arrangement, a uniform coating is produced without crossing the tracks.

Bezüglich der Ausführung der ersten Absaugungen um die Düsen herum und einer Flächigen Absaugung sind auch Mischformen möglich, die ebenfalls beansprucht in den Erfindungsgedanken eingeschlossen sind.With regard to the execution of the first suction around the nozzles and a surface suction also mixed forms are possible, which are also claimed included in the inventive concept.

Eine Variante mit großem Anwendungsbereich ist das Behandeln von temperaturempfindlichem Material, welches durch den Plasma-Gasstrom unzulässig erwärmt wird. Durch geeignete Temperierung, hier Kühlung, des Sekundärgases aus den Spülgasdüsen wird das Substrat direkt nach dem Beschichten wieder abgekühlt. Diese Anordnung ist sehr effizient und wird nicht für die Anwendung mit atmosphärischem Plasma sondern allgemein für alle Beschichtungsvorgänge mit im Gasstrom dispergierten Partikeln beansprucht.A variant with a wide range of applications is the treatment of temperature-sensitive material, which is heated by the plasma gas flow inadmissible. By suitable temperature, here cooling, the secondary gas from the purge gas nozzles, the substrate is cooled again immediately after coating. This arrangement is very efficient and is not claimed for use with atmospheric plasma but generally for all coating operations with particles dispersed in the gas stream.

Eine weitere nützliche Anwendung der Erfindungsgedanken ist die Verwendung der auf einem gemeinsamen Träger 5 angeordneten Beschichtungsdüsen 10 mit unterschiedlichen Beschichtungsstoffen in den Beschichtungsdüsen. Üblicherweise wird stofflich einheitlich beschichtet, ein Wechsel des Produktionsauftrags erfordert ein zeit- und kostenintensives Umrüsten, das so vermieden wird. In dieser speziellen Ausführung sind mindestens eine, vorzugsweise alle Düsen mit unterschiedlichen Beschichtungspartikeln und/oder Plasma-Gas ausgestattet, so dass jeweils nur eine Düse bei der Beschichtung aktiv ist. Ein Träger mit zwei bis sechs stofflich unterschiedlichen Düsen ist vorteilhaft, besonders beansprucht werden Träger mit 3 oder 4 Düsen. Die in 5 offenbarte Bauform ist gerade für diesen Zweck als Grundvariante am besten geeignet, und kann je nach Notwendigkeit mit den weiteren erfinderischen Lösungen kombiniert werden.Another useful application of the inventive concept is the use of the on a common carrier 5 arranged coating nozzles 10 with different coating materials in the coating nozzles. Usually, material is coated uniformly, a change of the production order requires a time and cost intensive retooling, which is thus avoided. In this special embodiment, at least one, preferably all nozzles are equipped with different coating particles and / or plasma gas, so that in each case only one nozzle is active during the coating. A carrier with two to six materially different nozzles is advantageous, carriers with 3 or 4 nozzles are particularly stressed. In the 5 The disclosed type is best suited for this purpose as a basic variant, and can be combined as needed with the other inventive solutions.

Die offenbarte Erfindung geht in ihrer Anwendung über den speziellen Fall des Plasma-Gasstrom hinaus, und umfasst Fluide über einen weiten Dichte und Viskositätsbereich sowie mit oder ohne dispergierten festen, flüssigen oder gasförmigen Partikeln. Der so definierte Beschichtungsmassenstrom ist ein Fluid mit einer Dichte von 0,01 kg/m3 bis zu 5000 kg/m3. Die Verfahrensschritte 21 bis 23 nach 4 und 16 sind, in diesem Sinne zusammenzufassen, und an das Fluid angepasst zu lesen. Der Beschichtungsmassenstrom tritt dabei entweder aus einer einzelnen Düse oder aus einer Gruppe von Düsen aus.The disclosed invention, in its application, goes beyond the specific case of the plasma gas stream, and includes fluids having a wide density and viscosity range and with or without dispersed solid, liquid or gaseous particles. The coating mass flow thus defined is a fluid having a density of 0.01 kg / m 3 up to 5000 kg / m 3 . The process steps 21 to 23 after 4 and 16 are to summarize in this sense, and adapted to the fluid read. The coating mass flow occurs either from a single nozzle or from a group of nozzles.

Die offenbarte Erfindung ist auch für andere Zwecke als der Beschichtung einsetzbar, insbesondere wenn keine Partikel zugemischt werden. Diese Anwendungen werden ebenfalls beansprucht und werden beispielsweise zum Aktivieren, Reinigen, Sterilisieren und allgemein dem Behandeln von Oberflächen eingesetzt.The disclosed invention is also applicable to purposes other than the coating, especially when no particles are mixed. These applications are also claimed and used, for example, for activating, cleaning, sterilizing and generally treating surfaces.

