DE102019201166A1 - Workpiece carrier for holding a component to be coated, use of such a workpiece carrier and device and method for coating a component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Werkstückträger (21) zum Halten wenigstens eines zu beschichtenden Bauteils (30), mit wenigstens einer eine Längserstreckungsrichtung (36) aufweisenden, in eine senkrecht zur Längserstreckungsrichtung (36) verlaufende erste Richtung (40) durch eine erste Begrenzungseinrichtung (38), in eine senkrecht zur Längserstreckungsrichtung (36) verlaufende und der ersten Richtung (40) entgegengesetzte zweite Richtung (44) durch eine der ersten Begrenzungseinrichtung (38) gegenüberliegende zweite Begrenzungseinrichtung (46) und in eine senkrecht zu den Richtungen (40, 44) und senkrecht zur Längserstreckungsrichtung (36) verlaufende Begrenzungsrichtung (58) durch einen Boden (54) begrenzten Einschubrille (34), in welche zum Halten des Bauteils (30) an dem Werkstückträger (32) ein Randbereich (48, 50) des Bauteils (30) entlang der Längserstreckungsrichtung (36) einschiebbar ist, wobei zumindest eine der Begrenzungseinrichtungen (38, 46) und/oder Boden (54) wenigstens eine Ausnehmung (60, 62, 64, 66, 67) aufweist.The invention relates to a workpiece carrier (21) for holding at least one component (30) to be coated, with at least one first direction (40), which has a longitudinal direction (36) and runs in a direction perpendicular to the longitudinal direction (36), through a first limiting device (38). , in a second direction (44) running perpendicular to the longitudinal direction (36) and opposite to the first direction (40) by a second limiting device (46) opposite the first limiting device (38) and in a perpendicular to the directions (40, 44) and Limiting direction (58) running perpendicular to the longitudinal direction of extension (36) through an insert groove (34) bounded by a bottom (54), into which an edge region (48, 50) of the component (30) holds the component (30) on the workpiece carrier (32). can be pushed in along the longitudinal direction (36), at least one of the limiting devices (38, 46) and / or bottom (54) being at least one has a recess (60, 62, 64, 66, 67).
Description
Die Erfindung betrifft einen Werkstückträger zum Halten eines zu beschichtenden Bauteils. Außerdem betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Werkstückträgers. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten wenigstens eines Bauteils.The invention relates to a workpiece carrier for holding a component to be coated. In addition, the invention relates to the use of such a workpiece carrier. The invention also relates to an apparatus and a method for coating at least one component.
Die
Außerdem ist der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Werkstückträger, eine Verwendung eines solchen Werkstückträgers sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, sodass wenigstens ein Bauteil, insbesondere ein elektrisches oder elektronisches Bauteil, besonders vorteilhaft beschichtet werden kann.The object of the present invention is to provide a workpiece carrier, a use of such a workpiece carrier and a device and a method so that at least one component, in particular an electrical or electronic component, can be coated particularly advantageously.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Werkstückträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 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 workpiece carrier with the features of claim 1, by a use with the features of claim 9, by a device with the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Werkstückträger zum, insbesondere vorübergehenden und/oder reversibel lösbaren, Halten wenigstens eines beispielsweise durch ein Niederdruckplasma zu beschichtenden Bauteils. Bei dem Bauteil handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches oder elektronisches Bauteil, sodass es sich bei dem Bauteil vorzugsweise um ein Elektronikbauteil handelt. Insbesondere kann es sich bei dem Bauteil um eine Platine handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Bauteil um eine auch als Leiterkarte, Platine oder bedruckte Schaltung bezeichnete Leiterplatte handeln, welche auch als PCB (Printed Circuit Board) oder PCBA (Printed Circuit Board Assembly) bezeichnet wird. Somit kann es sich bei dem Bauteil vorzugsweise um einen Träger für elektronische Bauteile oder für wenigstens ein elektronisches Bauteil handeln.A first aspect of the invention relates to a workpiece carrier for, in particular temporarily and / or reversibly releasably, holding at least one component to be coated, for example by means of a low-pressure plasma. The component is preferably an electrical or electronic component, so that the component is preferably an electronic component. In particular, the component can be a circuit board. In particular, the component can be a printed circuit board, also referred to as a printed circuit board, circuit board or printed circuit, which is also referred to as a PCB (Printed Circuit Board) or PCBA (Printed Circuit Board Assembly). The component can thus preferably be a carrier for electronic components or for at least one electronic component.
Der Werkstückträger weist wenigstens eine Einschubrille auf, die eine Längserstreckungsrichtung aufweist beziehungsweise entlang dieser Längserstreckungsrichtung länglich verläuft. Mit anderen Worten erstreckt sich die Einschubrille entlang der Längserstreckungsrichtung länglich und dabei vorzugsweise geradlinig. Die Einschubrille ist in eine senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Einschubrille verlaufende erste Richtung durch eine erste Begrenzungseinrichtung begrenzt. In eine senkrecht zur Längserstreckungsrichtung verlaufende und der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung ist die Einschubrille durch eine zweite Begrenzungseinrichtung begrenzt, wobei die Begrenzungseinrichtungen, insbesondere entlang einer mit der ersten Richtung und mit der zweiten Richtung zusammenfallenden Beabstandungsrichtung, einander gegenüberliegen und voneinander beabstandet sind. Somit ist die Einschubrille entlang der senkrecht zur Längserstreckungsrichtung verlaufenden Beabstandungsrichtung beidseitig durch die Begrenzungseinrichtungen begrenzt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind die Begrenzungseinrichtungen beispielsweise Seitenwände, durch welche die Einschubrille entlang der Beabstandungsrichtung beidseitig begrenzt ist. In eine senkrecht zur Beabstandungsrichtung und senkrecht zur Längserstreckungsrichtung und somit senkrecht zur ersten Richtung und senkrecht zur zweiten Richtung verlaufende Begrenzungsrichtung ist die Einschubrille durch einen Boden des Werkstückträgers begrenzt. Alternativ oder zusätzlich ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Einschubrille in eine senkrecht zur Beabstandungsrichtung und senkrecht zur Längserstreckungsrichtung verlaufende und der Begrenzungsrichtung entgegengesetzte Erstreckungsrichtung offen ist. Die Begrenzungseinrichtungen sind beispielsweise einstückig miteinander ausgebildet. Beispielsweise sind die Begrenzungseinrichtungen zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Boden verbunden. Beispielsweise sind die Begrenzungseinrichtungen über den Boden miteinander verbunden. Insbesondere kann der Boden einstückig mit den Begrenzungseinrichtungen ausgebildet sein.The workpiece carrier has at least one insertion groove, which has a longitudinal direction of extension or runs longitudinally along this longitudinal direction of extension. In other words, the insertion groove extends in an elongated manner along the longitudinal direction of extension and in this case preferably in a straight line. The insertion groove is delimited in a first direction running perpendicular to the longitudinal direction of the insertion groove by a first limiting device. In a second direction perpendicular to the longitudinal direction of extension and opposite to the first direction, the insertion groove is delimited by a second delimiting device, the delimiting devices, in particular along a spacing direction coinciding with the first direction and with the second direction, being opposite one another and being spaced apart. Thus, the insertion groove is delimited on both sides by the delimiting devices along the spacing direction running perpendicular to the direction of longitudinal extension. In other words, the delimitation devices are, for example, side walls, through which the insertion groove is delimited on both sides along the spacing direction. In a limiting direction running perpendicular to the direction of spacing and perpendicular to the direction of longitudinal extension and thus perpendicular to the first direction and perpendicular to the second direction, the insertion groove is delimited by a bottom of the workpiece carrier. Alternatively or additionally, it is preferably provided that the insertion groove is open in an extension direction which is perpendicular to the direction of spacing and perpendicular to the direction of longitudinal extension and is opposite to the limiting direction. The limiting devices are formed, for example, in one piece with one another. For example, the limiting devices are at least indirectly, in particular directly, connected to the floor. For example, the limiting devices are connected to one another via the floor. In particular, the bottom can be formed in one piece with the limiting devices.
