DE10357525B3 - Verfahren zum Aufbringen einer Deckschicht auf eine Basisschicht - Google Patents

Verfahren zum Aufbringen einer Deckschicht auf eine Basisschicht Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Deckschicht (1) auf eine Basisschicht (2), die mit einer beispielsweise durch Leiterbahnen bestimmten Strukturierung (3) versehen ist. Die Basisschicht (2) wird mit einer Vorschubgeschwindigkeit v im kontinuierlichen Betrieb bewegt. Mittels einer als Rotationskörper ausgeführten Führung (4) wird die Deckschicht (1) auf die übereinstimmende Vorschubgeschwindigkeit v gebracht und auf die Basisschicht (2) aufgebracht. Um das Aufbringen der Deckschicht (1) auf die Strukturierung (3) der Basisschicht (2) wesentlich zu optimieren und insbesondere Ungenauigkeiten bei der Zuordnung zwischen der Deckschicht (1) und der Basisschicht (2) bei einer zugleich erhöhten Fertigungsflexibilität zu vermeiden, wird zunächst die Position der Strukturierung (3) unmittelbar vor der Führung (4) mittels eines berührungslosen Sensors (5) bestimmt. Mittels einer Steuereinheit wird ein Signal für einen Laser (6) ausgelöst. Entsprechend der Position der Strukturierung (3) wird dann mittels des Lasers (6) eine Ausnehmung in die Deckschicht (1) eingebracht und diese mit der Strukturierung (3) zur Deckung gebracht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Deckschicht auf eine mit einer Vorschubgeschwindigkeit kotinuierlich oder diskontinuierlich bewegten, eine Strukturierung aufweisenden Basisschicht, bei dem die mit übereinstimmender Vorschubgeschwindigkeit bewegte Deckschicht mittels einer Führung auf die Basisschicht aufgebracht wird.
  • Ein solches Verfahren ist beispielsweise durch die DE 199 29 179 A1 bekannt und wird in der Praxis beispielsweise eingesetzt, um einen mehrschichtigen Aufbau herzustellen. Bei dem darin beschriebenen Rolle-zu-Rolle-Verfahren wird die Basisschicht, welche die zueinander beabstandeten, diskreten Strukturierungen aufweist, mit insbesondere konstanter Vorschubgeschwindigkeit bewegt. Die flexible Deckschicht wird mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit der Basisschicht zugeführt und umschlingt dabei teilweise eine Andrückwalze, deren Umfangsgeschwindigkeit der Vorschubgeschwindigkeit entspricht. Zwischen der Basisschicht und der Andrückwalze wird die Deckschicht auf die Basisschicht aufgebracht und mit dieser verbunden. Ein lokales Abtragen des Basisschichtmaterials erfolgt dabei mittels Laserbestrahlung zur Erzeugung einer Kontaktierungsaussparung.
  • In der Praxis ist es auch bekannt, mittels eines Rotationsschneidmessers vor der Zusammenführung Durchbrechungen in die Deckschicht einzubringen, durch die gezielt ausgewählte Bereiche der Basissicht ausgespart werden.
  • Es ist bei dem Verfahren von entscheidender Bedeutung, eine zuverlässige Synchronisation zwischen der Strukturierung der Basisschicht und den Durchbrechungen der Deckschicht sicherzustellen.
  • Aufgrund der wegabhängigen Zuordnung zwischen der Basisschicht und der Deckschicht ist die gewünschte Synchronisation grundsätzlich unabhängig von der Vorschubgeschwindigkeit, so dass lediglich am Anfang der Deckschicht oder der Basisschicht die relative Positionsbestimmung vorgenommen werden muss. Als problematisch erweist sich dabei in der Praxis jedoch die unvermeidlich auftretende Längendehnung der Deckschicht oder der Basisschicht, so dass es zu Abweichungen bei der Zuordnung zwischen der Durchbrechung und der Strukturierung kommen kann. Diese Abweichungen führen zugleich auch zu Abweichungen bei nachfolgenden Strukturierungen.
