DE102019116366A1 - Dispensing nozzle for a Coater - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ausgabedüse (1) zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat, mit einem Ventilsitz (16), einem Ventilelement (14), das zwischen einer geschlossenen Position, in der es mit dem Ventilsitz (16) zusammenwirkt, um eine Verbindung zwischen einem Beschichtungsmaterialeinlass (2) und einem Beschichtungsmaterialauslass (3) der Ausgabedüse (1) zu schließen, und einer offenen Position verlagert werden kann, in der diese Verbindung offen ist, und ferner mit einem Rückzugselement (24), das zwischen einer vorderen Position und einer hinteren Position verlagert werden kann, wobei das Rückzugselement (24) stromabwärts des Ventilelements (16) mit einem Ausgabekanal (18) der Ausgabedüse (1) in Strömungsverbindung steht.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Ausgabedüse zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat, insbesondere auf einen Wafer.
- Für die Herstellung von Halbleiterchips und MEMS ist bekannt, eine Beschichtung auf das Substrat (den Wafer) aufzutragen, die verarbeitet wird oder die Verarbeitung des Substrats fördert. Es ist wichtig, exakt die gewünschte Beschichtungsmenge auf die Oberfläche des Substrats aufzutragen, da Toleranzen dazu führen, dass eine Dicke der Beschichtung größer oder geringer ist als sie sein sollte. Darüber hinaus muss verhindert werden, dass sich ein Tropfen des Beschichtungsmaterials nach der Beendigung des Vorgangs des Auftragens der Beschichtung auf das Substrat von der Ausgabedüse löst. Ein solcher Tropfen würde zu einer deutlichen Störung der Beschichtungsoberfläche führen, die möglichst eben sein sollte.
- Es gibt verschiedene Versuche zu verhindern, dass sich ein Tropfen des Beschichtungsmaterials nach der Beendigung des Auftragens der Beschichtung von der Ausgabedüse löst. Ein weitverbreiterter Ansatz ist die Verwendung einer Vakuumleitung, die mit der Ausgabedüse verbunden ist, so dass ein bestimmtes Beschichtungsmaterialvolumen, nachdem der Vorgang des Auftragens des Beschichtungsmaterials angehalten wurde, in die Ausgabedüse „zurückgesaugt“ werden kann. Dies führt zur Bildung eines sogenannten Meniskus am Auslass der Ausgabedüse, wodurch verhindert wird, dass sich dort ein Tropfen bildet und von der Ausgabedüse löst.
- Das Problem bei dieser Lösung besteht darin, dass dadurch eine genaue Dosierung der dem Substrat zugeführten Beschichtungsmaterialmenge beeinträchtigt wird, da nicht einwandfrei gesteuert werden kann, wieviel Beschichtungsmaterial am Ende des vorangehenden Beschichtungsschritts in die Ausgabedüse „zurückgesaugt“ wird, wodurch eine genaue Dosierung des im nachfolgenden Beschichtungsschritt aufzutragenden Beschichtungsmaterials erschwert wird.
- Der Gegenstand der Erfindung besteht darin, die Genauigkeit, mit der das Beschichtungsmaterial mit der Ausgabedüse dosiert werden kann, zu verbessern und gleichzeitig zuverlässig zu verhindern, dass sich ein Tropfen des Beschichtungsmaterial nach der Beendigung des Ausgabeschritts ungewollt von der Ausgabedüse löst.
- Zu diesem Zweck stellt die Erfindung eine Ausgabedüse zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat bereit, mit einem Ventilsitz, einem Ventilelement, das zwischen einer geschlossenen Position, in der es mit dem Ventilsitz zusammenwirkt, um eine Verbindung zwischen einem Beschichtungsmaterialeinlass und einem Beschichtungsmaterialauslass der Ausgabedüse zu schließen, und einer offenen Position verlagert werden kann, in der diese Verbindung offen ist, und ferner mit einem Rückzugselement, das zwischen einer vorderen Position und einer hinteren Position verlagert werden kann, wobei das Rückzugselement stromabwärts des Ventilelements mit einem Ausgabekanal der Ausgabedüse in Strömungsverbindung steht, wobei es sich bei dem Rückzugselement um eine Zwischenwand handelt, die auf einer Seite zum Ausgabekanal freiliegt.
- Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, ein Rückzugselement zu verwenden, das eine bestimmte Menge Ausgabematerial stomabwärts des Ventilsitzes mechanisch „zurücksaugt“. Das Rückzugselement ermöglicht eine sehr präzise Steuerung der am Ende eines Ausgabeschritts in die Ausgabedüse zurückgesaugten Menge Beschichtungsmaterial, was die korrekte Dosierung des Beschichtungsmaterials im nachfolgenden Beschichtungsschritt vereinfacht, da genau die gleiche Menge Beschichtungsmaterial im nachfolgenden Ausgabeschritt „hinzugefügt“ werden kann, indem das Rückzugselement in die vordere Position bewegt wird. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass das Zurücksaugen nahe dem vorderen Ende der Ausgabedüse erreicht wird. Dadurch werden die Probleme vermieden, die mit den Lösungsansätzen aus dem Stand der Technik zusammenhängen, bei denen das Zurücksaugen an einer entfernten Stelle erfolgt, was als solches hinsichtlich der Genauigkeit problematisch ist und außerdem zu Problemen bei Materialien führt, die dazu neigen, Gase abzugeben. Da eine Zwischenwand als Rückzugselement verwendet wird, kann die Ausgabekanalseite des Ventilelements auf sehr einfache Weise gegenüber der „Rückseite“ des Ventilelements abgedichtet werden.
- Bei einer Ausführungsform ist das Rückzugselement seitlich des Ausgabekanals, insbesondere in einem Düsenkörper der Ausgabedüse angeordnet. Diese Position des Rückzugselements führt zu einer einfachen Ausgestaltung.
- Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Rückzugselement im Ventilelement angeordnet und steht mit dem Ausgabekanal in Strömungsverbindung. Diese Ausgestaltung ermöglicht das Ausbilden der Ausgabedüse mit sehr kleinen Abmessungen, so dass zwei Ausgabedüsen oder mehr sehr nahe beieinander an einer Auftragsvorrichtung angeordnet werden können.
- Eine sehr kompakte Ausgestaltung kann dadurch erreicht werden, dass das Ventilelement in Form einer Hülse vorliegt, wobei die Zwischenwand am Ventilelement geklemmt ist.
- Um zu verhindern, dass Beschichtungsmaterial Bereiche der Ausgabedüse verunreinigt, die nicht dem Beschichtungsmaterial ausgesetzt werden sollen, ist ein Dichtungselement vorgesehen, das zwischen dem Ventilelement und dem Düsenkörper der Ausgabedüse abdichtet.
- Für eine zuverlässige Verbindung zwischen der Zwischenwand und dem Ventilelement ohne viel Platzbedarf kann das Dichtungselement in das Ventilelement geschraubt sein, um die Zwischenwand darin zu klemmen.
- Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Rückzugselement ein Kolben, der auf einer Seite zum Ausgabekanal freiliegt. Da der Kolben starr ist, ist es möglich, die Menge des in die Ausgabedüse zurückgesaugten Beschichtungsmaterials sehr genau zu steuern.
- Vorzugsweise ist eine Rückzugssteuerungskammer vorgesehen, die wirkungsmäßig mit dem Rückzugselement verbunden ist. Die Rückzugssteuerungskammer ermöglicht eine sehr einfache Verlagerung des Rückzugselements zwischen der vorderen und der hinteren Position, indem verschiedene Druckpegel auf die Seite des Steuerelements aufgebracht werden, die dem Druck in der Rückzugssteuerungskammer ausgesetzt ist. Das Aufbringen eines ersten (positiven) Drucks auf die Rückzugssteuerungskammer führt beispielsweise dazu, dass sich das Rückzugselement in der vorderen Position befindet, während eine Änderung zu einem zweiten (negativen oder niedrigeren) Druck dazu führt, dass das Rückzugselement in die hintere Position verlagert wird, so dass ein bestimmtes Volumen Beschichtungsmaterial in die Ausgabedüse zurückgesaugt wird. Es kann möglich sein, weiterhin die Vakuumleitung und die dazugehörigen Steuerelemente und die Steuerlogik bestehender Ausgabeventile zu verwenden, um den Betrieb des Rückzugselements oder des Ausgabeventils gemäß der Erfindung zu steuern.
