DE19904045C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von Substraten - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen von Substraten zur Verfügung gestellt. Die Vorrichtung weist einen Ringraum, in dem die zu trocknenden Substrate transportiert werden, und einen Innenraum mit einer Heizvorrichtung auf. Ein Drehteller im Ringraum mit Spindeln, auf denen die Substrate gehaltert sind, bewegt sich gegenüber dem Innenraum und entgegengesetzt zu einem erwärmten Luftstrom, der durch die Heizvorrichtung erzeugt wird und in den Ringraum eintritt. Der erwärmte Luftstrom aus dem Innenraum wird in die Heizvorrichtung zurückgeführt und wieder erwärmt und erneut über die Substrate geleitet, so daß ein zirkulierender Warmluftstrom entsteht. Durch Verschlüsse, die den Luftstrom umleiten, wird verhindert, daß in einer Be- und einer Entladestation Wärmeverluste auftreten. Die Vorteile der Erfindung liegen in einem geringen Energieverbrauch und einer einfachen Handhabung der zu trocknenden Substrate.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen von Substraten, insbesondere von Farbschichten auf CDs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen Substrate bzw. deren Schichten bei geringem Energieverbrauch getrocknet werden können.

Bei der Lösung geht die Erfindung von folgenden Grundgedanken aus.

Im Innenraum eines Ringraumes mit den zu trocknenden Substra­ ten wird eine Heizvorrichtung angeordnet. Über einen Ventila­ tor bzw. ein Gebläse der Heizvorrichtung wird erwärmte Luft aus dem Innenraum in den Ringraum geleitet. In dem Ringraum wird der Warmluftstrom über die zu trocknenden Substrate ge­ führt und danach wieder in den Innenraum zurückgelenkt, so daß die Luft ständig zirkuliert.

Die Erfindung hat folgende Vorteile.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat einen geringen Energiever­ brauch, da die warme Luft innerhalb des Ofens mehrfach einge­ setzt wird und nur eine geringe Luftverwirbelung außerhalb des Ofens auftritt. Durch Abstandshalter zwischen den auf einer Spindel angeordneten Substraten, wird eine sehr gute Strö­ mungsverteilung zwischen den Substraten und eine schnelle Trocknung erreicht. Die Abstandshalter lassen sich leicht handhaben, da sie im Kreis geführt und mit der Handhabungsein­ richtung für die Substrate transportiert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Prinzipbild einer erfindungsgemäßen Ausführungs­ form,

Fig. 2a eine detailliertere Darstellung des ersten Ver­ schlusses 5a des Ringraumes gemäß Fig. 1,

