TW201327621A - 塗裝台 - Google Patents

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Christian Schmid
Juergen Haungs
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Schmid Vacuum Technology Gmbh
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
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Abstract

塗裝台(10)被揭示，其包括至少一塗裝室(15)，該塗裝室能相對於該環境被密封且能被排空及／或保護氣體能被施加至該塗裝室，一雷射清洗裝置(24)被提供用於清洗該塗裝台(10)之零件。

Description

塗裝台
本發明有關塗裝台，包括至少一塗裝室，其可相對於該環境被密封，且能被排空及/或保護氣體能被施加至該塗裝室。尤其，本發明有關包括至少一能被排空之塗裝室的真空塗裝台，諸如其被使用於例如塗裝太陽能電池與類似者等。
於真空塗裝製程期間，塗層不只被施加至待塗裝之基板，而且至該塗裝台及其附屬零件。
為確保該製程被以穩定之方式執行及為了能保證基板之清洗塗裝，該塗裝台因此必需時常被清洗。通常，這是藉由濕式化學方法所施行，隨後乾燥之。這可在待清洗的零組件上導致殘渣，這些殘渣不利地影響該實際製程。於一些案例中，與濕式化學清洗有關之額外缺點係高度毒性化學品之使用、該等化學品之需要處置、所需之大量時間及安全保障、及時常該等工作站必需被配置以便在結構上與該真空塗裝台分開之事實。
於很多塗裝台之案例中，能相對於該環境被密封之塗裝室係額外地以內部塗層覆蓋，以便改善該製程之執行。譬如，如果氮化物塗層為著對太陽能電池的表面形成保護膜之目的被施加在該塗裝台中，該塗裝室通常係設有塗層。如果該塗裝室接著被濕式化學方法所清洗，這導致該 塗層同樣被移除。在該塗裝室被放回操作之前，其係需要以資源密集的方式重新施加該塗層，譬如藉由火焰噴塗方法。如果僅只該塗裝單元於該相對電極承納器的區域中之零件、例如面向之板件或該相反的室頂蓋將被清洗，施加該塗層。
由於此，本發明之目的係揭示一儘可能避免與濕式化學清洗有關之缺點的塗裝台。尤其，其係意欲揭示用於該塗裝台之零件的有效清洗，而不需化學廢品之處置及沒有塗裝台零件之沾污。
再者，其係意欲揭示一適當之清洗方法，用於清洗塗裝台之包括塗裝室的零件，該塗裝室能相對於該環境被密封，且能被排空、及/或保護氣體能被施加至該塗裝室。
於在開始時所陳述之型式的塗裝台之案例中，此目的係藉由用於清洗該塗裝台之零件的雷射清洗裝置所達成。
相對於該方法，本發明之目的被達成，其中來自該塗裝室之零件、尤其工件載具及/或室頂蓋及/或面向之板件係藉著雷射所清洗。
本發明之目的係藉此全部被達成。
由於清洗該塗裝台之零件的雷射之使用，所關切之零件可被有效地及在短時間內清洗，而不需使用或處置化學品。同樣地，該清洗製程能藉著該雷射以此一精密之方式被控制，使得存在待移除之層下方的基底層能被保留。
雖然雷射清洗台及雷射清洗方法原則上在該先前技藝(譬如參考美國2010/0038560 A1、美國2008/0289651 A1)中係已知，雖然如此，由於因為該習知雷射清洗方法僅只被使用於清洗基板、但不使用於清洗工作台零件之結果，該發明不被建議。
於本發明之有利發展中，該雷射清洗裝置被配置在該塗裝室中、或能被移入該塗裝室。
此實施例具有待清洗之零件可在該塗裝室本身中被直接地清洗的優點。
根據本發明之另一選擇實施例，該雷射清洗裝置被設計為一模組，其與該塗裝室分開，且具有一最好是以低雷射滲透性之方式被圍起的處理室。
此措施具有該雷射清洗裝置不會與該塗裝室本身內側的塗裝製程干涉之優點。這是重要的，尤其於真空製程之案例中。此外，雷射清洗裝置能被使用於清洗來自不同塗裝室之塗裝台零件。
在此實施例之有利發展中，該塗裝室係經由運送裝置、尤其經由處理裝置互連至該處理室。
待清洗之零件可藉此被輕易地運送於該塗裝室及該處理室之間。用於此目的，在該最簡單之案例中，該運送裝置能包括譬如一個以上之軌道，工件載具能在該軌道上行進於該塗裝室及該處理室之間。然而，此外，處理裝置、尤其機器手臂等亦可被提供，以能夠使零件自動地被運送於該處理室及該塗裝室之間。
於本發明之另一有利設計中，該雷射清洗裝置包括可藉著處理裝置、最好是藉著機器手臂被自動地移動的雷射。
藉此確保用於清洗不同零件之高度彈性。
於本發明之另一較佳設計中，用於承納工件之至少一工件載具被設在該處理室內側。再者，複數工件載具能被提供，該等工件載具能被提供，以便在該處理室內側可移動、可旋轉式、或以別的方式可變的，以在將零件餵入該處理室中、在將工件安裝於適當位置中、及於運送該被清洗之零件退出該處理室中提供支撐。
該雷射最好是經由凹槽輻射之雷射，最好是具有至少100瓦之功率。
此一雷射係特別適合用於有關之清洗工作。該雷射亦可為譬如具有150瓦之功率及1064奈米的波長之Nd：YAG雷射。
此雷射係可用而具有充分之功率，且特別適合用於有關之清洗工作。
根據本發明之另一設計，該雷射包括吸出裝置。
在該清洗操作期間，由於蒸發所產生之不想要的氣體及微粒係藉此被在該記錄來源之直接地吸入所擷取，使得其係可能確保該清洗製程被以特別清洗方式施行，而沒有衍生效應。