- Gemäß einer Ausführungsform ist ein Rückzugssteuerungskolben vorgesehen, der dem Druck in der Rückzugssteuerungskammer ausgesetzt ist. Der Rückzugssteuerungskolben ist ein Zwischenelement zwischen dem Rückzugselement und z.B. einer Vakuumleitung und stellt sicher, dass das Rückzugselement präzise gesteuert wird, insbesondere in Situationen, in denen es sich bei dem Rückzugselement um eine Zwischenwand oder eine Membran handelt. Der Rückzugssteuerungskolben kann mechanisch mit dem Rückzugselement verbunden sein.
- Vorzugsweise ist ein einstellbarer Rückzugsanschlag vorgesehen, um den maximalen Hub des Rückzugssteuerungskolbens einzustellen. Der Rückzugsanschlag ermöglicht das Anpassen der Menge des in die Ausgabedüse zurückgesaugten Beschichtungsmaterials an die besonderen Eigenschaften verschiedener Beschichtungsmaterialien, so dass unabhängig von dem spezifischen Beschichtungsmaterial, das verarbeitet wird, am Ende eines Ausgabeschritts die „korrekte“ Menge Beschichtungsmaterial zurückgesaugt wird.
- Bei dem Rückzugsanschlag kann es sich um eine Schraube oder um ein Gewinde handeln, und er kann entweder manuell oder aus der Ferne unter Verwendung eines Schrittmotors eingestellt werden.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Ausgabesteuerungskammer vorgesehen, die wirkungsmäßig mit dem Ventilelement verbunden ist. Ähnlich wie bei der Steuerung der Bewegung des Rückzugselements wird die Ausgabesteuerungskammer dazu verwendet, die Position und die Verlagerung des Ventilelements zu steuern. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Druckpegel in der Ausgabesteuerungskammer verändert wird, so dass das Ventilelement gegen den Ventilsitz gedrückt wird, wenn die auf das Ventilelement zum Ventilsitz hin wirkende Kraft höher ist als die Kraft, die das Ventilelement von dem Ventilsitz weg beaufschlagt und umgekehrt.
- Das Dichtungselement ist vorzugsweise am Rückzugssteuerungskolben geführt, so dass eine radiale Führungsfunktion für das Ventilelement bereitgestellt wird.
- Der Rückzugsteuerungskolben ist vorzugsweise auf einen Vorsprung der Zwischenwand geschraubt, was zu einer kompakten und dennoch zuverlässigen Verbindung führt.
- Für das Ventilelement kann ebenso ein einstellbarer Ausgabeanschlag vorgesehen sein, um den maximalen Hub des Ventilelements einzustellen. Dadurch kann eine sehr einfache Steuerung für den Druckpegel in der Ausgabesteuerungskammer verwendet werden, da der Druckpegel darin nicht zur Steuerung der Position des Ventilelements in der offenen Position benötigt wird. Es ist vielmehr ausreichend, den Druck zur Verlagerung des Ventilelements zwischen einer festen geschlossenen Position (durch den Ventilsitz definiert) und einer festen (dennoch einstellbaren) offenen Position zu verwenden, die durch den Ausgabeanschlag definiert ist.
- Der Ausgabeanschlag kann in Form einer Schraube vorliegen oder eine Gewindeverbindung verwenden, die eine Drehung in eine Translationsbewegung umsetzt, so dass der Öffnungshub des Ventilelements an die spezifischen Eigenschaften verschiedener Beschichtungsmaterialien angepasst werden kann.
- Ein Antriebsmechanismus (wie etwa ein Schrittmotor mit einem Getriebe) kann zur automatischen Einstellung des Ausgabeanschlags auf der Grundlage von Steuersignalen vorgesehen sein.
- Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen
-
1 ein schematischer Querschnitt der Ausgabedüse, -
2 ein Querschnitt der Kernelemente der Ausgabedüse aus1 , -
3 das in der Ausgabedüse verwendete Ventilelement in einem Querschnitt, -
4 das Ventilelement aus3 in einer perspektivischen Ansicht, -
5 die in der Ausgabedüse verwendete Zwischenwand in einem Querschnitt, -
6 die Zwischenwand aus5 in einer perspektivischen Ansicht, -
7 das in der Ausgabedüse verwendete Dichtungselement in einem Querschnitt, -
8 der in der Ausgabedüse verwendete einstellbare Rückzugsanschlag in einem Querschnitt, -
9 der einstellbare Rückzugsanschlag aus8 in einer perspektivischen Ansicht, -
10 in einem vergrößerten Maßstab einen Abschnitt der Ausgabedüse in einem Zustand, in dem Beschichtungsmaterial ausgegeben wird, -
11 die Ausgabedüse aus10 in einem Zustand, in dem die Ausgabe unterbrochen wurde, -
12 die Ausgabedüse aus10 in einem Zustand, in dem Beschichtungsmaterial zurückgesaugt wurde. - Eine Ausgabedüse
1 zum Auftragen eines Beschichtungsmaterials auf ein Substrat wird nun anhand der1 bis9 erläutert. Die Ausgabedüse1 ist insbesondere für Maschinen geeignet, die zur Herstellung von Halbleiterchips und MEMS genutzt werden. - Die Ausgabedüse
1 weist einen Düsenkörper10 auf, der mit einem Beschichtungsmaterialeinlass2 und einem Beschichtungsmaterialauslass3 versehen ist. Der Beschichtungsmaterialeinlass2 ist über ein Rohr oder jegliche geeignete Komponente mit einer Beschichtungsmaterialzuführung verbunden. Der Beschichtungsmaterialauslass3 kann in Form einer Düse oder in einer anderen Ausgestaltung vorliegen, die zum Auftragen eines besonderen Beschichtungsmaterials auf ein Substrat geeignet ist. - Innerhalb des Düsenkörpers
10 ist eine Kammer12 zwischen dem Beschichtungsmaterialeinlass2 und dem Beschichtungsmaterialauslass3 vorgesehen. Innerhalb der Kammer12 ist ein Ventilelement14 angeordnet, das mit einem ringförmigen Ventilsitz16 zusammenwirken kann, der so ausgebildet ist, dass er einen Ausgabekanal18 umgibt, der als Beschichtungsmaterialauslass3 wirkt. - Die Seite des Ventilsitzes
16 oder die Richtung zum Ventilsitz16 hin wird im Folgenden als „vorne“ bezeichnet, während die entgegengesetzte Seite oder Richtung als „hinten“ bezeichnet wird. - Das Ventilelement
14 kann zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position verlagert werden. In der geschlossenen Position berührt das Ventilelement14 den Ventilsitz16 mit seinem vorderen ringförmigen Ende. Wenn das Ventilelement14 in Bezug auf den Ventilkörper10 abgedichtet ist (was nachfolgend ausführlich beschrieben ist), wird in dieser Position des Ventilelements14 eine Verbindung zwischen dem Beschichtungsmaterialeinlass2 und dem Beschichtungsmaterialauslass3 der Ausgabedüse1 geschlossen. In der offenen Position ist das Ventilelement14 (steuerbar) von dem Ventilsitz16 beabstandet, so dass die Strömungsverbindung zwischen dem Beschichtungsmaterialeinlass2 und dem Beschichtungsmaterialauslass3 offen ist. Die Menge Beschichtungsmaterial, die durch den Ausgabekanal18 mit der Ausgabedüse1 ausgegeben wird, ist dann abhängig von dem Druck, mit dem das Beschichtungsmaterial zugeführt wird, von der Viskosität des Beschichtungsmaterials und von dem Hub des Ventilelements14 , mit dem es von dem Ventilsitz16 angehoben wurde. - Das Ventilelement
14 ist eine hohle Hülse (s. insbesondere3 und4 ), die eine sich verjüngende und abgerundete vordere Stirnfläche20 aufweist, die zum Kontaktieren des Ventilsitzes16 geeignet ist. - In seinem Inneren weist das Ventilelement
14 einen Anschlag22 für eine Zwischenwand24 auf (s. insbesondere5 und6 ), die im vorderen Abschnitt des Ventilelements14 angeordnet ist. Hinter dem Anschlag22 (von der Stirnfläche20 aus gesehen) weist das Ventilelement14 ein Innengewinde26 auf. - Die Zwischenwand
24 weist eine schalenartige vordere Membran28 und einen zylindrischen Vorsprung30 auf, der mit der Mitte der Membran28 verbunden ist. An der Außenfläche des Vorsprungs30 ist ein Gewinde32 ausgebildet. - Die Zwischenwand
