DE10224934B4 - Apparatus and method for CVD coatings - Google Patents
Apparatus and method for CVD coatings Download PDFInfo
- Publication number
- DE10224934B4 DE10224934B4 DE2002124934 DE10224934A DE10224934B4 DE 10224934 B4 DE10224934 B4 DE 10224934B4 DE 2002124934 DE2002124934 DE 2002124934 DE 10224934 A DE10224934 A DE 10224934A DE 10224934 B4 DE10224934 B4 DE 10224934B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coating
- workpieces
- coating station
- generating
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G2201/00—Indexing codes relating to handling devices, e.g. conveyors, characterised by the type of product or load being conveyed or handled
- B65G2201/02—Articles
- B65G2201/0235—Containers
- B65G2201/0244—Bottles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Vorrichtung
(1) für
CVD-Beschichtungen, umfassend
– eine Transporteinrichtung
(2),
– zumindest
eine Beschichtungsstation (3, 31–46) zur Beschichtung von Werkstücken, wobei
die zumindest eine Beschichtungsstation (31–46) mit der Transporteinrichtung
(2) befördert
wird,
– zumindest
eine Einrichtung (19) zum Evakuieren der Beschichtungsstation und
– eine Einrichtung
zur Erzeugung eines Plasmas in wenigstens einem Teilbereich der
Beschichtungsstation (3, 31–46),
wobei
der zumindest einen Beschichtungsstation (3, 31–46) zumindest zwei Werkstücke aufnehmbar
sind, und wobei die Einrichtung zur Erzeugung eines Plasmas in wenigstens
einem Teilbereich der Beschichtungsstation (3, 31–46) eine
stationär
angeordnete Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen
(25) umfasst, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (23) zur Verbindung
der Einrichtung (25) zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen mit
der zumindest einen Beschichtungsstation (3, 31–46).Device (1) for CVD coatings, comprising
A transport device (2),
At least one coating station (3, 31-46) for coating workpieces, the at least one coating station (31-46) being conveyed by the transport device (2),
- At least one means (19) for evacuating the coating station and
A device for generating a plasma in at least one partial area of the coating station (3, 31-46),
wherein the at least one coating station (3, 31-46) at least two workpieces are receivable, and wherein the means for generating a plasma in at least a portion of the coating station (3, 31-46) comprises a stationarily arranged means for generating electromagnetic waves (25). characterized by means (23) for connecting the means (25) for generating electromagnetic waves with the at least one coating station (3, 31-46).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für CVDBeschichtungen von Werkstücken, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur simultanen Beschichtung mehrerer Werkstücke.The The invention relates to a device and a method for CVD coatings of workpieces, in particular, a device and a method for simultaneous coating several workpieces.
Um die Barrierewirkungen insbesondere von Kunststoffbehältern wie etwa Kunststoffflaschen zu verbessern, können diese mit Barriereschichten versehen werden. Solche Beschichtungen können unter anderem mittels verschiedener CVD-Verfahren (CVD: "Chemical Vapor Deposition", chemische Dampfphasenabscheidung) auf den Behälterwandungen abgeschieden werden.Around the barrier effects especially of plastic containers like For example, to improve plastic bottles, these can be done with barrier layers be provided. Such coatings can inter alia by means of various CVD processes (CVD: Chemical Vapor Deposition) on the container walls be deposited.
Für Kunststoffbehälter ist dabei insbesondere das Plasma Impulse CVD Verfahren (PICVD)(gepulstes Mikrowellenplasma) als Abscheideverfahren geeignet. Gegenüber der plasmaunterstützten chemischen Dampfphasenabscheidung (PECVD), bei welcher das Plasma kontinuierlich aufrechterhalten wird, ist das PICVD-Verfahren unter anderem deshalb vorteilhaft, weil sich mit diesem Verfahren die Aufheizung der temperaturempfindlichen Kunststoffe reduzieren läßt. Außerdem wird während der Zeitphasen außerhalb der Pulse, in denen kein Plasma angeregt ist, ein Gasaustausch ermöglicht.For plastic containers is in particular the plasma impulse CVD method (PICVD) (pulsed Microwave plasma) as a deposition method. Opposite the plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), in which the plasma is maintained continuously, the PICVD method is under Another advantageous because, with this method, the heating can reduce the temperature-sensitive plastics. In addition, will while the time phases outside the pulses, in which no plasma is excited, allows a gas exchange.
