DE102018220677A1 - Device for coating a component and cleaning device and method for cleaning a coating device for coating at least one component - Google Patents

Device for coating a component and cleaning device and method for cleaning a coating device for coating at least one component Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Beschichten wenigstens eines Bauelements, mit wenigstens einer Beschichtungseinrichtung (12), welche wenigstens eine Beschichtungskammer (14) aufweist, in welcher das zu beschichtende Bauelement anordenbar und mittels der Beschichtungseinrichtung (12) ein Niederdruckplasma zum Beschichten des Bauelements erzeugbar ist, umfassend wenigstens eine Reinigungseinrichtung (28), welche wenigstens eine relativ zu der Beschichtungseinrichtung (12) bewegbare und in der Beschichtungskammer (14) anordenbare Reinigungselektrode (30) aufweist, mittels welcher in der Beschichtungskammer (14) ein Atmosphärendruckplasma zum Reinigen der Beschichtungseinrichtung (12) erzeugbar ist.The invention relates to a device (10) for coating at least one component, with at least one coating device (12) which has at least one coating chamber (14) in which the component to be coated can be arranged and by means of the coating device (12) a low-pressure plasma for coating the Component can be produced, comprising at least one cleaning device (28) which has at least one cleaning electrode (30) which can be moved relative to the coating device (12) and can be arranged in the coating chamber (14) and by means of which in the coating chamber (14) an atmospheric pressure plasma for cleaning the Coating device (12) can be generated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten wenigstens eines Bauelements gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Reinigungseinrichtung und ein Verfahren zum Reinigen einer Beschichtungseinrichtung zum Beschichten wenigstens eines Bauelements.The invention relates to a device for coating at least one component according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a cleaning device and a method for cleaning a coating device for coating at least one component.

Vorrichtungen zum Beschichten von Bauelementen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Die jeweilige Vorrichtung weist wenigstens eine Beschichtungseinrichtung auf, mittels welcher das jeweilige Bauelement beschichtet werden kann. Die Beschichtungseinrichtung umfasst hierzu wenigstens eine Beschichtungskammer, in welcher das zu beschichtende Bauelement anordenbar ist. In der Beschichtungskammer ist mittels der Beschichtungseinrichtung, insbesondere mittels wenigstens einer Beschichtungselektrode der Beschichtungseinrichtung, ein Niederdruckplasma zum Beschichten des Bauelements erzeugbar. Dies bedeutet, dass das jeweilige Bauelement in einer durch das Niederdruckplasma gebildeten Atmosphäre beschichtet werden kann.Devices for coating components are already well known from the general prior art. The respective device has at least one coating device, by means of which the respective component can be coated. For this purpose, the coating device comprises at least one coating chamber in which the component to be coated can be arranged. A low-pressure plasma for coating the component can be generated in the coating chamber by means of the coating device, in particular by means of at least one coating electrode of the coating device. This means that the respective component can be coated in an atmosphere formed by the low-pressure plasma.

Beispielsweise in der industriellen Elektronikfertigung werden nach der Bestückung von Leiterplatten mit elektronischen Bauteilen die betriebsfähigen und beispielsweise als PCBA (Printed Circuit Board Assembly) ausgebildeten Baugruppen am Ende der Prozesskette häufig mit einer Schutzschicht versehen, um die Baugruppen vor korrosiv wirkenden Umwelteinflüssen wie beispielsweise Feuchtigkeit, korrosiven Gasen etc. zu schützen und somit die Funktionalität im Feldeinsatz zu gewährleisten. Neben konventionellen Lackierprozessen werden auch Niederdruckplasmaverfahren zur Beschichtung der Baugruppen nach dem Stand der Technik eingesetzt. Freilich gibt es zudem noch eine große Vielfalt an weiteren Anwendungen derartig hergestellter Plasmabeschichtungen wie beispielsweise optische, dekorative, hydrophobe Schichten und/oder Kratzschutzschichten. Ein Vorteil einer als Niederdruckplasmabeschichtung ausgebildeten Plasmabeschichtung besteht darin, dass sie hochvernetzt ist und somit eine Schutzwirkung bereits mit sehr dünnen Schichten mit einer Schichtdicke von weniger als einem Mikrometer erreicht werden kann. Die demgegenüber sehr viel dickeren Lackschichten zeichnet sich durch einen höheren Material- und Kostenaufwand aus und sind darüber hinaus auch häufig lösemittelhaltig und demzufolge nur gering umweltverträglich, weshalb sie schon oft durch Plasmabeschichtungen ersetzt wurden.For example, in industrial electronics manufacturing, after the assembly of printed circuit boards with electronic components, the functional and, for example, PCBA (Printed Circuit Board Assembly) modules are often provided with a protective layer at the end of the process chain to protect the modules from corrosive environmental influences such as moisture, corrosive Protect gases etc. and thus ensure functionality in the field. In addition to conventional painting processes, low-pressure plasma processes are also used to coat the assemblies according to the prior art. Of course, there is also a large variety of other applications of plasma coatings produced in this way, such as optical, decorative, hydrophobic layers and / or scratch protection layers. An advantage of a plasma coating designed as a low-pressure plasma coating is that it is highly cross-linked and thus a protective effect can be achieved even with very thin layers with a layer thickness of less than one micrometer. The much thicker lacquer layers, on the other hand, are characterized by a higher cost of materials and, moreover, are often solvent-based and therefore only slightly environmentally friendly, which is why they have often been replaced by plasma coatings.

Zur Beschichtung eines Bauelements in einem Niederdruckplasmaverfahren wird das zu beschichtende Bauelement in die beispielsweise als Vakuumkammer ausgebildete Beschichtungskammer eingebracht und dort durch Fragmentierung und Abscheidung chemischer Ausgangsstoffe, welche als Präkursoren bezeichnet werden, in dem gezündeten Niederdruck plasmabeschichtet. Ein prozessbedingter Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass sich die Niederdruckplasmabeschichtung nicht nur auf dem zu beschichtenden Bauteil abscheidet, sondern auch auf weiteren Anlagenkomponenten, die sich in der auch als Prozesskammer bezeichneten Beschichtungskammer befinden. Eine solche Beschichtung von von dem zu beschichtenden Bauelement unterschiedlichen Anlagenkomponenten beziehungsweise Anlagenbereichen ist unerwünscht und wird daher auch als parasitäre Beschichtung im Sinne einer unerwünschten Verschmutzungserscheinung bezeichnet. Von besonderer Bedeutung sind hierbei Beschichtungselektroden und metallische Wandungen, welche beispielsweise ein Massepotential darstellen, wobei diese Beschichtungselektroden und die metallischen Wandungen hauptsächlich von einer parasitären Beschichtung betroffen sind.To coat a component in a low-pressure plasma process, the component to be coated is introduced into the coating chamber, which is designed, for example, as a vacuum chamber and is plasma-coated there by fragmentation and deposition of chemical starting materials, which are referred to as precursors, in the ignited low pressure. A process-related disadvantage of this method is that the low-pressure plasma coating is deposited not only on the component to be coated, but also on other system components which are located in the coating chamber, which is also referred to as the process chamber. Such a coating of system components or system areas different from the component to be coated is undesirable and is therefore also referred to as a parasitic coating in the sense of an undesirable contamination phenomenon. Of particular importance here are coating electrodes and metallic walls which, for example, represent a ground potential, these coating electrodes and the metallic walls being mainly affected by a parasitic coating.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Beschichten wenigstens eines Bauelements sowie eine Reinigungseinrichtung und ein Verfahren zum Reinigen einer Beschichtungseinrichtung zu schaffen, sodass die Beschichtungseinrichtung auf besonders vorteilhafte, zeit- und kostengünstige Weise gereinigt werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a device for coating at least one component and a cleaning device and a method for cleaning a coating device, so that the coating device can be cleaned in a particularly advantageous, time-saving and cost-effective manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Reinigungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a device with the features of claim 1, by a cleaning device with the features of claim 11 and by a method with the features of claim 12. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten wenigstens eines Bauelements. Die Vorrichtung weist wenigstens eine Beschichtungseinrichtung auf, mittels welcher das wenigstens eine Bauelement zu beschichten ist. Hierzu umfasst die Beschichtungseinrichtung wenigstens eine Beschichtungskammer, in welcher das zu beschichtende Bauelement anordenbar ist. Außerdem ist in der Beschichtungskammer mittels der Beschichtungseinrichtung, insbesondere mittels wenigstens einer Beschichtungselektrode der Beschichtungseinrichtung, ein Niederdruckplasma zum Beschichten des Bauelements erzeugbar. Dies bedeutet, dass das Bauelement in einer durch das beispielsweise gezündete und dadurch erzeugte Niederdruckplasma gebildeten Atmosphäre zu beschichten, das heißt mit wenigstens einer Beschichtung zu versehen, ist. Unter dem Niederdruckplasma ist ein Plasma zu verstehen, in welchem ein Druck herrscht, welcher niedriger als der auch als Erdatmosphärendruck bezeichnete Atmosphärendruck ist. Somit ist der in dem Niederdruckplasma herrschende Druck wesentlich geringer als 1.013 Millibar, wobei der in dem Plasma herrschende Druck beispielsweise um einen Faktor von mindestens oder höchstens 10.000 geringer ist als der Atmosphärendruck, das heißt als 1.013 Millibar.A first aspect of the invention relates to a device for coating at least one component. The device has at least one coating device, by means of which the at least one component is to be coated. For this purpose, the coating device comprises at least one coating chamber in which the component to be coated can be arranged. In addition, a low-pressure plasma for coating the component can be generated in the coating chamber by means of the coating device, in particular by means of at least one coating electrode of the coating device. This means that the component is to be coated in an atmosphere formed by, for example, the low-pressure plasma ignited and thereby generated, that is to say provided with at least one coating. The low-pressure plasma is to be understood as a plasma in which there is a pressure which is lower than that also as the earth's atmospheric pressure designated atmospheric pressure. Thus, the pressure prevailing in the low-pressure plasma is substantially less than 1,013 millibars, the pressure prevailing in the plasma being, for example, a factor of at least or at most 10,000 less than the atmospheric pressure, that is to say 1,013 millibars.