Fig. 2b die Darstellung einer Spindel mit Substraten und Ab­ standshaltern, und

Fig. 3 die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß Fig. 1 in Verbindung mit Handhabungseinrichtungen für die Substrate und die Abstandshalter.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Vor­ richtung zum Trocknen von Substraten. Die Vorrichtung hat in horizontaler Richtung einen kreisförmigen Querschnitt mit ei­ nem Ringraum 3 und einem Innenraum 2. Im zwischen einer Innenwand 9 und einer Außenwand 16 gebildeten Ringraum 3 sind auf einem Drehteller 3a mehrere Spindeln 6 angeordnet, auf de­ nen jeweils mehrere Substrate 7 über Abstandshalter 8 gehal­ tert werden. Für das Be- und Entladen der Substrate sind jeweils eine Beladestation 10 und eine Entladestation 11 am äußeren Rand des Ringraumes 3 vorgesehen. Der Innenraum 2 weist eine Heizvorrichtung 1 auf. Diese weist ein Gebläse 1a zum Erzeugen eines Luftstromes 12, eine Heizvorrichtung 1b zum Erwärmen des Luftstroms und einen Filter 1c zum Reinigen des Luftstroms auf. Der Innenraum 2 weist zwei Öffnungen 4a und 4b in der Wand 9 zum Ringraum 3 auf. Durch die Eintrittsöffnung 4a kann der erwärmte Luftstrom 12 in den Ringraum 3 eintreten. Ein bewegbarer erster Verschluß (Shutter) 5a lenkt den Luftstrom 12 aus dem Innenraum 2 in den Ringraum 3 und dort durch die Spindeln 6 mit den zu trocknenden Substraten 7 hindurch in Richtung auf die Austrittsöffnung 4b in der Wand 9 des Innenraums 2, wo ein zweiter Verschluß (Shutter) 5b den Luftstrom 12 aus dem Ringraum 3 in den Innenraum 2 zurück­ lenkt. Der Ringraum 3 und der Innenraum 2 sind im Bereich des zirkulierenden Luftstromes 12 mit einem Deckel (in Fig. 1 nicht dargestellt), versehen, um Wärmeverluste zu vermeiden. Durch erste und zweite Verschlüsse 5a bzw. 5b wird der Luft­ strom von der Be- und Entladestation 10 bzw. 11 ferngehalten, um weitere Wärmeverluste zu vermeiden. Der Drehteller 3a transportiert die zu trocknenden Substrate 7 auf den Spindeln 6 durch den Luftstrom 12, der entgegengesetzt zur Drehrichtung des die Spindeln 6 tragenden Drehtellers im Ringraum 3 verläuft. Vorzugsweise ist der Innenraum 2 stationär ausgebil­ det. Der nach dem Durchlaufen des Ringraums 3 durch die Austrittsöffnung 4b in den Innenraum 2 wieder eintretende Luftstrom 12 wird durch die Heizvorrichtung 1 erneut erwärmt, wobei durch ein Saugrohr 15 im Bereich des Gebläses Frischluft zugeführt wird, die auch dazu dient, den Gebläsemotor zu küh­ len. Nach dem erneuten Erwärmen tritt der Luftstrom 12 wieder durch die Eintrittsöffnung 4a in den Ringraum 3 ein und der vorstehende Vorgang wird wiederholt, so daß eine ständige Zirkulation von warmer Luft im Innenraum 2 und Ringraum 3 vorhanden ist.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zu trocknende Substrate z. B. CD-Rohlinge nach dem Spritzguß oder frisch be­ druckte CDs mit noch feuchter Farbschicht in der Beladestation 10 auf eine Spindel 6 aufgebracht und über Abstandshalter 8 gehaltert. Nach dem Beladen einer Spindel und/oder Entladen einer (anderen) Spindel werden die beiden Verschlüsse 5a und 5b geöffnet, und danach wird der Drehteller 3a um einen Spindelabstand zur nächsten Spindel 6 gedreht (getaktet). Anschließend werden die beiden Verschlüsse 5a und 5b wieder geschlossen. Die Spindeln bewegen sich durch die Drehung des Drehtellers 3a im Ringraum 3 taktweise im Gegenstromprinzip durch den Luftstrom 12 (in dem in Fig. 1 gegenüber den beiden Verschlüssen 5a und 5b links liegenden Bereich des Ringraumes 3), wobei die Substrate 7 getrocknet werden. Für den Durchgang einer Spindel 6 in die Entladestation 11 wird der erste Ver­ schluß 5a geöffnet und danach wieder geschlossen.

Fig. 2a zeigt eine detailliertere Darstellung des ersten Ver­ schlusses 5a gemäß Fig. 1. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform werden die ersten und zweiten Verschlüsse 5a und 5b beim Öffnen aus dem Bereich des Ringraumes 3 nach außen her­ ausgefahren (strich-punktierte Linie).