Bei Beschichtungsanlagen im Labormaßstab werden dazu die Kunststoffbehälter in eine Beschichtungsstation eingesetzt, wobei diese Station komplett mit allen technischen Einrichtungen ausgerüstet ist, welche zur Beschichtung notwendig sind. Dazu gehören unter anderem Vakuumpumpen, Gaszuführung, Sensoren und die Mikrowelleneinkopplung. Nach dem Schließen einer vakuumdichten Glocke kann der Hohlkörper innen und außen evakuiert werden und das Beschichten der Innen- und/oder Außenseite des Behälters durchgeführt werden.at Coating plants on a laboratory scale to the plastic container used in a coating station, this station complete with All technical equipment is equipped, which for coating necessary. This includes including vacuum pumps, gas supply, sensors and microwave injection. To the closing a vacuum-tight bell, the hollow body can be evacuated inside and outside Be and the coating of the inside and / or outside of the container carried out become.
Für Beschichtungen im industriellen Maßstab ist dazu eine Maschine mit entsprechend hoher Leistung erforderlich. Hierzu sind beispielsweise kontinuierlich laufende Rundläufer mit radial angeordneten, identischen Beschichtungsstationen geeignet.For coatings on an industrial scale This requires a machine with a correspondingly high output. For this purpose, for example, continuously running rotary with arranged radially, identical coating stations suitable.
Problematisch ist hierbei, wenn die abzuscheidenden Schichten lange Beschichtungszeiten erfordern. Beispielsweise können bestimmte Beschichtungen reine Beschichtungszeiten von länger als 20 Sekunden benötigen. Auch sind lange Verweilzeiten in den Beschichtungssektionen dann erforderlich, wenn die Beschichtung in mehreren Schritten erfolgen soll. Denkbar ist dazu beispielsweise, wenn vor der Beschichtung eine Aktivierung der Oberfläche von Kunststoffkörpern erfolgen soll oder wenn mehrere Schichten nacheinander aufgebracht werden müssen. In diesen Fällen ist eine kontinuierlich laufende Rundläufervorrichtung nicht mehr wirtschaftlich zu betreiben, da sie entweder entsprechend langsam laufen oder der Umfang an die Prozeßzeiten angepaßt werden muß, was sehr große und entsprechend teure Maschinen erfordert.Problematic is here if the layers to be deposited require long coating times. For example, you can certain coatings have pure coating times of longer than 20 seconds need. Also, long residence times in the coating sections are then required if the coating is done in several steps should. It is conceivable, for example, if before the coating an activation of the surface of plastic bodies should be done or if several layers applied one after the other Need to become. In these cases is no longer a continuously running rotary device operate economically, either because they are correspondingly slow run or the scope to be adapted to the process times must, what very big and correspondingly expensive machines required.
Um
die Maschinenleistung zu erhöhen,
können
auch gleichzeitig mehrere Werkstücke
beschichtet werden. Derartig ausgenbildete Anlagen sind beispielsweise
aus der
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, das CVD-Beschichten auch für lange Prozeßzeiten wirtschaftlicher zu machen.The The invention therefore has the task of CVD coating as well for long processing times make it more economical.
Diese Aufgabe wird bereits in überraschend einfacher Weise durch eine Vorrichtung für CVD-Beschichtungen von Werkstücken gemäß Anspruch 1, sowie ein Verfahren zum CVD-Beschichten von Werkstücken gemäß Anspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.These Task is already in a surprisingly simple Way through a device for CVD coatings of workpieces according to claim 1, and a method for CVD coating of workpieces according to claim 17 solved. Advantageous developments are the subject of the respective subclaims.
Demgemäß umfaßt eine erfindungsgemäße Vorrichtung für CVD-Beschichtungen eine Transporteinrichtung, zumindest eine Beschichtungsstation zur Beschichtung von Werkstücken, zumindest eine Einrichtung zum Evakuieren und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Plasmas in wenigstens einem Teilbereich der Beschichtungsstation, wobei in der zumindest einen Beschichtungsstation wenigstens zwei Werkstücke aufnehmbar sind.Accordingly, a inventive device for CVD coatings one Transport device, at least one coating station for coating of workpieces, at least one device for evacuating and one device for generating a plasma in at least a portion of the coating station, wherein at least two workpieces can be received in the at least one coating station are.