Um nun die Beschichtungseinrichtung auf besonders vorteilhafte und besonders zeit- und kostengünstige Weise reinigen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine Reinigungseinrichtung aufweist, welche wenigstens eine, insbesondere zusätzlich zu der Beschichtungselektrode vorgesehene und bewegbare und in der Beschichtungskammer anordenbare oder angeordnete Reinigungselektrode aufweist, mittels welcher in der Beschichtungskammer ein Atmosphärendruckplasma zum Reinigen der Beschichtungseinrichtung, insbesondere zum Reinigen wenigstens eines in der Beschichtungskammer angeordneten Bauelements der Beschichtungseinrichtung, erzeugbar ist. Im Gegensatz zu dem Niederdruckplasma ist das Atmosphärendruckplasma, welches auch als AD-Plasma oder Normaldruckplasma bezeichnet wird, ein Plasma, in welchem ein Druck herrscht, welcher zumindest im Wesentlichen dem Erdatmosphärendruck entspricht und somit beispielsweise mindestens oder genau 1.000 Millibar, insbesondere mindestens oder genau 1.013 Millibar, beträgt. Mittels der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung lassen sich auf besonders zeit- und kostengünstige Weise parasitäre Beschichtungen von der Beschichtungseinrichtung, insbesondere von dem zuvor genannten Bauelement wie beispielsweise von einer insbesondere metallischen Wandung und/oder von der Beschichtungselektrode, entfernen.In order to be able to clean the coating device in a particularly advantageous and particularly time-saving and cost-effective manner, it is provided according to the invention that the device has at least one cleaning device which has at least one, in particular in addition to the coating electrode, provided and movable and can be arranged or arranged in the coating chamber Has cleaning electrode, by means of which an atmospheric pressure plasma for cleaning the coating device, in particular for cleaning at least one component of the coating device arranged in the coating chamber, can be generated in the coating chamber. In contrast to the low-pressure plasma, the atmospheric-pressure plasma, which is also referred to as AD plasma or normal-pressure plasma, is a plasma in which there is a pressure which at least substantially corresponds to the earth's atmospheric pressure and thus, for example, at least or exactly 1,000 millibars, in particular at least or exactly 1,013 Millibars. By means of the cleaning device according to the invention, parasitic coatings can be removed from the coating device, in particular from the aforementioned component such as, for example, from a particularly metallic wall and / or from the coating electrode, in a particularly time-saving and cost-effective manner.

Der Erfindung liegen insbesondere die Erkenntnisse zugrunde, dass es beim Beschichten des Bauelements durch das und in dem Niederdruckplasma zu einer parasitären Beschichtung der Beschichtungseinrichtung, insbesondere in der Beschichtungskammer, kommt. Diese parasitäre Beschichtung hält sich in einem Betrieb der Vorrichtung stetig mit jedem Beschichtungszyklus, in dessen Rahmen das Bauelement oder jeweilige Bauelemente mittels des Niederdruckplasmas beschichtet werden. Hierdurch werden zunehmend Randbedingungen des jeweiligen Beschichtungszyklus verändert. Dies kann anhand von veränderten Abscheideraten und auch veränderten Zusammensetzungen von durch das jeweilige Beschichten an beziehungsweise auf dem jeweiligen Bauelement abzuscheidenden Schichten beobachtet werden. Zur Sicherung einer hinreichend hohen Qualität und Reproduzierbarkeit der jeweiligen, herzustellenden und auch als Beschichtung bezeichneten Schicht ist daher eine regelmäßige Reinigung der Beschichtungseinrichtung vorteilhaft.The invention is based in particular on the knowledge that, when the component is coated, the coating device is parasitically coated, in particular in the coating chamber, by and in the low-pressure plasma. This parasitic coating is maintained during operation of the device with every coating cycle, in the context of which the component or the respective components are coated by means of the low-pressure plasma. As a result, boundary conditions of the respective coating cycle are increasingly being changed. This can be observed on the basis of changed deposition rates and also changed compositions of layers to be deposited by the respective coating on or on the respective component. To ensure a sufficiently high quality and reproducibility of the respective layer to be produced and also referred to as a coating, regular cleaning of the coating device is therefore advantageous.

Ein herkömmlicherweise existierendes Problem besteht darin, dass sich einmal gebildete parasitäre und auch als parasitäre Abscheidungen bezeichnete Schichten auch vor dem Erreichen des nächsten Reinigungszyklus von in der Beschichtungskammer angeordneten Komponenten der Beschichtungseinrichtung lösen und zurück in eine Gasphase beziehungsweise in das Niederdruckplasma gelangen können, insbesondere als molekulare Fragmente über nano-/mikropartikuläre Cluster bis hin zu sichtbaren Abplatzungen. Dies kann die Prozess- und Abscheidebedingungen weiterhin negativ beeinflussen. Vor allem die Abscheidung beziehungsweise der Einbau solcher abgelösten parasitären Fragmente auf dem jeweiligen zu beschichtenden Bauelement während dessen Beschichtung reduziert die Qualität und Eigenschaften (z.B. Schutzwirkung) der gewünschten, resultierenden Schicht beziehungsweise Beschichtung enorm. Dies führt dazu, dass Reinigungsintervalle, nach deren Ablauf die Beschichtungseinrichtung gereinigt wird, nicht so hoch gewählt werden dürfen.A conventionally existing problem is that once formed, parasitic and also referred to as parasitic deposits, layers can also be released from components of the coating device arranged in the coating chamber before reaching the next cleaning cycle and can get back into a gas phase or into the low-pressure plasma, in particular as molecular ones Fragments over nano- / microparticulate clusters up to visible flaking. This can continue to negatively impact the process and deposition conditions. Above all, the deposition or installation of such detached parasitic fragments on the respective component to be coated during its coating enormously reduces the quality and properties (e.g. protective effect) of the desired resultant layer or coating. This means that cleaning intervals, after which the coating device is cleaned, must not be chosen as high.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Reinigungsprozesse bekannt, in deren Rahmen die Beschichtungseinrichtung gereinigt werden kann. Die herkömmlicherweise vorgesehenen Reinigungsprozesse lassen sich üblicherweise in chemische, mechanische und plasmagestützte Reinigungsprozesse unterteilen. Bei der chemischen Reinigung verschmutzter, auch als Anlagenkomponenten bezeichneter Komponenten der Beschichtungseinrichtung ist vor allem der Einsatz aggressiver Chemikalien aus Gründen der Arbeitsplatzsicherheit und des Umweltschutzes kritisch zu sehen. Zudem ist eine chemische Reinigung mit einem hohen Zeit- und Kostenaufwand insbesondere bei dicken und hartnäckigen Verschmutzungen verknüpft, wobei sich dieser hohe Zeit- und Kostenaufwand aus manuellen Handprozessen ergeben. Auch die Reproduzierbarkeit von Handreinigungsprozessen ist gering, da es in großem Maße von dem jeweils eingesetzten Reinigungspersonal abhängt. Ein möglicher chemischer Angriff der Anlagenkomponenten sowie eine inhomogene Reinigungswirkung sind weitere Nachteile einer chemischen Reinigung.Various cleaning processes are known from the prior art, in the course of which the coating device can be cleaned. The cleaning processes conventionally provided can usually be divided into chemical, mechanical and plasma-based cleaning processes. In the chemical cleaning of contaminated components of the coating device, which are also referred to as system components, the use of aggressive chemicals is critical, for reasons of job security and environmental protection. In addition, chemical cleaning is associated with a high expenditure of time and money, particularly in the case of thick and stubborn soiling, whereby this high expenditure of time and money results from manual manual processes. The reproducibility of hand cleaning processes is also low, since it largely depends on the cleaning staff employed. A possible chemical attack of the system components and an inhomogeneous cleaning effect are further disadvantages of chemical cleaning.

Die mechanische Reinigung verschmutzter Anlagenkomponenten zeichnet sich ebenfalls durch einen hohen Zeit- und Kostenaufwand aus, da diese auch zumeist per Hand realisiert werden. Zudem sind hier die Bildung von Partikeln und die damit verbundene Staubbelastung, insbesondere bei einem Abschleifen, aus Gründen der Arbeitssicherheit sehr bedenklich. Eine mögliche Beschädigung der Anlagenkomponenten, beispielsweise durch zu langes Abschleifen, sowie eine inhomogene und nur makroskopische Reinigungswirkung sind weitere Nachteile der mechanischen Reinigung.The mechanical cleaning of contaminated system components is also characterized by a high expenditure of time and money, since these are usually also carried out by hand. In addition, the formation of particles and the associated dust pollution, particularly when grinding, are very questionable for reasons of occupational safety. Possible damage to the system components, for example due to grinding for too long, and an inhomogeneous and only macroscopic cleaning effect are further disadvantages of mechanical cleaning.

Zur Automatisierung einer Reinigung der Beschichtungseinrichtung ist eine plasmageschützte Reinigung denkbar, bei der das gezündete Niederdruckplasma durch Prozessanpassungen nicht mehr zur Beschichtung, sondern zur Reinigung der Beschichtungseinrichtung verwendet wird. Zwar wird an dieser Stelle ein manueller Handprozess vermieden, allerdings besteht auch hier wieder das Problem eines hohen Zeit- und Kostenaufwands, insbesondere durch sehr langsame Atz-/Reinigungsraten. Üblicherweise werden hierbei außerdem sehr kostenintensive und stark aggressive Prozess-/Reinigungsgase wie zum Beispiel CF4 und SF6 verwendet, durch welche toxische und aggressive Reaktionsprodukte wie beispielsweise HF in zum Reinigen verwendeten Niederdruckplasma entstehen, die über eine zusätzliche Abgasnachbehandlung abgebaut werden sollten. Darüber hinaus kann ein chemischer Angriff der Anlagenkomponenten auch außerhalb der Beschichtungskammer wie beispielsweise Rohrverbindungen, Ventile, Dichtungen, Pumpen etc. nicht ausgeschlossen werden. Die erzielbare Reinigungswirkung ist außerdem in typischen Beschichtungsanlagen begrenzt und macht daher in der Praxis bei dickeren und hartnäckigeren Verschmutzungserscheinungen weiterhin chemische und/oder mechanische Reinigungsschritte erforderlich. To automate cleaning of the coating device, a plasma-protected cleaning is conceivable, in which the ignited low-pressure plasma is no longer used for coating purposes but for cleaning the coating device due to process adjustments. A manual manual process is avoided at this point, but here again there is the problem of a high expenditure of time and money, in particular due to very slow etching / cleaning rates. Usually, very cost-intensive and highly aggressive process / cleaning gases such as CF 4 and SF 6 are also used, which produce toxic and aggressive reaction products such as HF in low-pressure plasma used for cleaning, which should be reduced by additional exhaust gas aftertreatment. In addition, a chemical attack on the system components outside the coating chamber, such as pipe connections, valves, seals, pumps, etc., cannot be ruled out. The achievable cleaning effect is also limited in typical coating systems and therefore, in practice, chemical and / or mechanical cleaning steps are still required in the case of thicker and more stubborn signs of contamination.

Freilich lassen sich verschmutzte Anlagenkomponenten wie beispielsweise die Beschichtungselektrode oder Beschichtungselektroden demontieren und durch neue Anlagenkomponenten ersetzen. Besonders im industriellen Fertigungsbetrieb würde dies allerdings wieder einen enormen Kostenfaktor darstellen, da diese Komponenten häufig aus teuren Materialien hergestellt sind und hohe Verschmutzungsraten im Serienbetrieb üblich sind. Dies würde zu sehr hohen Austauschraten und damit zu sehr hohen Kosten führen. Weiterhin ist nur sehr schwer überwach- und feststellbar, zu welchem Zeitpunkt eine Komponente ersetzt werden sollte. Der Austausch anderer Komponenten wie beispielsweise Wandungen, die die Beschichtungskammer zumindest teilweise begrenzen, ist in der Regel anlagenbedingt nicht ohne weiteres möglich.Of course, contaminated system components such as the coating electrode or coating electrodes can be dismantled and replaced with new system components. However, this would again represent an enormous cost factor, especially in industrial production, since these components are often made of expensive materials and high contamination rates are common in series operation. This would lead to very high exchange rates and therefore very high costs. Furthermore, it is very difficult to monitor and determine when a component should be replaced. The exchange of other components such as walls, which at least partially delimit the coating chamber, is generally not readily possible due to the plant.