24 besteht aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder aus Perfluoralkoxy (PFA). Es können jedoch auch andere Materialien verwendet werden. - Die Membran
28 und der Vorsprung30 sind hier einstückig ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, den Vorsprung30 als separates Teil auszubilden, dass anschließend mit der Membran28 verbunden wird. - Die Zwischenwand
24 ist durch Klemmen des Außenumfangs der Membran28 am Anschlag22 , der im hülsenartigen Ventilelement14 ausgebildet ist, innerhalb des Ventilelements14 angebracht. Dazu wird ein Dichtungselement34 (s.7 ) verwendet. - Das Dichtungselement
34 ist ein hohler, insgesamt hülsenartiger Körper mit einer Führungshülse36 an seinem vorderen Ende und einem Dichtungsbalg38 an seinem hinteren Ende. - Die Führungshülse
36 weist eine sich nach innen verjüngende Stirnfläche40 auf, die eine Stützfläche für die Membran28 der Zwischenwand24 bildet. An ihrer Außenfläche ist ein Außengewinde37 ausgebildet. - An ihrem hinteren Ende weist die Führungshülse
36 einen Steuerungsvorsprung42 auf, der mit einem Außengewinde44 versehen ist. - Die Führungshülse
36 und der Steuerungsvorsprung42 bilden hier eine durchgehende zylindrische Führungsfläche46 . - Der Dichtungsbalg
38 ist mit einer ringförmigen Verbindungsverstärkung48 versehen, die dazu verwendet wird, ihn am Düsenkörper10 zu klemmen. - Das Dichtungselement
34 kann aus den gleichen Materialien wie die Zwischenwand24 , insbesondere aus PTFE bestehen. Es können jedoch auch andere Materialien verwendet werden. - Durch das Einschrauben des Gewindes
37 der Führungshülse36 in das Gewinde26 des Ventilelements14 wird der Außenumfang der Membran28 am Anschlag22 geklemmt. Der Vorsprung30 steht in den Innenraum des Ventilelements14 hervor. - Eine ringförmige Verbindungsverstärkung
48 des Dichtungsbalgs38 ist eng zwischen zwei Abschnitten des Düsenkörpers10 geklemmt, wodurch die Kammer12 abgedichtet wird, so dass das Ventilelement14 in der Kammer „zwischen“ dem Beschichtungsmaterialeinlass2 und dem Ventilsitz16 angeordnet ist. Die Zwischenwand24 dichtet zwischen der Kammer12 und dem Inneren des Ventilelement14 ab. - Die Verlagerung des Ventilelements
14 wird mit einem Ausgabesteuerungskolben50 gesteuert, der in einer im Düsenkörper10 ausgebildeten Ausgabesteuerungskammer52 angeordnet ist. - Der Ausgabesteuerungskolben
50 weist einen Verbindungsvorsprung51 auf, der an seinem vorderen Ende ein Innengewinde aufweist, das auf ein Außengewinde44 aufgeschraubt ist, das am Steuerungsvorsprung42 des Dichtungselements34 ausgebildet ist. Dementsprechend wird jegliche axiale Verlagerung des Ausgabesteuerungskolbens50 über das Dichtungselement34 auf das Ventilelement14 übertragen. Wenn der Ausgabesteuerungskolben50 im Düsenkörper10 geführt wird, stellt er eine Führungswirkung für das Ventilelement14 bereit. - Die Verlagerung des Ausgabesteuerungskolbens
50 innerhalb der Ausgabesteuerungskammer52 kann durch Verändern des Drucks in der Kammer52 gesteuert werden. Zu diesem Zweck ist eine Druckverbindung54 vorgesehen (s.1 ). Eine Feder56 ist in der Ausgabesteuerungskammer52 auf der Seite des Ausgabesteuerungskolbens50 angeordnet, die zu der Seite entgegengesetzt ist, an der die Druckverbindung54 angeordnet ist. - Für die Steuerung der maximalen Verlagerung des Ausgabesteuerungskolbens
50 in Richtung des Anhebens des Ventilelements14 von dem Ventilsitz16 (in eine Richtung nach hinten) ist ein einstellbarer Ausgabeanschlag58 vorgesehen. Der Ausgabeanschlag58 ist auf einer Schraube ausgebildet, die sich in die Ausgabesteuerungskammer52 erstreckt. Indem der Ausgabeanschlag58 mehr oder weniger in die Ausgabesteuerungskammer52 geschraubt wird, kann der maximale Hub des Ausgabesteuerungskolbens50 eingestellt werden. - Wie in
2 zu sehen ist, kann der Ausgabeanschlag58 hohl ausgebildet sein, um mit einem am Ausgabesteuerungskolben50 ausgebildeten Vorsprung zusammenzuwirken und eine Führungsfunktion zu erreichen. - Eine Dichtung
60 kann in bekannter Weise zum Abdichten des Kolbens50 gegenüber der Ausgabesteuerungskammer52 und dem Düsenkörper10 verwendet werden. - Der Ausgabesteuerungskolben