Das zu beschichtende Bauteil, insbesondere ein Randbereich des zu beschichtenden Bauteils, ist zum Halten des Bauteils an dem Werkstückträger entlang der Längserstreckungsrichtung in die Einschubrille einschiebbar. Da beispielsweise die Einschubrille in die Erstreckungsrichtung offen ist, kann sich beispielsweise das Bauteil in einem Zustand, in welchem der Randbereich des Bauteils in die Einschubrille eingeschoben und somit in der Einschubrille aufgenommen ist, ausgehend von dem Randbereich in die Erstreckungsrichtung aus der Einschubrille heraus und dabei beispielsweise in vertikaler Richtung nach unten erstrecken. Da außerdem die Einschubrille beispielsweise in die Erstreckungsrichtung offen ist, kann der Randbereich des Bauteils auf besonders einfache Weise entlang der Längserstreckungsrichtung in die Einschubrille eingesteckt und, insbesondere nach dem Beschichten des Bauteils, aus der Einschubrille wieder herausgezogen werden.The component to be coated, in particular an edge region of the component to be coated, can be inserted into the insertion groove to hold the component on the workpiece carrier along the longitudinal direction. For example, since the insertion groove is open in the direction of extension, the component can, for example, in a state in which the edge region of the component is inserted into the insertion groove and thus received in the insertion groove, starting from the edge region in the direction of extension from and out of the insertion groove for example, extend downwards in the vertical direction. Since the insertion groove is also open, for example in the direction of extension, the edge region of the component can open inserted in a particularly simple manner into the insertion groove along the longitudinal direction of extension and, particularly after the component has been coated, can be pulled out of the insertion groove again.
Im in die Einschubrille eingesteckten Zustand ist das Bauteil, insbesondere der Randbereich, in die erste Richtung zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an der ersten Begrenzungseinrichtung und in die zweite Richtung zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an der zweiten Begrenzungseinrichtung abstützbar oder abgestützt, sodass mittels der Begrenzungseinrichtungen übermäßige, in die erste Richtung und in die zweite Richtung und relativ zu dem Werkstückträger erfolgende Bewegungen des Bauteils unterbunden beziehungsweise vermieden werden können. Dadurch kann das Bauteil während des Beschichtens sowie beispielsweise während eines Transports besonders sicher an dem Werkstückträger gehalten werden, sodass der erfindungsgemäße Werkstückträger besonders vorteilhaft zum Beschichten des Bauteils sowie zum Transport des Bauteils genutzt werden kann.When inserted into the insertion groove, the component, in particular the edge region, can be supported or supported at least indirectly, in particular directly, on the first delimitation device in the first direction and at least indirectly, in particular directly, on the second delimitation device in the second direction, so that by means of the Limiting devices excessive, in the first direction and in the second direction and relative to the workpiece carrier movements of the component can be prevented or avoided. As a result, the component can be held particularly securely on the workpiece carrier during coating and, for example, during transport, so that the workpiece carrier according to the invention can be used particularly advantageously for coating the component and for transporting the component.
Um nun das Bauteil in dem zuvor genannten Zustand, in welchem der Randbereich des Bauteils in die Einschubrille eingesteckt und somit in der Einschubrille aufgenommen ist, besonders gut beschichten zu können, weist zumindest eine der Begrenzungseinrichtungen und/oder der Boden wenigstens eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung ist vorzugsweise der Einschubrille zugewandt. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Ausnehmung vorzugsweise auf oder an einer der Einschubrille zugewandten Seite der zumindest einen Begrenzungseinrichtung beziehungsweise des Bodens angeordnet beziehungsweise ausgebildet ist.In order to be able to coat the component particularly well in the aforementioned state, in which the edge region of the component is inserted into the insertion groove and thus is received in the insertion groove, at least one of the delimiting devices and / or the base has at least one recess. The recess preferably faces the insertion groove. This is to be understood in particular to mean that the recess is preferably arranged or formed on or on a side of the at least one limiting device or of the base facing the insertion groove.
Es kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmung insbesondere dann, wenn sie eine Ausnehmung der zumindest einen Begrenzungseinrichtung ist, in die jeweilige Richtung durch einen Wandabschnitt der zumindest einen Begrenzungseinrichtung begrenzt ist, wobei jedoch der Wandabschnitt in die jeweilige Richtung gegenüber sich an die Ausnehmung anschließenden Stirnseiten der zumindest einen Begrenzungseinrichtung zurückversetzt ist. Insbesondere dann, wenn die Ausnehmung an dem Boden vorgesehen ist, kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmung in die Begrenzungsrichtung durch einen Wandabschnitt des Bodens begrenzt ist, wobei jedoch der Wandabschnitt des Bodens in die Begrenzungsrichtung gegenüber sich an die Ausnehmung anschließenden Oberflächenbereichen des Bodens zurückversetzt ist. Dadurch liegt der Randbereich dann, wenn er an den an den Stirnseiten und/oder an den Oberflächenbereichen, insbesondere gleichzeitig, anliegt, nicht an dem Wandabschnitt der zumindest einen Begrenzungseinrichtung beziehungsweise des Bodens an, sondern der Randbereich ist von dem jeweiligen Wandabschnitt beabstandet.It can be provided that the recess, in particular if it is a recess of the at least one delimitation device, is delimited in the respective direction by a wall section of the at least one delimitation device, but the wall section in the respective direction opposite end faces adjoining the recess the at least one limiting device is set back. In particular, if the recess is provided on the floor, it can be provided that the recess is delimited in the delimitation direction by a wall section of the floor, but the wall section of the floor is set back in the delimitation direction with respect to surface areas of the floor adjoining the recess . As a result, when the edge region is in contact with the end faces and / or the surface regions, in particular at the same time, it does not abut the wall section of the at least one delimitation device or the floor, but rather the edge region is spaced apart from the respective wall section.
Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn die jeweilige Ausnehmung als eine Durchgangsöffnung ausgebildet ist, welche beispielsweise von dem Niederdruckplasma zum Beschichten des Bauteils durchdringbar ist. Mit anderen Worten ist die Ausnehmung vorzugsweise als eine offene beziehungsweise unbegrenzte Durchgangsöffnung ausgebildet, sodass das Bauteil auch im Bereich der Einschubrille besonders vorteilhaft beschichtet werden kann.It has proven to be particularly advantageous, however, if the respective recess is designed as a through opening which can be penetrated, for example, by the low-pressure plasma for coating the component. In other words, the recess is preferably designed as an open or unlimited through opening, so that the component can also be coated particularly advantageously in the region of the insertion groove.
Um eine besonders vorteilhafte Beschichtung zu realisieren, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Ausnehmung entlang der Längserstreckungsrichtung zwischen entlang der Längserstreckungsrichtung aufeinanderfolgenden Wandungsbereichen angeordnet. Ist die Ausnehmung beispielsweise an oder in der zumindest einen Begrenzungseinrichtung vorgesehen oder ausgebildet, so sind die Wandungsbereiche Wandungsbereiche der zumindest einen Begrenzungseinrichtung. Ist die Ausnehmung an oder in dem Boden vorgesehen beziehungsweise ausgebildet ist, so sind die Wandungsbereiche Wandungsbereiche des Bodes. Die Ausnehmung wird auch als Aussparung bezeichnet.In order to implement a particularly advantageous coating, it is preferably provided that the recess is arranged along the longitudinal direction between wall regions which follow one another along the longitudinal direction. If the recess is provided or formed on or in the at least one delimitation device, for example, the wall areas are wall areas of the at least one delimitation device. If the recess is provided or formed on or in the floor, the wall areas are wall areas of the floor. The recess is also called a recess.