Demgegenüber ermöglicht die Erfindung ein besonders vorteilhaftes Reinigungskonzept, um die Beschichtungseinrichtung zu reinigen und dabei wenigstens eine parasitäre Beschichtung von der Beschichtungseinrichtung, insbesondere von wenigstens einem in der Beschichtungskammer angeordneten Bauteil der Beschichtungseinrichtung, zu entfernen. Hierzu nutzt die Erfindung das zuvor genannte und beispielsweise lokal gezündete und energiereiche Atmosphärendruckplasma, welches mittels der beispielsweise zusätzlich zu der Beschichtungselektrode vorgesehenen Reinigungselektrode erzeugt wird. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass ein durch die Reinigungselektrode bewirktes Erzeugen eines Plasmas während des Beschichtens des Bauelements unterbleibt.In contrast, the invention enables a particularly advantageous cleaning concept to clean the coating device and thereby remove at least one parasitic coating from the coating device, in particular from at least one component of the coating device arranged in the coating chamber. For this purpose, the invention uses the above-mentioned and for example locally ignited and high-energy atmospheric pressure plasma, which is generated by means of the cleaning electrode provided, for example, in addition to the coating electrode. This is to be understood in particular to mean that the plasma does not generate a plasma during the coating of the component.

Im Rahmen der Erfindung wird beispielsweise in die auch als Niederdruckkammer bezeichnete Beschichtungskammer, deren Komponenten beispielsweise mit parasitären Abscheidungen verschmutzt sind, die vorzugsweise maßgeschneiderte Reinigungselektrode eingebracht. Bei dem jeweiligen, mit einer parasitären Schicht versehenen Bauteil beziehungsweise bei der jeweiligen, mit einer parasitären Schicht versehenen Komponente handelt es sich beispielsweise um eine insbesondere metallische Elektrode, insbesondere um die beispielsweise metallische Beschichtungselektrode, und/oder um eine insbesondere metallische Wandung, durch welche beispielsweise die Beschichtungskammer zumindest teilweise begrenzt ist.In the context of the invention, for example, the custom-made cleaning electrode is introduced into the coating chamber, which is also referred to as a low-pressure chamber and whose components are contaminated, for example, with parasitic deposits. The respective component provided with a parasitic layer or the respective component provided with a parasitic layer is, for example, a particularly metallic electrode, in particular, for example, a metallic coating electrode, and / or an in particular metallic wall, through which, for example the coating chamber is at least partially limited.

Das mittels des Atmosphärendruckplasmas zu reinigende Bauteil wird somit auch zu reinigende Komponente oder als verschmutzte Komponente oder verschmutzte Anlagenkomponente oder als verschmutztes Bauteil bezeichnet. Die Reinigungselektrode ist geometrisch beispielsweise derart beschaffen, dass eine hohe Flächenüberdeckung oder ein zielgerichtet dimensionierter Luftspalt von beispielsweise einigen Millimetern zwischen der Reinigungselektrode und dem verschmutzten Bauteil erzielt werden. Somit wird beispielsweise die Reinigungselektrode derart relativ zu dem verschmutzten und zu reinigenden Bauteil angeordnet, dass zwischen der Reinigungselektrode und dem verschmutzten und dadurch zu reinigenden Bauteil ein Luftspalt gebildet wird, welcher einerseits durch die Reinigungselektrode und andererseits durch das verschmutzte und zu reinigende Bauteil begrenzt wird. Dabei weist der Luftspalt beispielsweise eine Breite von einigen Millimetern auf. Das verschmutzte und zu reinigende Bauteil ist beispielsweise eine, insbesondere ohnehin, elektrisch leicht erdbare oder geerdete Komponente der Beschichtungseinrichtung. Nachdem beispielsweise die Reinigungselektrode in Überlappung beziehungsweise in Überdeckung mit dem Bauteil angeordnet wurde, kann zwischen der Elektrode und dem ohnehin geerdeten Bauteil, dadurch, dass an die Reinigungselektrode eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Hochspannung, angelegt wird, das genannte Atmosphärendruckplasma insbesondere in Form eines räumlich begrenzten und fokussierten Atmosphärendruckplasmas erzeugt, insbesondere gezündet, werden. Die elektrische Spannung, die zum Erzeugen des Atmosphärendruckplasmas an die Reinigungselektrode angelegt wird, ist vorzugweise größer als 50 Volt und beträgt beispielsweise mehrere hundert Volt bis mehrere tausend Volt. Dabei wird sich durch hohe Stoßfrequenzen, die durch den im Atmosphärendruckplasma herrschenden Atmosphärendruck bedingt sind, und durch eine zielgerichtete Ausgestaltung einer beispielsweise als stromstarke Hochspannungsquelle ausgebildeten Energiequelle, welche die elektrische Energie, die über die Reinigungselektrode eingespeist wird, bereitstellt, das sehr energiereiche Atmosphärendruckplasma insbesondere mit lichtbogenartigen Entladungsfilamenten zwischen der Reinigungselektrode und dem verschmutzten Bauteil einstellen. Die Entladungsfilamente beziehungsweise darin entstehende, energiereiche Plasmaspezies treten dabei in direkten Kontakt mit einer parasitären Schicht beziehungsweise parasitären Verschmutzungsstrukturen auf dem Bauteil, wodurch infolge eines hohen Energieeintrags der einfallenden Plasmaspezies beispielsweise im Hinblick auf Teilchenbeschuss und/oder Strahlung und aufgrund von überlagert stattfindenden plasmachemischen Oberflächenreaktionen wie beispielsweise Oxidationsreaktionen bei einem Arbeiten in normaler Atmosphäre eine effektive und effiziente Reinigungswirkung erzielt wird.The component to be cleaned by means of the atmospheric pressure plasma is thus also referred to as the component to be cleaned or as a soiled component or soiled system component or as a soiled component. The cleaning electrode is geometrically designed, for example, in such a way that a high surface coverage or a purposefully dimensioned air gap of, for example, a few millimeters is achieved between the cleaning electrode and the soiled component. Thus, for example, the cleaning electrode is arranged relative to the soiled and to be cleaned component in such a way that an air gap is formed between the cleaning electrode and the soiled and thus to be cleaned component which is delimited on the one hand by the cleaning electrode and on the other hand by the soiled and to be cleaned component. The air gap has a width of a few millimeters, for example. The soiled and to-be-cleaned component is, for example, a component of the coating device that is easily earthed or grounded, in particular anyway. After, for example, the cleaning electrode has been arranged in an overlap or in overlap with the component, the above-mentioned atmospheric pressure plasma, in particular in the form of a spatially limited and focused atmospheric pressure plasma are generated, in particular ignited. The electrical voltage that is applied to the cleaning electrode to generate the atmospheric pressure plasma is preferably greater than 50 volts and is, for example, several hundred volts to several thousand volts. This is characterized by high shock frequencies, which are caused by the atmospheric pressure prevailing in the atmospheric pressure plasma, and by a targeted design of a for example, as a high-voltage high-voltage source, which provides the electrical energy that is fed in via the cleaning electrode, adjust the very high-energy atmospheric pressure plasma, in particular with arc-like discharge filaments, between the cleaning electrode and the soiled component. The discharge filaments or the energy-rich plasma species formed therein come into direct contact with a parasitic layer or parasitic contamination structures on the component, as a result of a high energy input from the incident plasma species, for example with regard to particle bombardment and / or radiation and due to superimposed plasma-chemical surface reactions such as, for example Oxidation reactions when working in a normal atmosphere an effective and efficient cleaning effect is achieved.

Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Reinigungselektrode zumindest in einem Teilbereich, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, stabförmig ausgebildet ist und mit einer stromstarken, gepulsten Hochspannungsquelle gespeist wird. Die elektrische Stromstärke, die zum Erzeugen des besonders vorteilhaften Atmosphärendruckplasmas über die Hochspannungsquelle bereitgestellt wird, ist vorzugweise größer als 500 Milliampere und beträgt beispielsweise mehrere hundert Milliampere bis mehrere Ampere. Die Pulsfrequenz, die zum Erzeugen des besonders vorteilhaften Atmosphärendruckplasmas über die Hochspannungsquelle bereitgestellt wird, ist vorzugsweise größer als 1 Kilohertz und beträgt beispielsweise mehrere zehn Kilohertz bis mehrere hundert Kilohertz. Dadurch kann das Bauteil infolge einer transienten hohen Energie- und Teilchendichte mit einer hohen Reinigungsintensität effektiv und effizient gereinigt werden.It has proven to be particularly advantageous if the cleaning electrode is rod-shaped at least in a partial area, in particular at least predominantly or completely, and is fed with a high-current, pulsed high-voltage source. The electrical current strength that is provided for generating the particularly advantageous atmospheric pressure plasma via the high-voltage source is preferably greater than 500 milliamperes and is, for example, several hundred milliamperes to several amperes. The pulse frequency that is provided for generating the particularly advantageous atmospheric pressure plasma via the high-voltage source is preferably greater than 1 kilohertz and is, for example, several tens of kilohertz to several hundred kilohertz. As a result, the component can be cleaned effectively and efficiently with a high cleaning intensity due to a transient high energy and particle density.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Reinigungselektrode zumindest in einem Teilbereich als ein Hohlkörper ausgebildet ist, in welchem das zu reinigende Bauteil, insbesondere die Beschichtungselektrode, der Beschichtungseinrichtung, zumindest teilweise aufnehmbar ist. Beispielsweise kann die Reinigungselektrode kreisringförmig oder vierkantförmig ausgebildet oder anderweitig geformt und dabei als ein Hohlkörper ausgebildet sein, sodass die Reinigungselektrode zumindest in einem Teilbereich oder Längenbereich innen hohl ist. Das zu reinigende Bauteil kann dabei zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem hohlen Teil- oder Längenbereich der Reinigungselektrode angeordnet werden, um das beispielsweise als stabförmige Beschichtungselektrode ausgebildete Bauteil im Reinigungsprozess mit der Reinigungselektrode zu ummanteln.In a further embodiment of the invention, it is provided that the cleaning electrode is designed as a hollow body, at least in a partial area, in which the component to be cleaned, in particular the coating electrode, of the coating device can be at least partially accommodated. For example, the cleaning electrode can have an annular or square shape or be shaped in some other way and can be designed as a hollow body, so that the cleaning electrode is hollow on the inside at least in a partial area or length area. The component to be cleaned can be arranged at least partially, in particular at least predominantly or completely, in the hollow part or length region of the cleaning electrode in order to encase the component, for example in the form of a rod-shaped coating electrode, in the cleaning process with the cleaning electrode.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Reinigungselektrode zumindest in einem Teilbereich, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, plattenförmig ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders große Flächenüberdeckung zwischen der Reinigungselektrode und dem zu reinigenden Bauteil gewährleistet werden, sodass sich eine besonders großflächige Reinigungswirkung mit einer reduzierten Reinigungsintensität realisieren lässt.Another embodiment is characterized in that the cleaning electrode is plate-shaped at least in a partial area, in particular at least predominantly or completely. This ensures a particularly large surface coverage between the cleaning electrode and the component to be cleaned, so that a particularly large-area cleaning effect can be achieved with a reduced cleaning intensity.