  • Um diesem Problem zu begegnen, ist es auch bereits bekannt, an der jeweils anderen Schicht ebenfalls eine Dehnung zu erzeugen, um die gewünschte Synchronisation wieder herzustellen. Dieses Verfahren ist jedoch aufwendig und kann zudem das Auftreten von Fehlern und damit Ausschuss nicht vorbeugend verhindern.
  • Ein weiteres Problem liegt darin, dass die Konturen der Durchbrechung mittels des Rotationsschneidmessers nicht beliebig ausgewählt werden können, weil die zu entfernenden Bereiche zusammenhängend als Film von der Deckschicht getrennt werden. Insbesondere sind daher also "inselförmige" Durchbrechungen ohne Anbindung an die nachfolgende Durchbrechung nicht realisierbar.
  • Ferner bedingt die Herstellung geänderter Strukturierungen einen Stillstand und ein erneutes Einrichten der Vorrichtung. Insbesondere ist die Herstellung unterschiedlicher Strukturierungen und entsprechend abweichender Durchbrechungen nur sehr eingeschränkt und die Herstellung einzelner individueller Strukturierungen überhaupt nicht möglich.
  • Es ist ferner durch die US 58 00 724 A bekannt, ein eine Walze teilweise umschlingendes Substrat und mit einer Metallfolie zu verbinden. Vor dem Aufbringen der Metallfolie wird das Substrat mit einem Klebstoff in gezielten Bereichen versehen. Die Verbundschicht aus dem Substrat und der Metallfolie wird dann mittels einer Laserschneideinrichtung mit Durchbrechungen versehen, wobei die ausgeschnittenen Partikel mittels einer Absauganlage entfernt werden.
  • Das kontinuierliche Aufbringen einer Deckschicht auf eine Basisschicht offenbaren auch die DE 39 22 478 A1 sowie die WO 01/25775 A1.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Aufbringen einer Deckschicht auf eine Basisschicht mit einer Strukturierung wesentlich zu optimieren.
  • Insbesondere sollen Ungenauigkeiten bei der Zuordnung zwischen der Deckschicht und der Basisschicht vermieden und eine flexible Fertigung ermöglicht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung des Verfahrens ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem zur Erzielung der gewünschten Synchronisation zunächst die Position der Strukturierung der Basisschicht mittels eines Sensors bestimmt und daraus durch eine Steuereinheit ein Signal ausgelöst und mittels eines Lasers eine Ausnehmung in die korrespondierende Position der Deckschicht eingebracht wird. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die Zuordnung und Synchronisation der Ausnehmungen der Deckschicht mit der Strukturierung der Basisschicht dann fehlerfrei möglich ist, wenn die vorgesehene Ausnehmung erst aufgrund der gemessenen Position der Strukturierung der Basisschicht eingebracht wird. Durch den Einsatz des Lasers wird es zudem erstmals möglich, nahezu beliebige Konturen der Ausnehmungen zu realisieren, so dass insbesondere auch inselförmige Ausnehmungen problemlos möglich sind. Weiterhin können Änderungen bei der Strukturierung oder beim Abstand aufeinander folgender Strukturierungen ohne Stillstand der Anlage flexibel realisiert werden, wodurch der Fertigungsaufwand wesentlich reduziert ist.
  • Dabei erweist sich eine Weiterbildung der Erfindung als besonders zweckmäßig, bei der die Vorschubbewegung der Basisschicht durch einen zusätzlichen Wegaufnehmer erfasst wird. Hierzu ist die Basisschicht mit einem Signalgeber für ein Referenzsignal verbunden, so dass mittels des Wegaufnehmers die Vorschubbewegung zuverlässig, insbesondere inkremental, bestimmt wird. Die wegabhängige Zuordnung zwischen der Basisschicht und der Deckschicht ist damit überprüfbar.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird dann erreicht, wenn zusätzlich zu der Positionsbestimmung auch eine Identifizierung der Strukturierung mittels der Steuereinheit durchgeführt wird und eine entsprechende Ausnehmung eingebracht wird. Hierdurch wird es erstmals möglich, ein individuelles Fertigungsprogramm zu erzeugen, indem die Strukturierungen durch vergleichende Betrachtung mit gespeicherten Merkmalen identifiziert und das entsprechende Programm für die Ausnehmung ausgewählt wird. Insbesondere können so unterschiedliche, aufeinander folgende Strukturierungen zu Einheiten zusammengefasst hergestellt werden.