Die Wandungsbereiche der zumindest einen Begrenzungseinrichtung beziehungsweise des Bodens sind dabei entlang der Längserstreckungsrichtung um die Ausnehmung voneinander beabstandet. Der Randbereich ist dabei an den Wandungsbereichen in die erste Richtung oder in die zweite Richtung oder in die Begrenzungsrichtung, insbesondere direkt, abstützbar oder abgestützt.The wall areas of the at least one delimitation device or of the base are spaced apart from one another along the longitudinal direction of extension. The edge region can be supported or supported on the wall regions in the first direction or in the second direction or in the limiting direction, in particular directly.
Sind die Wandungsbereiche beispielsweise Bestandteile der ersten Begrenzungseinrichtung, so ist der Randbereich in die erste Richtung an den Wandungsbereichen, insbesondere an deren der Einschubrille zugewandten Stirnseiten, insbesondere direkt, abstützbar oder abgestützt. Sind die Wandungsbereiche beispielsweise Bestandteil der zweite Begrenzungseinrichtung, so ist der Randbereich in die zweite Richtung an den Wandungsbereichen, insbesondere an deren der Einschubrille zugewandten Stirnseiten, insbesondere direkt, abstützbar oder abgestützt. Sind die Wandungsbereiche beispielsweise Bestandteil des Bodens, so ist der Randbereich in die Begrenzungsrichtung an den Wandungsbereichen, insbesondere an deren der Einschubrille zugewandten Oberflächenbereichen, insbesondere direkt, abstützbar oder abgestützt.If the wall areas are, for example, components of the first delimitation device, then the edge area can be supported or supported in the first direction on the wall areas, in particular on their end faces facing the insertion groove, in particular directly. If the wall areas are, for example, a component of the second delimitation device, then the edge area can be supported or supported in the second direction on the wall areas, in particular on their end faces facing the insertion groove, in particular directly. If the wall areas are, for example, part of the floor, then the edge area can be supported or supported in the boundary direction on the wall areas, in particular on their surface areas facing the insertion groove, in particular directly.
Die Wandungsbereiche, insbesondere ihre jeweiligen, der Einschubrille zugewandten Stirnseiten beziehungsweise Oberflächenbereiche, sind beispielsweise entlang der ersten Richtung beziehungsweise entlang der zweiten Richtung beziehungsweise entlang der Begrenzungsrichtung auf derselben Höhe angeordnet, sodass beispielsweise die Wandungsbereiche entlang der Längserstreckungsrichtung miteinander fluchten. Dadurch kann beispielsweise der Randbereich gleichzeitig an den jeweiligen Wandungsbereichen anliegen.The wall areas, in particular their respective end faces or surface areas facing the insertion groove, are, for example, along the first direction or along the second direction or along the delimiting direction at the same height, so that, for example, the wall areas are aligned with one another along the longitudinal direction. As a result, for example, the edge region can abut the respective wall regions at the same time.
Da jedoch entlang der Längserstreckungsrichtung zwischen den Wandungsbereichen die Ausnehmung angeordnet ist, berührt die zumindest eine Begrenzungseinrichtung beziehungsweise der Boden den Randbereich im Bereich der Ausnehmung nicht, wenn der Randbereich an den Wandungsbereichen gleichzeitig anliegt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Bauteil auch in dem Randbereich hinreichend beschichtet und somit auf gewünschte Weise mit einer Beschichtung versehen wird.However, since the recess is arranged between the wall regions along the longitudinal direction of extension, the at least one delimitation device or the base does not touch the edge region in the region of the recess if the edge region bears against the wall regions at the same time. This can ensure that the component is also adequately coated in the edge region and is thus provided with a coating in the desired manner.
Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Eine beispielsweise als Schutzbeschichtung ausgebildete Beschichtung eines beispielsweise als Leiterplatte ausgebildeten Bauteils verfolgt im Allgemeinen das Ziel, das beispielsweise als elektronisches Bauteil ausgebildete Bauteil vor insbesondere korrosiven Umwelteinflüssen wie beispielsweise Feuchtigkeit im späteren Gebrauch beziehungsweise in einem Feldeinsatz zu schützen und somit eine Schädigung und einen Ausfall von Baugruppen, welche beispielsweise an dem Bauteil gehalten sind, zu verhindern. Nach dem Stand der Technik werden hierzu Lackierprozesse, Parylene-Prozesse sowie Plasmabeschichtungsverfahren eingesetzt.The invention is based in particular on the following findings: A coating, for example a protective coating, of a component, for example a printed circuit board, generally pursues the goal of protecting the component, for example, as an electronic component, from, in particular, corrosive environmental influences such as moisture in later use or in a field application protect and thus prevent damage and failure of modules that are held on the component, for example. According to the state of the art, painting processes, parylene processes and plasma coating processes are used for this.
Somit ist es beispielsweise denkbar, dass der Werkstückträger verwendet wird, um das Bauteil mittels eines Niederdruckplasmas zu beschichten, insbesondere während das Bauteil mittels des Werkstückträgers gehalten wird. Somit bezieht sich die Erfindung beziehungsweise die Beschreibung der Erfindung vor allem auf ein Plasmaverfahren zum Beschichten des Bauteils mittels eines Plasmas, insbesondere mittels eines Niederdruckplasmas. Die vorigen und folgenden Ausführungen können jedoch ohne weiteres auf andere Beschichtungsverfahren wie beispielsweise Lackierprozesse, Parylene-Prozesse oder andere Prozesse übertragen werden und umgekehrt. Bei dem Beschichten des Bauteils wird auf dem Bauteil beziehungsweise auf einer Oberfläche des Bauteils eine einfach auch als Schicht bezeichnete Beschichtung hergestellt, insbesondere abgeschieden, wobei die Beschichtung Schichteigenschaften aufweist. Eine der Schichteigenschaften der Beschichtung besteht beispielsweise in einem Schutz, insbesondere in einem Korrosionsschutz, des Bauteils, wobei im Rahmen der Erfindung die Funktion beziehungsweise Eigenschaft der Schicht nicht auf eine schützende Funktion beschränkt beziehungsweise reduziert ist. Wird die Beschichtung beispielsweise durch ein Plasma, insbesondere durch ein Niederdruckplasma, hergestellt, so wird die Beschichtung auch als Plasmabeschichtung bezeichnet. Plasmabeschichtungen haben eine sehr umfangreiche Anwendungsvielfalt für eine Vielzahl von potentiellen Gütern beziehungsweise Bauteilen wie zum Beispiel dekorative, optische, hydrophobe und/oder hydrophile Schichten. Im Vergleich zu den meisten Lackierprozessen beziehungsweise Lackschichten sind Plasmabeschichtungen hochvernetzt und daher sehr viel dünner, wobei eine Plasmabeschichtung eine Dicke von wenigen Nanometern beziehungsweise Mikrometern aufweisen kann. Darüber hinaus kann eine Plasmabeschichtung lösemittelfrei sein. Durch den sehr viel geringeren Material- und Kostenaufwand bei gleichzeitig sehr viel besserer Umweltverträglichkeit sind Plasmabeschichtungen beziehungsweise Plasmaprozesse zum Herstellen von Plasmabeschichtungen als besonders fortschrittlich und zukunftsweisend zu sehen.It is thus conceivable, for example, that the workpiece carrier is used to coat the component by means of a low-pressure plasma, in particular while the component is held by means of the workpiece carrier. The invention or the description of the invention thus relates above all to a plasma method for coating the component by means of a plasma, in particular by means of a low-pressure plasma. However, the previous and following explanations can easily be transferred to other coating processes such as painting processes, parylene processes or other processes and vice versa. When the component is coated, a coating, also referred to simply as a layer, is produced, in particular deposited, on the component or on a surface of the component, the coating having layer properties. One of the layer properties of the coating is, for example, protection, in particular corrosion protection, of the component, the function or property of the layer not being restricted or reduced to a protective function in the context of the invention. If the coating is produced, for example, by a plasma, in particular by a low-pressure plasma, the coating is also referred to as a plasma coating. Plasma coatings have a very wide range of applications for a large number of potential goods or components, such as decorative, optical, hydrophobic and / or hydrophilic layers. Compared to most painting processes or paint layers, plasma coatings are highly cross-linked and therefore much thinner, whereby a plasma coating can have a thickness of a few nanometers or micrometers. In addition, a plasma coating can be solvent-free. Due to the much lower material and cost requirements and at the same time much better environmental compatibility, plasma coatings or plasma processes for the production of plasma coatings can be seen as particularly progressive and future-oriented.