Um die Beschichtungseinrichtung, insbesondere das Bauteil, besonders zeit- und kostengünstig reinigen zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Bewegungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Reinigungselektrode, insbesondere automatisch beziehungsweise automatisiert, relativ zu der Beschichtungseinrichtung, insbesondere relativ zu dem Bauteil der Beschichtungseinrichtung, bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird.In order to be able to clean the coating device, in particular the component, particularly quickly and cost-effectively, a movement device is provided in a further embodiment of the invention, by means of which the cleaning electrode, in particular automatically or automatically, relative to the coating device, in particular relative to the component of the coating device, is movable or is moved.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Reinigungselektrode mittels der Bewegungseinrichtung relativ zu der Beschichtungseinrichtung bewegbar und dadurch in die Beschichtungskammer hineinbewegbar und aus der Beschichtungskammer herausbewegbar ist. Somit befindet sich die Reinigungselektrode beispielsweise während des Beschichtens des Bauelements außerhalb der Beschichtungskammer, sodass die Reinigungselektrode durch das Beschichten nicht unerwünschterweise beeinflusst wird. Um nach dem Beschichten des Bauteils die Beschichtungskammer beziehungsweise die Beschichtungseinrichtung effizient und effektiv reinigen zu können, wird beispielsweise die Reinigungselektrode mittels der Bewegungseinrichtung von außerhalb der Beschichtungskammer, insbesondere von außerhalb der Beschichtungseinrichtung, in die Beschichtungskammer hineinbewegt.It has proven to be particularly advantageous if the cleaning electrode can be moved relative to the coating device by means of the movement device and can thus be moved into the coating chamber and moved out of the coating chamber. Thus, the cleaning electrode is located outside the coating chamber, for example during the coating of the component, so that the cleaning electrode is not undesirably influenced by the coating. In order to be able to clean the coating chamber or the coating device efficiently and effectively after the component has been coated, the cleaning electrode, for example, is moved into the coating chamber from outside the coating chamber, in particular from outside the coating device.

Um die Beschichtungseinrichtung besonders bedarfsgerecht, gezielt, effektiv und effizient reinigen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung einen vorzugsweise als Industrieroboter und/oder Mehrachsroboter ausgebildeten Roboter umfasst, welcher mehrere, gelenkig miteinander verbundene Roboterarme aufweist. Die Roboterarme werden auch als Roboterachsen bezeichnet und können um jeweilige Drehachsen relativ zueinander gedreht und/oder entlang jeweiliger Bewegungsachsen relativ zueinander translatorisch bewegt werden. Dadurch kann die Reinigungselektrode gezielt und bedarfsgerecht im Raum umherbewegt werden. Mit anderen Worten ist die Reinigungselektrode mittels des Roboters relativ zur Bewegungseinrichtung bewegbar.In order to be able to clean the coating device in a targeted, effective, efficient and efficient manner, there is another one Embodiment of the invention provided that the movement device comprises a robot which is preferably designed as an industrial robot and / or a multi-axis robot and which has a plurality of robot arms which are connected to one another in an articulated manner. The robot arms are also referred to as robot axes and can be rotated relative to one another about respective axes of rotation and / or moved translationally relative to one another along respective axes of movement. This allows the cleaning electrode to be moved around the room in a targeted and needs-based manner. In other words, the cleaning electrode can be moved relative to the movement device by means of the robot.

Um die Beschichtungseinrichtung effektiv und effizient reinigen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Reinigungselektrode in der Beschichtungskammer während des Erzeugens des Atmosphärendruckplasmas relativ zur Beschichtungseinrichtung, insbesondere relativ zu dem Bauteil der Beschichtungseinrichtung, zu bewegen. Somit kann beispielsweise das gezündete und lokal begrenzte Atmosphärendruckplasma dadurch entlang des Bauteils, insbesondere entlang einer Oberfläche des Bauteils, bewegt werden, dass die Reinigungselektrode mittels der Bewegungseinrichtung relativ zu dem Bauteil und dabei entlang dessen Oberfläche bewegt wird.In order to be able to clean the coating device effectively and efficiently, it is provided in a further embodiment of the invention that the movement device is designed to move the cleaning electrode in the coating chamber during the generation of the atmospheric pressure plasma relative to the coating device, in particular relative to the component of the coating device . Thus, for example, the ignited and locally limited atmospheric pressure plasma can be moved along the component, in particular along a surface of the component, by moving the cleaning electrode relative to the component and thereby along its surface by means of the movement device.

Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Vorrichtung eine auch als Steuer- oder Regeleinheit ausgebildete elektronische Recheneinheit umfasst. Die elektronische Recheneinrichtung ist dazu ausgebildet, die zuvor genannte elektrische Spannung an die Reinigungselektrode anzulegen und dadurch das Erzeugen des Atmosphärendruckplasmas zu bewirken. Dadurch kann eine bedarfsgerechte und gezielte Reinigung realisiert werden.It has proven to be particularly advantageous if the device comprises an electronic computing unit which is also designed as a control or regulating unit. The electronic computing device is designed to apply the aforementioned electrical voltage to the cleaning electrode and thereby to generate the atmospheric pressure plasma. In this way, needs-based and targeted cleaning can be achieved.

Um eine besonders hohe Reinigungswirkung zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet ist, die elektrische Spannung und/oder die Stromstärke zu variieren, während die elektrische Spannung an der Reinigungselektrode anliegt beziehungsweise während des Erzeugens und somit Bereitstellens des Atmosphärendruckplasmas. Unter dem Variieren der elektrischen Spannung ist zu verstehen, dass die elektrische Spannung beispielsweise zwischen wenigstens zwei gegenüber Null größeren Spannungswerten variiert wird. Insbesondere ist es hierdurch denkbar, die zuvor genannte Spannungsquelle mittels der elektronischen Recheneinrichtung gepulst zu betreiben und somit die elektrische Spannung gepulst an die Reinigungselektrode anzulegen, wodurch die Beschichtungseinrichtung, insbesondere das Bauteil, besonders effektiv und effizient von parasitären Beschichtungen befreit werden kann. Unter dem Variieren der elektrischen Stromstärke ist zu verstehen, dass der bei der Entladung bereitgestellte Strom durch die Energiequelle auf ein bestimmtes Ausmaß begrenzt wird, um die Intensität des entstehenden Atmosphärendruckplasmas und die daraus resultierende Reinigungswirkung und Bauteilbelastung gezielt den Bedürfnissen anzupassen.In order to achieve a particularly high cleaning effect, it is provided in a further embodiment of the invention that the electronic computing device is designed to vary the electrical voltage and / or the current intensity while the electrical voltage is applied to the cleaning electrode or during generation and thus Providing the atmospheric pressure plasma. Varying the electrical voltage is understood to mean that the electrical voltage is varied, for example, between at least two voltage values that are greater than zero. In particular, it is hereby conceivable to operate the aforementioned voltage source in a pulsed manner by means of the electronic computing device and thus to apply the pulsed electrical voltage to the cleaning electrode, as a result of which the coating device, in particular the component, can be freed from parasitic coatings in a particularly effective and efficient manner. Varying the electrical current strength means that the current provided by the energy source during the discharge is limited to a certain extent in order to adapt the intensity of the resulting atmospheric pressure plasma and the resulting cleaning effect and component load to the needs.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen einer zum Beschichten wenigstens eines Bauelements ausgebildeten und wenigstens eine Beschichtungskammer aufweisenden Beschichtungseinrichtung, insbesondere einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst wenigstens eine relativ zu der Beschichtungseinrichtung bewegbare und in der Beschichtungskammer der Beschichtungseinrichtung anordenbare Reinigungselektrode, mittels welcher in der Beschichtungskammer ein Atmosphärendruckplasma zum Reinigen der Beschichtungseinrichtung erzeugbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a cleaning device for cleaning a coating device designed for coating at least one component and having at least one coating chamber, in particular a device according to the first aspect of the invention. The cleaning device according to the second aspect of the invention comprises at least one cleaning electrode which can be moved relative to the coating device and can be arranged in the coating chamber of the coating device and by means of which an atmospheric pressure plasma can be generated in the coating chamber for cleaning the coating device. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer zum Beschichten wenigstens eines Bauelements ausgebildeten und wenigstens eine Beschichtungskammer aufweisenden Beschichtungseinrichtung. Bei dem Verfahren wird die Beschichtungseinrichtung mittels einer erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung gereinigt. Somit wird bei dem Verfahren die Reinigungseinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung genutzt, um die Beschichtungseinrichtung zu reinigen. Bei dem Verfahren wird wenigstens eine Reinigungselektrode der Reinigungseinrichtung in der Beschichtungskammer, in welcher das zu beschichtende Bauelement anordenbar und mittels der Beschichtungseinrichtung ein Niederdruckplasma zum Beschichten des Bauelements erzeugbar ist, angeordnet. Außerdem wird bei dem Verfahren mittels der in der Beschichtungskammer angeordneten Reinigungselektrode, das heißt während die Reinigungselektrode in der Beschichtungskammer angeordnet wird, ein Atmosphärendruckplasma in der Beschichtungskammer erzeugt, wodurch zumindest ein Teil der Beschichtungseinrichtung mittels des Atmosphärendruckplasmas gereinigt wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A third aspect of the invention relates to a method for cleaning a coating device designed for coating at least one component and having at least one coating chamber. In the method, the coating device is cleaned by means of a cleaning device according to the invention in accordance with the second aspect of the invention. Thus, the cleaning device of the second aspect of the invention is used in the method to clean the coating device. In the method, at least one cleaning electrode of the cleaning device is arranged in the coating chamber, in which the component to be coated can be arranged and by means of the coating device a low-pressure plasma for coating the component can be generated. In addition, in the method, an atmospheric pressure plasma is generated in the coating chamber by means of the cleaning electrode arranged in the coating chamber, that is to say while the cleaning electrode is arranged in the coating chamber, as a result of which at least part of the coating device is cleaned by means of the atmospheric pressure plasma. Advantages and advantageous configurations of the first aspect and the second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the third aspect of the invention and vice versa.