Durch eine geeignete Bewegung des Trägers 5 ist es möglich, dass dieser über ein stillstehendes Substrat kreist und dabei beschichtet. Die Umkehrung ist ein Stehendes oder langsam bewegte Substrat und darüber bewegte Düsen. Eine Anwendung der erfinderischen Gedanken auch auf diese Bauformen ist möglich. Diese Variation, bei der die Bewegung von Düse und Substrat als relativ zueinander erfolgt, ist mit in den Schutzanspruch aller vorstehenden Variationen eingeschlossen. Die Begrifflichkeit rotierendes Substrat ist zur Vermeidung von Umgehungslösungen ausdrücklich auch in diesem Sinne gedacht. By a suitable movement of the wearer 5 It is possible that this circles over a stationary substrate and thereby coated. The inversion is a standing or slowly moving substrate with nozzles moving above it. An application of the inventive idea to these designs is possible. This variation, in which the movement of the nozzle and substrate takes place relative to one another, is included in the claim for protection of all the above variations. The term rotating substrate is specifically intended to avoid by-pass solutions in this sense.

Die Anwendung des offenbarten Verfahrens und der Vorrichtung ist nicht auf Substrate mit einer ebenen, flachen und runden Geometrie beschränkt. Objekte, die mit im Verhältnis zur den ebenen Abmaßen mit geringem Höhenprofil ausgebildet sind, wie zum Beispiel optische Linsen oder Spiegel, gedruckte Schaltungen oder bestückte Platinen, werden ebenfalls in den Schutzbereich hineingenommen.The application of the disclosed method and apparatus is not limited to substrates having a flat, flat and round geometry. Objects which are formed with respect to the flat dimensions with a low height profile, such as optical lenses or mirrors, printed circuits or printed circuit boards are also included in the scope.

Zusammenfassend ist eine Erfindung offenbart, die beim Einsatz von atmosphärischem Plasma mehrere Vorzüge aufweist. Diese ergeben sich, wenn die Plasmadüsen auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind. Zum einen wird der Overspray reduziert, weil die Strömung gezielt in Absaugungen gelenkt wird. Dies wird neben speziell angeordnete Absaugungen auch durch weitere Sekundärluft erreicht.In summary, an invention is disclosed which has several advantages in the use of atmospheric plasma. These arise when the plasma nozzles are arranged on a common carrier. On the one hand, the overspray is reduced because the flow is specifically directed into suction systems. This is achieved in addition to specially arranged suction also by other secondary air.

Ein weiterer sich daraus ergebende Vorteil ist der Einsatz von Strahlungsquellen wie IR-LEDs. Diese werden durch die Sekundärströmung nicht nur vor der Verschmutzung geschützt, sondern auch noch gekühlt. Strahlungsquellen in geeigneter Form werden zur Vorwärmung des Substrates verwendet, um die Taktzeit vom Produktionsprozess zu beschleunigen.Another resulting advantage is the use of radiation sources such as IR LEDs. These are not only protected from contamination by the secondary flow, but also cooled. Radiation sources in a suitable form are used to preheat the substrate to accelerate the cycle time from the production process.

Der dritte eigenständige Vorteil ist die besondere Führung des Trägers über das Substrat. Durch die gezeigten Anordnungen von Düsen und Bewegungsabläufen ist die minimale Beschichtungszeit für diese und auch weitere Beschichtungsaufgaben realisiert. Gerade das Anordnen mehrerer Düsen mit unterschiedlichen Beschichtungsstoffen gibt weite Freiheitsgrade und Bewegungsabläufe.The third independent advantage is the special guidance of the carrier over the substrate. By the arrangements of nozzles and movements shown, the minimum coating time for these and other coating tasks is realized. Just the arrangement of several nozzles with different coating materials are wide degrees of freedom and motion sequences.

Diese erfinderischen Gedanken bieten bereits einzeln einen großen Vorteil und werden auch so als einzeln und eigenständig sowohl als Verfahren als auch als Vorrichtung beansprucht. Die aus diesen Erfindungen resultierenden vielfältigen Kombinationen werden ebenfalls als Verfahren und Vorrichtung beansprucht.These inventive ideas already provide a great advantage individually and are claimed as well as individually and independently both as a method and as a device. The various combinations resulting from these inventions are also claimed as methods and apparatus.