Beispielsweise wird das Bauteil durch eine Plasmapolymerisation und somit durch ein Plasma, insbesondere durch ein Niederdruckplasma, beschichtet. Bei der Plasmapolymerisation erfolgt eine Schichtabscheidung auf die Oberfläche des Bauteils in angeregtem Gaszustand, das heißt während sich das Bauteil in dem beispielsweise als Niederdruckplasma ausgebildeten Plasma befindet. Mit anderen Worten, eine Schichtabscheidung im angeregten Zustand, das heißt im sogenannten Plasma, wird auch als Plasmapolymerisation bezeichnet und findet üblicherweise im Niederdruck (ND) statt. Das zu beschichtende Bauteil wird auch als Gut oder Substrat bezeichnet. 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.For example, the component is coated by a plasma polymerization and thus by a plasma, in particular by a low-pressure plasma. In the case of plasma polymerization, a layer is deposited on the surface of the component in the excited gas state, that is to say while the component is in the plasma, for example in the form of low-pressure plasma. In other words, layer deposition in the excited state, that is to say in the so-called plasma, is also referred to as plasma polymerization and usually takes place in low pressure (LP). The component to be coated is also referred to as a good or substrate. The low-pressure plasma is to be understood as a plasma in which there is a pressure which is lower than the atmospheric pressure, which is also referred to as the earth's atmospheric pressure. Thus, the pressure prevailing in the low-pressure plasma is substantially lower than 1,013 millibars, the pressure prevailing in the plasma being, for example, a factor of at least or at most 10,000 lower than the atmospheric pressure, that is to say 1,013 millibars.
Das zu beschichtende Bauteil wird beispielsweise vor dem Beschichten in einer auch als Niederdruck-Reaktionskammer (ND-Reaktionskammer) eingebracht, wobei die Reaktionskammer auch als Rezipient oder Beschichtungskammer bezeichnet wird. Dies bedeutet, dass das zu beschichtende Bauteil in der Beschichtungskammer angeordnet wird. In der Beschichtungskammer wird das Bauteil anschließend durch Fragmentierung und Abscheidung chemischer Ausgangsstoffe, welche auch als Präkursoren bezeichnet werden, im gezündeten Plasma beschichtet. Die Gewährleistung einer ubiquitären und möglichst homogenen Schichtabscheidung sowie gegebenenfalls auch Plasmaaktivierung und -reinigung der Oberfläche des Bauteils ist besonders bei einer angestrebten Schutzfunktion von großer Bedeutung und stellt eine große, prozesstechnische Herausforderung dar.The component to be coated is introduced, for example, prior to coating in a low-pressure reaction chamber (LP reaction chamber), the reaction chamber also being referred to as a recipient or coating chamber. This means that the component to be coated is arranged in the coating chamber. In the coating chamber, the component is then coated in the ignited plasma by fragmentation and deposition of chemical starting materials, which are also referred to as precursors. The guarantee of a ubiquitous and as homogeneous as possible layer deposition and possibly also plasma activation and cleaning of the surface of the component is particularly important for one The desired protective function is of great importance and represents a major process engineering challenge.
Es ist denkbar, Leiterplattenmagazine, Kassetten beziehungsweise Werkstückträger zu verwenden, um Bauteile wie beispielsweise Leiterplatten zu transportieren. Aus prozesstechnischen Gründen ist üblicherweise die Beschichtungskammer gerade so groß, um dort ein vielfach, insbesondere achtfach, bestücktes Leiterplattenmagazin so einbringen zu können, dass sich jede der beispielsweise als Platinen ausgebildeten, zu beschichtenden Bauteile zwischen zwei oder mehr, insbesondere vier, Gasduschen und zwei Segmenten beziehungsweise Platten einer Elektrode befindet, wo sich das schichtabscheidende Plasma ausbilden kann. Es können in vertikaler Richtung sowohl oben als auch unten Gasduschen montiert sein. Gasauslässe sind sowohl oben als auch unten und können separat angesteuert werden. Hierdurch lässt sich der Reaktor in beide, vertikale Richtungen durchströmen. Die Elektrode kann Plattenförmig sein, alternativ oder zusätzlich können aber beispielsweise gebogene U-Rohre, Lochplatten usw. als Elektroden zum Einsatz kommen.It is conceivable to use printed circuit board magazines, cassettes or workpiece carriers in order to transport components such as printed circuit boards. For process-related reasons, the coating chamber is usually just large enough to be able to insert a printed circuit board magazine with multiple, in particular eight, assemblies in such a way that each of the components to be coated, for example in the form of circuit boards, is located between two or more, in particular four, gas showers and two segments or plates of an electrode, where the layer-depositing plasma can form. Gas showers can be installed in the vertical direction both above and below. Gas outlets are at the top and bottom and can be controlled separately. This allows the reactor to flow in both vertical directions. The electrode can be plate-shaped, but alternatively or additionally, for example, curved U-tubes, perforated plates, etc. can be used as electrodes.
Anlagentechnisch sollten sich eigentlich zwei Strömungsrichtungen (von oben nach unten sowie in entgegengesetzter Strömungsrichtung) einstellen lassen, um eine relative Homogenität der Schichtabscheidung zu gewährleisten. Allerdings stellen herkömmlicherweise zum Einsatz kommende Werkstückträger eine physikalische Strömungsbarriere dar, da herkömmliche Werkstückträger flächig geschlossen und somit für das Plasma undurchlässig sind.In terms of plant technology, two flow directions should be set (from top to bottom and in the opposite flow direction) in order to ensure a relative homogeneity of the layer deposition. However, workpiece carriers that are conventionally used represent a physical flow barrier, since conventional workpiece carriers are closed over a large area and are therefore impermeable to the plasma.
