EP2237898A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer kunstoffschicht - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer kunstoffschicht

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EP2237898A1
EP2237898A1 EP10713555A EP10713555A EP2237898A1 EP 2237898 A1 EP2237898 A1 EP 2237898A1 EP 10713555 A EP10713555 A EP 10713555A EP 10713555 A EP10713555 A EP 10713555A EP 2237898 A1 EP2237898 A1 EP 2237898A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
powder
plastic
cleaning
roller
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10713555A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alex Bruderer
Jürgen HERBERT
Max Hunziker
Michel Probst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Original Assignee
Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atotech Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Publication of EP2237898A1 publication Critical patent/EP2237898A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H05K2203/1545—Continuous processing, i.e. involving rolls moving a band-like or solid carrier along a continuous production path

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing uniform and thin plastic layers on a substrate, such as e.g. a copper foil using plastic powder as a coating material and an apparatus for carrying out the method.
  • a substrate such as e.g. a copper foil using plastic powder as a coating material
  • an apparatus for carrying out the method it should be used to produce base material for printed circuits.
  • a laminate which comprises a metal layer, e.g. a copper layer, as well as an electrically insulating plastic layer comprises.
  • the plastic layer is typically a dielectric, such as an epoxy resin.
  • Conventional manufacturing processes for such laminates involve first applying the resin to the copper layer in liquid form using solvents. The drying then takes place in an oven, the solvent evaporating. This can lead to a number of problems, i.a. to increased porosity, pinholes, solvent inclusions and the like in the resulting epoxy resin layer. Furthermore, the use of solvents from the viewpoint of environmental protection is disadvantageous.
  • DE 103 13 555 A1 discloses a method for producing a lacquer layer by application of a powdered lacquer, which is melted and then cured.
  • the published patent application DE 1 577 653 describes a device for applying a coating in powder form with a rotatable measuring roller, a scraper to extract the powder from the grooves of the roller and crushing a vibrating sieve around powder clumps and to distribute the powder removed from the roller.
  • DE 25 43 197 C2 describes a powder spreading machine having a rotating powder take-up roll with a brush, the brush being driven to reciprocate parallel to the axis of rotation of the powder take-up roll.
  • a one-sided, preferably non-porous, plastic layer with a layer thickness of less than 200 ⁇ m and a low layer thickness tolerance should be produced on a substrate. It should be possible for a continuous production in a continuous flow system.
  • the manufacturing process should be cost-effective and environmentally friendly. It should be dispensed solvent.
  • a method for producing a plastic layer having a layer thickness of less than 200 ⁇ m is provided on an upper surface of a substrate.
  • the inventive method comprises applying plastic powder to the substrate top by means of a
  • Pulverstrereu nails Pulverstrereu nails, a subsequent cleaning of the substrate underside, a subsequent melting of the applied plastic powder in an oven, whereby the plastic layer is formed on the substrate, and cooling the
  • Process step is transported.
  • the cleaning of the underside of the substrate can furthermore ensure that no areas coated with a plastic layer form on the underside of the substrate during the melting. On cooling of the substrate may solidify the plastic layer. This may allow for roll-up and transport or further processing of the plastic-coated substrate.
  • the powder scattering device may comprise a metering roller, wherein the plastic powder is metered via the metering roller.
  • the plastic granules or plastic powder can be applied very evenly to the substrate and it can be produced a uniform layer.
  • the plastic powder can be brushed out of the metering roller and initially fall from the Ausbürststelle on at least one sieve before it falls from there to the substrate.
  • the distance of the Siebunterkante to the substrate may be less than 100mm, preferably less than 50mm or more preferably 20mm or 15mm. This can ensure a uniform distribution of the powder on the substrate.
  • the D50 value of the plastic powder which describes the grain size of the plastic particles to be applied, can be adjusted to a predetermined value range before application of the plastic powder. This can be done, for example, by comminution, a grinding process or a sieving process.
  • the grain size can be optimized for use with the powder scattering device, whereby a uniform application of the powder is achieved.
  • the cleaning of the underside of the substrate preferably takes place by means of a cleaning device which comprises at least one adhesive roller.
  • a cleaning device which comprises at least one adhesive roller.
  • the cleaning device may comprise a motor drive, which drives the adhesive roller.
  • the drive of the adhesive roller does not have to be through the substrate. This vibration of the substrate can be avoided, which affect a uniform distribution of the plastic powder.
  • the cleaning can be done by at least two cleaning steps, wherein a first cleaning step suction and / or cleaning with a brush and a second cleaning step comprises cleaning by a device with an adhesive roller.
  • a first cleaning step suction and / or cleaning with a brush and a second cleaning step comprises cleaning by a device with an adhesive roller.
  • the first cleaning step may be configured to remove more than 80% of the particles that are on the underside of the substrate.
  • the complete particle removal can be improved, and a rapid saturation of the adhesive roll with accumulated particles can be avoided.
  • the first cleaning step can be done, for example, by a brush made of animal or artificial feathers or plastic fibers.
  • the particle size distribution can be adjusted before the application of the plastic powder so that it fits to the layer to be produced.
  • the plastic powder may have a particle size distribution with a D50 value in a range from 10 to 100 ⁇ m, preferably from 20 to 80 ⁇ m or particularly preferably from 30 to 70 ⁇ m.
  • the application of the plastic powder takes place uniformly, so that a plastic layer having a uniform layer thickness distribution is obtained.
  • the plastic layer can serve as a base material for the production of a printed circuit board.
  • the produced plastic layer can serve as a dielectric of a printed circuit board or conductor foil.
  • the substrate may e.g. a slide, plate, or a band.
  • the substrate may be made of insulating or conductive material, preferably of metal such as copper, aluminum or steel.
  • the plastic layer according to the manufacturing process according to the invention has so-called B-stage properties, that is not yet completely chemically crosslinked.
  • an apparatus for producing a plastic layer on an upper surface of a substrate having a layer thickness of less than 200 ⁇ m comprises a powder scattering device for applying plastic powder to the top of the substrate, a cleaning device for cleaning the substrate underside, a furnace for melting the plastic powder applied to the substrate, a cooling zone, and a transport device which transports the substrate continuously through the device.
  • the powder scattering device may comprise a metering roller as a metering device for the plastic powder. Furthermore, the powder scattering device may comprise a brush for brushing out the plastic powder from the metering roller. Also, at least one screen may be disposed between a location where the plastic powder is brushed out (brushing point) and the substrate.
  • the powder scattering device may comprise at least one reservoir, a metering device and a distributor device.
  • the powder scattering device may comprise a distributor device, wherein the distance between a lower edge of the distributor device and the substrate is less than 100 mm, preferably less than 50 mm or particularly preferably 20 mm or 15 mm.
  • a suitable distributor device is e.g. at least one sieve.
  • the cleaning device may comprise at least one adhesive roller.
  • the cleaning device may have a drive for driving the adhesive roller, so that the drive of the adhesive roller does not have to take place over the substrate.
  • the device comprises a further cleaning device, which is upstream of the above-mentioned cleaning device.
  • the upstream further cleaning device may comprise a suction device and / or a brush.
  • the brush of the further cleaning device may comprise animal or artificial feathers or synthetic fibers and combinations thereof as cleaning elements. These can provide effective cleaning of the substrate base.
  • the furnace may include heating elements disposed opposite the substrate on the side of the scattered powder.
  • Another aspect of the present invention relates to the use of the device described above or one of its embodiments for the production of single-sided plastic-coated copper foil as a base material for the production of printed circuit boards or conductor foils.
  • the one-sided plastic-coated copper foil produced by the use of the device may have a plastic layer with a low porosity and with a uniform layer thickness. Also, the preparation can be done without the use of solvents. Furthermore, the use of the device can ensure that the underside of the copper foil remains free of plastic.
  • the device and the method according to the various embodiments make it possible to deposit layers having layer thicknesses which have deviations from the nominal layer thickness or from the average layer thickness determined by averaging over a larger substrate area, which is less than ⁇ 30% less than ⁇ 20%, and more preferably less than ⁇ 10%. This also applies to nominal layer thicknesses of less than 50 ⁇ m.
  • the layer thickness is determined by measuring the weight of the plastic layer over an area of less than 8 cm 2 . If the setting of the particle sizes or the particle size distribution is provided in the method or the device, layers with a particularly uniform layer thickness can be achieved.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a sectional view of a powder scattering device, which is used in an embodiment of the device according to the invention.
  • Figure 2 is an enlarged view of a metering roll of Figure 1 illustrating the height of delimiting elements providing recesses in the metering roll.
  • FIG. 3 shows a process flow according to an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic representation of a sectional view of an embodiment of the device according to the invention, the embodiment comprising the powder scattering device shown in FIG.
  • a plastic layer is produced on a substrate by uniformly sprinkling plastic powder onto the top side of the substrate with a suitable system, then cleaning the underside of the substrate, then melting the applied granulate / powder and then cooling it by cooling the solid state is transferred, so that a homogeneous plastic layer is formed.
  • further process steps such as e.g. Crushing processes, cleaning steps, lamination processes or cutting processes take place. In this way, the entire manufacturing process works without the use of solvents.
  • Plastic powder that can be used to make the plastic layer includes both finer plastic powder and coarser plastic granules.
  • the substrate is transported continuously from process step to process step.
  • the material of the plastic layer may be, for example, polyester resin.