Dadurch, daß die Beschichtungsstation gleichzeitig mehrere Werkstücke aufnehmen kann, können bei gleichbleibendem Durchsatz die Prozeßzeiten um einen Faktor erhöht werden, welcher der Anzahl der in der Beschichtungsstation aufnehmbaren Werkstücke entspricht. Auf diese Weise wird es erreicht, daß die Vorrichtung in ihren Abmessungen klein gehalten werden kann und dennoch lange Beschichtungszeiten bei gleichzeitig hohem Durchsatz realisiert werden können.Thereby, that the Coating station can accommodate several workpieces simultaneously, can at constant throughput, the process times are increased by a factor, which the number of workpieces receivable in the coating station corresponds. In this way it is achieved that the device in their Dimensions can be kept small and yet long coating times can be realized at the same time high throughput.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die zumindest eine Beschichtungsstation mit der Transporteinrichtung befördert wird.The invention is further provided that the at least one coating station with the Transported transport device becomes.
Bevorzugt umfaßt die Einrichtung zur Erzeugung eines Plasmas in wenigstens einem Teilbereich der Beschichtungsstation eine Einrichtung zur Erzeugung eines gepulsten Plasmas. Durch einer solche Einrichtung wird die PICVD-Beschichtung der Werkstücke mit den oben aufgeführten Vorteilen ermöglicht.Preferably, the means for generating a plasma in at least a portion of the coating station comprises means for generating a pulsed plasma. By such Device is the PICVD coating of the workpieces with the advantages listed above possible.
Die Aufnahme mehrerer Werkstücke kann in einfacher Weise dadurch bewerkstelligt werden, daß diese auf zumindest einem Halter angeordnet werden, welche in der zumindest einen Beschichtungsstation aufnehmbar ist. Dabei können die Werkstücke sowohl in einer Ebene, als auch in einer räumlichen Anordnung in mehreren Ebenen gestapelt werden.The Recording of several workpieces can be accomplished in a simple manner that this be arranged on at least one holder, which in the at least a coating station is receivable. The can Workpieces both in one plane, as well as in a spatial arrangement in several Layers are stacked.
Vorteilhaft kann die Vorrichtung ferner so ausgestaltet sein, daß die Transporteinrichtung die Beschichtungsstation nacheinander von zumindest einer Zuführposition zu zumindest einer Pumpposition, zumindest einer Beschichtungsposition und zumindest einer Entladeposition befördert. Insbesondere kann dabei die Vorrichtung zumindest vier Beschichtungsstationen aufweisen, welche so auf der Transporteinrichtung angeordnet sind, daß sich jeweils eine der Beschichtungsstationen in der Zuführposition, der Evakuierungsposition und der Entladeposition befindet, wenn sich eine der Beschichtungsstationen in der Beschichtungsposition befindet. Auf diese Weise wird es ermöglicht, daß jede der Beschichtungsstationen an einem Schritt des Prozeßablaufes beteiligt ist und so der Prozeßablauf zeitlich optimiert wird.Advantageous the device can also be designed so that the transport device the coating station successively from at least one feed position to at least one pumping position, at least one coating position and at least one unloading position. In particular, it can the device has at least four coating stations, which are arranged on the transport device, that in each case one of the coating stations in the feed position, the evacuation position and the unloading position is when one of the coating stations located in the coating position. That way it will be possible that each the coating stations at a step of the process flow is involved and so is the process flow is optimized in time.