In ersten Laborversuchen mit einem zielgerichtet betriebenen Atmosphärendruck-Plasmajet beispielsweise mit einer gepulsten Druckluft-Lichtbogenentladung und optimierten Parametern für einen maximalen Energieeintrag konnte bereits demonstriert werden, dass auch besonders hartnäckige parasitäre Verschmutzungsstrukturen, die zum Beispiel bei der Beschichtung von Bauelementen mit kohlenwasserstoff- oder siliziumorganischen Präkursoren in der Beschichtungskammer entstanden und in mechanischen Reinigungsprozessen nur schwer oder zeitaufwendig entfernt werden können, vollständig entfernt und somit abgereinigt werden können. Besonders vorteilhaft für eine Realisierung einer hohen Reinigungswirkung ist besonders die hohe Energiedichte des Atmosphärendruckplasmas.In the first laboratory tests with a targeted operated atmospheric pressure plasma jet, for example with a pulsed compressed air arc discharge and optimized parameters for maximum energy input, it has already been demonstrated that particularly stubborn parasitic pollution structures, for example when coating components with hydrocarbon or silicon-organic precursors originated in the coating chamber and can be removed only with difficulty or time-consuming in mechanical cleaning processes, can be completely removed and thus cleaned. The high energy density of the atmospheric pressure plasma is particularly advantageous for realizing a high cleaning effect.

Der zuvor genannte Roboter ist vorzugsweise als ein Sechs-Achs-Roboter ausgebildet, mittels welchem die Reinigungselektrode vollautomatisiert und/oder in zyklischen Zeitabständen und somit nach jeweiligen Reinigungsintervallen in die Beschichtungskammer eingebracht werden kann. Die Reinigungseinrichtung kann entweder in eine bestehende, als Niederdruckplasmabeschichtungsanlage ausgebildete Beschichtungseinrichtung integriert oder als separate Einheit daneben platziert werden. Im Folgenden werden relevante Prozessparameter genannt, die einen Einfluss auf die Reinigungswirkung haben können:

  • - Arbeitsatmosphäre (Gas, Druck, Temperatur, insbesondere in dem auch als Reinigungsplasma bezeichneten Atmosphärendruckplasma)
  • - Abstand zwischen der Reinigungselektrode und dem parasitär verschmutzten Bauteil, das heißt Größe beziehungsweise Breite des zuvor genannten Luftspalts
  • - Geometrie und Material der Reinigungselektrode
  • - Hochspannungs-Energiequelle, insbesondere im Hinblick auf einen Betriebsmodus, in dessen Rahmen beispielsweise die Spannungsquelle gepulst betrieben werden kann und/oder im Hinblick auf eine eingekoppelte Leistung
  • - Geschwindigkeit, mit welcher die Reinigungselektrode, insbesondere relativ zu dem Bauteil und/oder entlang des Bauteils bewegt wird
  • - Behandlungsdauer und Anzahl zyklischer Wiederholungen der Reinigung.
The aforementioned robot is preferably designed as a six-axis robot by means of which the cleaning electrode can be fully automated and / or can be introduced into the coating chamber at cyclic time intervals and thus after respective cleaning intervals. The cleaning device can either be integrated into an existing coating device designed as a low-pressure plasma coating system or can be placed next to it as a separate unit. Relevant process parameters that can have an impact on the cleaning effect are listed below:
  • - Working atmosphere (gas, pressure, temperature, especially in the atmospheric pressure plasma also called cleaning plasma)
  • - Distance between the cleaning electrode and the parasitically contaminated component, that is, the size or width of the aforementioned air gap
  • - Geometry and material of the cleaning electrode
  • - High-voltage energy source, in particular with regard to an operating mode in which, for example, the voltage source can be operated in a pulsed manner and / or with regard to an injected power
  • - Speed at which the cleaning electrode is moved, in particular relative to the component and / or along the component
  • - Duration of treatment and number of cyclical repetitions of cleaning.

Mittels der Erfindung kann erstmals eine effektive und effiziente Möglichkeit geschaffen werden, parasitär verschmutzte Niederdruckplasmakammern ohne den Einsatz von chemischen und mechanischen Prozessen zu reinigen. Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Erfindung einen plasmagestützten Reinigungsprozess vorsieht, hierbei jedoch nicht wie üblich darauf fokussiert, das vorhandene beziehungsweise zum Beschichten des Bauelements verwendete Niederdruckplasma durch Prozessanpassungen zur Reinigung zu verwenden, sondern erfindungsgemäß wird die Reinigungselektrode genutzt, um das sehr energiereiche Atmosphärendruckplasma insbesondere mit lichtbogenartigen Entladungsfilamenten und/oder direkt an einem Verschmutzungsort zu erzeugen. Dabei fungiert beispielsweise das verschmutzte und zu reinigende Bauteil als Gegenelektrode für die Reinigungselektrode, sodass zwischen der Gegenelektrode und der Reinigungselektrode das Atmosphärendruckplasma erzeugt wird. Dabei kann die Gegenelektrode durch eine entstehende und besonders hohe Spezies- und Energiedichte vorteilhaft abgereinigt werden. Folgende Vorteile können mittels der Erfindung realisiert werden:

  • - hohe Reinigungswirkung auch bei hartnäckigen Verschmutzungen und somit Realisierung einer Reinigungswirkung, die mit herkömmlichen Reinigungsverfahren nicht erreicht werden kann
  • - geringer Zeiteinsatz der Reinigung und somit hohe Verfügbarkeit der Beschichtungseinrichtung
  • - geringe Kosten für die Reinigung, da nur kurze Reinigungs- und Stillstandszeiten, keine Reinigungsmaterialien wie Chemikalien und Prozessgase erforderlich und kein Reinigungspersonal erforderlich
  • - hohe Reproduzierbarkeit der Reinigungswirkung, da keine manuelle Reinigung und da die Reinigung als programmier- und automatisierbarer Prozess durchgeführt werden kann
  • - einfach integrierbare Anlagentechnik, auch in bestehende Prozessketten
  • - roboterfähige Anlagentechnik und damit hochautomatisierter Reinigungsprozess
  • - kein Austausch beziehungsweise Ausbau von betroffenen Anlagenkomponenten oder kein manueller Handprozess notwendig
  • - Verzicht auf kostenintensive Prozessgase, insbesondere durch Ionisation von umgebender und beispielsweise bereits in der Beschichtungskammer aufgenommene LuftAtmosphäre
  • - Prozessstabilität durch Reproduzierbarkeit der Reinigungszyklen sowie Qualitätssicherung der Plasmabeschichtungen.
By means of the invention, an effective and efficient possibility can be created for the first time of cleaning parasitically contaminated low-pressure plasma chambers without the use of chemical and mechanical processes. The invention is characterized in particular by the fact that the invention provides a plasma-assisted cleaning process, but does not focus here, as usual, on using the low-pressure plasma that is present or used for coating the component by process adjustments for cleaning, but rather the cleaning electrode is used according to the invention to do this very well to generate high-energy atmospheric pressure plasma, in particular with arc-like discharge filaments and / or directly at a pollution site. For example, the soiled and to-be-cleaned component acts as a counter electrode for the cleaning electrode, so that the atmospheric pressure plasma is generated between the counter electrode and the cleaning electrode. The counter electrode can advantageously be cleaned by a particularly high species and energy density that arises. The following advantages can be realized by means of the invention:
  • - High cleaning effect even with stubborn dirt and thus realizing a cleaning effect that cannot be achieved with conventional cleaning methods
  • - Little time spent cleaning and thus high availability of the coating device
  • - Low cleaning costs, as only short cleaning and downtimes, no cleaning materials such as chemicals and process gases are required and no cleaning personnel are required
  • - High reproducibility of the cleaning effect, since no manual cleaning and since the cleaning can be carried out as a programmable and automatable process
  • - Easy to integrate system technology, even in existing process chains
  • - Robotic system technology and thus highly automated cleaning process
  • - No replacement or expansion of affected system components or no manual manual process necessary
  • - Dispensing with cost-intensive process gases, in particular through ionization of the surrounding air atmosphere and, for example, already taken up in the coating chamber
  • - Process stability through reproducibility of the cleaning cycles as well as quality assurance of the plasma coatings.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of the invention to leave.

Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beschichten wenigstens eines Bauelements, wobei eine Beschichtungseinrichtung der Vorrichtung mittels einer erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung gereinigt werden kann;
  • 2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer Beschichtungskammer der Beschichtungseinrichtung;
  • 3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer metallischen Wandung der Beschichtungseinrichtung;
  • 4 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht von Elektroden der Beschichtungseinrichtung, wobei die Elektroden in der Beschichtungskammer angeordnet sind;
  • 5 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht der Reinigungseinrichtung; und
  • 6 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Beschichtungseinrichtung, während diese mittels der Reinigungseinrichtung gereinigt wird.
The drawing shows in:
  • 1 Detail of a schematic and perspective front view of a device according to the invention for coating at least one component, wherein a coating device of the device can be cleaned by means of a cleaning device according to the invention;
  • 2nd excerpts from a schematic perspective view of a coating chamber of the coating device;
  • 3rd excerpts from a schematic perspective view of a metallic wall of the coating device;
  • 4th excerpts from a schematic perspective view of electrodes of the coating device, the electrodes being arranged in the coating chamber;
  • 5 excerpts from a schematic top view of the cleaning device; and
  • 6 excerpts a schematic and sectional side view of the coating device while it is being cleaned by means of the cleaning device.

In den FIG sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the FIG, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und perspektivischen Vorderansicht eine Vorrichtung 10 zum Beschichten wenigstens eines Bauelements. Das Bauelement kann eine Baugruppe sein, welche beispielsweise wenigstens eine Leiterplatte oder Leiterplatine umfasst, die mit wenigstens eine oder mehreren elektronischen Komponenten bestückt ist. Insbesondere kann die Baugruppe als PCBA ausgebildet sein. Die vorigen und folgenden Ausführungen sind jedoch ohne weiteres auch auf andere, beschichtbare beziehungsweise zu beschichtende Bauelemente übertragbar und umgekehrt. 1 shows a section of a device in a schematic and perspective front view 10th for coating at least one component. The component can be an assembly which, for example, comprises at least one printed circuit board or printed circuit board which is equipped with at least one or more electronic components. In particular, the assembly can be designed as a PCBA. However, the previous and following explanations are also readily transferable to other, coatable or to be coated components and vice versa.

In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass die Vorrichtung 10 wenigstens oder genau eine Beschichtungseinrichtung 12 aufweist, mittels welcher das jeweilige Bauelement zu beschichten ist. Hierzu umfasst die Beschichtungseinrichtung 12 wenigstens oder genau eine Beschichtungskammer 14, in welcher das zu beschichtende Bauelement anordenbar ist beziehungsweise angeordnet wird. Hierzu umfasst die Beschichtungseinrichtung 12 ein Gehäuse 16, welches die Beschichtungskammer 14 begrenzt beziehungsweise aufweist. Das Gehäuse 16 weist ein erstes Gehäuseteil 18 und ein zweites Gehäuseteil in Form einer Tür 20 (1) auf, welche bewegbar, insbesondere verschwenkbar, an dem Gehäuseteil 18 gehalten und zwischen einer in 1 gezeigten Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung relativ zu dem Gehäuseteil 18 verschwenkbar ist. In der Schließstellung verschließt die Tür 20 die Beschichtungskammer 14, welche auch als Niederdruckkammer bezeichnet wird. In der Offenstellung gibt die Tür 20 die Beschichtungskammer 14 frei, sodass dann das jeweilige, zu beschichtende Bauelement in die Beschichtungskammer 14 hineinbewegt werden kann. Außerdem kann das beschichtete Bauelement nach einem Beschichtungsprozess, in dessen Rahmen das Bauelement mittels der Beschichtungseinrichtung 12 beschichtet wird beziehungsweise wurde, aus der Beschichtungskammer 14 herausbewegt und somit entnommen werden.Together with 2nd it can be seen that the device 10th at least or exactly one coating device 12 has, by means of which the respective component is to be coated. For this purpose, the coating device comprises 12 at least or exactly one coating chamber 14 , in which the component to be coated can be arranged or is arranged. For this purpose, the coating device comprises 12 a housing 16 which the coating chamber 14 limited or has. The housing 16 has a first housing part 18th and a second housing part in the form of a door 20th ( 1 ), which is movable, in particular pivotable, on the housing part 18th held and between one in 1 shown closed position and at least one open position relative to the housing part 18th is pivotable. The door locks in the closed position 20th the coating chamber 14 , which is also referred to as a low pressure chamber. In the open position the door gives 20th the coating chamber 14 free, so that the respective component to be coated then enters the coating chamber 14 can be moved into it. In addition, the coated component can be after a coating process, in the context of which the component by means of the coating device 12 is or was coated, from the coating chamber 14 moved out and thus removed.