  • plastic granules or plastic powder can be applied very evenly on the substrate and it can thus a uniform layer are generated.
  • a powder scattering device is proposed. This essentially consists of a feed device, a metering device, and a distributor device.
  • Fig. 1 is proposed as a metering device, a rotating roller 10, alternatively, a circulating belt, which receives the powder coming from the feeder 3. After rotation of the roller 10, the received powder particles reach the point where they are removed from the metering device. From there, the powder falls in the desired amount with the already relatively uniform distribution on the underlying distributor device 8. From there the powder falls in the desired uniform distribution on the substrate 1.
  • the feeding device 3, e.g. a trough provides a constant mass flow of powder to the metering device.
  • the metering device e.g. a needle roller, serves to produce a temporally and spatially uniform as possible mass flow of powder.
  • the distribution device e.g. a sieve 8, serves to improve the distribution.
  • the feeder 3 may be provided with means for causing the powder to exit the feeder without interruptions, e.g. a vibrator or rotating blades within the feeder near the powder outlet. There may also be a supply of gas, e.g. Nitrogen or air may be provided in the feeder 3 to achieve fluidization of the powder.
  • the feeding device 3 may have an opening for the powder outlet, which extends at least over the working width. The working width is the desired bulk width on the substrate.
  • limiting elements such as e.g. Needles, pins, studs or walls a structured surface, so that the roller surface has recesses relative to the outer diameter.
  • a device e.g. a squeegee
  • the wells are filled on the roller at a uniform height with powder. In order to achieve a uniform layer thickness of the finished plastic layer, this degree of filling over the roller length is the same.
  • the height h of the recesses is illustrated schematically in FIG. 2.
  • r denotes the outer radius of the roller 10.
  • the recesses should not exceed a value of 5 mm relative to the outer radius of the roller, preferably 2.0 mm, more preferably 1, 5 mm.
  • the depressions should have a depth of at least 0.3 mm, preferably 0.5 mm, particularly preferably 0.8 mm, relative to the outer radius.
  • the recesses may have a depth in the range of 0.3 to 5 mm, preferably 0.5 to 2 mm or 0.8 to 1.5 mm, relative to the outer radius.
  • the spacings of the limiting elements can be chosen so narrow that the applied powder adheres to the depressions before it is used in a subsequent process step, e.g. removed by brushing it.
  • the material of the roller on your surface can be made of plastic or metal.
  • the material of the limiting elements may be made of plastic or of metal, preferably of metal.
  • the powder remains in the depressions of the roll surface until it is at least partially removed therefrom after rotation of the roll. This can be done by brushing.
  • a rotating brush It is possible, e.g. a rotating brush.
  • the direction of rotation of the brush is preferably opposite to the direction of rotation of the roller.
  • Another possible arrangement is a brush which extends parallel to the roll axis and is oscillated in the axial direction.
  • the brush hairs may be made of plastic, ceramic or preferably of metal.
  • the brush hairs may be conductive.
  • the brush can be acted upon by an electrical potential, it can also be grounded.
  • the brush may be filled with ionised gas, e.g. ionized air, be flowed to suppress adhesion of the plastic particles.
  • the point of brushing out ie where the brush hairs touch the roll surface, may be approximately (+/- 30% of the roll diameter) at the level of the geometric roll axis.
  • the parallelism between the brush and the roller or the penetration depth of the brush hairs into the recesses should be as constant as possible over the entire powder-loaded length of the roller.
  • the deviation should not be more than 0.5 mm, preferably 0.1 mm, particularly preferably 0.05 mm in order to achieve a uniform application of the powder to the substrate.
  • the powder after brushing may first fall on a sieve-like device.
  • This device is located below the point of brushing. It can be a mesh screen or a perforated plate, for example.
  • This sieve-like device can be moved by a drive. Preferably, this movement is planar parallel to the substrate. It can be linearly oscillating transversely to the transport direction of the substrate. It can also be moved in a plane parallel to the substrate, for example circular.
  • the drive of the sieve can be independent. Brush and sieve can also use a common drive.
  • the sieve-like device may consist of a layer. It can also consist of several superimposed layers.
  • the movement frequency is for example at least 10 Hz, preferably at least 100 Hz, more preferably at least 200 Hz.
  • the maximum movement frequency may be more than 100,000 Hz.
  • Suitable drives for the sieve movement may be u.a. electric and pneumatic motors or ultrasonic generators.
  • Below the sieve-like device one or more further sieve-like devices of the type described above may be located. They can be equipped with their own movement drive with their own motion parameters or with a common movement drive.
  • the inside diameter d between the bottom sieve-like device and the substrate should be at most 50 mm, preferably 25 mm, particularly preferably 20 mm and very particularly preferably 15 mm. It should be at least 1 mm, preferably 2 mm, particularly preferably 3 mm, very particularly preferably 5 mm.
  • the mesh size of the bottom sieve-like device can be 100 ⁇ m to 1000 ⁇ m, preferably 200 ⁇ m to 800 ⁇ m.
  • Above arranged sieve-like devices may be coarser textured with hole diameters of 1 mm to 10 mm, preferably 2 mm to 6 mm.
  • At least one sieve can be provided with a device which generates mechanical shocks on the sieve such that adhering particles fall off.
  • a device which generates mechanical shocks on the sieve such that adhering particles fall off.
  • Such a device can be powered by the movement of the screen.
  • This device can use the inertia of a moving body. This body can strike at each change in direction of the moving screen to an end position and thus generate the shocks on the screen.
  • the substrate is moved so fast relative to the application or powder scattering device that the desired layer thickness is achieved.
  • the speed of the application device that is, e.g. the rotational speed of the roller can be changed or regulated.
  • This guidance may e.g. be created by a table or at least two rollers under the substrate.
  • the slope of bumps should be at most 10%, preferably at most 7%, particularly preferably at most 5%.
  • this guide it may be helpful to make this guide, so that as few movements and vibrations of other devices such as the roller drive, the Bürst worn be taken with their drive or the sieve-like device with their drive and passed on to the substrate.
  • Sufficiently planar guidance of the substrate can be achieved by arranging the guide so that the substrate is guided out of the plane, which would describe it without the guide.
  • a guide may be located slightly above the pass plane, which would be occupied by the substrate without guidance, so that the substrate is then pressed flat onto the guide.
  • the D50 value should furthermore be greater than 10 ⁇ m, preferably greater than 20 ⁇ m, particularly preferably greater than 30 ⁇ m.
  • the plastic powder can be comminuted in its manufacture, e.g. in a grinding process and / or sighted, e.g. in a sieving process.
  • a grinding process e.g. a grinding process
  • a sighted e.g. in a sieving process.
  • the mixing may e.g. in a stirred tank or in an extruder or the like respectively.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the device according to the invention, which provides such a cleaning.
  • the cleaning of the bottom can u. a. Therefore, be important so that there are no insulating and thus not etchable places when using the film as a printed circuit. In a subsequent etching process, there should be no non-etchable locations, as these would lead to electrical malfunction of the printed circuit.
  • the cleaning system for the cleaning step of the production process of the film should meet special requirements. So it is advantageous if an extremely good cleaning performance is provided, as in the subsequent melting process adhering to the bottom powder particles are not acceptable. Furthermore, it is desirable that the cleaning process not interfere with the desired uniformity of the powder application.
  • the film should, for example, not be excited to unwanted vibrations. Also, a safe, continuous system operation should be possible. In the present embodiment of the invention shown in FIG. 4, this is achieved by an at least two-stage cleaning system with two different cleaning devices. However, it should be clear that the device according to the invention can also be provided with only one cleaning device.
  • a cleaning device is initially proposed as an essential part of the cleaning, which comprises at least one adhesive roller.
  • the transfer roller can also be used a rotating transfer roller, which contacts the substrate back. Then, the transfer roller picks up the particles from the substrate back, and after rotation of the transfer roller, the adhesive roll applied to it removes the particles from it and holds them on its sticky surface.
  • the advantage of the last variant is that no adhesive particles adhere to the back of the substrate. Furthermore, the roller does not stick to the back of the substrate, so that possibly resulting vibrations are avoided.
  • the surface of the transfer roller may be made of plastic.
  • the adhesive force of the surface of the transfer roller with respect to the particles should be greater than that of the substrate back but smaller than that of the surface of the adhesive roller.
  • the adhesive roller device has a motor drive, so that the rollers are not driven by the film.
  • the drive may be such that the peripheral speed of the roller contacting the substrate is substantially equal to (+/- 20%) the transport speed of the substrate.
  • the substrate may be forced upwardly out of its transport path by the contacting roller.
  • a device to neutralize the static charge of the substrate backside and the particles eg air ionization. This facilitates the removal of the particles from the film and prevents reincorporation.
  • more than one adhesive roller devices in succession, which increases the likelihood of complete particle removal.
  • a further cleaning device for the substrate rear side can be provided in order to remove the majority of the adhering particles before the adhesive roller device. This can be, for example, a suction.
  • edges can preferably be sucked off, since a higher particle density can exist here. It may also be helpful to vacuum up the edges on the top of the substrate, for example immediately after or even during powder application. Thus, an attachment of particles on the underside of the substrate can be reduced.
  • the further cleaning device may also comprise at least one brush device such as a rotating brush roller or a similar acting circumferential brush belt.
  • This brush roller is capable of removing the particles from the substrate back and releasing them from the brush surface after rotation of the roller, e.g. through a suction.