  • Die Strukturierungen der Basisschicht sind nach einer besonders praxisnahen Abwandlung, durch mehrere diskrete Leiterbahnen gebildet.
  • Das Verfahren kann grundsätzlich im diskontinuierlichen Betrieb durchgeführt werden. Als besonders Erfolg versprechend erweist es sich jedoch, wenn das Aufbringen der mit Ausnehmungen versehenen Deckschicht im kontinuierlichen Betrieb erfolgt. Hierdurch kann die Fertigungsdauer wesentlich verkürzt werden. Insbesondere kann die Vorschubgeschwindigkeit aufgrund der wegabhängigen Zuordnung erheblich gesteigert werden.
  • Dabei erweist es sich als besonders praxisnah, wenn die Position der Strukturierung der Basisschicht berührungslos, insbesondere mittels eines CCD-Sensors bestimmt wird, so dass Rückwirkungen auf die Vorschubbewegung der Basisschicht ausgeschlossen sind. Die Positionsbestimmung kann dadurch auch bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten zuverlässig durchgeführt und die erfassten Merkmale zu Qualitätssicherungszwecken ausgewertet werden.
  • Eine weitere besonders günstige Ausgestaltung wird dabei auch dadurch erreicht, dass der Laserstrahl entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit der Deckschicht dieser nachgeführt wird, um so die Fertigungsdauer weiter zu reduzieren. Zudem können weitere Laser eingesetzt werden, um so das Einbringen der Ausnehmungen weiter zu optimieren.
  • Hierzu kann die Ausnehmung nach dem Projektionsprinzip abgetragen oder aber mittels einer zwischen Laser und Deckschicht positionierten Maske abgetragen werden, um so die Ausnehmungen durch einen einzigen Laserimpuls herstellen zu können.
  • Auf diese Weise können mittels des Lasers Durchbrechungen in die Deckschicht eingebracht werden oder aber Ausnehmungen dadurch eingebracht werden, dass mittels des Lasers Vertiefungen in die Deckschicht eingebracht werden, durch die zwischen der Basis und der Deckschicht ein Hohlraum begrenzt wird.
  • In den Hohlraum können beispielsweise Substanzen eingebracht werden, die mit den Strukturierungen der Basisschicht zusammenwirken und aufgrund des Verfahrens eine hochgradige Miniaturisierung erfahren.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei auch wenn die bei dem Einbringen der Ausnehmung in die Deckschicht abgetragenen Substanzen, beispielsweise Feststoffpartikel oder Gas, abgesaugt werden, um so eine zuverlässige Entfernung der Substanzen sicherzustellen und mögliche störende Einflüsse zu verhindern.
  • Insbesondere eignet sich hierzu eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens, bei der die Deckschicht mittels eines Rotationskörpers auf die Basisschicht mit einer vorbestimmten Andruckkraft aufgebracht wird, wobei der Rotationskörpers als Hohlkörper oder mehrteilig ausgeführt ist und dadurch eine Absaugung von Substanzen gestattet.
  • Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Basisschicht oder Deckschicht eine Folie ist und damit das Abwickeln bzw. Aufwickeln von Rolle zu Rolle gestattet. Hierdurch können nachfolgende Fertigungsprozesse aufgrund der auf der Rolle verfügbaren Einheiten wesentlich erleichtert werden.
  • Zur dauerhaften Verbindung der Schichten eignen sich solche Abwandlungen des Verfahrens besonders gut, bei denen die Basisschicht und die Deckschicht miteinander verschweißt oder verklebt werden und damit einen untrennbaren Schichtaufbau gestatteten.
  • Als Laserlichtquelle können grundsätzlich beliebige Laser insbesondere Excimer-, CO2-, oder Nd:YAG-Laser eingesetzt werden.
    •
  • Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in einer Prinzipskizze in
  • 1 das erfindungsgemäße Aufbringen einer Deckschicht auf eine Basisschicht;
  • 2 eine vergrößerte Darstellung der Basisschicht z mit der darauf aufgebrachten Deckschicht.