Es resultiert also daraus eine erzwungene Strömung der reaktiven Gasteilchen im Plasma insbesondere in Richtung einer vorderen Tür- und einer dahinterliegenden Wandseite der Beschichtungskammer. Eine definierte, vertikale Strömungsführung kann herkömmlicherweise nicht einwandfrei gewährleistet werden. Dies kann einen negativen Einfluss auf die Homogenität der Schichtabscheidung haben. Versuche haben gezeigt, dass dann, wenn sich die Begrenzungseinrichtungen und der Boden entlang der Längserstreckungsrichtung durchgängig und somit unterbrechungsfrei erstrecken, sodass die durch die Begrenzungseinrichtungen gebildeten Seitenwände und der Boden flächig geschlossen sind, die Abscheiderate im Bereich der Seitenwände gegen 0 Nanometer pro Sekunde gehen kann. Dies ist für eine gewünschte und beispielsweise schützende Funktion der Beschichtung inakzeptabel, kann jedoch durch die Erfindung vermieden werden.This results in a forced flow of the reactive gas particles in the plasma, in particular in the direction of a front door side and a wall side of the coating chamber behind it. A defined, vertical flow routing cannot usually be guaranteed properly. This can have a negative impact on the homogeneity of the layer deposition. Experiments have shown that if the delimitation devices and the floor extend continuously along the longitudinal direction and thus without interruption, so that the side walls formed by the delimitation devices and the floor are closed over a wide area, the deposition rate in the area of the side walls can approach 0 nanometers per second . This is unacceptable for a desired and, for example, protective function of the coating, but can be avoided by the invention.
Es ist davon auszugehen, dass sich an herkömmlichen Auflageflächen von herkömmlichen, durchgängigen Werkstückträger eine fluiddynamische Grenzschicht ausgebildet, in der die Strömungsgeschwindigkeit in unmittelbarer Wandnähe gegen Null geht und/oder sich eine Art Strömungsstau in herkömmlichen Einschubrillen von herkömmlichen Werkstückträgern bildet, was eine unzureichende Schichtabscheidung verursacht. Dies sind vereinfachte Modellvorstellungen, da nach aktuellem Stand der Wissenschaft derartige Strömungen im Plasma nur unter größtem Aufwand simuliert werden können.It can be assumed that a fluid-dynamic boundary layer is formed on conventional contact surfaces of conventional, continuous workpiece carriers, in which the flow velocity in the immediate vicinity of the wall approaches zero and / or a kind of flow build-up occurs in conventional insertion grooves of conventional workpiece carriers, which causes inadequate layer separation . These are simplified models, since according to the current state of science such flows in plasma can only be simulated with great effort.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass herkömmliche, beispielsweise als Magazine oder Kassetten ausgebildete Werkstückträger zwar zum Transport von Bauteilen wie beispielsweise Leiterplatten ausgebildet sind. Somit stellt der Transport einen eigentlichen, ursprünglichen Zweck der herkömmlichen Werkstückträger dar. Werden nun jedoch solche herkömmliche Werkstückträger verwendet, um die Bauteile in einer Beschichtungskammer, insbesondere mittels eines Plasmas, zu beschichten, so kann üblicherweise dadurch, dass die herkömmlichen Werkstückträger nur auf den Transport der Bauteile ausgerichtet beziehungsweise ausgelegt sind, eine hinreichende Beschichtung der Bauteile nicht gewährleistet werden. Ziel der Erfindung ist es nun, einen Werkstückträger konstruktiv so zu optimieren, um durch eine resultierende Strömungsoptimierung eine ubiquitäre, beispielsweise als SchutzBeschichtung wirkende Beschichtung durch, insbesondere automatisierte, Plasmapolymerisation gewährleisten zu können.In summary, it can be stated that conventional workpiece carriers, for example in the form of magazines or cassettes, are designed for the transport of components such as printed circuit boards. The transport therefore represents an actual, original purpose of the conventional workpiece carriers. However, if such conventional workpiece carriers are now used to coat the components in a coating chamber, in particular by means of a plasma, it is usually possible for the conventional workpiece carriers to be used only for the transport of the components are aligned or designed, an adequate coating of the components cannot be guaranteed. The aim of the invention is now to constructively optimize a workpiece carrier in order to be able to guarantee a ubiquitous coating, for example as a protective coating by means of, in particular automated, plasma polymerization by means of a resulting flow optimization.
Der erfindungsgemäße Werkstückträger ermöglicht dabei einerseits einen vorteilhaften und sicheren Transport des Bauteils. Andererseits ermöglicht der Werkstückträger eine besonders vorteilhafte und zumindest nahezu vollständige Beschichtung des Bauteils in einer Beschichtungskammer, wodurch das Bauteil zeit- und kostengünstig beschichtet beziehungsweise hergestellt werden kann. Hierdurch können geringe Taktzeiten und hohe Durchsatzraten realisiert werden. Da die zumindest eine Begrenzungseinrichtung und/oder der Boden die Ausnehmung aufweist, kann auch im Randbereich des Bauteils eine hinreichende Beschichtung in kurzer Zeit, das heißt mit einer nur geringen Beschichtungszeit, während welcher sich das Bauteil in der Beschichtungskammer befindet, gewährleistet werden, sodass kurze Taktzeiten darstellbar sind. Vorzugsweise weisen beide Begrenzungseinrichtungen und/oder der Boden jeweils wenigstens eine oder mehrere Ausnehmungen auf.The workpiece carrier according to the invention enables on the one hand an advantageous and safe transport of the component. On the other hand, the workpiece carrier enables a particularly advantageous and at least almost complete coating of the component in a coating chamber, as a result of which the component can be coated or manufactured in a time and cost-effective manner. This enables short cycle times and high throughput rates to be achieved. Since the at least one limiting device and / or the base has the recess, an adequate coating can also be ensured in the edge region of the component in a short time, that is to say with only a short coating time, during which the component is in the coating chamber, so that short Cycle times can be represented. The two limiting devices and / or the base preferably each have at least one or more recesses.
Der erfindungsgemäße Werkstückträger kann beispielsweise ausgehend von einer standardisierten, insbesondere für Leiterplatten vorgesehenen Transportkassette hergestellt werden, sodass eine solche Transportkassette zum erfindungsgemäßen Werkstückträger weitergebildet werden kann. Dadurch kann der erfindungsgemäße Werkstückträger zeit- und kostengünstig geschaffen werden. Mit anderen Worten kann beispielsweise eine standardisierte Transportkassette zum erfindungsgemäßen Werkstückträger weitergebildet werden, sodass der Werkstückträger sowohl für den eigentlichen Zweck und somit für den Transport des Bauteils als auch für einen einwandfreien Gebrauch in einer Anlage zum Beschichten des Bauteils genutzt werden kann. Die jeweilige, auch als Aussparung bezeichnete und beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Ausnehmung fungiert beispielsweise als ein Kanal, durch welchen das Plasma beziehungsweise die Präkursoren hindurchströmen können. Dadurch kann auch eine hinreichende Beschichtung des Randbereichs sichergestellt werden. Insbesondere kann eine einwandfreie und zumindest nahezu vollständige Beschichtung, insbesondere Plasmabeschichtung, des Bauteils gewährleistet werden. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Werkstückträger ist der erfindungsgemäße Werkstückträger ein strömungsoptimierter Werkstückträger, da das Plasma beziehungsweise die Präkursoren vorteilhaft strömen können.The workpiece carrier according to the invention can be produced, for example, on the basis of a standardized transport cassette, in particular for printed circuit boards, so that such a transport cassette can be developed further to the workpiece carrier according to the invention. This allows the inventive Workpiece carriers can be created quickly and cost-effectively. In other words, for example, a standardized transport cassette can be developed further to the workpiece carrier according to the invention, so that the workpiece carrier can be used both for the actual purpose and thus for the transport of the component and for a perfect use in a system for coating the component. The respective recess, also referred to as a recess and, for example, designed as a through opening, functions, for example, as a channel through which the plasma or the precursors can flow. This also ensures that the edge area is adequately coated. In particular, a perfect and at least almost complete coating, in particular plasma coating, of the component can be ensured. In comparison to a conventional workpiece carrier, the workpiece carrier according to the invention is a flow-optimized workpiece carrier, since the plasma or the precursors can advantageously flow.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Ausnehmung eine entlang der Längserstreckungsrichtung verlaufende erste Länge aufweist, wobei der jeweilige Wandungsbereich eine jeweilige, entlang der Längserstreckungsrichtung verlaufende zweite Länge aufweist. Dabei ist die erste Länge größer als die zweite Länge beziehungsweise als wenigstens eine der zweiten Längen. Hierdurch kann die in Längserstreckungsrichtung verlaufende Länge der Wandungsbereiche besonders gering gehalten werden, sodass die Wandungsbereiche beispielsweise als schmale Stege ausgebildet sind. Einerseits kann durch die Stege eine hinreichende Abstützung und somit Halterung des Bauteils gewährleistet werden. Andererseits ist die Ausnehmung entlang der Längserstreckungsrichtung so groß, dass auch der Randbereich vorteilhaft beschichtet werden kann.It has been shown to be particularly advantageous if the recess has a first length running along the longitudinal direction, the respective wall area having a respective second length running along the longitudinal direction. The first length is greater than the second length or at least one of the second lengths. As a result, the length of the wall regions running in the longitudinal direction of extension can be kept particularly small, so that the wall regions are designed, for example, as narrow webs. On the one hand, the webs can ensure adequate support and thus retention of the component. On the other hand, the recess along the longitudinal direction is so large that the edge area can also be advantageously coated.