  • the brush roller cleans the back of the substrate and is cleaned again. It can with hair, cloth, textiles, plastic fibers u. ⁇ . Be provided. Preferred are soft bird feathers, e.g. used by ostriches and emus.
  • the particles may be removed from the brush, e.g. in that the particles are knocked off at a knock-off device such as a rod or wall. This can be meaningfully combined with a suction device.
  • the suction can be located below the brush roller. Additionally, removal of the particles from the brush can be assisted by using ionized gas directed to the brush. Also, the brush surface may be contacted with an electrically charged or grounded surface to eliminate static charges which cause the particles to adhere to the brush surface.
  • the relative speed between substrate and roller surface should not exceed 5 m / s.
  • the substrate should not "push in” the roller from its maximum diameter more than 100mm.
  • the substrate may be supported, for example by rollers, which may also be driven by a motor.
  • the edges can be held in the plane by hold-downs, eg rollers or wheels.
  • the wheels may be mounted in alignment so as to face obliquely outwardly to effect tensioning of the film.
  • a furnace operating in the NIR range (wavelength of radiation of 0.5 to 3 ⁇ m).
  • a treatment time of 60 seconds, preferably 45 seconds, particularly preferably 30 seconds, should not be exceeded.
  • the minimum treatment time is 1 second, preferably 3, more preferably 5 seconds.
  • Two process steps can also take place in the oven. First, the melting of the applied powder layer, then the chemical crosslinking of the plastic. Both processes can take place in one and the same furnace. It may be that the chemical crosslinking in this process step is not complete, but only as far as the degree of crosslinking is required. He can e.g. between 3% and 80% of the maximum possible interconnectedness.
  • the degree of crosslinking can be adjusted over the residence time in the oven. Also, the degree of crosslinking can be adjusted via the supplied energy of the furnace. The adjustment of the required energy of the furnace can be done via the temperature of the surface of the plastic layer.
  • the heating elements are preferably arranged above the substrate, ie above the coated side of the substrate.
  • the heating elements in the oven may be divided into segments which are passed one after the other from the goods.
  • a segment can be assigned at least one sensor for temperature detection.
  • the furnace can be operated so that the temperature at the surface of the goods varies from segment to segment. In particular, the temperature below the first segment may be lower than below a subsequent one.
  • the cooling takes place, for example, by fluid nozzles such as air nozzles or a sufficiently large cooling distance, so that the consistency of the Plastic layer is such that the substrate can be rolled up or stacked with the plastic layer, without causing sticking.
  • the cooling should take place after leaving the furnace within 10 seconds, preferably 5 seconds to a maximum temperature of 50 ° C.
  • the product then has the desired properties. Also, a porosity of the produced plastic layer is achieved by the manufacturing method described above.
  • the application device is shown schematically as it can be used to produce a one-sided plastic layer on a copper foil.
  • the feed container 3 is filled continuously or discontinuously with the plastic powder 2.
  • a loosening device 4 ensures that the powder runs out of the feed container 3 continuously.
  • the powder runs on the roller 10 and fills the roller wells between the delimiting elements, e.g. Needles.
  • a doctor blade 5, the uniform degree of filling of the roll wells is set. The squeegee 5 may be adjusted so that the surface of the roller 10 is not touched to prevent abrasion of roller material, e.g. To avoid metal chips.
  • the powder on the roller After the powder on the roller has been transported further by the rotation of the roller, it is brushed out of the roller recesses by the brush 6 and falls on the sieve-like device 8 located underneath.
  • the drive of the sieve-like device 9 can be its own or one with the drive 7 for the brush 6 be more common. From the sieve-like device 8, the powder is evenly distributed on the copper foil 1 transported under the application device. The distance d between the lower edge of the sieve and the surface of the copper foil 1 is not more than 50 mm.
  • the transport direction of the copper foil 1 is indicated by the arrow. The transport can also run in the opposite direction.
  • the roller 10, the doctor blade 5 and the guide of the brush 6 may be attached to a common frame.
  • Fig. 2 the height of the limiting elements, which determine the wells of the roller relative to its outer radius, shown.
  • Fig. 3 the process flow of the shift order is shown.
  • the substrate 1 is transported from the unwinding station A to the winding station G.
  • process stage B the plastic powder is produced in terms of particle size distribution and composition.
  • the powder application then takes place on substrate 1 in process stage C.
  • process stage D the substrate rear side and / or the substrate edges can be cleaned.
  • the powder is melted in step E in an oven and then cooled in the cooling zone F, so that the film coating is formed with the desired properties.
  • the coated substrate is rolled up in the winding station G for further processing.
  • the method can be carried out, for example, using the powder scattering device described with reference to FIG. 1 or the device described with reference to FIG. 4.
  • FIG. 4 schematically shows an embodiment of the device according to the invention with a cleaning system.
  • the substrate e.g. a
  • the plastic powder 2 is first sprinkled. The powder comes from the
  • the device may comprise the powder scattering device according to FIG. 1.
  • the adhesion of the particles to the substrate can be reduced by a neutralization device 16 for electrostatic charges before a further purification step.
  • the remaining particles are removed by the transfer roller 18 from the substrate and transferred to the adhesive roller 19.
  • a downstream neutralization device 17 for electrostatic charges helps to avoid re-deposition of particles.
  • On the substrate edge acting hold-down 22,23,24 such as wheels provide sufficient planarity of the substrate.
  • the plastic particles are melted in the oven and then cooled in the cooling zone 26, the resulting plastic layer together with the substrate.
  • Figs. 1 and 4 are optional.
  • only one cleaning device can be provided, eg only one adhesive roller.
  • the ionization devices and the edge suction are optional.
  • the guidance of the substrate may also be configured differently than shown in FIG. 4.
  • the dosage of the plastic powder can be done by other means than by the metering roller 10.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffschicht, die eine Schichtdicke von weniger als 200µm aufweist, auf einer Oberseite eines Substrats, mit den folgenden Schritten: - Auftragen von Kunststoffpulver auf die Substratoberseite mittels einer Pulverstreueinrichtung, - nachfolgendes Reinigen der Substratunterseite, - nachfolgendes Schmelzen des aufgetragenen Kunststoffpulvers in einem Ofen, wodurch die Kunststoffschicht auf dem Substrat entsteht, und - Abkühlen des Substrats, wobei das Substrat kontinuierlich von Verfahrensschritt zu Verfahrensschritt transportiert wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Kunststoffschicht
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von gleichmäßigen und dünnen Kunststoffschichten auf einem Substrat wie z.B. einer Kupferfolie unter Verwendung von Kunststoffpulver als Beschichtungsmaterial sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Insbesondere soll damit Basismaterial für gedruckte Schaltungen hergestellt werden.
Zur Herstellung von Leiterplatten wird häufig ein Laminat verwendet, das eine Metallschicht, z.B. eine Kupferschicht, sowie eine elektrisch isolierende Kunststoffschicht umfasst. Die Kunststoffschicht ist in der Regel ein Dielektrikum, wie beispielsweise ein Epoxidharz. Herkömmliche Herstellungsprozesse für solche Laminate umfassen zunächst ein flüssiges Aufbringen des Harzes auf die Kupferschicht unter Verwendung von Lösungsmitteln. Anschließend erfolgt das Trocknen in einem Ofen, wobei das Lösungsmittel verdampft. Dies kann zu einer Reihe von Problemen führen, u.a. zu erhöhter Porosität, Pinholes, Lösungsmitteleinschlüssen und dergleichen in der resultierenden Schicht aus Epoxidharz. Weiterhin ist die Verwendung von Lösungsmitteln unter Gesichtspunkten des Umweltschutzes nachteilig .
In der DE 103 13 555 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Lackschicht durch Auftrag eines pulverförmigen Lacks offenbart, der geschmolzen und danach ausgehärtet wird. Die Offenlegungsschrift DE 1 577 653 beschreibt eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Überzuges in Pulverform mit einer drehbaren Messwalze, einem Schaber um das Pulver aus den Nuten der Walze herauszuholen und einem vibrierenden Sieb um Pulverklümpchen zu zerkleinern und das aus der Walze entfernte Pulver zu verteilen. DE 25 43 197 C2 beschreibt eine Pulverstreumaschine, welche eine rotierende Pulvermitnahmewalze mit einer Bürste besitzt, wobei die Bürste zu einer hin- und hergehenden Bewegung parallel zur Drehachse der Pulvermitnahmewalze angetrieben wird.
Bei diesen Verfahren besteht jedoch das Problem, dass es zu Verunreinigungen der Rückseite des Substrats (die der pulverbeschichteten Seite gegenüberliegende Seite) durch Pulverpartikel kommen kann. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von Basismaterial für Leiterplatten nachteilig, da bei einem nachfolgenden Ätzschritt zum Herstellen von Leiterbahnen Bereiche des Substrats durch aufgeschmolzenes Pulver abgedeckt sein können, und somit nicht geätzt werden, was zu Ausschuss führt.
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Kunststoffschichten auf Substraten, sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens bereitzustellen.
Insbesondere soll auf einem Substrat eine einseitige, möglichst porenfreie Kunststoffschicht mit einer Schichtdicke von weniger als 200 μm und einer geringen Schichtdickentoleranz hergestellt werden. Es soll eine kontinuierliche Produktion in einer Durchlaufanlage möglich sein.