50 ist hohl ausgebildet, so dass darin eine Rückzugssteuerungskammer62 ausgebildet ist. Innerhalb der Rückzugssteuerungskammer62 ist ein Rückzugssteuerungskolben64 angeordnet. Er ist mit einem Vorsprung66 versehen, der einen Hohlraum mit einem Innengewinde68 an seinem vorderen Ende aufweist. Das Gewinde68 ist auf das Gewinde32 der Zwischenwand24 aufgeschraubt. - Mit dem Rückzugssteuerungskolben
62 kann die Membran28 der Zwischenwand24 zwischen einer vorderen und einer hinteren Position verlagert werden. Da die Membran28 als eine der Begrenzungen des bestimmten Volumens des Ausgabekanals18 dient, wenn sich das Ventilelement14 in der geschlossenen Position befindet, führt die Rückzugsmembran28 zu einer Zunahme des Volumens des Ausgabekanals18 , während ein geringes Volumen Beschichtungsmaterial in den Ausgabekanal18 zurückgezogen wird, wenn die Membran28 zurückgezogen ist. Aufgrund der Rückzugswirkung, die die Membran28 der Zwischenwand24 auf das Beschichtungsmaterial ausübt, wird die Zwischenwand24 als Rückzugselement bezeichnet. - Die Verlagerung des Rückzugssteuerungskolbens
64 innerhalb der Rückzugssteuerungskammer62 wird durch Änderung des Drucks in der Rückzugssteuerungskammer62 gesteuert. Zu diesem Zweck ist eine Druckverbindung69 vorgesehen (s.1 und2 ). Eine Feder70 ist in der Rückzugssteuerungskammer62 auf der Seite des Rückzugssteuerungskolbens64 angeordnet, die zu der Seite entgegengesetzt ist, an der die Druckverbindung69 angeordnet ist. - Die Druckverbindung
69 kann in einem Rückzugsanschlag72 ausgebildet sein, der hier als hohle Einstellschraube verkörpert ist, die mit einem Außengewinde74 in ein Innengewinde76 eingreift, das in einem hinteren Abschnitt des Ausgabesteuerungskolbens50 ausgebildet ist. Dementsprechend bewegt sich der Rückzugsanschlag72 zusammen mit dem Ausgabesteuerungskolben50 , wenn das Ventilelement14 verlagert wird. - Der Rückzugssteuerungskolben
64 kann (weg von dem Ventilsitz16 ) nach hinten verlagert werden, bis er am Rückzugsanschlag72 anschlägt. Der entsprechende Hub kann dadurch eingestellt werden, dass der Rückzugsanschlag72 mehr oder weniger in den hinteren Abschnitt des Ausgabesteuerungskolbens50 eingeschraubt wird. - Für die Ausgabe von Beschichtungsmaterial wird das Ventilelement
14 in einen offenen Zustand gebracht, indem der Druck in der Ausgabesteuerungskammer52 soweit erhöht wird, dass die Kraft der Feder56 überwunden und der Ausgabesteuerungskolben50 nach hinten bewegt wird. Dementsprechend hebt der Ausgabesteuerungskolben50 über das Dichtungselement34 das Ventilelement14 von dem Ventilsitz16 . In diesem Zustand, der in10 gezeigt ist, fließt Beschichtungsmaterial, das über den Beschichtungsmaterialeinlass2 zugeführt wird, durch die Kammer12 und tritt durch den Ausgabekanal18 aus. - Wenn Beschichtungsmaterial ausgegeben wird, befindet sich die Zwischenwand
24 in der vorderen Position. Dies erfolgt durch geeignete Steuerung des Drucks in der Rückzugssteuerungskammer62 . - Wenn der Beschichtungsmaterialfluss angehalten werden soll, wird der Druck in der Ausgabesteuerungskammer
52 abgesenkt, so dass der Ausgabesteuerungskolben50 durch die Wirkung der Feder56 und möglicherweise durch den auf die Ausgabesteuerungskammer52 aufgebrachten Druckpegel nach vorne bewegt wird, bis das Ventilelement14 am Ventilsitz16 anstößt. Der Beschichtungsmaterialfluss ist dann unterbrochen. Dieser Zustand ist in11 gezeigt. - Um zu verhindern, dass Beschichtungsmaterial von dem vorderen Ende der Ausgabedüse
1 tropft, wird eine geringe Menge Beschichtungsmaterial in den Ausgabekanal18 zurückgesaugt. Dies erfolgt durch die Bewegung des Rückzugselements24 von der vorderen Position in die hintere Position, die in12 gezeigt ist. Wenn das Ventilelement14 den Ventilsitz16 berührt, wirkt sich die Verlagerung des Rückzugselements24 (genauer gesagt: der Membran28 ) lediglich auf das Beschichtungsmaterial, das sich „stromabwärts“ des Ventilsitzes16 befindet. Dementsprechend führt das in das vordere Ende des Ventilelements14 zurückgesaugte Volumen zur Bildung eines kleinen Meniskus am äußeren Ende des Ausgabekanals18 , wobei kein Beschichtungsmaterial von der Ausgabedüse1 auf das zu beschichtende Substrat tropfen kann.