Vorzugsweise weist die jeweilige Begrenzungseinrichtung und/oder der Boden mehrere Ausnehmungen auf, über welche jeweilige Wandungsbereiche der jeweiligen Begrenzungseinrichtung beziehungsweise des Bodens voneinander beabstandet sind. Dabei sind die vorigen und folgenden Ausführungen zur jeweiligen ersten Ausnehmung ohne weiteres auch auf die anderen Ausnehmungen übertragbar und umgekehrt.The respective delimitation device and / or the base preferably has a plurality of recesses, via which the respective wall areas of the respective delimitation device or the base are spaced apart. The previous and following explanations for the respective first recess can also be readily transferred to the other recesses and vice versa.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn insbesondere dann, wenn die Ausnehmung an der zumindest einen Begrenzungseinrichtung vorgesehen ist, die Ausnehmung in die erste Richtung und in die zweite Richtung und in die Erstreckungsrichtung offen ist, wodurch das Bauteil besonders gut beschichtet werden kann. Ist die Ausnehmung an dem Boden vorgesehen, so ist die Ausnehmung beispielsweise in die Begrenzungsrichtung und in die Erstreckungsrichtung offen.It has proven to be particularly advantageous if, in particular when the recess is provided on the at least one delimitation device, the recess is open in the first direction and in the second direction and in the direction of extension, as a result of which the component can be coated particularly well. If the recess is provided on the floor, the recess is open, for example, in the limiting direction and in the direction of extension.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Werkstückträger wenigstens eine der Einschubrille in Einbaulage des Werkstückträgers in vertikaler Richtung gegenüberliegende zweite Einschubrille aufweist. In die zweite Einschubrille kann zum Halten des Bauteils an dem Werkstückträger ein dem Randbereich gegenüberliegender zweiter Randbereich des Bauteils entlang der Längserstreckungsrichtung eingeschoben werden. Dabei können die folgenden und vorherigen Ausführungen zur ersten Einschubrille ohne weiteres auch auf die zweite Einschubrille übertragen werden und umgekehrt. Der Werkstückträger nimmt dabei seine Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand und in in der Beschichtungskammer angeordnetem Zustand ein. Insbesondere nimmt der Werkstückträger seine Einbaulage ein, während sich der Werkstückträger und das daran gehaltene Bauteil in der Beschichtungskammer befinden und das Bauteil beschichtet wird.A further embodiment is characterized in that the workpiece carrier has at least one second insertion groove opposite the insertion groove in the installed position of the workpiece holder in the vertical direction. To hold the component on the workpiece carrier, a second edge region of the component opposite the edge region can be inserted into the second insertion groove along the longitudinal direction. The following and previous explanations for the first insertion groove can also be easily transferred to the second insertion groove and vice versa. The workpiece carrier assumes its installation position in the completely manufactured state and in the state arranged in the coating chamber. In particular, the workpiece carrier assumes its installation position while the workpiece carrier and the component held thereon are in the coating chamber and the component is coated.
Die zweite Einschubrille weist eine parallel zur Längserstreckungsrichtung verlaufende zweite Längserstreckungsrichtung auf, wobei die zweite Einschubrille in die erste Richtung durch eine dritte Begrenzungseinrichtung und in die zweite Richtung durch eine der dritten Begrenzungseinrichtung gegenüberliegende vierte Begrenzungseinrichtung begrenzt ist. Die vorigen und folgenden Ausführungen zur ersten Begrenzungsrichtung und/oder zur zweiten Begrenzungsrichtung sind ohne weiteres auch auf die dritte Begrenzungsrichtung und/oder die vierte Begrenzungsrichtung übertragbar und umgekehrt.The second insertion groove has a second longitudinal extension direction running parallel to the direction of longitudinal extent, the second insertion groove being delimited in the first direction by a third delimitation device and in the second direction by a fourth delimitation device opposite the third delimitation device. The previous and following explanations regarding the first limiting direction and / or the second limiting direction can also easily be transferred to the third limiting direction and / or the fourth limiting direction and vice versa.
Die zweite Einschubrille ist in eine senkrecht zur ersten Richtung, senkrecht zur zweiten Richtung und senkrecht zur zweiten Längserstreckungsrichtung verlaufende und der Begrenzungsrichtung entgegengesetzte zweite Begrenzungsrichtung durch einen zweiten Boden des Werkstückträgers begrenzt, wobei die zweite Begrenzungsrichtung die Erstreckungsrichtung ist. Vorzugsweise ist die zweite Einschubrille in die erste Begrenzungsrichtung offen. Dabei weist die dritte und/oder vierte Begrenzungseinrichtung und/oder der zweite Boden wenigstens eine zweite Ausnehmung auf, auf die die vorigen und folgenden Ausführungen zur Ausnehmung der zumindest einen Begrenzungseinrichtung beziehungsweise des ersten Bodens übertragen werden können und umgekehrt. Hierdurch kann das Bauteil auch in seinem zweiten Randbereich besonders gut beschichtet werden.The second insertion groove is delimited in a second delimitation direction running perpendicular to the first direction, perpendicular to the second direction and perpendicular to the second longitudinal direction and opposite to the delimiting direction by a second bottom of the workpiece carrier, the second delimitation direction being the direction of extension. The second insertion groove is preferably open in the first limiting direction. The third and / or fourth delimitation device and / or the second floor have at least one second recess, to which the previous and following explanations for the recess of the at least one delimitation device or the first floor can be transferred and vice versa. As a result, the component can also be coated particularly well in its second edge region.
Vorzugsweise ist die zweite Ausnehmung entlang der zweiten Längserstreckungsrichtung zwischen wenigstens zwei zweiten Wandungsbereichen der dritten beziehungsweise vierten Begrenzungseinrichtung beziehungsweise des zweiten Bodens angeordnet, wodurch die zweiten Wandungsbereiche um die zweite Ausnehmung entlang der zweiten Längserstreckungsrichtung voneinander beabstandet sind. Dabei ist der zweite Randbereich in die jeweilige Richtung beziehungsweise in die zweite Begrenzungsrichtung zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem jeweiligen zweiten Wandungsbereich abstützbar ist. Hierdurch kann das Bauteil während des Transports und während des Beschichtens besonders vorteilhaft gehalten werden.The second recess is preferably along the second longitudinal direction between at least two second wall regions of the third or fourth Limiting device or the second bottom arranged, whereby the second wall areas are spaced apart from each other around the second recess along the second longitudinal direction. The second edge area can be supported in the respective direction or in the second limiting direction at least indirectly, in particular directly, on the respective second wall area. As a result, the component can be held particularly advantageously during transport and during coating.