Auch sollen sich mit dem Verfahren und der Vorrichtung auf einem Substrat Schichtdicken ab ca. 200 μm bis hinab zu 10 μm erzielen lassen. Das Herstellungsverfahren soll unter anderem kostengünstig und umweltfreundlich sein. Es soll auf Lösungsmittel verzichtet werden.
Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffschicht, die eine Schichtdicke von weniger als 200 μm aufweist, auf einer Oberseite eines Substrats bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Auftragen von Kunststoffpulver auf die Substratoberseite mittels einer
Pulverstreueinrichtung, ein nachfolgendes Reinigen der Substratunterseite, ein nachfolgendes Schmelzen des aufgetragenen Kunststoffpulvers in einem Ofen, wodurch die Kunststoffschicht auf dem Substrat entsteht, und ein Abkühlen des
Substrats, wobei das Substrat kontinuierlich von Verfahrensschritt zu
Verfahrensschritt transportiert wird.
Auf diese Art kann der Herstellungsprozess ohne die Verwendung von Lösungsmitteln erfolgen. Das Reinigen der Substratunterseite kann weiterhin sicherstellen, dass bei dem Schmelzen keine mit einer Kunststoffschicht überzogenen Bereiche auf der Unterseite des Substrats entstehen. Beim Abkühlen des Substrats kann die Kunststoffschicht erstarren. Dies kann ein Aufrollen und Transportieren, oder ein Weiterverarbeiten des kunststoffbeschichteten Substrats ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Pulverstreueinrichtung eine Dosierwalze umfassen, wobei das Kunststoffpulver über die Dosierwalze dosiert wird. Somit kann das Kunststoffgranulat oder Kunststoffpulver sehr gleichmäßig auf das Substrat aufgetragen werden und es kann eine gleichmäßige Schicht erzeugt werden.
Das Kunststoffpulver kann aus der Dosierwalze ausgebürstet werden und von der Ausbürststelle zunächst auf mindestens ein Sieb fallen, bevor es von dort auf das Substrat fällt. Der Abstand der Siebunterkante zu dem Substrat kann kleiner als 100mm, vorzugsweise kleiner als 50mm oder besonders bevorzugt 20mm oder 15mm, sein. Dadurch kann eine gleichmäßige Verteilung des Pulvers auf dem Substrat sichergestellt werden.
Weiterhin kann der D50 Wert des Kunststoffpulvers, der die Korngröße der aufzutragenden Kunststoffpartikel beschreibt, vor dem Auftragen des Kunststoffpulvers auf einen vorbestimmten Wertebereich eingestellt werden. Dies kann beispielsweise durch Zerkleinerung, einen Mahlprozess oder einen Siebprozess erfolgen. Damit kann die Korngröße für eine Verwendung mit der Pulverstreueinrichtung optimiert werden, wodurch ein gleichmäßiges Auftragen des Pulvers erzielt wird.
Vorzugsweise erfolgt das Reinigen der Substratunterseite durch eine Reinigungsvorrichtung, die mindestens eine Klebewalze umfasst. Durch Verwenden einer Klebewalze ist es möglich, zuverlässig die Pulverpartikel zu entfernen, die an der Substratunterseite anhaften.
Dabei kann die Reinigungsvorrichtung einen motorischen Anbtrieb umfassen, der die Klebewalze antreibt. Der Antrieb der Klebewalze muss also nicht durch das Substrat erfolgen. Damit können Vibrationen des Substrats vermieden werden, welche eine gleichmäßige Verteilung des Kunststoffpulvers beeinträchtigen.
Das Reinigen kann durch mindestens zwei Reinigungsschritte erfolgen, wobei ein erster Reinigungsschritt ein Absaugen und/oder ein Reinigen mit einer Bürste und ein zweiter Reinigungsschritt ein Reinigen durch eine Vorrichtung mit einer Klebewalze umfasst. Dadurch kann eine gründliche Reinigung sichergestellt werden. Der erste Reinigungsschritt kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass er mehr als 80% der Partikel entfernt, die sich auf der Substratunterseite befinden. Damit kann die vollständige Partikelentfernung verbessert werden, sowie eine rasche Sättigung der Klebewalze mit angelagerten Partikeln vermieden werden.
Der erste Reinigungsschritt kann beispielsweise durch eine Bürste aus tierischen oder künstlichen Federn oder Kunststofffasern erfolgen.
Die Korngrößenverteilung kann vor dem Auftragen des Kunststoffpulvers so eingestellt werden, dass sie zu der zu erzeugenden Schicht passt. Das Kunststoffpulver kann eine Korngrößenverteilung mit einem D50 Wert in einem Bereich von 10 bis 100μm, vorzugsweise von 20 bis 80μm oder besonders bevorzugt von 30 bis 70μm aufweisen.
Vorzugsweise erfolgt das Auftragen des Kunststoffpulvers gleichmäßig, so dass eine Kunststoffschicht mit einer gleichmäßigen Schichtdickenverteilung erhalten wird.
Die Kunststoffschicht kann als Basismaterial zur Herstellung einer Leiterplatte dienen. Insbesondere kann die hergestellte Kunststoffschicht als Dielektrikum einer Leiterplatte oder Leiterfolie dienen. Das Substrat kann z.B. eine Folie, Platte, oder ein Band sein. Das Substrat kann aus isolierendem oder leitfähigem Material, bevorzugt aus Metall wie Kupfer Aluminium oder Stahl sein. Im Falle der Verwendung der Schicht als Dielektrikum einer Leiterplatte/-folie ist es vorteilhaft, wenn die Kunststoffschicht nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsprozess sogenannte B-stage Eigenschaften besitzt, also noch nicht vollständig chemisch vernetzt ist.
Gemäß einem weitem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kunststoffschicht auf einer Oberseite eines Substrats, die eine Schichtdicke von weniger als 200 μm aufweist, bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Pulverstreueinrichtung zum Auftragen von Kunststoffpulver auf die Oberseite des Substrats, eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung der Substratunterseite, einen Ofen zum Schmelzen des auf das Substrat aufgetragenen Kunststoffpulvers, eine Abkühlzone, und eine Transportvorrichtung, welche das Substrat kontinuierlich durch die Vorrichtung transportiert. Mit einer derartigen Vorrichtung lassen sich ähnliche Vorteile erzielen wie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Insbesondere können eine Verwendung von Lösungsmitteln und ein Auftreten von kunststoffüberzogenen Bereichen auf der Substratunterseite vermieden werden.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Pulverstreueinrichtung als Dosiereinrichtung für das Kunststoffpulver eine Dosierwalze umfassen. Weiterhin kann die Pulverstreueinrichtung eine Bürste zum Ausbürsten des Kunststoffpulvers aus der Dosierwalze umfassen. Auch kann mindestens ein Sieb zwischen einer Stelle, an welcher das Kunststoffpulver ausgebürstet wird (Ausbürststelle), und dem Substrat angeordnet sein.
Die Pulverstreueinrichtung kann mindestens einen Vorratsbehälter, eine Dosiereinrichtung und eine Verteilereinrichtung umfassen.
Beispielsweise kann die Pulverstreueinrichtung eine Verteilereinrichtung umfassen, wobei der Abstand zwischen einer Unterkante der Verteilereinrichtung und dem Substrat weniger als 100 mm, vorzugsweise weniger als 50mm oder besonders bevorzugt 20mm oder 15mm, beträgt. Eine geeignete Verteilereinrichtung ist z.B. mindestens ein Sieb.
Weiterhin kann die Reinigungsvorrichtung mindestens eine Klebewalze umfassen. Die Reinigungsvorrichtung kann einen Antrieb zum Antreiben der Klebewalze aufweisen, so dass der Antrieb der Klebewalze nicht über das Substrat erfolgen muss.
Vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung eine weitere Reinigungsvorrichtung umfasst, weiche der vorab genannten Reinigungsvorrichtung vorgeschaltet ist. Die vorgeschaltete weitere Reinigungsvorrichtung kann eine Absaugvorrichtung und/oder eine Bürste umfassen.
Die Bürste der weiteren Reinigungsvorrichtung kann tierische oder künstliche Federn oder Kunststofffasern und Kombinationen davon als Reinigungselemente aufweisen. Diese können eine effektive Reinigung der Substratunterseite bereitstellen. Der Ofen kann Heizelemente umfassen, die dem Substrat gegenüberliegend auf der Seite des aufgestreuten Pulvers angeordnet sind.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der vorab beschriebenen Vorrichtung oder einer deren Ausführungsformen zur Herstellung von einseitig kunststoffbeschichteter Kupferfolie als Basismaterial zur Herstellung von Leiterplatten oder Leiterfolien.
Die durch die Verwendung der Vorrichtung hergestellte einseitig kunststoffbeschichtete Kupferfolie kann eine Kunststoffschicht mit geringer Porosität und mit gleichmäßiger Schichtdicke aufweisen. Auch kann die Herstellung ohne Einsatz von Lösungsmitteln erfolgen. Des Weiteren kann die Verwendung der Vorrichtung sicherstellen, dass die Unterseite der Kupferfolie frei von Kunststoff bleibt.