Besonders gut aus 2 ist erkennbar, dass das Gehäuse 16, insbesondere das Gehäuseteil 18, Wandungen 22 aufweist, welche die Beschichtungskammer 14 jeweils teilweise begrenzen. Die jeweilige Wandung 22 ist beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet und somit als metallische Wandung ausgebildet. Außerdem ist aus 2 erkennbar, dass in der Beschichtungskammer 14 Beschichtungselektroden 24 der Beschichtungseinrichtung 12 angeordnet sind. Mittels der Beschichtungselektroden 24 ist in der Beschichtungskammer 14 ein Niederdruckplasma zum Beschichten des Bauelements erzeugbar. Mit anderen Worten wird zum Beschichten des Bauelements in der Beschichtungskammer 14 mittels der Beschichtungselektroden 24 ein Niederdruckplasma erzeugt. Hierdurch bildet das Niederdruckplasma in der Beschichtungskammer 14 eine Atmosphäre aus, in welcher das Bauelement beschichtet und somit mit einer auch als Niederdruckplasmabeschichtung bezeichneten Beschichtung zumindest in einem Teilbereich versehen wird. Das Niederdruckplasma bildet sich beispielsweise zwischen der jeweiligen Beschichtungselektrode 24 und einer jeweiligen Beschichtungsgegenelektrode aus, wobei die Beschichtungsgegenelektrode das zu beschichtende Bauelement selbst und/oder ein von den Beschichtungselektroden 24 unterschiedliches, zusätzlich dazu vorgesehenes Bauteil der Beschichtungseinrichtung 12 ist, wobei das Bauteil beziehungsweise die Gegenelektrode vorzugsweise in der Beschichtungskammer 14 angeordnet ist. Insgesamt ist erkennbar, dass das Gehäuse 16, das Gehäuseteil 18, die Tür 20, die Wandungen 22, die Beschichtungselektroden 24 sowie die gegebenenfalls vorgesehene Beschichtungsgegenelektrode Komponenten der Beschichtungseinrichtung 12 sind, wobei diese Komponenten auch als Bauteile oder Anlagenkomponenten bezeichnet werden. Die jeweilige Komponente ist zumindest teilweise in der Beschichtungskammer 14 angeordnet beziehungsweise begrenzt die Beschichtungskammer 14 zumindest teilweise direkt, insbesondere zumindest während des Beschichtens des Bauelements. Hierdurch kann es während des Beschichtens des Bauelements dazu kommen, dass nicht nur das Bauelement, sondern auch zumindest eine der genannten Anlagenkomponenten mittels des Niederdruckplasmas beschichtet und somit mit einer Beschichtung versehen werden. Im Hinblick auf die genannte Anlagenkomponente ist ein Beschichten der Anlagenkomponente unerwünscht, sodass deren Beschichtung eine parasitäre, unerwünschte Beschichtung und somit eine parasitäre, unerwünschte Verschmutzung darstellt. Diese parasitäre Verschmutzung der Anlagenkomponente ist üblicherweise nicht oder nur sehr zeit- und kostenaufwendig zu entfernen, sodass die Beschichtungseinrichtung 12 üblicherweise nicht oder nur sehr zeit- und kostenaufwendig gereinigt werden kann.Looks particularly good 2nd it can be seen that the housing 16 , especially the housing part 18th , Walls 22 which has the coating chamber 14 partially limit each. The respective wall 22 is formed, for example, from a metallic material and is thus designed as a metallic wall. It is also over 2nd recognizable that in the coating chamber 14 Coating electrodes 24th the coating device 12 are arranged. By means of the coating electrodes 24th is in the coating chamber 14 a low-pressure plasma can be generated for coating the component. In other words, for coating the component in the coating chamber 14 by means of the coating electrodes 24th generates a low pressure plasma. This creates the low pressure plasma in the coating chamber 14 an atmosphere in which the component is coated and thus provided with a coating, also referred to as a low-pressure plasma coating, at least in a partial area. The low-pressure plasma forms, for example, between the respective coating electrode 24th and a respective coating counter electrode, the coating counter electrode itself being the component to be coated and / or one of the coating electrodes 24th Different, additionally provided component of the coating device 12 is, the component or the counter electrode preferably in the coating chamber 14 is arranged. Overall, it can be seen that the housing 16 , the housing part 18th , the door 20th , the walls 22 who have favourited Coating Electrodes 24th and the coating counterelectrode components of the coating device, if provided 12 are, these components are also referred to as parts or system components. The respective component is at least partially in the coating chamber 14 arranged or delimited the coating chamber 14 at least partially directly, in particular at least during the coating of the component. As a result, during the coating of the component it is possible for not only the component but also at least one of the system components mentioned to be coated by means of the low-pressure plasma and thus to be provided with a coating. With regard to the above-mentioned system component, coating the system component is undesirable, so that its coating represents a parasitic, undesirable coating and thus a parasitic, undesirable contamination. This parasitic contamination of the system component is usually not or only very time and costly to remove, so that the coating device 12 usually not or can only be cleaned very time-consuming and costly.

3 zeigt eine der Wandungen 22 ausschnittsweise, wobei in 3 ein mit 26 bezeichneter Bereich der Wandung 22 erkennbar ist, und wobei die Wandung 22 in dem Bereich 26 mit einer parasitären und somit unerwünschten Beschichtung versehen ist. 3rd shows one of the walls 22 excerpts, whereby in 3rd one with 26 designated area of the wall 22 is recognizable, and being the wall 22 in that area 26 is provided with a parasitic and thus undesirable coating.

4 zeigt die Beschichtungselektroden 24 in einer vergrößerten Darstellung. Auch die Beschichtungselektroden 24 können im Rahmen von mehreren, zeitlich aufeinanderfolgenden Beschichtungsprozessen, in deren Rahmen jeweilige Bauelemente mittels der Vorrichtung 10 beschichtet werden, mit unerwünschten, parasitären Beschichtungen versehen werden. 4th shows the coating electrodes 24th in an enlarged view. The coating electrodes too 24th can in the context of several, successive coating processes, in the context of which respective components by means of the device 10th be coated, be provided with undesirable parasitic coatings.

Um nun die Beschichtungseinrichtung 12 besonders vorteilhaft und dabei auf besonders zeit- und kostengünstige Weise reinigen und somit von unerwünschten, parasitären Verschmutzungen befreien zu können, umfasst die Vorrichtung 10, wie besonders gut in Zusammenschau mit 5 und 6 erkennbar ist, wenigstens eine Reinigungseinrichtung 28. Auch in 5 dargestellt sind verschmutzte Anlagenkomponenten vorliegend in Form der Beschichtungselektroden 24 der Beschichtungseinrichtung 12.Now to the coating facility 12 The device comprises particularly advantageously and in this way cleaning in a particularly time-saving and cost-effective manner and thus freeing it from undesired, parasitic soiling 10th how particularly well together with 5 and 6 is recognizable, at least one cleaning device 28 . Also in 5 Soiled system components are shown here in the form of the coating electrodes 24th the coating device 12 .

Die Reinigungseinrichtung 28 umfasst wenigstens eine relativ zu der Beschichtungseinrichtung 12 bewegbare und in der Beschichtungskammer 14 anordenbare Reinigungselektrode 30, welche vorliegend mehrere, nebeneinander angeordnete Elektrodenpaare 32 umfasst. Das jeweilige Elektrodenpaar 32 umfasst wenigstens oder genau zwei nebeneinander angeordnete und voneinander beabstandete Elektrodenfinger 34, welche einen zwischen den jeweiligen Elektrodenfingern 34 angeordneten Aufnahmebereich 36 begrenzen. Die Reinigungselektrode 30 kann dabei relativ zu den Beschichtungselektroden 24 bewegt werden, dass eine jeweilige der Beschichtungselektroden 24 in dem jeweiligen Aufnahmebereich 36 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, angeordnet wird, insbesondere derart, dass zwischen der jeweiligen Beschichtungselektrode 24 und dem jeweiligen Elektrodenfinger 34 ein Abstand und somit ein jeweiliger Luftspalt L gebildet wird.The cleaning facility 28 comprises at least one relative to the coating device 12 movable and in the coating chamber 14 arrangable cleaning electrode 30th which in the present case have a plurality of electrode pairs arranged next to one another 32 includes. The respective pair of electrodes 32 comprises at least or exactly two electrode fingers arranged next to one another and spaced apart from one another 34 which one between the respective electrode fingers 34 arranged recording area 36 limit. The cleaning electrode 30th can be relative to the coating electrodes 24th be moved that a respective one of the coating electrodes 24th in the respective recording area 36 is arranged at least partially, in particular at least predominantly or completely, in particular in such a way that between the respective coating electrode 24th and the respective electrode finger 34 a distance and thus a respective air gap L is formed.

In 5 ist durch einen Doppelpfeil 38 veranschaulicht, dass die Reinigungselektrode 30 und somit die Elektrodenpaare 32 und die Elektrodenfinger 34 relativ zu der Beschichtungseinrichtung 12 und vorliegend relativ zu den Beschichtungselektroden 24, insbesondere translatorisch, bewegt werden können beziehungsweise bewegt werden. Außerdem ist aus 5 erkennbar, dass die Reinigungselektrode 30 eine von den Beschichtungselektroden 24 unterschiedliche, zusätzlich dazu vorgesehene Elektrode ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass während des Beschichtens des Bauelements die Reinigungselektrode 30 außerhalb der Beschichtungskammer 14 angeordnet ist, sodass während des Beschichtens des Bauelements ein durch die Reinigungselektrode 30 bewirktes Erzeugen beziehungsweise Bereitstellen eines Plasmas, insbesondere zum Beschichten des Bauelements, unterbleibt. Dies bedeutet, dass die Reinigungselektrode 30 lediglich dazu verwendet wird, die Beschichtungseinrichtung 12 und vorliegend die Beschichtungselektroden 24 zu reinigen, das heißt von parasitären Verschmutzungen zu befreien.In 5 is by a double arrow 38 illustrates that the cleaning electrode 30th and thus the electrode pairs 32 and the electrode fingers 34 relative to the coating device 12 and in the present case relative to the coating electrodes 24th , in particular translationally, can be moved or can be moved. It is also over 5 recognizable that the cleaning electrode 30th one of the coating electrodes 24th different, additionally provided electrode. In particular, it is provided that the cleaning electrode during the coating of the component 30th outside the coating chamber 14 is arranged so that during the coating of the component through the cleaning electrode 30th effected generation or provision of a plasma, in particular for coating the component, is omitted. This means that the cleaning electrode 30th is only used for the coating device 12 and in the present case the coating electrodes 24th to clean, that is, to remove parasitic soiling.