Die zweite Einschubrille ist beispielsweise in die Begrenzungsrichtung und somit zur ersten Einschubrille hin offen, sodass die Randbereiche besonders einfach entlang der Längserstreckungsrichtungen in die Einschubrillen eingesteckt werden kann. Da beispielsweise während des Beschichtens des Bauteils die Einschubrillen in vertikaler Richtung einander gegenüberliegen, kann sich das Bauteil während des Beschichtens in vertikaler Richtung nach unten hin an der zweiten Einschubrille, insbesondere an dem zweiten Boden abstützen. Somit fungieren beispielsweise die erste Begrenzungseinrichtung und die zweite Begrenzungseinrichtung nur zum seitlichen Abstützen und somit Halten des Bauteils. Hierdurch können die Wandungsbereiche der ersten und zweiten Begrenzungseinrichtung beziehungsweise des ersten Bodens besonders klein und die erste Ausnehmung entlang der Längserstreckungsrichtung besonders groß ausgestaltet werden, sodass eine besonders vorteilhafte Schichtabscheidung und somit Beschichtung gewährleistet werden können.The second insertion groove is open, for example, in the limiting direction and thus towards the first insertion groove, so that the edge regions can be inserted into the insertion grooves particularly easily along the longitudinal extension directions. Since, for example, during the coating of the component, the insertion grooves lie opposite one another in the vertical direction, the component can be supported in the vertical direction downwards on the second insertion groove, in particular on the second floor, during the coating. Thus, for example, the first limiting device and the second limiting device only function to support the component laterally and thus to hold it. As a result, the wall areas of the first and second delimitation device or of the first base can be made particularly small and the first recess along the longitudinal direction of extension particularly large, so that a particularly advantageous layer deposition and thus coating can be ensured.
Somit hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die zweite Ausnehmung entlang der jeweiligen Längserstreckungsrichtung größer als die erste Ausnehmung ist.It has therefore proven to be particularly advantageous if the second recess is larger than the first recess along the respective longitudinal direction.
Um das Bauteil besonders gut beschichten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die zweite Ausnehmung als eine Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Die vorigen und folgenden Ausführungen zur jeweiligen ersten Ausnehmung können ohne weiteres auch auf die jeweilige zweite Ausnehmung übertragen werden und umgekehrt.In order to be able to coat the component particularly well, it is provided in a further embodiment of the invention that the second recess is designed as a through opening. The previous and following explanations for the respective first recess can easily be transferred to the respective second recess and vice versa.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung eines Werkstückträgers gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Bei der Verwendung wird der Werkstückträger verwendet, um das Bauteil mittels des Werkstückträgers in einer Beschichtungskammer zu halten, während das Bauteil in der Beschichtungskammer, insbesondere mittels eines in der Beschichtungskammer erzeugten Niederdruckplasmas, beschichtet wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Der Werkstückträger ist beispielsweise eine Rillenplatte oder umfasst wenigstens eine Rillenplatte. Beispielsweise umfasst der Werkstückträger zwei Rillenplatten, welche beispielsweise in Einbaulage des Werkstückträgers in vertikaler Richtung einander gegenüberliegen. Die jeweilige Rillenplatte bildet die jeweilige Einschubrille sowie beispielsweise eine der jeweiligen Einschubrille direkt benachbarte weitere Rille. Während des Beschichtens ist das Bauteil beispielsweise in der Einschubrille angeordnet, während die benachbarte Rille frei ist. Dabei können auch die Rille beidseitig begrenzende Wandungen wenigstens eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen, um eine besonders vorteilhafte Beschichtung gewährleisten zu können.A second aspect of the invention relates to the use of a workpiece carrier according to the first aspect of the invention. In use, the workpiece carrier is used to hold the component in a coating chamber by means of the workpiece carrier, while the component is coated in the coating chamber, in particular by means of a low-pressure plasma generated in the coating chamber. 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. The workpiece carrier is, for example, a grooved plate or comprises at least one grooved plate. For example, the workpiece carrier comprises two grooved plates, which are opposite one another in the vertical direction, for example in the installed position of the workpiece carrier. The respective groove plate forms the respective insertion groove and, for example, a further groove directly adjacent to the respective insertion groove. During coating, the component is arranged, for example, in the insertion groove, while the adjacent groove is free. Walls delimiting the groove on both sides can also have at least one or more recesses in order to ensure a particularly advantageous coating.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten wenigstens eines Bauteils. Die Vorrichtung umfasst wenigstens eine Beschichtungseinrichtung, welche wenigstens eine Beschichtungskammer aufweist. In der Beschichtungskammer ist das zu beschichtende Bauteil anordenbar. Beispielsweise ist in der Beschichtungskammer mittels der Beschichtungseinrichtung ein Plasma, insbesondere ein Niederdruckplasma, zum Beschichten des Bauteils erzeugbar. Somit ist in der Beschichtungskammer das Bauteil mittels der Beschichtungseinrichtung zu beschichten. Die Vorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist wenigstens einen in der Beschichtungskammer angeordneten oder anordenbaren Werkstückträger gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf, wobei das Bauteil mittels des Werkstückträgers in der Beschichtungskammer zu halten beziehungsweise gehalten ist. 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 device for coating at least one component. The device comprises at least one coating device which has at least one coating chamber. The component to be coated can be arranged in the coating chamber. For example, a plasma, in particular a low-pressure plasma, for coating the component can be generated in the coating chamber by means of the coating device. The component is thus to be coated in the coating chamber by means of the coating device. The device according to the third aspect of the invention has at least one workpiece carrier arranged or to be arranged in the coating chamber according to the first aspect of the invention, the component being held or held in the coating chamber by means of the workpiece carrier. 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.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Beschichtungskammer durch ein Gehäuse der Vorrichtung begrenzt ist. Dabei sind das Gehäuse und der Werkstückträger als separat voneinander ausgebildete Bauelemente ausgebildet, wobei der Werkstückträger reversibel lösbar und somit zerstörungsfrei in der Beschichtungskammer angeordnet werden kann. Hierdurch kann der Werkstückträger sowohl für einen besonders vorteilhaften Transport des Bauteils als auch für eine besonders vorteilhafte Beschichtung des Bauteils verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, das Bauteil vor dem Beschichten an dem Werkstückträger anzuordnen, woraufhin der Werkstückträger, während das Bauteil an dem Werkstückträger angeordnet und somit gehalten ist, in der Beschichtungskammer angeordnet wird. Nach dem Beschichten werden der Werkstückträger und das daran angeordnete und somit gehaltene Bauteil aus der Beschichtungskammer entnommen, woraufhin das beschichtete Bauteil mittels des Werkstückträgers transportiert werden kann. Der Werkstückträger ermöglicht somit eine besonders einfache, zeit- und kostengünstige Handhabung des Bauteils, und zwar sowohl vor als auch nach dem Beschichten sowie während des Beschichtens des Bauteils.It has proven to be particularly advantageous if the coating chamber is delimited by a housing of the device. The housing and the workpiece carrier are designed as separate components, the workpiece carrier being reversibly detachable and thus non-destructively arranged in the coating chamber. As a result, the workpiece carrier can be used both for a particularly advantageous transport of the component and for a particularly advantageous coating of the component. In particular, it is possible to arrange the component on the workpiece carrier before coating, whereupon the workpiece carrier is arranged in the coating chamber while the component is arranged and thus held on the workpiece carrier. After coating, the workpiece carrier and the component arranged and thus held there are removed from the coating chamber removed, whereupon the coated component can be transported by means of the workpiece carrier. The workpiece carrier thus enables particularly simple, time-saving and inexpensive handling of the component, both before and after the coating and during the coating of the component.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten wenigstens eines Bauteils, bei dem Verfahren wird das Bauteil mittels eines Werkstückträgers gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung in einer Beschichtungskammer gehalten, während das Bauteil in der Beschichtungskammer, insbesondere mittels eines in der Beschichtungskammer erzeugten Niederdruckplasmas, beschichtet wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts, des zweiten Aspekts und des dritten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des vierten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A fourth aspect of the invention relates to a method for coating at least one component, in the method the component is held in a coating chamber by means of a workpiece carrier according to the first aspect of the invention, while the component is held in the coating chamber, in particular by means of a low-pressure plasma generated in the coating chamber, is coated. Advantages and advantageous configurations of the first aspect, the second aspect and the third aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the fourth aspect of the invention and vice versa.