Durch die Vorrichtung und das Verfahren nach den verschiedenen Ausführungsformen lassen sich Schichten mit Schichtdicken abscheiden, die auf der ganzen nutzbaren Fläche Abweichungen von der Sollschichtdicke bzw. von der durch Mittelung über einen größeren Substratbereich ermittelten durchschnittlichen Schichtdicke aufweisen, die kleiner als ±30%, bevorzugt kleiner als ±20% und besonders bevorzugt kleiner als ±10% sind. Dies gilt auch für Sollschichtdicken von kleiner als 50 μm. Die Schichtdicke wird über eine Gewichtsmessung der Kunststoffschicht auf einer Fläche von kleiner als 8 cm2 ermittelt. Wenn bei dem Verfahren oder der Vorrichtung das Einstellen der Korngrößen bzw, der Korngrößenverteilung vorgesehen ist, lassen sich Schichten mit besonders gleichmäßiger Schichtdicke erzielen.
Die Merkmale der vorab beschriebenen Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung können kombiniert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Schnittansicht einer Pulverstreueinrichtung, die bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt wird. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Dosierwalze aus Fig. 1 , wobei die Höhe von begrenzenden Elementen veranschaulicht ist, die Vertiefungen in der Dosierwalze bereitstellen.
Fig. 3 zeigt einen Prozessablauf gemäß einer Ausfϋhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Ausführungsform die in Fig. 1 gezeigte Pulverstreueinrichtung umfasst.
Die Figuren sollten nur als schematische Darstellungen verstanden werden, die der Veranschaulichung der Erfindung dienen. Die in den Figuren gezeigten Elemente sind dementsprechend nicht maßstabsgetreu zueinander dargestellt.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Kunststoffschicht auf einem Substrat dadurch hergestellt, dass mit einer geeigneten Anlage Kunststoffpulver gleichmäßig auf die Oberseite des Substrates aufgestreut wird, danach die Unterseite des Substrates gereinigt wird, dann das aufgetragene Granulat/Pulver geschmolzen und danach durch Abkühlen in den festen Aggregatzustand überführt wird, sodass eine homogene Kunststoffschicht entsteht. Vor, zwischen und nach diesen Prozessschritten können weitere Prozessschritte wie z.B. Zerkleinerungsprozesse, Reinigungsschritte, Laminierungsprozesse oder Zuschnittprozesse erfolgen. Auf diese Art kommt der gesamte Herstellungsprozess ohne die Verwendung von Lösungsmitteln aus.
Kunststoffpulver, das zur Herstellung der Kunststoffschicht verwendet werden kann, umfasst sowohl feineres Kunststoffpulver als auch gröberes Kunststoffgranulat.
Mit dieser Methode können gegebenenfalls auch andere Materialien zu dünnen und gleichmäßig dicken Schichten verarbeitet werden. Das Substrat wird dabei kontinuierlich von Verfahrensstufe zu Verfahrensstufe transportiert.
Das Material der Kunststoffschicht kann z.B. Polyesterharz sein. Durch eine geeignete Auftragseinrichtung können Kunststoffgranulat oder Kunststoffpulver sehr gleichmäßig auf das Substrat aufgetragen werden und es kann damit eine gleichmäßige Schicht erzeugt werden. Vorgeschlagen wird eine Pulverstreueinrichtung. Diese besteht im Wesentlichen aus einer Aufgabevorrichtung, einer Dosiereinrichtung, und einer Verteilereinrichtung.
Wie in Fig. 1 gezeigt wird als Dosiereinrichtung eine sich drehende Walze 10 vorgeschlagen, alternativ ein umlaufendes Band, welche das Pulver aus der Aufgabevorrichtung 3 kommend aufnimmt. Nach einer Drehung der Walze 10 gelangen die aufgenommenen Pulverpartikel zu der Stelle, wo sie aus der Dosiereinrichtung entfernt werden. Von dort fällt das Pulver in der gewünschten Menge mit der schon relativ gleichmäßigen Verteilung auf die darunter befindliche Verteilereinrichtung 8. Von dort fällt das Pulver in der gewünschten gleichmäßigen Verteilung auf das Substrat 1. Die Aufgabevorrichtung 3, z.B. ein Trog, liefert einen ständigen Massenstrom an Pulver an die Dosiereinrichtung. Die Dosiereinrichtung, z.B. eine Nadelwalze, dient dazu, einen zeitlich und räumlich möglichst gleichmäßigen Massenstrom an Pulver zu erzeugen. Die Verteilereinrichtung, z.B. ein Sieb 8, dient dazu die Verteilung zu verbessern.
Die Aufgabevorrichtung 3 kann mit einer Einrichtung versehen sein, welche dafür sorgt, dass das Pulver ohne Unterbrechungen aus der Aufgabevorrichtung austritt, z.B. einer Rütteleinrichtung oder rotierenden Schaufeln innerhalb der Aufgabevorrichtung in der Nähe des Pulveraustrittes. Es kann auch eine Zuführung von Gas, z.B. Stickstoff oder Luft in die Aufgabevorrichtung 3 vorgesehen sein, um ein Fluidisieren des Pulvers zu erreichen. Die Aufgabevorrichtung 3 kann eine Öffnung für den Pulveraustritt besitzen, welche sich zumindest über die Arbeitsbreite erstreckt. Die Arbeitsbreite ist die gewünschte Schüttbreite auf dem Substrat.
Zur Aufnahme des Pulvers aus der Aufgabevorrichtung 3 auf der Walze 10 besitzt diese durch Verwendung von begrenzenden Elementen wie z.B. Nadeln, Stiften, Noppen oder Wänden eine strukturierte Oberfläche, so dass die Walzenoberfläche gegenüber dem äußeren Durchmesser Vertiefungen besitzt. Über eine Einrichtung, z.B. ein Rakel, werden die Vertiefungen auf der Walze in gleichmäßiger Höhe mit Pulver gefüllt. Um eine gleichmäßige Schichtdicke der fertigen Kunststoffschicht zu erreichen ist dieser Füllgrad über die Walzenlänge gleich groß.
Die Höhe h der Vertiefungen ist schematisch in Fig. 2 veranschaulicht. Dabei bezeichnet r den Außenradius der Walze 10. Die Vertiefungen sollen gegenüber dem Außenradius der Walze einen Wert von 5 mm nicht überschreiten, bevorzugt 2,0 mm, besonders bevorzugt 1 ,5 mm. Die Vertiefungen sollen gegenüber dem Außenradius eine Tiefe von mindestens 0,3 mm, bevorzugt 0,5 mm, besonders bevorzugt 0,8 mm betragen. Beispielsweise können die Vertiefungen gegenüber dem Außenradius eine Tiefe in einem Bereich von 0,3 bis 5mm, vorzugsweise 0,5 bis 2mm oder 0,8 bis 1 ,5mm aufweisen.
Die Abstände der begrenzenden Elemente können so eng gewählt werden, dass das aufgetragene Pulver in den Vertiefungen haften bleibt bevor es in einem nachfolgenden Verfahrensschritt z.B. durch Bürsten daraus entfernt wird. Das Material der Walze an Ihrer Oberfläche kann aus Kunststoff oder aus Metall sein. Das Material der begrenzenden Elemente kann aus Kunststoff oder aus Metall sein, bevorzugt aus Metall.
Das Pulver verbleibt in den Vertiefungen der Walzenoberfläche, bis es nach einer Drehung der Walze daraus zumindest teilweise entfernt wird. Dies kann über Bürsten geschehen.
Möglich ist z.B. eine rotierende Bürste. Die Drehrichtung der Bürste ist vorzugsweise entgegengesetzt zur Drehrichtung der Walze. Eine weitere mögliche Anordnung ist eine Bürste, die sich parallel zur Walzenachse erstreckt und in Achsrichtung oszillierend bewegt wird.
Die Bürstenhaare können aus Kunststoff, Keramik oder bevorzugt aus Metall sein. Die Bürstenhaare können leitfähig sein. Die Bürste kann mit einem elektrischen Potential beaufschlagt sein, sie kann auch geerdet sein. Die Bürste kann mit ionisiertem Gas, z.B. ionisierter Luft, angeströmt sein, um ein Anhaften der Kunststoffpartikel zu unterdrücken.
Die Stelle des Ausbürstens, also dort wo die Bürstenhaare die Walzenoberfläche berühren, kann ungefähr (+/- 30 % des Walzendurchmessers) auf der Höhe der geometrischen Walzenachse liegen.
Die Parallelität zwischen Bürste und Walze bzw. die Eindringtiefe der Bürstenhaare in die Vertiefungen soll über die ganze mit Pulver beladene Länge der Walze möglichst gleich sein. Die Abweichung soll nicht mehr als 0,5 mm, bevorzugt 0,1 mm, besonders bevorzugt 0,05mm betragen, um ein gleichmäßiges Auftragen des Pulvers auf das Substrat zu erreichen. Zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit der auf das Substrat aufgestreuten Pulverschicht kann das Pulver nach dem Ausbürsten zunächst auf eine siebartige Vorrichtung fallen. Diese Vorrichtung befindet sich unterhalb der Stelle des Ausbürstens. Sie kann z.B. ein Maschensieb oder ein Lochblech sein. Diese siebartige Vorrichtung kann über einen Antrieb bewegt werden. Bevorzugt ist diese Bewegung planar parallel zum Substrat. Sie kann linear oszillierend quer zur Transportrichtung des Substrates erfolgen. Sie kann auch in einer zur Substrat parallelen Ebene bewegt werden, z.B. kreisförmig.