Claims (14)
- Ausgabedüse (1) zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat, mit einem Ventilsitz (16), einem Ventilelement (14), das zwischen einer geschlossenen Position, in der es mit dem Ventilsitz (16) zusammenwirkt, um eine Verbindung zwischen einem Beschichtungsmaterialeinlass (2) und einem Beschichtungsmaterialauslass (3) der Ausgabedüse (1) zu schließen, und einer offenen Position verlagert werden kann, in der diese Verbindung offen ist, und ferner mit einem Rückzugselement (24), das zwischen einer vorderen Position und einer hinteren Position verlagert werden kann, wobei das Rückzugselement (24) stromabwärts des Ventilelements (14) mit einem Ausgabekanal (18) der Ausgabedüse (1) in Strömungsverbindung steht, wobei es sich bei dem Rückzugselement (24) um eine Zwischenwand handelt, die auf einer Seite zum Ausgabekanal (18) freiliegt.
- Ausgabedüse (1) nach
Anspruch 1 , wobei das Rückzugselement (24) seitlich des Ausgabekanals (18), insbesondere in einem Düsenkörper (10) der Ausgabedüse (1) angeordnet ist. - Ausgabedüse (1) nach
Anspruch 1 , wobei das Rückzugselement (24) im Ventilelement (14) angeordnet ist und mit dem Ausgabekanal (18) in Strömungsverbindung steht. - Ausgabedüse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (14) eine Hülse ist, wobei die Zwischenwand (24) am Ventilelement (14) geklemmt ist.
- Ausgabedüse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Dichtungselement (34) vorgesehen ist, das zwischen dem Ventilelement (14) und dem Düsenkörper (10) der Ausgabedüse (1) abdichtet.
- Ausgabedüse (1) nach
Anspruch 5 in Kombination mitAnspruch 4 , wobei das Dichtungselement (34) in das Ventilelement (14) geschraubt ist und darin die Zwischenwand (24) klemmt. - Ausgabedüse (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , wobei das Rückzugselement ein Kolben ist, der auf einer Seite zum Ausgabekanal (18) freiliegt. - Ausgabedüse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Rückzugssteuerungskammer (62) vorgesehen ist, die wirkungsmäßig mit dem Rückzugselement (24) verbunden ist.
- Ausgabedüse (ein) nach
Anspruch 8 , wobei ein Rückzugssteuerungskolben (64) vorgesehen ist, der dem Druck in der Rückzugssteuerungskammer (62) ausgesetzt ist. - Ausgabedüse (1) nach
Anspruch 9 , wobei ein einstellbarer Rückzugsanschlag (72) zum Einstellen des maximalen Hubs des Rückzugssteuerungskolbens (64) vorgesehen ist. - Ausgabedüse (1) nach einem der
Ansprüche 9 und10 in Kombination mitAnspruch 6 , wobei das Dichtungselement (34) am Rückzugssteuerungskolben (64) geführt ist. - Ausgabedüse (1) nach
Anspruch 11 , wobei der Rückzugssteuerungskolben (64) auf einen Vorsprung (30) der Zwischenwand (24) geschraubt ist. - Ausgabedüse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ausgabesteuerungskammer (52) vorgesehen ist, die wirkungsmäßig mit dem Ventilelement (14) verbunden ist.
- Ausgabedüse (1) nach
Anspruch 13 , wobei ein einstellbarer Ausgabeanschlag (58) zum Einstellen des maximalen Hubs des Ventilelements (14) vorgesehen ist.
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