Weiterhin sind in den Beschreibungen vielfältige Anwendungen und Ausführungen der Erfindungen mit deren Vorteilen beschrieben, die hiermit gleichfalls in den beanspruchten Schutzumfang einbezogen werden.Furthermore, the descriptions describe various applications and embodiments of the inventions with their advantages, which are hereby also included in the claimed scope.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Beschichtungsanlagecoating plant
22
Arbeitsraumworking space
33
Substrataufnahmesubstrate uptake
44
Substratsubstratum
55
Trägercarrier
66
Führung vom TrägerGuidance from the carrier
77
Absaugung im ArbeitsraumExtraction in the work area
88th
Rotationsrichtung des SubstratsRotation direction of the substrate
99
Zuluftöffnungair intake opening
1010
Plasma-DüsePlasma nozzle
1111
Absaugung um die Plasma-Düse herumExtraction around the plasma nozzle around
1212
Absaugung um den Träger herumExtraction around the wearer
1313
Plasma-GasstromPlasma gas flow
1414
Beschichtungsraumcoating room
1515
Rand vom Träger 5 Edge of the carrier 5
1616
Spülgas-DüsePurge gas nozzle
1717
Strahlungsquelleradiation source
1818
Spülgas-DüsePurge gas nozzle
2020
Träger bewegenMove carrier
2121
Plasmagas zuführenAdd plasma gas
2222
Plasma erzeugenCreate plasma
2323
Partikel zumischenMix particles
2424
Freistrahl auf Oberfläche lenkenSteer free jet on surface
2525
Strömung umlenkenDivert flow
26 26
Strömung eingrenzenNarrow the flow
2727
Strömung absaugenAspirate the flow
2828
Oberfläche bewegenMove surface
2929
Oberfläche beschichtenCoat the surface
3030
Substrat heizenHeat substrate
3131
Sekundärgas zuführenFeed secondary gas
3232
Strahlungsquelle schützenProtect radiation source
3333
Oberfläche mit Strahlung heizenHeat surface with radiation
3434
Freistrahl auf Oberfläche lenkenSteer free jet on surface
3535
Strömung umlenkenDivert flow
3636
Strömung absaugenAspirate the flow
3737
Tertiärgas zuführenFeed in tertiary gas
3838
Zum Rand des Trägers führenLead to the edge of the carrier
3939
Strömung umlenkenDivert flow
4040
Strömung absaugenAspirate the flow
4141
Strömung absaugenAspirate the flow
4242
Vorwärmenpreheat
4343
Beschichtencoating
4444
Substrat bestrahlenIrradiate substrate
5050
Absaugöffnung, um die Plasmadüse angeordnetSuction opening arranged around the plasma nozzle
5151
Absaugung um den Rand des Trägers umlaufendExtraction around the edge of the support
5252
Absaugöffnung am Rand des TrägersSuction opening on the edge of the carrier
5555
Beschichtungsflächecoating area
5656
Innerer Rand der BeschichtungsflächeInner edge of the coating surface
5757
Äußerer Rand der BeschichtungsflächeOuter edge of the coating surface
5858
Plasma-Düse innenPlasma nozzle inside
5959
Plasma-Düse außenPlasma nozzle outside
6060
Bewegungsrichtungmovement direction
6161
Radius-KoordinatenachseRadius coordinate axis
6262
Beschichtungsdauercoating time
6363
Beschichtungsmengecoating amount
6464
Funktion der Plasma-Düsen (an/aus)Function of plasma nozzles (on / off)
6565
Funktionsgraph der inneren DüseFunction graph of the inner nozzle
6666
Funktionsgraph der äußeren DüseFunction graph of the outer nozzle
6767
Beschichtungsmenge innere DüseCoating amount of inner nozzle
6868
Beschichtungsmenge äußere DüseCoating amount of outer nozzle
7070
Schwenkrichtungpan direction
7171
Schwenkarm für den TrägerSwivel arm for the wearer
7272
Drehrichtung TrägerDirection of rotation carrier
8080
Beschichtungsdüse für InnenbereichCoating nozzle for indoor use
8181
Beschichtungsdüse für AußenbereichCoating nozzle for outdoor use
8282
Rotation des SubstratRotation of the substrate
8383
Außenrand des Substrates, Durchmesser DOuter edge of the substrate, diameter D
8484
Außenradiusouter radius
8585
Innerer Beschichtungsradius der Düsen 81 Inner coating radius of the nozzles 81
8686
Radius InnenbereichRadius inside area
8787
ZentralbereichCentral area
8888
Radiale GeschwindigkeitskomponenteRadial speed component
8989
Radiale GeschwindigkeitskomponenteRadial speed component
9090
Radiale GeschwindigkeitskomponenteRadial speed component
9191
Radiale GeschwindigkeitskomponenteRadial speed component
9292
tangentiale Relativgeschwindigkeittangential relative velocity
100100
WärmestrahlerRadiant heaters
101101
Abstand Wärmestrahler – SubstratDistance heat radiator - substrate
102102
ZwillingsrohrstrahlerTwin tube emitters
103103
Heizwendel 1, L1, i = 1Heating coil 1, L1, i = 1
104104
Heizwendel 2, L2, i = 2Heating coil 2, L2, i = 2
105105
Heizwendel 3, L3, i = 3Heating coil 3, L3, i = 3
106106
Heizwendel 4, L4, i = 4Heating coil 4, L4, i = 4
107107
Quetschung, einseitige LeitungsdurchführungContusion, one-sided conduction
108108
Anschlußleitunglead

Claims (36)