Der Prozeßablauf kann auch dadurch optimiert werden, daß die Transporteinrichtung während des Beschichtens die Transportgeschwindigkeit verlangsamt. Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn die Transporteinrichtung während des Beschichtens anhält. Durch die damit bewirkte Abkehr von einem kontinuierlichen Produktionsprozeß wird so eine bessere zeitliche Ausnutzung der im allgemeinen unterschiedlich langen Phasen des Produktionsprozesses erreicht.Of the process flow can also be optimized by the fact that the transport device during the Coating slows down the transport speed. Especially it is advantageous if the transport device during the Coating stops. By thus turning away from a continuous production process is so a better temporal utilization of the generally different long phases of the production process.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Transporteinrichtung eine Rundläufervorrichtung. Diese lassen sich besonders kompakt und mit vergleichsweise einfacher Mechanik herstellen. Es ist jedoch auch möglich, ein Langläufersystem zu verwenden, welches beispielsweise den Vorteil eines freien Zugangs zu den Beschichtungsstationen von zwei gegenüberliegenden Seiten her bietet.According to one preferred embodiment of Invention the transport device a rotary device. Leave these very compact and with comparatively simple mechanics produce. However, it is also possible a cross-country skiing system to use, for example, the advantage of free access offers to the coating stations from two opposite sides ago.
In einfacher Weise läßt sich ein Plasma in wenigstens einem Teilbereich. der Beschichtungsstation mittels einer Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen erzeugen. Insbesondere ist dabei die Erzeugung von Mikrowellen von Vorteil, welche sich leicht durch Hohlleiter transportieren lassen und hohe Energiedichten übertragen können.In easy way can be a plasma in at least one subarea. the coating station by means for generating electromagnetic waves produce. In particular, the generation of microwaves from Advantage, which can be easily transported through waveguides and transmit high energy densities can.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner eine Einrichtung zur Verbindung der Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen mit der zumindest einen Beschichtungsstation auf. Dadurch wird es möglich gemacht, daß die Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen nicht mit den Beschichtungsstationen mitgeführt werden muß. Vielmehr kann eine solche Einrichtung die Verbindung der Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen mit der zumindest einen Beschichtungsstation erst beim Erreichen eine s bestimmten Beschichtungsbereiches herstellen.The inventive device further comprises means for connecting the device to Generation of electromagnetic waves with the at least one coating station on. This will make it possible made that the Device for generating electromagnetic waves not with the coating stations carried must become. Much more Such a device can connect the device to the device Generation of electromagnetic waves with the at least one coating station only when reaching a certain coating area produce.
Insbesondere ist es für einen einfachen Aufbau der Vorrichtung von Vorteil, wenn die Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen stationär angeordnet ist. Damit wird ein Mitführen der Einrichtung mit der zumindest einen Beschichtungsstation vermieden. Insbesondere wird damit erreicht, daß nicht jede Beschichtungsstation eine eigene Plasmaerzeugungseinrichtung benötigt, welche auf der Transporteinrichtung mitgeführt werden muß und so den apparativen Aufwand für eine Vorrichtung zum CVD-Beschichten enorm erhöht.Especially is it for a simple structure of the device advantageous when the device for Generation of electromagnetic waves is stationary. This will be a carry the device with the at least one coating station avoided. In particular, it is achieved that not every coating station requires its own plasma generating device, which on the transport device carried must and must so the equipment expense for a device for CVD coating increased enormously.
Damit der für die Plasmabeschichtung notwendige Enddruck schneller erreicht werden kann, sind zumindest zwei, besser mehrere Pumpvorrichtungen, beziehungsweise Pumpstufen von Vorteil. Die Pumpstufen können dazu für verschiedene Druckbereiche optimiert werden. Ein sequentielles Zu- und Abschalten der Pumpstufen ermöglicht dann ein schnelles Erreichen des Enddrucks mit im Vergleich zu einer einzelnen Pumpstufe deutlich reduzierten Pumpleistung.In order to the for the plasma coating necessary final pressure can be reached faster can at least two, better several pumping devices, respectively Pump stages of advantage. The pumping stages can do this for different pressure ranges be optimized. A sequential switching on and off of the pumping stages allows then a rapid achievement of the final pressure with compared to a single pumping stage significantly reduced pump power.
Außerdem umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung noch eine Einrichtung zum sequentiellen Verbinden der zumindest einen Beschichtungsstation mit den zumindest zwei Pumpstufen. Diese kann beispielsweise die Verbindung mit der Beschichtungsstation bei bestimmten Positionen der Transporteinrichtung herstellen, etwa an vorgesehenen Drehpositionen bei einer Rundläufer-Transporteinrichtung.In addition, the device according to the invention comprises a device for sequentially connecting the at least a coating station with the at least two pumping stages. These For example, the connection with the coating station produce at certain positions of the transport device, such as at intended rotational positions in a rotary transport device.