Um das Werkstück besonders zeit- und kostengünstig beschichten zu können, ist es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass vor dem Beschichten des Bauteils der Werkstückträger zusammen mit dem an dem Werkstückträger gehaltenen Bauteil in der Beschichtungskammer angeordnet wird.In order to be able to coat the workpiece particularly quickly and cost-effectively, it is provided in an advantageous embodiment of the invention that, prior to coating the component, the workpiece carrier is arranged in the coating chamber together with the component held on the workpiece carrier.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn nach dem Beschichten des Bauteils der Werkstückträger zusammen mit dem an dem Werkstückträger gehaltenen Bauteil aus der Beschichtungskammer entnommen wird. Somit kann das Werkstück sowohl vor dem Beschichten als auch nach dem Beschichten und während des Beschichtens an dem Werkstückträger gehalten bleiben und mittels des Werkstückträgers vorteilhaft gehandhabt werden.It has also proven to be particularly advantageous if, after the component has been coated, the workpiece carrier together with the component held on the workpiece carrier is removed from the coating chamber. Thus, the workpiece can be held on the workpiece carrier both before coating and after coating and during coating and can be handled advantageously by means of the workpiece carrier.
Um das Bauteil besonders zeit- und kostengünstig beschichten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass nach dem Anordnen des Werkstückträgers und somit des Bauteils in der Beschichtungskammer und vor dem Entnehmen des Werkstückträgers und somit des Bauteils aus der Beschichtungskammer ein Lösen des Bauteils von dem Werkstückträger unterbleibt.In order to be able to coat the component particularly quickly and cost-effectively, it is provided in a further embodiment of the invention that after the workpiece carrier and thus the component have been arranged in the coating chamber and before the workpiece carrier and thus the component have been removed from the coating chamber, the component has to be released Component of the workpiece carrier is omitted.
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 in 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 figure description and / or shown in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or alone, without the scope of Leaving invention.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 ausschnittsweise eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beschichten wenigstens eines Bauteils; -
2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer Beschichtungskammer einer Beschichtungseinrichtung der Vorrichtung; -
3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Werkstückträgers; und -
4 eine schematische Seitenansicht des zu beschichtenden Bauteils.
-
1 Detail of a schematic front view of a device according to the invention for coating at least one component; -
2nd excerpts from a schematic perspective view of a coating chamber of a coating device of the device; -
3rd excerpts a schematic perspective view of a workpiece carrier according to the invention; and -
4th is a schematic side view of the component to be coated.
In den FIG sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
In Zusammenschau mit
Die Beschichtungseinrichtung
Besonders gut aus
Die Beschichtungseinrichtung
Außerdem sind in der Beschichtungskammer beispielsweise 16 Leitungselemente
Über die Leitungselemente
Um nun das Bauteil
Der Werkstückträger
Die Einschubrille
Zum Beschichten des Bauteils
Der Werkstückträger
In eine senkrecht zur Längserstreckungsrichtung und senkrecht zur Beabstandungsrichtung verlaufende und in
Insgesamt ist aus
Um nun zu vermeiden, dass der jeweilige Randbereich
Die jeweilige Ausnehmung
Der Randbereich
Außerdem ist bei dem in
Aus
Ein weiterer Vorteil des strömungsoptimierten Werkstückträgers
Um beispielsweise mehrere Bauteile gleichzeitig in der Beschichtungskammer
Insbesondere können durch die Erfindung die folgenden Vorteile realisiert werden:
- - Werkstückträger sowohl für ursprünglichen Zweck als auch für ein Beschichten, insbesondere ein Plasmabeschichten, einwandfrei verwendbar
- - Schichtabscheidung durch Niederdruck-Plasmapolymerisation vollständig beziehungsweise ubiquitär auf Gütern wie zum Beispiel PCBAs realisierbar
- - zielgerichtete Strömungsführung
- - einfache konstruktive Änderungen zur Strömungsoptimierung
- - für bereits vorhandene Werkstückträger nachrüstbar, wodurch Kosten besonders gering gehalten werden können
- - potentielle Platzersparnis durch vereinfachte Gaseinspeisung und somit potentiell höher bestückbare Träger und somit höherer Durchsatz
- - weiterhin hoch automatisierbares Verfahren realisierbar
- - Workpiece carrier can be used perfectly for both the original purpose and for coating, in particular plasma coating
- - Layer deposition can be completely or ubiquitously realized on goods such as PCBAs by low-pressure plasma polymerization
- - targeted flow control
- - Simple design changes to optimize flow
- - Can be retrofitted to existing workpiece carriers, which means that costs can be kept particularly low
- - Potential space savings through simplified gas feed and thus potentially more loadable carriers and thus higher throughput
- - Highly automatable process still feasible
BezugszeichenlisteReference list
- 1010th
- Vorrichtungcontraption
- 1212th
- BeschichtungseinrichtungCoating facility
- 1414
- Gehäusecasing
- 1616
- BeschichtungskammerCoating chamber
- 1818th
- Türdoor
- 2020
- SeitenwandSide wall
- 2222
- Bodenground
- 24 24th
- Deckeceiling
- 2626
- BeschichtungselektrodenCoating electrodes
- 2828
- LeitungselementeLine elements
- 3030th
- BauteilComponent
- 3232
- WerkzeugträgerTool carrier
- 3434
- EinschubrilleSlide-in groove
- 3636
- DoppelpfeilDouble arrow
- 3838
- BegrenzungseinrichtungLimiting device
- 4040
- Pfeilarrow
- 4242
- DoppelpfeilDouble arrow
- 4444
- Pfeilarrow
- 4646
- BegrenzungseinrichtungLimiting device
- 4848
- RandbereichEdge area
- 5050
- RandbereichEdge area
- 5151
- StirnseiteFace
- 5252
- StirnseiteFace
- 5454
- Bodenground
- 5656
- Pfeilarrow
- 5858
- Pfeilarrow
- 6060
- AusnehmungRecess
- 6262
- AusnehmungRecess
- 6464
- AusnehmungRecess
- 6666
- AusnehmungRecess
- 68a-c68a-c
- WandungsbereichWall area
- 70a-c70a-c
- WandungsbereichWall area
- 72a-d72a-d
- EinschubrilleSlide-in groove
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2015/193030 A1 [0002]WO 2015/193030 A1 [0002]
- WO 2014/026967 A2 [0003]WO 2014/026967 A2 [0003]
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-
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Title |
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JP 2013- 253 286 A (Maschinenübersetzung der Beschreibung), Espacenet [online], EPO [abgerufen am 19.11.2019] * |
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