Vorrichtung zum Beschichten von Oberflächen 1, bestehend aus einem Plasma-Gasstrom mit Partikeln 13, einem rotierenden Substrat 4 und einer Absaugung 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Plasma-Gasstrom 13 als atmosphärisches Plasma ausgebildet ist, der Plasma-Gasstrom 13 aus einer oder mehreren Düsen 10 ausströmt, und alle Düsen 10 auf einem Träger 5 über dem Substrat 4 angeordnet sind.Device for coating surfaces 1 consisting of a plasma gas stream with particles 13 a rotating substrate 4 and a suction 7 characterized in that the plasma gas stream 13 is formed as atmospheric plasma, the plasma gas stream 13 from one or more nozzles 10 emanates, and all nozzles 10 on a carrier 5 above the substrate 4 are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass um mindestens eine und besonders bevorzugt jeweils um jede Düse 10 herum eine erste Absaugungen 11 angebracht ist, und um den Träger 5 herum eine zweite Absaugung 12 angeordnet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that at least one and more preferably in each case around each nozzle 10 around a first suction 11 is attached, and to the carrier 5 around a second suction 12 is arranged. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass um mindestens eine Düse 10 herum eine Spülgasdüse 18 angebracht und um den Träger 5 herum eine Absaugung 12 angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that around at least one nozzle 10 around a Spülgasdüse 18 attached and around the carrier 5 around a suction 12 is arranged. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass je Plasma-Düse 10 eine oder mehrere Strahlungsquellen 17 bevorzugt Strahlungheizungen und insbesondere IR-LED's in deren Nähe angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that per plasma nozzle 10 one or more radiation sources 17 preferably radiation heaters and in particular IR LEDs are arranged in the vicinity. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Träger 5 als Führung 6 zur kontrollierten Bewegung parallel zur und über die Oberfläche des Substrat 4 ausgebildet ist und zur Erzeugung einer gleichmäßigen Beschichtungsstärke mindestens eines der folgenden Mittel Lage der Düsen 10 auf dem Träger 5, Rotationsfrequenz des Substrats 8, Bewegung des Träger 60, 70, 72, Abschalten der Düsen 64 kontrolliert beeinflussbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier 5 as a guide 6 for controlled movement parallel to and over the surface of the substrate 4 is formed and to produce a uniform coating thickness of at least one of the following means position of the nozzles 10 on the carrier 5 , Rotational frequency of the substrate 8th , Movement of the carrier 60 . 70 . 72 , Shut off the nozzles 64 controlled influenced. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass durch im Träger 5 enthaltene Spülgas-Düsen 16 einen oder mehrere Gasströme in den Beschichtungsraum 14 eingeleiten werden und/oder dieser Spülgasstrom um mindestens eine Strahlungsquelle 17 wie IR-LED oder UV-LED geführt wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that by in the carrier 5 contained purge gas nozzles 16 one or more gas streams in the coating room 14 be introduced and / or this purge gas flow around at least one radiation source 17 how IR LED or UV LED is guided. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmagasstrom mit Partikeln 13 an mindestens einer und besonders bevorzugt an jeder Düse 10 stofflich unterschiedlich ist, insbesondere durch andere dispergierte Partikel, dass in einer bevorzugten Ausführung zwei bis sechs und besonders bevorzugt vier Düsen 10 auf einem Träger 5 angeordnet sind und dass zur Beschichtung mindestens eine und besonders bevorzugt genau eine Düse 10 verwendet wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the plasma gas stream with particles 13 at least one and most preferably at each nozzle 10 is materially different, in particular by other dispersed particles, that in a preferred embodiment two to six, and more preferably four nozzles 10 on a carrier 5 are arranged and that for coating at least one and more preferably exactly one nozzle 10 is used. Vorrichtung zum Beschichten von Oberflächen, bestehend aus mehreren Beschichtungsmassenströmen, die aus mehreren Düsen ausströmen, einem relativ zu den Düsen bewegten Substrat 4 und einer Absaugung 7 dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Beschichtungsmassenströme gleich sind, und jeder einzelne Beschichtungsmassenstrom ein Fluidmassenstrom mit einer Dichte von 0,01 kg/m3 bis zu 5000 kg/m3 oder bevorzugt ein Plasma-Gasstrom mit Partikeln 13 ist, der insbesondere als atmosphärisches Plasma ausgebildet ist, und alle Düsen 10 über dem Substrat 4 angeordnet sind.Apparatus for coating surfaces consisting of a plurality of coating mass streams which flow out of a plurality of nozzles, a substrate moving relative to the nozzles 4 and a suction 7 characterized in that the individual coating mass flows are the same, and each individual coating mass flow a fluid mass flow with a density of 0.01 kg / m 3 up to 5000 kg / m 3 or preferably a plasma gas stream with particles 13 in particular, which is designed as atmospheric plasma, and all nozzles 10 above the substrate 4 are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass jeweils um jede Düse 10 herum eine erste Absaugungen 11 angeordnet ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that in each case around each nozzle 10 around a first suction 11 is arranged. Vorrichtung einem der vorangegangenen Ansprüche 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass um mindestens eine Düse 10 herum eine Spülgasdüse 18 angebracht und um den Träger 5 herum eine Absaugung 12 angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims 8 or 9, characterized in that around at least one nozzle 10 around a Spülgasdüse 18 attached and around the carrier 5 around a suction 12 is arranged. Vorrichtung einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die zu beschichtende Oberfläche des Substrates eine flache Geometrie mit geringem Höhenprofil und besonders bevorzugt eine ebene Fläche ist.Device according to one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that in each case the surface to be coated of the substrate is a flat geometry with low height profile and particularly preferably a flat surface. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass vor der Beschichtung die Substratoberfläche von einem Wärmestrahler, der mehrere Strahlungsflächen enthält, bestrahlt wird, wobei das Substrat relativ zum Wärmestrahler rotiert. Device according to one of the preceding claims 8 to 11, characterized in that before the coating, the substrate surface is irradiated by a heat radiator containing a plurality of radiation surfaces, wherein the substrate rotates relative to the heat radiator. Vorrichtung nach dem vorangegangenen Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahler eine linienförmige Gestalt aufweist und vorzugsweise als Doppel-Rohr-Strahler ausgebildet ist, die Strahlungsflächen als Heizwendeln unterschiedlicher Länge ausgeführt sind, je Strahler-Rohr die Heizwendeln außen anfangen und mindestens einmal unterbrochen sind.Device according to the preceding claim, characterized in that the heat radiator has a linear shape and is preferably designed as a double-tube radiator, the radiating surfaces are designed as heating coils of different lengths, each radiator tube start the heating coils outside and are interrupted at least once. Vorrichtung nach dem vorangegangenen Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Teillänge Li einer Heizwendel i aus deren Anzahl N, dem Auslegungsabstand H und des größten Substratdurchmessers D nach der Berechnungsvorschrift
Figure 00310001
mit einer Toleranz von +–10% H und bevorzugt mit einer Toleranz von +–5% H bemessen ist.
Device according to the preceding claim, characterized in that the partial length Li of a heating coil i from the number N, the design distance H and the largest substrate diameter D according to the calculation rule
Figure 00310001
with a tolerance of + -10% H and preferably with a tolerance of + -5% H.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass eine Düse in einer mehrteiligen Führung angeordnet ist, die mindestens ein erstes Mittel zur linearen Führung der Düse vom Substratrand zur Mitte des Substrates hin, ein zweites Mittel zur kreisenden Führung der Düse, ein drittes Mittel zur Entkoppelung der Rotation der kreisenden Führung auf die Düse und ein viertes Mittel zur Verschiebung der Düse vom Rand der kreisenden Führung zum Mittelpunkt der Kreisbewegung der Führung und zurück enthält.Device according to one of the preceding claims 8 to 12, characterized in that a nozzle is arranged in a multi-part guide, the at least one first means for linear guidance of the nozzle from the substrate edge to the center of the substrate, a second means for circular guidance of the nozzle, a third means for decoupling the rotation of the circular guide on the nozzle and a fourth means for displacing the nozzle from the edge of the circular guide to the center of the circular motion of the guide and contains back. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 12 und/oder 15 dadurch gekennzeichnet, dass jede Düse 10 auf einem Träger 5 angeordnet ist, den erstens eine Absaugung 12 umgibt, und zweitens in dem Träger 5 eine oder mehrere Strahlungsquellen 17 bevorzugt Strahlungheizungen und insbesondere IR-LED's in der Nähe der Düse angeordnet sind, und drittens der Träger 5 Spülgas-Düsen 16 enthält, die einen oder mehrere Gasströme in den Beschichtungsraum 14 einleiten, und/oder viertens die Luftführung im Träger 5 den Spülgasstrom um mindestens eine Strahlungsquelle 17 wie IR-LED oder UV-LED geführt wird.Device according to one of the preceding claims 8 to 12 and / or 15, characterized in that each nozzle 10 on a carrier 5 is arranged, the first, a suction 12 surrounds, and second, in the carrier 5 one or more radiation sources 17 preferably radiation heaters and in particular IR LEDs are arranged in the vicinity of the nozzle, and thirdly the carrier 5 Purge gas nozzle 16 contains one or more gas streams in the coating room 14 initiate, and / or fourth, the air flow in the carrier 5 the purge gas flow around at least one radiation source 17 how IR LED or UV LED is guided. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 12, 15 und/oder 16 dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmagasstrom mit Partikeln 13 an mindestens einer und besonders bevorzugt an jeder Düse 10 stofflich unterschiedlich ist, insbesondere durch andere dispergierte Partikel, dass in einer bevorzugten Ausführung zwei bis sechs und besonders bevorzugt vier Düsen 10 auf einem Träger 5 angeordnet sind und dass zur Beschichtung mindestens eine und besonders bevorzugt genau eine Düse 10 verwendet wird.Device according to one of the preceding claims 8 to 12, 15 and / or 16, characterized in that the plasma gas stream with particles 13 at least one and most preferably at each nozzle 10 is materially different, in particular by other dispersed particles, that in a preferred embodiment two to six, and more preferably four nozzles 10 on a carrier 5 are arranged and that for coating at least one and more preferably exactly one nozzle 10 is used. Verfahren zum Beschichten von Oberflächen bei dem ein partikelbeladener Plasma-Gasstrom 24 auf ein rotierendes Substrat 28 trifft, der vom Substrat abgelenkte Gasstrom 25 in Absaugungen gelangt 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasma-Gasstrom 24 als atmosphärischer Plasma-Gasstrom aus mehreren auf einem gemeinsamen Träger 5 angeordneten Düsen 10 austritt.A method of coating surfaces with a particle-loaded plasma gas stream 24 on a rotating substrate 28 meets, the gas flow deflected from the substrate 25 gets into exhausts 26 , characterized in that the plasma gas stream 24 as an atmospheric plasma gas stream of several on a common carrier 5 arranged nozzles 10 exit. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der abgelenkte Gasstrom 25 lokal an jeder Düse 11 und gemeinsam am Rand des Trägers 5 abgesaugt 12 wird.Method according to the preceding claim, characterized in that the deflected gas stream 25 locally at each nozzle 11 and together on the edge of the carrier 5 sucked 12 becomes. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Düse ein Spülgasstrom 18 ausströmt, der zum partikelbeladenen Plasma-Gasstrom bevorzugt ringförmig und besonders bevorzugt konzentrisch strömt, und der abgelenkte Gasstrom 25, 35 gemeinsam am Rand 12 des Trägers 5 abgesaugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one nozzle, a purge gas stream 18 flows out, which flows to the particle-laden plasma gas stream preferably annular and more preferably concentric, and the deflected gas stream 25 . 35 together on the edge 12 of the carrier 5 is sucked off. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Wärmestrahlungsquellen 17 auf dem Träger 5 das Substrat 4 aufheizen 33.Method according to one of the preceding claims, characterized in that heat radiation sources 17 on the carrier 5 the substrate 4 Warm up 33 , Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Träger 5 sich in einem konstanten Abstand zum Substrat 4 kontrolliert über dessen Oberfläche bewegt 20 und zur Herstellung einer gleichmäßigen Schichtdicke auf dem Substrat eines der folgenden Mittel Lage der Düsen 10 auf dem Träger 5, Rotationsfrequenz 8 des Substrats 4, Bewegung des Träger 60, 70, 72, Abschalten der Düsen 64 während der Beschichtungszeit verändert wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier 5 at a constant distance from the substrate 4 controlled over its surface moves 20 and for producing a uniform layer thickness on the substrate one of the following means position of the nozzles 10 on the carrier 5 , Rotation frequency 8th of the substrate 4 , Movement of the carrier 60 . 70 . 72 , Shut off the nozzles 64 is changed during the coating time. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas zwischen den Plasma-Gasstrom und dem Rand des Trägers 5 eingeleitet wird 34 und/oder um die Strahlungsquellen herum strömt und so vor Verschmutzung und/oder Überhitzung schützt 32.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a gas between the plasma gas stream and the edge of the carrier 5 is initiated 34 and / or flows around the radiation sources and thus protects against contamination and / or overheating 32 , Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Oberfläche gelenkte Freistrahl 24 an mindestens einer und besonders bevorzugt an jeder Düse 10 stofflich, insbesondere durch Zumischen anderer Partikel 23, unterscheidet und dass in einer bevorzugten Ausführung zwei bis sechs und besonders bevorzugt vier Düsen 10 auf einem Träger 5 angeordnet sind und dass zur Beschichtung mindestens eine und besonders bevorzugt genau eine Düse 10 verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the directed on the surface free jet 24 at least one and most preferably at each nozzle 10 material, in particular by admixing other particles 23 , and that in a preferred embodiment two to six and more preferably four nozzles 10 on a carrier 5 are arranged and that for coating at least one and more preferably exactly one nozzle 10 is used. Verfahren zum Beschichten der Oberfläche eines Substrates mit einem oder mehreren gleichen Beschichtungsmassenströmen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils als Beschichtungsmassenstrom ein Fluidmassenstrom mit einer Dichte von 0,01 kg/m3 bis zu 5000 kg/m3 oder bevorzugt ein partikelbeladener Plasma-Gasstrom 24 verwendet wird, und besonders bevorzugt ein atmosphärischer Plasma-Gasstrom mit darin dispergierten Partikeln, der auf ein relativ zum Beschichtungsmassenstrom bewegtes Substrat 28 trifft und beschichtet, und der vom Substrat abgelenkte Beschichtungsmassenstrom 25 in Absaugungen gelangt 26.Process for coating the surface of a substrate with one or more equal coating mass flows, characterized in that in each case as a coating mass flow, a fluid mass flow with a density of 0.01 kg / m 3 up to 5000 kg / m 3 or preferably a particle-loaded plasma gas stream 24 is used, and more preferably an atmospheric plasma gas stream with particles dispersed therein, the on a relative to the coating mass flow moving substrate 28 meets and coated, and the coating mass flow deflected from the substrate 25 gets into exhausts 26 , Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat rotiert.Method according to the preceding claim, characterized in that the substrate rotates. Verfahren einem der vorangegangenen Ansprüche 25 oder 26 dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein flaches Höhenprofil aufweist und besonders bevorzugt eben ist.Method according to one of the preceding claims 25 or 26, characterized in that the substrate has a flat height profile and is particularly preferably flat. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 25 oder 27 dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen 10 auf einem gemeinsamen Trägern 5 angeordnet sind.Method according to one of the preceding claims 25 or 27, characterized in that the nozzles 10 on a common carriers 5 are arranged. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 25 bis 28 dadurch gekennzeichnet, dass der abgelenkte Beschichtungsmassenstrom lokal an jeder Düse 11 und gemeinsam am Rand 12 des Trägers 5 abgesaugt wird.Method according to one of the preceding claims 25 to 28, characterized in that the deflected coating mass flow locally at each nozzle 11 and together on the edge 12 of the carrier 5 is sucked off. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 25 bis 29 dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Düse ein Spülgasstrom 18 ausströmt, der zum partikelbeladenen Plasma-Gasstrom bevorzugt ringförmig und besonders bevorzugt konzentrisch strömt, und der abgelenkte Gasstrom 25, 35 gemeinsam am Rand 12 des Trägers 5 abgesaugt wird.Method according to one of the preceding claims 25 to 29, characterized in that at least one nozzle, a purge gas stream 18 flows out, which flows to the particle-laden plasma gas stream preferably annular and more preferably concentric, and the deflected gas stream 25 . 35 together on the edge 12 of the carrier 5 is sucked off. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 25 bis 30 dadurch gekennzeichnet, dass neben mindestens einer Düse 10 mindestens eine Wärmestrahlungsquelle 17 auf einem Träger 5 angeordnet ist und das Substrat 4 aufheizt 33.Method according to one of the preceding claims 25 to 30, characterized in that in addition to at least one nozzle 10 at least one heat radiation source 17 on a carrier 5 is arranged and the substrate 4 heats 33 , Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch 25 bis 31 dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas zwischen den Düsen und dem Rand des Trägers 5 eingeleitet wird 34 und/oder um die Strahlungsquellen herum strömt und so vor Verschmutzung und/oder Überhitzung schützt 32.Method according to the preceding claims 25 to 31, characterized in that a gas between the nozzles and the edge of the carrier 5 is initiated 34 and / or flows around the radiation sources and thus protects against contamination and / or overheating 32 , Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 32 dadurch gekennzeichnet, dass vor der Beschichtung mehrere Wärmestrahlungsflächen das Substrat bestrahlen, und diese Wärmestrahlungsflächen erstens als Linienstrahler mit unterschiedlichen Längen, ausgeführt sind und zweitens am Rand des Substrates anfangen, und drittens zum Zentrum des Substrates hin ausgerichtet sind, wobei eine Anordnung der Wärmestrahlungsflächen paarweise in je einem Rohr eines Doppelrohrstrahlers besonders bevorzugt wird.Method according to one of claims 25 to 32, characterized in that prior to the coating, a plurality of heat radiation surfaces irradiate the substrate, and these heat radiation surfaces are firstly designed as a line emitter with different lengths, and secondly start at the edge of the substrate, and thirdly aligned to the center of the substrate , wherein an arrangement of the heat radiation surfaces in pairs in each case a tube of a double-tube radiator is particularly preferred. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 25 bis 33 dadurch gekennzeichnet, dass der Träger 5 sich in einem konstanten Abstand zum Substrat 4 kontrolliert über dessen Oberfläche bewegt 20 und zur Herstellung einer gleichmäßigen Schichtdicke auf dem Substrat eines der folgenden Mittel Lage der Düsen 10 auf dem Träger 5, Rotationsfrequenz 8 des Substrats 4, Bewegung des Träger 60, 70, 72, Abschalten der Düsen 64 während der Beschichtungszeit verändert wird.Method according to one of the preceding claims 25 to 33, characterized in that the carrier 5 at a constant distance from the substrate 4 controlled over its surface moves 20 and for producing a uniform layer thickness on the substrate one of the following means position of the nozzles 10 on the carrier 5 , Rotation frequency 8th of the substrate 4 , Movement of the carrier 60 . 70 . 72 , Shut off the nozzles 64 is changed during the coating time. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 25 bis 33 dadurch gekennzeichnet, dass eine der Düsen den Innenbereich des Substrates kreisend beschichtet und dabei erstens die Kreisfrequenz zur Mitte hin zunimmt und zweitens besonders bevorzugt die Relativgeschwindigkeit der Düse zur Substratoberfläche konstant ist, und die anderen Düsen den Außenbereich beschichten, indem sie vom Außenradius des Substrates nach innen und zurück verfahren, und besonders bevorzugt jeweils zeitgleich den gleichen Radius des Substrates beschichten. Method according to one of the preceding claims 25 to 33, characterized in that one of the nozzles circularly coated the inner region of the substrate and, firstly, the angular frequency increases toward the center and, secondly, particularly preferably the relative velocity of the nozzle to the substrate surface is constant, and the other nozzles the outer region coat by moving from the outer radius of the substrate inwards and backwards, and particularly preferably at the same time coat the same radius of the substrate. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 25 bis 35 dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Oberfläche gelenkte Freistrahl 24 an mindestens einer und besonders bevorzugt an jeder Düse 10 stofflich, insbesondere durch Zumischen anderer Partikel 23, unterscheidet und dass in einer bevorzugten Ausführung zwei bis sechs und besonders bevorzugt vier Düsen 10 auf einem Träger 5 angeordnet sind und dass zur Beschichtung mindestens eine und besonders bevorzugt genau eine Düse 10 verwendet wird.Method according to one of the preceding claims 25 to 35, characterized in that the directed on the surface free jet 24 at least one and most preferably at each nozzle 10 material, in particular by admixing other particles 23 , and that in a preferred embodiment two to six and more preferably four nozzles 10 on a carrier 5 are arranged and that for coating at least one and more preferably exactly one nozzle 10 is used.
DE201110018704 2010-04-27 2011-04-26 Apparatus and method for coating rotating surfaces Withdrawn DE102011018704A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110018704 DE102011018704A1 (en) 2010-04-27 2011-04-26 Apparatus and method for coating rotating surfaces