Fig. 2b zeigt einen Querschnitt einer Spindel 6, auf der Sub­ strate 7, zwischen denen Abstandshalter 8 angeordnet sind, ge­ haltert sind. Die Anordnung der Substrate 7 mit den Abstands­ haltern 8 auf der Spindel 6 ermöglicht eine sehr gute Vertei­ lung des Luftstromes 12 über die Oberfläche der Substrate 7 und erhöht somit die Wirksamkeit der Trocknung.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit Handhabungsein­ richtungen (handling) 13, 14 im Bereich der Be- und Entlade­ station 10 bzw. 11 zum Transportieren der Substrate 7 und der Abstandshalter 8. Mittels der Handhabungseinrichtung 13 werden Substrate 7 auf eine Spindel 6 geladen. Mittels der Handha­ bungseinrichtung 14 wird jeweils ein Abstandshalter 8 auf das Substrat 7 abgesetzt, nachdem dieses von der Handhabungsein­ richtung 13 in der Spindel 6 abgeladen wurde. Die Handhabungs­ einrichtung 14 entlädt die Substrate 7 von einer Spindel 6 in der Entladestation 11. Dabei transportiert die Handhabungsein­ richtung 14 sowohl die Substrate 7 zur Weiterverarbeitung, als auch die Abstandshalter 8 zur Beladestation 10, um die Ab­ standshalter 8 auf den zu trocknenden Substraten 7 anzuordnen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Trocknen von Substraten (7), mit:

• a) einem Ringraum (3) mit einem Drehteller (3a) auf dem Spindeln (6) zur Halterung der Substrate (7) angeord­ net sind,
• b) einem von dem Ringraum umgebenen Innenraum (2) mit ei­ ner Heizvorrichtung (1),
• c) einer Be- und einer Entladestation (10 bzw. 11) für die Substrate (7),
• d) mindestens einer Eintrittsöffnung (4a) in der Wand (9) des Innenraums (2) zum Eintritt eines Luftstroms (12) aus dem Innenraum (2) in den Ringraum (3),
• e) mindestens einer Austrittsöffnung (4b) in der Wand (9) des Innenraums (2) zum Austritt des Luftstroms (129 aus dem Ringraum (3) in den Innenraum (2), und
• f) jeweils einen bewegbaren ersten und zweiten Verschluß (5a bzw. 5b) im Ringraum (3) in der Nähe der Ein­ tritts- und der Austrittsöffnungen (4a bzw. 4b), um den Luftstrom (12) im Ringraum (3) umzulenken, so daß er von der Eintrittsöffnung (4a) zu der Austrittsöff­ nung (4b) geführt wird und von der Ent- bzw. Belade­ station (10) bzw. (11) ferngehalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Heizvorrichtung (1) einen Ventilator (1a,) einen Heizer (1b) und einen Filter (1c) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Heizer (1b) mehrere Heizelemente aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Saugrohr (15) vorgesehen ist, um dem Ventilator (1a) Au­ ßenluft zuzuführen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Substrate (7) über Abstandshalter (8) auf den Spindeln (6) gehaltert sind.

6. Verfahren zum Trocknen von Substraten (7) mittels der Vor­ richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
der Drehteller (3a) im Ringraum (3) mit den zu trocknenden Substraten (7) auf den Spindeln (6) eine Drehung gegenüber dem Innenraum (2) ausführt,
die Heizvorrichtung (1) einen erwärmten Luftstrom (12) durch die Eintrittsöffnung (4a) in den Ringraum (3) lei­ tet, so daß er von dem ersten Verschluß (5a) entgegenge­ setzt zur Drehrichtung des Ringraums (3) über die Sub­ strate (7) auf den Spindeln (6) geführt und von dem zwei­ ten Verschluß (5b) durch die Austrittsöffnung (4b) in den Innenraum (2) zurückgelenkt wird und,
sich der erste und zweite Verschluß (5a bzw. 5b) zum Durchlassen der Spindeln (6) öffnen und danach wieder schließen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei
in der Beladestation (10) die Spindel (6) von einer ersten Handhabungseinrichtung (13) mit Substraten (7) und von ei­ ner zweiten Handhabungseinrichtgung (14) mit Abstandshal­ tern (8) beladen wird, und
die zweite Handhabungseinrichtung (14) sowohl die Sub­ strate (7) von der Spindel (6) in der Entladestation (11) zur Weiterverarbeitung als auch die Abstandshalter (8) von der Spindel (6) in der Entladestation (11) zur Spindel (6) in der Beladestation (10) transportiert.