根據根據本發明之方法，該清洗能在該塗裝室本身內側、或另一選擇係、如上面業已論及、在該塗裝室的外 側、最好是在被以低雷射滲透性之方式向外圍起的處理室內側被施行。
於此案例中，該雷射最好是可藉著處理裝置、尤其藉著機器手臂於該清洗操作期間自動地移動。
本發明另揭示用於清洗塗裝台之零件的雷射之使用，包括至少一塗裝室，其能相對於該環境被密封與能被排空及/或保護氣體能被施加至該塗裝室，該雷射被使用、尤其用於清洗來自該塗裝室之工件載具、或室頂蓋。
當然本發明的前述特色及那些在下文中尚未被說明者能不只被應用於該分別指定之組合，而且被應用於其他組合中或單獨地，而未由本發明之範圍脫離。
於圖1中，根據本發明之塗裝台以整體而言被概要地表示及標示為數字10。
該塗裝台10包括一塗裝區域12具有總共四個塗裝單元14、16、18、20及一個裝載單元22，該等單元係關於彼此呈五角形配置。經由該裝載單元22，待塗裝之零件可藉著處理裝置23於該各種塗裝單元14、16、18、20之間被供給至中心五角形分配室21及由中心五角形分配室21移除。
每一塗裝單元14、16、18、20具有一能被排空之塗裝室，於該塗裝單元14之案例中，該塗裝室僅只示範地藉由數字15所標示。有關之塗裝室能被排空，且如果適 當，以保護氣體填充。
譬如，該等塗裝單元14、16、18、20被使用於太陽能電池的生產中之塗裝。相同之塗裝製程可在個別單元之每一者中被施行。然而，其係亦可能在該等不同單元中施行不同的塗裝製程。
於塗裝製程之案例中，既然塗層不只在每一案例中被施加至待塗裝之基板上，而且亦在該相對電極的區域中自動地施加至用於該基板的工件載具、面向之板件、及該室頂蓋，其係需要對於來自該塗裝室之所關切的零件時常被清洗，以便確保該製程以清潔之方式被施行。根據本發明，於此案例中之清洗係以雷射之使用來施行。
圖1顯示一在該塗裝台10內側與該塗裝區域12結合的雷射清洗裝置24。該雷射清洗裝置24具有一處理室26，其在低雷射滲透性之方式藉由適當之壁面被向外地圍起。有一機器手臂28被配置在該處理室26內側，雷射被安裝在該機器手臂上。亦在圖1所示者係工件載具30，其能藉著軌道上之運送裝置32被驅動器31所移動。由該處理室26外側之位置，該工件載具30可如此在該等軌道32上被移動進入該處理室26，其清洗係藉著該雷射所施行。
為了待清洗之沈重零件可接著被運送於該處理室26及該等塗裝單元14、16、18、20的塗裝室15之間，處理裝置34藉由參考數字34被額外示範地指示於圖1中。該處理裝置可為譬如機器手臂，被建構用於在該處理室26及諸如該等個別塗裝室、例如在15之間自動地運送零 件。
另一選擇係，該處理裝置亦可為譬如高架起重機，如在35所指示，其被使用於在該處理室26及該等塗裝室15之間移動零件，該移動可被自動地控制。
該雷射清洗裝置24之結構被更為詳細地顯示在圖2中。
於此案例中，該處理室26被表示，而沒有在其壁面上及在該屋頂上之面料，該面料係低雷射滲透性的。在該處理室26內側，該機器手臂28譬如被安裝在軸架上，且包括機器手臂36，雷射38可藉著該機器手臂迴轉進入任何位置，以便待清洗之工件能以適當之方式被清洗。亦所示在該處理室26內側者為工件載具42，具有安裝在其上面之工件40。
亦所示，在該處理室的外側者係另一工件載具30，呈來自該塗裝室15的室頂蓋之形式的工件被固持在該工件載具30上。既然此等頂蓋係很沈重，於所代表之實施例的案例中，藉由該等軌道32上之行進機台46，它們被承納在工件載具30上，當門件(未示出)係打開時，能被移入該處理室26，且在完成清洗之後，能被後退離開該處理室。
適合用於該清洗製程之雷射被建構為譬如具有150瓦之最大功率及1064奈米的波長之Nd：YAG雷射。該雷射係水冷式及具有譬如65毫米的寬度。此外，該雷射係設有吸出系統。當然清楚地是其他雷射係亦合適的，尤其諸 如那些具有較大功率者、例如500瓦。
圖3顯示與該雷射38組合之吸出裝置48。於此案例中，譬如，具有吸出開口52之吸出管50被配置在該雷射38之附近，並可隨同該雷射38藉著該機器手臂36被移動。當然該吸出裝置亦可被整合進入該雷射本身，或能被設在該處理室26中之不同位置。
10‧‧‧塗裝台
12‧‧‧塗裝區域
14‧‧‧塗裝單元
15‧‧‧塗裝室
16‧‧‧塗裝單元
18‧‧‧塗裝單元
20‧‧‧塗裝單元
21‧‧‧分配室
22‧‧‧裝載單元
23‧‧‧處理裝置
24‧‧‧雷射清洗裝置
26‧‧‧處理室
28‧‧‧機器手臂
30‧‧‧工件載具
31‧‧‧驅動器
32‧‧‧運送裝置
34‧‧‧處理裝置
35‧‧‧高架起重機
36‧‧‧機器手臂
38‧‧‧雷射
40‧‧‧工件
42‧‧‧工件載具
46‧‧‧機台
48‧‧‧吸出裝置
50‧‧‧吸出管
52‧‧‧吸出開口
本發明之進一步特色及優點係參考該圖示藉由較佳示範實施例之以下敘述所給與，其中：圖1顯示根據本發明之塗裝台的簡化概要代表圖；圖2顯示根據本發明之雷射清洗裝置的簡化立體圖，供使用於根據圖1之塗裝台的案例；及圖3顯示一隨同該雷射藉著機器手臂被移動的吸出管之局部放大立體圖。
10‧‧‧塗裝台
12‧‧‧塗裝區域
14‧‧‧塗裝單元
15‧‧‧塗裝室
16‧‧‧塗裝單元
18‧‧‧塗裝單元
20‧‧‧塗裝單元
21‧‧‧分配室
22‧‧‧裝載單元
23‧‧‧處理裝置
24‧‧‧雷射清洗裝置
26‧‧‧處理室
28‧‧‧機器手臂
30‧‧‧工件載具
31‧‧‧驅動器
32‧‧‧運送裝置
34‧‧‧處理裝置
35‧‧‧高架起重機