Der Antrieb des Siebes kann eigenständig sein. Bürste und Sieb können auch einen gemeinsamen Antrieb verwenden. Die siebartige Vorrichtung kann aus einer Lage bestehen. Sie kann auch aus mehreren übereinander angeordneten Lagen bestehen.
Die Bewegungsfrequenz beträgt beispielsweise mindestens 10 Hz, bevorzugt mindestens 100 Hz, besonders bevorzugt mindestens 200 Hz. Die maximale Bewegungsfrequenz kann mehr als 100.000 Hz betragen. Geeignete Antriebe für die Siebbewegung können sein u.a. elektrische und pneumatische Motoren oder Ultraschall Erzeuger. Unterhalb der siebartigen Vorrichtung können sich eine oder mehrere weitere siebartige Vorrichtungen der oben beschriebenen Art befinden. Sie können mit einem eigenen Bewegungsantrieb mit eigenen Bewegungsparametern oder auch mit gemeinsamem Bewegungsantrieb versehen sein.
Die lichte Weite d zwischen der untersten siebartigen Einrichtung und dem Substrat soll maximal 50 mm, bevorzugt 25 mm, besonders bevorzugt 20 mm und ganz besonders bevorzugt 15 mm betragen. Sie soll minimal 1 mm, bevorzugt 2 mm, besonders bevorzugt 3 mm, ganz besonders bevorzugt 5 mm betragen.
Die Maschenweite der untersten siebartigen Einrichtung kann 100 μm bis 1000 μm, bevorzugt 200 μm bis 800 μm betragen. Darüber angeordnete siebartige Einrichtungen können grober strukturiert sein mit Lochdurchmessern von 1 mm bis 10 mm, bevorzugt 2 mm bis 6 mm.
Um zu vermeiden, dass Partikel in einem der Siebe haften bleiben und dadurch die lichte Weite der Siebe verändern, kann mindestens ein Sieb mit einer Einrichtung versehen werden, welche mit mechanischen Stößen derartige Erschütterungen auf das Sieb erzeugt, dass anhaftenede Partikel abfallen. Eine derartige Einrichtung kann über die Bewegung des Siebes angetrieben werden. Diese Einrichtung kann die Massenträgheit eines mitbewegten Körpers nutzen. Dieser Körper kann bei jeder Richtungsänderung des bewegten Siebes an eine Endposition anschlagen und damit die Stöße auf das Sieb erzeugen.
Das Substrat wird relativ zur Auftrags- bzw. Pulverstreueinrichtung so schnell bewegt, dass die gewünschte Schichtdicke erreicht wird. Es kann aber auch bei im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit des Substrates die Geschwindigkeit der Auftragseinrichtung, also z.B. die Rotationsgeschwindigkeit der Walze verändert oder geregelt werden.
Um eine ausreichende Gleichmäßigkeit der aufgestreuten Schicht zu erreichen, kann es hilfreich sein, das Substrat plan und waagerecht zu führen. Insbesondere kann dies unter der Auftragseinrichtung hilfreich sein. Diese Führung kann z.B. durch einen Tisch oder mindestens zwei Rollen unter dem Substrat geschaffen werden.
Generell kann es vorteilhaft sein, das Substrat zwischen dem Aufstreuen des Pulvers und dem Abkühlen der Schicht waagerecht und plan zu führen. Die Steigung an Unebenheiten sollte höchstens 10 %, bevorzugt höchstens 7 %, besonders bevorzugt höchstens 5 % betragen.
Weiterhin kann es hilfreich sein, diese Führung, so zu gestalten, dass möglichst wenig Bewegungen und Schwingungen von anderen Vorrichtungen wie dem Walzenantrieb, der Bürsteinrichtung mit ihrem Antrieb oder der siebartigen Vorrichtung mit ihrem Antrieb aufgenommen und an das Substrat weitergegeben werden. Z.B. kann man die obige Führung mechanisch von der Auftragseinrichtung entkoppeln oder man kann die Führung mit einer Masse größer als 50 kg gestalten. Ein ausreichend planes Führen des Substrates kann man erreichen, indem man die Führung so anordnet dass das Substrat aus der Ebene heraus geführt wird, die sie ohne die Führung beschreiben würde. Z.B. kann eine Führung etwas oberhalb der Durchlaufebene angeordnet sein, die ohne Führung vom Substrat eingenommen würde, so dass das Substrat dann plan auf die Führung gedrückt wird.
Zur Vorbereitung für den Pulverauftrag kann es hilfreich sein, die Korngröße der Pulverpartikel vor dem Auftrag mittels vorstehend beschriebener Anlage auf bestimmte Werte oder Wertebereiche einzustellen. So sollte der D50 Wert, also der
Korngrößenwert, bei welchem 50% der Masse einen kleinern Durchmesser und 50 % einen größeren Durchmesser als diesen Wert besitzen kleiner sein als 100μm, bevorzugt kleiner als 80 μm, besonders bevorzugt kleiner als 70μm. Der D50 Wert sollte weiterhin größer sein als 10 μm, bevorzugt größer als 20μm, besonders bevorzugt größer als 30μm.
Um diese Werte zu erreichen, kann das Kunststoffpulver bei seiner Herstellung zerkleinert werden, z.B. in einem Mahlprozess und/oder gesichtet werden, z.B. in einem Siebprozess. Um eine ausreichende Homogenität der Inhaltsstoffe im Kunststoffpulver zu erhalten, ist es vorteilhaft, die Ausgangsstoffe zu durchmischen. Das Durchmischen kann z.B. in einem Rührkessel oder in einem Extruder o. Ä. erfolgen.
Nach dem Pulverauftrag kann es notwendig sein, das beschichtete Substrat zu reinigen. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine derartige Reinigung bereitstellt.
Die Reinigung der Unterseite kann u. a. deswegen wichtig sein, damit sich dort bei der Verwendung der Folie als gedruckte Schaltung keinerlei isolierende und damit nicht ätzbare Stellen befinden. Bei einem nachfolgenden Ätzprozess sollten keine nicht ätzbaren Stellen existieren, da diese zu elektrischen Fehlfunktionen der gedruckten Schaltung führen würden.
Es hat sich herausgestellt, dass das Reinigungssystem für den Reinigungsschritt des Herstellungsprozesses der Folie besonderen Anforderungen genügen sollte. So ist es vorteilhaft, wenn eine extrem gute Reinigungsleistung erbracht wird, da beim nachfolgenden Schmelzprozess auf der Unterseite anhaftende Pulverpartikel nicht akzeptabel sind. Weiterhin ist es wünschenswert, dass der Reinigungsvorgang die gewünschte Gleichmäßigkeit des Pulverauftrages nicht stört. Die Folie sollte beispielsweise nicht zu unerwünschten Erschütterungen angeregt werden. Auch soll ein sicherer, kontinuierlicher Anlagenbetrieb möglich sein. Bei der vorliegenden, in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird dies durch ein mindestens zweistufiges Reinigungssystem mit zwei unterschiedlichen Reinigungsvorrichtungen erreicht. Es sollte jedoch klar sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit nur einer Reinigungsvorrichtung versehen werden kann.
Hierfür wird zunächst als wesentlicher Teil der Reinigung eine Reinigungsvorrichtung vorgeschlagen, welche mindestens eine Klebewalze umfasst. Man kann eine Vorrichtung mit einer drehenden Klebewalze verwenden. Diese Walze kann mit ihrer Zylinderfläche an der Substratrückseite anliegen und über Ihre kleberbeschichtete Oberfläche unerwünschte Partikel von der Substratrückseite entfernen und aufnehmen.
Es kann aber auch eine drehende Überträgerwalze verwendet werden, welche die Substratrückseite berührt. Dann nimmt die Überträgerwalze die Partikel von der Substratrückseite auf und nach einer Drehung der Überträgerwalze nimmt die an ihr anliegende Klebewalze die Partikel von ihr ab und hält sie auf ihrer klebrigen Oberfläche. Der Vorteil der letzten Variante besteht darin, dass keine Kleberpartikel an der Substratrückseite haften bleiben. Weiterhin klebt die Walze nicht an der Substratrückseite, sodass dadurch eventuell entstehende Erschütterungen vermieden werden. Die Oberfläche der Überträgerwalze kann aus Kunststoff sein. Die Haftkraft der Oberfläche der Überträgerwalze bezüglich der Partikel sollte größer sein als die der Substratrückseite aber kleiner als die der Oberfläche der Klebewalze.
Es ist bei beiden Vatianten vorteilhaft, wenn die Folie an ihren Rändern auf die Walzenoberfläche gedrückt wird, um eine ausreichende Planarität der Folie und eine Partikelentfernung über die ganze Folienbreite zu gewährleisten. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Klebewalzenvorrichtung einen motorischen Antrieb besitzt, sodass die Walzen nicht über die Folie angetrieben werden. Der Antrieb kann so erfolgen, dass die Umfangsgeschwindigkeit der das Substrat berührenden Walze im Wesentlichen gleich (+/- 20 %) der Transportgeschwindigkeit des Substrates ist. Dadurch können unerwünschte Erschütterungen vermieden werden, welche eine nicht zulässige ungleichmäßige Partikelverteilung zur Folge haben können.