  • 1 zeigt ein Verfahren zum Aufbringen einer Deckschicht 1 auf eine Basisschicht 2, die mit einer beispielsweise aus Leiterbahnen bestehenden Strukturierung 3 versehen ist. Die Basisschicht 2 wird mit einer Vorschubgeschwindigkeit v im kontinuierlichen Betrieb bewegt. Mittels einer als Rotationskörper ausgeführten Führung 4 wird die Deckschicht 1 auf die übereinstimmende Vorschubgeschwindigkeit v gebracht und auf die Basisschicht 2 aufgebracht. Die Position der Strukturierung 3 wird unmittelbar vor der Führung 4 mittels eines berührungslosen Sensors 5 bestimmt und daraus mittels einer nicht dargestellten Steuereinheit ein Signal für einen Laser 6 ausgelöst. Entsprechend der Position der Strukturierung 3 wird dann mittels des Lasers 6 eine in 2 gezeigte Ausnehmung 7 in die Deckschicht 1 eingebracht und diese mit der Strukturierung 3 zur Deckung gebracht.
  • 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Basisschicht 2 mit der darauf aufgebrachten Deckschicht 1. Zu erkennen ist ein zwischen der Basisschicht 2 und der Deckschicht 1 durch eine Ausnehmung 7 begrenzter Hohlraum 8.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Aufbringen einer Deckschicht (1) auf eine mit einer Vorschubgeschwindigkeit (v) bewegten, eine Strukturierung (3) aufweisenden Basisschicht (2), bei dem die mit übereinstimmender Vorschubgeschwindigkeit (v) bewegte Deckschicht (1) mittels einer Führung (4) auf die Basisschicht (2) aufgebracht wird, wobei zur Erzielung der gewünschten Synchronisation zunächst die Position der Strukturierung (3) der Basisschicht (2) mittels eines Sensors (5) bestimmt und daraus durch eine Steuereinheit ein Signal ausgelöst und mittels eines Lasers (6) eine Ausnehmung (7) in die korrespondierende Position der Deckschicht (1) eingebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubbewegung der Basisschicht (2) durch einen zusätzlichen Wegaufnehmer erfasst wird.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Positionsbestimmung auch eine Identifizierung der Strukturierung (3) mittels der Steuereinheit durchgeführt wird und eine entsprechende Ausnehmung.
  4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierungen (3) der Basisschicht (2) durch mehrere diskrete Leiterbahnen gebildet sind.
  5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der mit Ausnehmungen (7) versehenen Deckschicht (1) im kontinuierlichen Betrieb erfolgt.
  6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Strukturierung (3) der Basisschicht (2) berührungslos, insbesondere mittels eines CCD-Sensors (Sensor 5) bestimmt wird.
  7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit (v) der Deckschicht (1) nachgeführt wird.
  8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) nach dem Projektionsprinzip abgetragen wird.
  9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) mittels einer zwischen Laser (6) und Deckschicht (1) positionierten Maske abgetragen wird.
  10. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Lasers (6) Durchbrechungen in die Deckschicht (1) eingebracht werden.
  11. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Lasers (6) Vertiefungen in die Deckschicht (1) eingebracht werden, durch die zwischen der Basisschicht (2) und der Deckschicht (1) ein Hohlraum (8) erzeugt wird.
  12. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei dem Einbringen der Ausnehmung in die Deckschicht abgetragenen Substanzen abgesaugt werden.
  13. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (1) mittels eines Rotationskörpers auf die Basisschicht (2) mit einer vorbestimmten Andruckkraft aufgebracht wird.
  14. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht und/oder Deckschicht eine Folie ist.
  15. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (2) und die Deckschicht (1) miteinander verschweißt oder verklebt werden.
  16. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Laserlichtquelle ein Excimer-, CO2-, oder Nd:YAG-Laser (6) eingesetzt wird.
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DE102009053097A1 (de) * 2009-11-13 2011-07-21 Steinemann Technology Ag Laminierverfahren und Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Laminat

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