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010018531 DE102010018531A1 (en) 2010-04-27 2010-04-27 Device for coating surface area of e.g. round substrate, has nozzles arranged on carrier over round substrate, and extraction system fixed at position in working chamber, where plasma-gas stream i.e. atmospheric plasma, flows from nozzles
DE102010018531.0 2010-04-27
DE201110018704 DE102011018704A1 (en) 2010-04-27 2011-04-26 Apparatus and method for coating rotating surfaces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011018704A1 true DE102011018704A1 (en) 2011-10-27

Family

ID=44751467

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201010018531 Withdrawn DE102010018531A1 (en) 2010-04-27 2010-04-27 Device for coating surface area of e.g. round substrate, has nozzles arranged on carrier over round substrate, and extraction system fixed at position in working chamber, where plasma-gas stream i.e. atmospheric plasma, flows from nozzles
DE201110018704 Withdrawn DE102011018704A1 (en) 2010-04-27 2011-04-26 Apparatus and method for coating rotating surfaces

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201010018531 Withdrawn DE102010018531A1 (en) 2010-04-27 2010-04-27 Device for coating surface area of e.g. round substrate, has nozzles arranged on carrier over round substrate, and extraction system fixed at position in working chamber, where plasma-gas stream i.e. atmospheric plasma, flows from nozzles

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE102010018531A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109701825A (en) * 2019-02-20 2019-05-03 沈阳科晶自动化设备有限公司 A kind of ultraviolet lamp whirler
CN115254532A (en) * 2021-08-26 2022-11-01 杨海杰 Gluing method and device for plywood

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109701825A (en) * 2019-02-20 2019-05-03 沈阳科晶自动化设备有限公司 A kind of ultraviolet lamp whirler
CN115254532A (en) * 2021-08-26 2022-11-01 杨海杰 Gluing method and device for plywood

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010018531A1 (en) 2011-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19758739B4 (en) irradiator
EP1977020B1 (en) Process for hardening a workpiece which describes a closed curve
WO2009033938A1 (en) Device and method for degassing a liquid or pasty medium
DE102005003802A1 (en) Radiation apparatus and powder application station and arrangement for coating temperature-sensitive materials and method thereof
EP3423229A2 (en) Device and method for roughening substrates
EP2225044B1 (en) Cooling apparatus and method for cooling objects from a coating device
EP2106456A2 (en) Method and apparatus for coating a hollow element
DE102008012333B4 (en) Device for the thermal treatment of disc-shaped substrates
DE102011018704A1 (en) Apparatus and method for coating rotating surfaces
WO2000060295A1 (en) Infrared irradiation
DE102014113927A1 (en) Process for coating a substrate and coating system
DE102015101511B3 (en) Apparatus for irradiating a cylindrical substrate
DE202007016425U1 (en) Apparatus for treating a substrate web
DE102010002531A1 (en) hardening device
DE19538364C5 (en) Device for rapid heating of metal press studs
EP3046686B1 (en) Gas stream device for system for the radiation treatment of substrates
DE102004059903A1 (en) Method and installation for coating a metal strip with a solvent-based coating and for drying and / or crosslinking the same
EP3249342B1 (en) Air pre-heater, in particular for a refuse incinerator, refuse incinerator, method for cleaning an air pre-heater and method for operating a refuse incinerator
EP3016751B1 (en) Separation of heat and light for a uv radiation source
EP2589909A2 (en) Device for heating or drying of elongated materials
DE102012109817A1 (en) Semi-or fully automatic machine working coating apparatus for solar module, has treatment module coupled with one another over together bordering horizontal conveyer systems and comprising preheating device, coating system and drying device
DE4001144C1 (en) Case hardening of metallic workpiece - by rotating and locally heating above transformation temp. by energy beam
EP3517263A1 (en) Applicator for activating a functional layer of a coating material and method
DE102014117617A1 (en) soldering device
DE102012112267A1 (en) Method for preparing metal-containing coating on glass or glass ceramic substrate used as cooking surface of domestic oven hob, involves linearly focusing laser radiation on surface of glass or glass ceramic substrate

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20141101