Claims (15)

  1. 一種塗裝台，包括至少一塗裝室(15)，其能相對於該環境被密封且能被排空及/或保護氣體能被施加至該塗裝室，其特徵為藉由用於清洗該塗裝台之零件(40、44)的雷射清洗裝置(24)。
  2. 如申請專利範圍第1項之塗裝台，其中該雷射清洗裝置(24)被配置在該塗裝室(15)中或能被移入該該塗裝室。
  3. 如申請專利範圍第1項之塗裝台，其中該雷射清洗裝置(24)被建構成一模組，其係與該塗裝室(15)分開，且其具有一最好是以低雷射滲透性(laser-tight)之方式被圍起的處理室(26)。
  4. 如申請專利範圍第2項之塗裝台，其中該塗裝室(15)係經由運送裝置(32、34、35)、尤其經由處理裝置(34、35)互連至該處理室(26)。
  5. 如申請專利範圍第4項之塗裝台，其中該運送裝置(34、35)被建構用於在該塗裝室(15)與該處理室(26)之間自動地傳送零件(40、44)。
  6. 如申請專利範圍第1項之塗裝台，其中該雷射清洗裝置(24)包括雷射(38)，其可藉著處理裝置、尤其藉著機器手臂(28)被自動地運動。
  7. 如申請專利範圍第3項之塗裝台，其中用於承納工件(40、44)之至少一工件載具(30、42)被設在該處理室(26)內側。
  8. 如申請專利範圍第1項之塗裝台，其中該雷射(38)係經由凹槽(53)輻射之雷射，最好是具有至少100瓦之功率。
  9. 如申請專利範圍第1至8項任一項之塗裝台，其中該雷射(38)包括一吸出裝置(48)。
  10. 如申請專利範圍第9項之塗裝台，其中該吸出裝置(48)包括吸出管(50)，其能隨同該雷射(38)、藉著處理裝置、尤其藉著機器手臂(28)被運動。
  11. 一種用於清洗塗裝台(10)之零件(40、44)的方法，包括一塗裝室(15)，其能相對於該環境被密封且能被排空及/或保護氣體能被施加至該塗裝室，其中來自該塗裝室(15)之零件(40、44)、尤其工件載具及/或室頂蓋係藉著雷射(38)所清潔。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該清洗係在該塗裝室(15)內側施行。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該清洗係在該塗裝室(15)的外側、最好是在被以低雷射滲透性之方式向外圍起的處理室(26)內側施行。
  14. 如申請專利範圍第11至13項任一項之方法，其中於該清洗操作期間，該雷射(38)係藉著處理裝置、尤其藉著機器手臂(28)自動地運動。
  15. 一種用於清洗塗裝台(10)之零件(40、44)的雷射之用途，包括至少一塗裝室(15)，其能相對於該環境被密封且能被排空及/或保護氣體能被施加至該塗裝 室，尤其用於清洗工件載具(40、44)，由該塗裝室(15)面朝板件或室頂蓋。
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