Um einen ausreichenden Kontakt zwischen der das Substrat berührenden Walze und dem Substrat zu erreichen kann das Substrat durch die berührende Walze aus ihrer Transportbahn heraus nach oben gedrückt werden. Vor und nach der Klebewalzenvorrichtung kann eine Vorrichtung vorhanden sein, um die statische Ladung der Substratrückseite und der Partikel zu neutralisieren, z.B. eine Luftionisierung. Dies erleichtert das Entfernen der Partikel von der Folie und verhindert eine Wiederanlagerung. Es können auch mehr als eine Klebewalzenvorrichtungen hintereinander eingesetzt werden, was die Wahrscheinlichkeit einer vollständigen Partikelentfernung erhöht. Um eine zu rasche Sättigung der Klebewalze mit angelagerten Partikeln zu vermeiden, kann eine weitere Reinigungsvorrichtung für die Substratrückseite vorgesehen werden, um bereits vor der Klebewalzenvorrichtung den Großteil der anhaftenden Partikel zu entfernen. Dies kann beispielsweise eine Absaugung sein. Die Ränder können bevorzugt abgesaugt werden, da hier eine höhere Partikeldichte existieren kann. Es kann auch hilfreich sein, die Ränder auf der Substratoberseite, z.B. unmittelbar nach oder sogar während dem Pulverauftrag, abzusaugen. So kann ein Anlagern von Partikeln auf der Substratunterseite verringert werden.
Die weitere Reinigungsvorrichtung kann auch mindestens eine Bürsteneinrichtung wie eine rotierende Bürstenwalze oder ein gleichartig wirkendes umlaufendes Bürstenband umfassen. Diese Bürstenwalze ist in der Lage, die Partikel von der Substratrückseite abzunehmen und sie nach einem Drehen der Walze wieder von der Bürstenoberfläche abzugeben, z.B. durch eine Absaugung. Die Bürstenwalze reinigt also die Substratrückseite und wird selber wieder gereinigt. Sie kann mit Haaren, Lappen, Textilien, Kunststofffasern u. ä. versehen sein. Bevorzugt werden weiche Vogelfedern, z.B. von Straußen und Emus verwendet. Die Partikel können von der Bürste entfernt werden, z.B. dadurch, dass die Partikel an einer Abschlageinrichtung wie einer Stange oder Wand abgeschlagen werden. Dies kann sinnvoller weise mit einer Absaugeinrichtung kombiniert werden. Die Absaugung kann sich unterhalb der Bürstenwalze befinden. Zusätzlich kann die Entfernung der Partikel von der Bürste durch Verwendung von ionisiertem Gas, welches an die Bürste geleitet wird, unterstützt werden. Auch kann die Bürstenoberfläche mit einer elektrisch geladenen oder geerdeten Oberfläche in Kontakt gebracht werden, um statische Aufladungen, welche zur Anhaftung der Partikel an der Bürstenoberfläche führen, zu beseitigen.
Um keine unerwünschten Erschütterungen auf das Substrat zu übertragen, soll die relative Geschwindigkeit zwischen Substrat und Walzenoberfläche 5m/s nicht überschreiten. Das Substrat soll die Walze von Ihrem maximalen Durchmesser nicht mehr als 100 mm "eindrücken". In einem Bereich von kleiner als 1 m vor und nach der Berührungsstelle kann das Substrat unterstützt sein, z.B. durch Walzen, die auch durch einen Motor angetrieben sein können. Um ausreichende Planarität zu gewährleisten, können die Ränder durch Niederhalter, z.B. Rollen oder Rädchen in der Ebene gehalten werden. Die Rädchen können in ihrer Ausrichtung so montiert sein, dass sie schräg nach außen weisen, um so ein Spannen der Folie zu bewirken. Nach dem Pulverauftrag und dem Reinigen erfolgt das Schmelzen des auf dem Substrat aufgestreuten Kunststoffpulvers. Um bei der Herstellung von Kunststoffschichten, z.B. zur Erzeugung einer Kunststoffschicht auf einer Metallfolie wie einer Kupferfolie, ein gleichmäßiges Schmelzen und damit auch eine gleichmäßige Schichtdicke zu erreichen, kann es hilfreich sein, einen Strahlungsofen zu verwenden, welcher ein oder mehrere Heizbereiche besitzt, die nacheinander durchlaufen werden.
Es kann beispielsweise ein Ofen verwendet werden, der im NIR Bereich (Wellenlänge der Strahlung von 0,5 bis 3 μm) arbeitet. Um die gewünschten Materialeigenschaften des Produktes zu erreichen soll eine Behandlungszeit von 60 Sekunden, bevorzugt 45 Sekunden, besonders bevorzugt von 30 Sekunden nicht überschritten werden. Die Mindestbehandlungszeit beträgt 1 Sekunden, bevorzugt 3, besonders bevorzugt 5 Sekunden.
In dem Ofen können auch zwei Prozessschritte stattfinden. Zunächst das Schmelzen der aufgetragenen Pulverschicht, dann das chemische Vernetzen des Kunststoffes. Beide Prozesse können in ein und dem selben Ofen stattfinden. Es kann sein, dass die chemische Vernetzung bei diesem Prozessschritt nicht vollständig erfolgt, sondern nur so weit, wie der Vernetzungsgrad verlangt wird. Er kann z.B. zwischen 3 % und 80 % der maximal möglichen Vernetzung liegen. Der Vernetzungsgrad kann über die Verweilzeit im Ofen eingestellt werden. Auch kann der Vernetzungsgrad über die zugeführte Energie des Ofens eingestellt werden. Die Einstellung der nötigen Energie des Ofens kann über die Temperatur der Oberfläche der Kunststoffschicht erfolgen.
Die Heizelemente sind vorzugsweise oberhalb des Substrates, also oberhalb der beschichteten Seite des Substrates angeordnet. Die Heizelemente in dem Ofen können in Segmente aufgeteilt sein, welche von der Ware nacheinander passiert werden. Einem Segment kann mindestens ein Sensor zur Temperaturerfassung zugeordnet sein. Der Ofen kann so betrieben werden, dass die Temperatur an der Oberfläche der Ware von Segment zu Segment unterschiedlich ist. Insbesondere kann die Temperatur unter dem ersten Segment niedriger sein, als unter einem nachfolgenden.
Nach dem Schmelzen erfolgt das Abkühlen, z.B. durch Fluiddüsen wie Luftdüsen oder eine ausreichend dimensionierte Abkühlstrecke, so dass die Konsistenz der Kunststoffschicht derart ist, dass das Substrat mit der Kunststoffschicht aufgerollt oder gestapelt werden kann, ohne dass es zu einem Ankleben kommt. Das Abkühlen soll nach Verlassen des Ofens innerhalb von 10 sek bevorzugt 5 sek auf eine maximal Temperatur von 50°C erfolgen. Das Produkt besitzt dann die gewünschten Eigenschaften. Auch wird durch das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren eine Porenfreiheit der erzeugten Kunststoffschicht erreicht.
In Fig. 1 ist schematisch die Auftragseinrichtung dargestellt wie sie zur Herstellung einer einseitigen Kunststoffschicht auf einer Kupferfolie verwendet werden kann.
Der Aufgabebehälter 3 wird kontinuierlich oder diskontinuierlich mit dem Kunststoffpulver 2 gefüllt. Eine Auflockerungseinrichtung 4 sorgt dafür, dass das Pulver kontinuierlich aus dem Aufgabebehälter 3 ausläuft. Vom Aufgabebehälter 3 läuft das Pulver auf die Walze 10 und füllt die Walzenvertiefungen zwischen den begrenzenden Elementen, z.B. Nadeln. Über ein Rakel 5 wird der gleichmäßige Füllgrad der Walzenvertiefungen eingestellt. Das Rakel 5 kann so eingestellt sein, dass die Oberfläche der Walze 10 nicht berührt wird, um einen Abrieb von Walzenmaterial, z.B. Metallspänen zu vermeiden.
Nachdem das auf der Walze befindliche Pulver durch die Drehung der Walze weiter transportiert wurde, wird es durch die Bürste 6 aus den Walzenvertiefungen herausgebürstet und fällt auf die darunter befindliche siebartige Vorrichtung 8. Der Antrieb der siebartigen Einrichtung 9 kann ein eigener oder ein mit dem Antrieb 7 für die Bürste 6 gemeinsamer sein. Von der siebartigen Vorrichtung 8 wird das Pulver gleichmäßig auf die unter der Auftragseinrichtung transportierten Kupferfolie 1 verteilt. Der Abstand d zwischen Siebunterkante und Oberfläche der Kupferfolie 1 beträgt nicht mehr als 50 mm. Die Transportrichtung der Kupferfolie 1 ist durch den Pfeil gekennzeichnet. Der Transport kann aber auch in entgegen gesetzter Richtung verlaufen.
Um eine große Genauigkeit der geometrischen Verhältnisse zueinander zu erreichen, können die Walze 10, das Rakel 5 und die Führung der Bürste 6 an einem gemeinsamen Rahmen befestigt sein.
In Fig. 2 ist die Höhe der begrenzenden Elemente, welche die Vertiefungen der Walze gegenüber ihrem Außenradius bestimmen, dargestellt. In Fig. 3 ist der Prozessablauf des Schichtauftrages dargestellt. Das Substrat 1 wird von der Abwickelstation A zur Aufwickelstation G transportiert. In Prozessstufe B wird das Kunststoffpulver hinsichtlich Korngrößenverteilung und Zusammensetzung hergestellt. Dann erfolgt der Pulverauftrag auf Substrat 1 in Prozessstufe C. In Prozessstufe D kann eine Reinigung der Substratrückseite und/oder auch der Substratränder erfolgen. Nachfolgend wird das Pulver in Stufe E in einem Ofen geschmolzen und danach in der Abkühlzone F abgekühlt, sodass die Folienbeschichtung mit den gewünschten Eigenschaften entsteht. Zum Schluss wird das beschichtete Substrat in der Aufwickelstation G für die weitere Bearbeitung aufgerollt. Das Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Pulverstreueinrichtung bzw. der mit Bezug auf Fig. 4 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden.