Hierzu ist beziehungsweise wird mittels der Reinigungselektrode 30 in der Beschichtungskammer 14 wenigstens ein Atmosphärendruckplasma zum Reinigen der Beschichtungseinrichtung 12 erzeugbar beziehungsweise erzeugt. Mit anderen Worten wird mittels der Reinigungselektrode 30 ein Reinigungsverfahren oder ein Reinigungsprozess durchgeführt, in dessen Rahmen mittels der Reinigungselektrode 30 ein Atmosphärendruckplasma erzeugt und somit bereitgestellt wird. Bei dem Reinigungsprozess fungiert die jeweilige Beschichtungselektrode 24 als Gegenelektrode für die Reinigungselektrode 30, sodass das beispielsweise lokal begrenzte und auch als Reinigungskammer bezeichnete Atmosphärendruckplasma zumindest in einem Teilbereich zwischen der Reinigungselektrode 30 und der jeweiligen Beschichtungselektrode 24 erzeugt beziehungsweise gezündet wird. Insbesondere wird das Reinigungsplasma in dem jeweiligen Luftspalt L beziehungsweise zumindest in einem jeweiligen Teil des jeweiligen Luftspalts L zwischen der Reinigungselektrode 30 und der Beschichtungselektrode 24 erzeugt beziehungsweise gezündet. Mittels des Reinigungsplasmas können parasitäre Verschmutzungen von der jeweiligen Beschichtungselektrode 24 effektiv und effizient entfernt werden.This is or will be done by means of the cleaning electrode 30th in the coating chamber 14 at least one atmospheric pressure plasma for cleaning the coating device 12 producible or generated. In other words, by means of the cleaning electrode 30th performed a cleaning process or a cleaning process, in the framework of which by means of the cleaning electrode 30th an atmospheric pressure plasma is generated and thus provided. The respective coating electrode functions during the cleaning process 24th as a counter electrode for the cleaning electrode 30th , so that the atmospheric pressure plasma, for example locally limited and also referred to as the cleaning chamber, at least in a partial area between the cleaning electrode 30th and the respective coating electrode 24th is generated or ignited. In particular, the cleaning plasma is in the respective air gap L or at least in a respective part of the respective air gap L between the cleaning electrode 30th and the coating electrode 24th generated or ignited. The cleaning plasma can be used to remove parasitic contamination from the respective coating electrode 24th be removed effectively and efficiently.

In 5 ist beispielhaft ein Ort, an welchem beispielsweise das Reinigungsplasma zwischen der Reinigungselektrode 30 und einer der Beschichtungselektroden 24 gezündet wird, mit S bezeichnet, sodass der Ort S ein Ort der Plasmazündung des Reinigungsplasmas ist. Außerdem ist in 5 eine parasitäre Verschmutzung einer der Beschichtungselektroden 24 mit P bezeichnet. Dabei kann die parasitäre Verschmutzung P mittels des Reinigungsplasmas entfernt werden. Insbesondere ist die Reinigungselektrode 30 zumindest im Wesentlichen frei relativ zur Beschichtungseinrichtung 12 bewegbar.In 5 is an example of a place where, for example, the cleaning plasma between the cleaning electrode 30th and one of the coating electrodes 24th is ignited with S designated so the place S is a place of plasma ignition of the cleaning plasma. In addition, in 5 parasitic contamination of one of the coating electrodes 24th With P designated. This can cause parasitic pollution P be removed by means of the cleaning plasma. In particular, the cleaning electrode 30th at least essentially freely relative to the coating device 12 movable.

Hierzu umfasst die Vorrichtung 10 beispielsweise eine Bewegungseinrichtung 40, mittels welcher die Reinigungselektrode 30, insbesondere automatisch beziehungsweise automatisiert, relativ zu der Beschichtungseinrichtung 12 bewegt werden kann. Um die Reinigungselektrode 30 bedarfsgerecht im Raum umher bewegen zu können, umfasst die Bewegungseinrichtung 40 einen Roboter 42, welcher mehrere, gelenkig miteinander verbundene Roboterarme 44 aufweist. Die Roboterarme 44 sind über eine Basis 46 an einem Grundelement 48 gehalten. Mittels des Roboters 42 kann die Reinigungselektrode 30 relativ zu dem Grundelement 48 bedarfsgerecht bewegt werden, insbesondere derart, dass die zunächst außerhalb der Beschichtungseinrichtung 12 und somit außerhalb der Beschichtungskammer 14 angeordnete Reinigungselektrode 30 mittels des Roboters 42 in die Beschichtungskammer 14 hineinbewegt wird. Daran anschließend wird der Reinigungsprozess durchgeführt. Daran anschließend wird die Reinigungselektrode 30 beispielsweise mittels des Roboters 42 wieder aus der Beschichtungskammer 14 herausbewegt.For this purpose, the device comprises 10th for example a movement device 40 , by means of which the cleaning electrode 30th , in particular automatically or automatically, relative to the coating device 12 can be moved. Around the cleaning electrode 30th Being able to move around the room as required includes the movement device 40 a robot 42 , which has several, articulated robot arms 44 having. The robotic arms 44 are on a basis 46 on a basic element 48 held. Using the robot 42 can the cleaning electrode 30th relative to the basic element 48 are moved as required, in particular in such a way that they are initially outside the coating device 12 and thus outside the coating chamber 14 arranged cleaning electrode 30th by means of the robot 42 into the coating chamber 14 is moved into it. The cleaning process is then carried out. This is followed by the cleaning electrode 30th for example by means of the robot 42 again from the coating chamber 14 moved out.

Der in 5 gezeigte Doppelpfeil 38 veranschaulicht beispielsweise, dass die Reinigungselektrode 30 zumindest entlang einer ersten Bewegungsrichtung relativ zu der Beschichtungseinrichtung 12 bewegbar ist beziehungsweise insbesondere während des Reinigungsprozesses bewegt wird. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Reinigungselektrode 30 mittels der Bewegungseinrichtung 40 entlang einer in 5 durch einen Doppelpfeil 50 veranschaulichten zweiten Bewegungsrichtung relativ zu der Beschichtungseinrichtung 12 bewegbar ist beziehungsweise, insbesondere während des Reinigungsprozesses, bewegt wird, wobei die durch den Doppelpfeil 50 veranschaulichte zweite Bewegungsrichtung beispielsweise schräg oder senkrecht zur ersten Bewegungsrichtung, welche durch den Doppelpfeil 38 veranschaulicht ist, verläuft. Dadurch, dass die Reinigungselektrode 30 mittels der Bewegungseinrichtung 40 relativ zu der Beschichtungseinrichtung 12 während des Reinigungsprozesses bewegt wird, wird beispielsweise das insbesondere lokal begrenzte Reinigungsplasma relativ zu der Beschichtungseinrichtung 12 bewegt, insbesondere entlang wenigstens einer Oberfläche der Beschichtungseinrichtung 12, insbesondere der jeweiligen Beschichtungselektrode 24. Hierdurch kann die Beschichtungseinrichtung 12 gezielt und bedarfsgerecht gereinigt werden. Dies ist besonders gut aus 6 erkennbar.The in 5 shown double arrow 38 For example, illustrates that the cleaning electrode 30th at least along a first direction of movement relative to the coating device 12 is movable or is moved in particular during the cleaning process. Alternatively or additionally, it is possible for the cleaning electrode 30th by means of the movement device 40 along an in 5 with a double arrow 50 illustrated second direction of movement relative to the coating device 12 is movable or, in particular during the cleaning process, is moved, with the double arrow 50 illustrated second movement direction, for example, obliquely or perpendicular to the first movement direction, which is indicated by the double arrow 38 is illustrated. The fact that the cleaning electrode 30th by means of the movement device 40 relative to the coating device 12 is moved during the cleaning process, the in particular locally limited cleaning plasma becomes relative to the coating device 12 moved, in particular along at least one surface of the coating device 12 , in particular the respective coating electrode 24th . This enables the coating device 12 be cleaned in a targeted and needs-based manner. This is particularly good looking 6 recognizable.

Auch in 6 ist eine parasitäre Verschmutzung P einer der Beschichtungselektroden 24 erkennbar. In 6 ist ein Bereich B erkennbar, in welchem das Reinigungsplasma gezündet und somit erzeugt wird. Somit kommt es zumindest im Bereich B zu Entladungsfilamenten des Atmosphärendruckplasmas, wobei die parasitäre Verschmutzung P mittels der Entladungsfilamente abgereinigt werden kann. Wie in 6 durch einen Pfeil 52 veranschaulicht ist, wird beispielsweise die Reinigungselektrode 30, insbesondere mittels der Bewegungseinrichtung 40, in wenigstens eine mit der ersten Bewegungsrichtung zusammenfallende und durch den Pfeil 52 veranschaulichte erste Richtung relativ zu der Beschichtungselektrode 24 oder entlang der Beschichtungselektrode 24, insbesondere translatorisch, bewegt, insbesondere während das Atmosphärendruckplasma erzeugt und somit bereitgestellt wird. Hierdurch wird das Reinigungsplasma entlang der Beschichtungselektrode 24 bewegt, wodurch die parasitäre Verschmutzung P von der Beschichtungselektrode 24 entfernt, das heißt abgereinigt wird. Insbesondere kann die beispielsweise als parasitäre Beschichtung ausgebildete parasitäre Verschmutzung P mittels des Atmosphärendruckplasmas von der Beschichtungselektrode 24 abgetragen werden.Also in 6 is parasitic pollution P one of the coating electrodes 24th recognizable. In 6 is an area B recognizable in which the cleaning plasma is ignited and thus generated. So it comes at least in the area B to discharge filaments of the atmospheric pressure plasma, the parasitic pollution P can be cleaned by means of the discharge filaments. As in 6 by an arrow 52 is illustrated, for example, the cleaning electrode 30th , in particular by means of the movement device 40 , in at least one coinciding with the first direction of movement and indicated by the arrow 52 illustrated first direction relative to the coating electrode 24th or along the coating electrode 24th , in particular translationally, moves, in particular while the atmospheric pressure plasma is generated and thus provided. As a result, the cleaning plasma is along the coating electrode 24th moves, causing parasitic pollution P from the coating electrode 24th removed, that is, cleaned. In particular, the parasitic contamination, for example in the form of a parasitic coating, can P by means of the atmospheric pressure plasma from the coating electrode 24th be removed.