In der Figur 4 ist schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Reinigungssystem dargestellt. Auf das Substrat 1 , z.B. eine
Folie, wird zunächst das Kunststoffpulver 2 aufgestreut. Das Pulver kommt von der
Aufgabevorrichtung 3 und wird über eine Walze 10 mit Bürste 6 dosiert, wobei ein unter der Ausbürststelle befindliches Sieb 8 für eine ausreichende Gleichmäßigkeit des Pulverauftrages sorgt. Zum Aufstreuen des Pulvers kann die Vorrichtung die Pulverstreueinrichtung nach Fig. 1 umfassen.
Danach kann eine Reinigung des Substratrandes auf seiner Oberseite erfolgen, z.B. mit einer Randabsaugung 21. Danach kann eine Neutralisation der statischen Ladung der Partikel auf der Substratunterseite durch eine Neutralisierungseinrichtung 14 für elektrostatische Ladungen z.B. eine Luftionisierungseinrichtung erfolgen. Danach erfolgt ein Reinigungsschritt mit einer Bürstenwalze 11 , welche mit Straußen/Emufedern versehen ist, die bei der Bürstenrotation mit der Substratrückseite in Berührung kommen und die Partikel aufnehmen. Die dann an der Bürste befindlichen Partikel werden durch eine Neutralisierungseinrichtung 15 für elektrostatische Ladungen in Ihrer Haftkraft an den Federn stark gelockert. Daraufhin werden die Teilchen an einer Abschlageinrichtung 12 von den Federn entfernt und abgesaugt. Nach dem Bürsten kann vor einer weiteren Reinigungsstufe durch eine Neutralisierungseinrichtung 16 für elektrostatische Ladungen die Haftkraft der Partikel an dem Substrat reduziert werden. Bei der nachfolgenden Reinigungsstufe werden die verbleibenden Partikel durch die Übertragungswalze 18 vom Substrat entfernt und an die Klebewalze 19 übergeben. Eine nachgeschaltete Neutralisierungseinrichtung 17 für elektrostatische Ladungen hilft, ein erneutes Anlagern von Partikeln zu vermeiden. Auf den Substratrand wirkende Niederhalter 22,23,24 wie z.B. Rädchen sorgen für eine ausreichende Planarität des Substrates.
Nach dem letzten Reinigungsschritt werden die Kunststoffteilchen im Ofen geschmolzen und danach in der Abkühlzone 26 die dabei entstehende Kunststoffschicht zusammen mit dem Substrat gekühlt.
Es sollte klar sein, dass viele der in Figuren 1 und 4 dargestellten Elemente optional sind. Beispielsweise kann auch nur eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen werden, z.B. nur eine Klebewalze. Auch sind die lonisierungseinrichtungen und die Randabsaugung optional. Die Führung des Substrats kann ebenfalls anders als in Fig. 4 dargestellt ausgestaltet sein. Auch kann die Dosierung des Kunststoffpulvers mit anderen Mitteln als durch die Dosierwalze 10 erfolgen.
M C
BEZUGSZEICHENLISTE
1 zu beschichtendes Substrat, Folie
Kunststoffpulver
3 Aufgabevorrichtung
4 Auflockerungsvorrichtung
5 Pulverabstreifvorrichtung, Rakel
6 Bürste
7 Antrieb der Bürste
8 siebartige Vorrichtung
9 Antrieb der siebartigen Vorrichtung
10 Walze
11 Bürstenwalze
12 Abschlageinrichtung
14, 15, 16, 17 lonisierungseinrichtung
18 Überträgerwalze
19 Klebewalze
21 Randabsaugung
22, 23, 24 Niederhalter
25 Ofen
26 Abkühlzone

Claims

PAT E N TA N S P R U C H E
1. Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffschicht, die eine Schichtdicke von weniger als 200 μm aufweist, auf einer Oberseite eines Substrats (1 ), mit den folgenden Schritten:
- Auftragen von Kunststoffpulver (2) auf die Substratoberseite mittels einer Pulverstreueinrichtung, - nachfolgendes Reinigen der Substratunterseite,
- nachfolgendes Schmelzen des aufgetragenen Kunststoffpulvers (2) in einem Ofen (25), wodurch die Kunststoffschicht auf dem Substrat entsteht, und
- Abkühlen des Substrats (1 ), wobei das Substrat (1 ) kontinuierlich von Verfahrensschritt zu Verfahrensschritt transportiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Pulverstreueinrichtung eine Dosierwalze (10) umfasst, und wobei das Kunststoffpulver (2) über die Dosierwalze (10) dosiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Pulver aus der Dosierwalze (10) ausgebürstet wird und von der Ausbürststelle zunächst auf mindestens ein Sieb (8) fällt, bevor es von dort auf das Substrat (1 ) fällt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Abstand der Siebunterkante zu dem Substrat (1 ) geringer ist als 50 mm.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der D50 Wert des Kunststoffpulvers (2), der die Korngröße der aufzutragenden Kunststoffpartikei beschreibt, vor dem Auftragen des Kunststoffpulvers auf einen vorbestimmten Wertebereich eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Reinigen durch eine Reinigungsvorrichtung erfolgt, die mindestens eine Klebewalze (19) umfasst.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Reinigungsvorrichtung einen motorischen Abtrieb umfasst, der die Klebewalze (19) antreibt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Reinigen durch mindestens zwei Reinigungsschritte erfolgt, wobei ein erster Reinigungsschritt ein Absaugen und/oder ein Reinigen mit einer Bürste (11 ) und ein zweiter Reinigungsschritt ein Reinigen durch eine Vorrichtung mit einer Klebewalze (19) umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der erste Reinigungsschritt derart ausgestaltet ist, dass er mehr als 80% der Partikel entfernt, die sich auf der Substratunterseite befinden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der erste Reinigungsschritt durch eine Bürste mit Vogelfedern oder Kunststofffasern erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffpulver (2) eine Korngrößenverteilung mit einem D50 Wert in einem Bereich von 10 bis 100μm aufweist.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Auftragen gleichmäßig erfolgt, so dass eine Kunststoffschicht mit einer gleichmäßigen
Schichtdickenverteilung erhalten wird.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Heizelemente in dem Ofen dem Substrat gegenüberliegend auf der Seite des aufgestreuten Pulvers angeordnet sind.
14. Vorrichtung zur Herstellung einer Kunststoffschicht, die eine Schichtdicke von weniger als 200 μm aufweist, auf einer Oberseite eines Substrats (1 ), umfassend:
- eine Pulverstreueinrichtung zum Auftragen von Kunststoffpulver auf die Oberseite des Substrats,
- eine Reinigungsvorrichtung (11 ; 19) zur Reinigung der Substratunterseite,
- einen Ofen (25) zum Schmelzen des auf das Substrat (1 ) aufgetragenen Kunststoffpulvers (2),
- eine Abkühlzone (26), und - eine Transportvorrichtung, welche das Substrat kontinuierlich durch die
Vorrichtung transportiert.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Pulverstreueinrichtung eine Dosierwalze (10) zum Dosieren des Kunststoffpulvers (2) umfasst.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Pulverstreueinrichtung eine Bürste (6) zum Ausbürsten des Kunststoffpulvers aus der Dosierwalze (10) umfasst.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei mindestens ein Sieb (8) zwischen einer Stelle, an welcher das Kunststoffpulver (2) ausgebürstet wird, und dem Substrat (1 ) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-17, wobei die Pulverstreueinrichtung mindestens einen Vorratsbehälter, eine Dosiereinrichtung (10) und eine Verteilereinrichtung (8) umfasst.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-18, wobei die Pulverstreueinrichtung eine Verteilereinrichtung (8) umfasst, wobei der Abstand zwischen einer Unterkante der Verteilereinrichtung (8) und dem Substrat (1 ) weniger als 100 mm beträgt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-19, wobei die Reinigungsvorrichtung mindestens eine Klebewalze (19) umfasst.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Reinigungsvorrichtung einen Antrieb zum Antreiben der Klebewalze (19) aufweist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-21 , wobei die Vorrichtung eine weitere Reinigungsvorrichtung umfasst, welche der Reinigungsvorrichtung vorgeschaltet ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die vorgeschaltete weitere Reinigungsvorrichtung eine Absaugvorrichtung (21 ) und/oder eine Bürste (11 ) umfasst.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Bürste (11 ) Vogelfedern oder Kunststofffasern als Reinigungselemente aufweist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-24, wobei die Heizelemente in dem Ofen dem Substrat gegenüberliegend auf der Seite des aufgestreuten Pulvers angeordnet sind.
26. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-25 zur Herstellung von einseitig kunststoffbeschichteter Kupferfolie als Basismaterial zur Herstellung von Leiterplatten oder Leiterfolien
27. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-25 zur Herstellung von einseitig kunststoffbeschichtetem Substrat.
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