Das Atmosphärendruckplasma wird beispielsweise als hochenergetischer Plasmajet mit lichtbogenartigen Entladungsfilamenten bereitgestellt, wodurch eine besonders hohe Reinigungswirkung zum Reinigen der Beschichtungseinrichtung 12 realisiert werden kann.The atmospheric pressure plasma is provided, for example, as a high-energy plasma jet with arc-like discharge filaments, as a result of which a particularly high cleaning action for cleaning the coating device 12 can be realized.

Um eine besonders große Überdeckung beziehungsweise Überlappung zwischen der Reinigungselektrode 30 und dem zu reinigenden Bauteil realisieren zu können, ist die Reinigungselektrode 30, insbesondere der jeweilige Elektrodenfinger 34, zumindest in dem Teilbereich plattenförmig oder stabförmig ausgebildet.A particularly large overlap or overlap between the cleaning electrode 30th and to be able to realize the component to be cleaned is the cleaning electrode 30th , especially the respective electrode finger 34 , at least in the partial area plate-shaped or rod-shaped.

Um das Atmosphärendruckplasma zu erzeugen, ist beispielsweise eine elektronische Recheneinrichtung 54 vorgesehen. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 54 wird beispielsweise an die Reinigungselektrode 30 einen elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Hochspannung, angelegt, welche beispielsweise von einer Spannungsquelle 56 bereitgestellt wird. Dabei kann die Spannungsquelle 56 von der Recheneinrichtung 54 angesteuert werden, wodurch die Recheneinrichtung 54 bewirkt, dass die Spannungsquelle 56 die elektrische Spannung bereitstellt und die elektrische Spannung an die Reinigungselektrode 30 angelegt wird und schließlich im Zusammenspiel mit der geerdeten Gegenelektrode eine stromstarke Entladung unter Ausbildung eines Atmosphärendruckplasmas ermöglicht.To generate the atmospheric pressure plasma, for example, is an electronic computing device 54 intended. By means of the electronic computing device 54 is for example on the cleaning electrode 30th an electrical voltage, in particular an electrical high voltage, applied, for example, from a voltage source 56 provided. The voltage source 56 from the computing device 54 can be controlled, whereby the computing device 54 causes the voltage source 56 provides the electrical voltage and the electrical voltage to the cleaning electrode 30th is applied and finally, in interaction with the grounded counter electrode, enables a current discharge to form an atmospheric pressure plasma.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass während des Reinigungsprozesses die Spannungsquelle 56 von der Recheneinrichtung 54 derart angesteuert und somit derart geregelt oder gesteuert wird, dass die an der Reinigungselektrode 30 anliegende elektrische Spannung variiert, insbesondere gepulst, wird und hohe Stromstärken und damit Leistungen bereitstellt. Somit wird beispielsweise die Spannungsquelle 56 gepulst betrieben, sodass die elektrische Spannung gepulst an die Reinigungselektrode 30 angelegt wird. Dadurch können parasitären Verschmutzungen besonders effektiv und effizient mittels des Atmosphärendruckplasmas von der Beschichtungseinrichtung 12 entfernt werden.In particular, it is provided that the voltage source during the cleaning process 56 from the computing device 54 is controlled and thus regulated or controlled in such a way that on the cleaning electrode 30th applied electrical voltage varies, in particular pulsed, and provides high currents and thus power. Thus, for example, the voltage source 56 operated pulsed, so that the electrical voltage pulsed to the cleaning electrode 30th is created. As a result, parasitic contamination can be particularly effectively and efficiently by means of the atmospheric pressure plasma from the coating device 12 be removed.

Claims (13)

Vorrichtung (10) zum Beschichten wenigstens eines Bauelements, mit wenigstens einer Beschichtungseinrichtung (12), welche wenigstens eine Beschichtungskammer (14) aufweist, in welcher das zu beschichtende Bauelement anordenbar und mittels der Beschichtungseinrichtung (12) ein Niederdruckplasma zum Beschichten des Bauelements erzeugbar ist, gekennzeichnet durch wenigstens eine Reinigungseinrichtung (28), welche wenigstens eine relativ zu der Beschichtungseinrichtung (12) bewegbare und in der Beschichtungskammer (14) anordenbare Reinigungselektrode (30) aufweist, mittels welcher in der Beschichtungskammer (14) ein Atmosphärendruckplasma zum Reinigen der Beschichtungseinrichtung (12) erzeugbar ist.Device (10) for coating at least one component, with at least one coating device (12) which has at least one coating chamber (14) in which the component to be coated can be arranged and by means of the coating device (12) a low-pressure plasma can be generated for coating the component, characterized by at least one cleaning device (28) which has at least one cleaning electrode (30) which can be moved relative to the coating device (12) and can be arranged in the coating chamber (14), by means of which in the coating chamber (14) an atmospheric pressure plasma for cleaning the coating device (12 ) can be generated. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungselektrode (30) zumindest in einem Teilbereich, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, stabförmig ausgebildet ist.Device (10) after Claim 1 , characterized in that the cleaning electrode (30) is at least in part, in particular at least predominantly or completely, rod-shaped. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungselektrode (30) zumindest in einem Teilbereich als ein Hohlkörper ausgebildet ist, im welchem zumindest ein Bauteil (16, 18, 20, 22, 24), insbesondere zumindest eine Beschichtungselektrode (24), der Beschichtungseinrichtung (12), zumindest teilweise aufnehmbar ist.Device (10) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the cleaning electrode (30) is formed at least in a partial area as a hollow body in which at least one component (16, 18, 20, 22, 24), in particular at least one coating electrode (24), of the coating device (12) , is at least partially recordable. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungselektrode (30) zumindest in einem Teilbereich, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, plattenförmig ausgebildet ist.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the cleaning electrode (30) is plate-shaped at least in a partial area, in particular at least predominantly or completely. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bewegungseinrichtung (40), mittels welcher die Reinigungselektrode (30), insbesondere automatisch, relativ zu der Beschichtungseinrichtung (12) bewegbar ist.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized by a movement device (40) by means of which the cleaning electrode (30) can be moved, in particular automatically, relative to the coating device (12). Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungselektrode (30) mittels der Bewegungseinrichtung (40) relativ zu der Beschichtungseinrichtung (12) bewegbar und dadurch in die Beschichtungskammer (14) hineinbewegbar und, insbesondere vollständig, aus der Beschichtungskammer (14) herausbewegbar ist.Device (10) after Claim 5 , characterized in that the cleaning electrode (30) can be moved relative to the coating device (12) by means of the movement device (40) and thereby moved into the coating chamber (14) and, in particular completely, can be moved out of the coating chamber (14). Vorrichtung (30) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung (40) einen Roboter (42) mit mehreren, gelenkig miteinander verbundenen Roboterarmen (44) aufweist, mittels welchen die Reinigungselektrode (30) relativ zu der Beschichtungseinrichtung (12) bewegbar ist.Device (30) after Claim 5 or 6 , characterized in that the movement device (40) has a robot (42) with a plurality of articulated robot arms (44) by means of which the cleaning electrode (30) can be moved relative to the coating device (12). Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung (40) dazu ausgebildet ist, die Reinigungselektrode (30) in der Beschichtungskammer (14) während des Erzeugens des Atmosphärendruckplasmas relativ zu der Beschichtungseinrichtung (12) zu bewegen.Device (10) according to one of the Claims 5 to 7 , characterized in that the movement device (40) is designed to move the cleaning electrode (30) in the coating chamber (14) during the generation of the atmospheric pressure plasma relative to the coating device (12). Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektronische Recheneinrichtung (54), welche dazu ausgebildet ist, eine elektrische Spannung und/oder Stromstärke an die Reinigungselektrode (30) anzulegen und dadurch das Erzeugen des Atmosphärendruckplasmas zu bewirken.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized by an electronic computing device (54), which is designed to apply an electrical voltage and / or current to the cleaning electrode (30) and thereby to produce the atmospheric pressure plasma. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Recheneinrichtung (54) dazu ausgebildet ist, die elektrische Spannung und/oder die Stromstärke zu variieren, während die elektrische Spannung an der Reinigungselektrode (30) anliegt.Device (10) after Claim 9 , characterized in that the electronic computing device (54) is designed to vary the electrical voltage and / or the current intensity while the electrical voltage is applied to the cleaning electrode (30). Reinigungseinrichtung (28) zum Reinigen einer zum Beschichten wenigstens eines Bauelements ausgebildeten und wenigstens eine Beschichtungskammer (14) aufweisenden Beschichtungseinrichtung (12), mit wenigstens einer relativ zu der Beschichtungseinrichtung (12) bewegbaren und in der Beschichtungskammer (14) der Beschichtungseinrichtung (12) anordenbaren Reinigungselektrode (30), mittels welcher in der Beschichtungskammer (14) ein Atmosphärendruckplasma zum Reinigen der Beschichtungseinrichtung (12) erzeugbar ist.Cleaning device (28) for cleaning a coating device (12) designed for coating at least one component and having at least one coating chamber (14), with at least one coating device (12) which is movable relative to the coating device (12) and can be arranged in the coating chamber (14) of the coating device (12) Cleaning electrode (30), by means of which an atmospheric pressure plasma for cleaning the coating device (12) can be generated in the coating chamber (14). Verfahren zum Reinigen einer zum Beschichten wenigstens eines Bauelements ausgebildeten und wenigstens eine Beschichtungskammer (14) aufweisenden Beschichtungseinrichtung (12), mit den Schritten: - Anordnen wenigstens einer Reinigungselektrode (30) einer Reinigungseinrichtung (28) in der Beschichtungskammer (14), in welcher das zu beschichtende Bauelement anordenbar und mittels der Beschichtungseinrichtung (12) ein Niederdruckplasma zum Beschichten des Bauelements erzeugbar ist; und - mittels der in der Beschichtungskammer (14) angeordneten Reinigungselektrode (30): Erzeugen eines Atmosphärendruckplasmas in der Beschichtungskammer (14), wodurch zumindest ein Teil der Beschichtungseinrichtung (12) mittels des Atmosphärendruckplasmas gereinigt wird.Method for cleaning a coating device (12) designed for coating at least one component and having at least one coating chamber (14), comprising the steps: - arranging at least one cleaning electrode (30) of a cleaning device (28) in the coating chamber (14), in which the The component to be coated can be arranged and a low-pressure plasma can be generated for coating the component by means of the coating device (12); and - by means of the cleaning electrode (30) arranged in the coating chamber (14): generating an atmospheric pressure plasma in the coating chamber (14), whereby at least part of the Coating device (12) is cleaned by means of the atmospheric pressure plasma. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Atmosphärendruckplasma zwischen der Reinigungselektrode (30) und wenigstens einem in der Beschichtungskammer (14) angeordneten und geerdeten Bauteil (16, 18, 20, 22, 24) der Beschichtungseinrichtung (12) erzeugt wird.Procedure according to Claim 12 , characterized in that the atmospheric pressure plasma is generated between the cleaning electrode (30) and at least one component (16, 18, 20, 22, 24) of the coating device (12) arranged and grounded in the coating chamber (14).
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