Um die Werkstücke während der Evakuierung und Beschichtung sicher zu fixieren, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung außerdem vorteilhaft Befestigungseinrichtungen für die zumindest zwei Werkstücke aufweisen. Insbesondere können die Befestigungseinrichtungen auch Aufnahmen für hohlkörperförmige Werkstücke, insbesondere für Flaschen umfassen.Around the workpieces while to securely fix the evacuation and coating, the device of the invention Furthermore advantageously have fastening devices for the at least two workpieces. In particular, you can the fastening devices and receptacles for hollow body-shaped workpieces, in particular for bottles include.
Vorteilhaft ist für alle Ausführungsformen der Erfindung außerdem eine Einrichtung zum Einlassen von Prozeßgasen. Diese kann für die Beschichtung von Hohlkörpern wie Kunststoffflaschen oder Glasflaschen auch so ausgebildet sein, daß die Prozeßgase in den Hohlkörper eingelassen werden. Ist der Hohlkörper in einer abdichtenden Aufnahme fixiert, so können auf diese Weise im Innen- und Außenbereich des Hohlkörpers unterschiedliche Gaszusammensetzungen erzeugt werden. Damit lassen sich auf den Innen- und Außenwandungen der Hohlkörper unterschiedliche Schichten herstellen oder etwa reine Innen- oder Außenbeschichtungen erzielen, wenn die Gaszusammensetzungen derart gewählt werden, daß nur im Innen- oder Außenbereich durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung ein Plasma erzeugt wird.It is also advantageous for all embodiments of the invention, a device for introducing process gases. This can also be designed for the coating of hollow bodies such as plastic bottles or glass bottles so that the process gases are admitted into the hollow body. If the hollow body is fixed in a sealing receptacle, then can be generated in this way in the interior and exterior of the hollow body different gas compositions. This can be on the inner and outer walls of the hollow body produce different layers or achieve about pure inner or outer coatings when the gas compositions are chosen such that only in the indoor or outdoor area by the action of electromagnetic radiation, a plasma is generated.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, ein Verfahren zum CVD-Beschichten von Werkstücken anzugeben, mit welchen auch bei langen Prozesszeiten eine wirtschaftliche Beschichtung realisiert werden kann. Das Verfahren zum CVD-Beschichten von Werkstücken, welches insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt werden kann umfasst die Schritte:
- – Einführen von zumindest zwei Werkstücken in eine Beschichtungsstation,
- – Evakuieren,
- – Befördern der zumindest zwei Werkstücke mit einer Transporteinrichtung,
- – Erzeugen eines Plasmas in zumindest einem Teilbereich der Beschichtungsstation,
- – Belüften, und
- – Ausführen der Werkstücke.
- Inserting at least two workpieces into a coating station,
- - evacuate,
- Conveying the at least two workpieces with a transport device,
- Generating a plasma in at least one partial area of the coating station,
- - aerate, and
- - Execution of the workpieces.
Durch das Erzeugen eines Plasmas in zumindest einem Teilbereich kommt es zu chemischen Reaktionen der Bestandteile des Prozeßgases, welches das Plasma bildet. Die Produkte der Reaktionen im Plasma werden dann auf den an das Plasma angrenzenden Flächen der Werkstücke als Beschichtung abgeschieden.By the generation of a plasma comes in at least a partial area it to chemical reactions of the constituents of the process gas, which forms the plasma. Products of reactions in plasma are then on the plasma adjacent surfaces of the workpieces deposited as a coating.
Durch das Behandeln mehrerer Werkstücke in einer gemeinsamen Beschichtungsstation, in welcher das Plasma erzeugt wird, läßt sich entsprechend der Anzahl gemeinsam behandelter, beziehungsweise beschichteter Werkstücke die Prozeßzeit verlängern, ohne den Durchsatz zu verringern. Um den Vorteil einer Beschichtung in einer gemeinsamen Beschichungsstation auszunutzen, umfaßt außerdem der Schritt des Erzeugens eines Plasmas in zumindest einem Teilbereich vorteilhaft den Schritt des gemeinsamen CVD-Beschichtens zumindest zweier Werkstücke.By treating several workpieces in a common coating station in which the plasma is generated becomes, lets itself according to the number of co-treated or coated workpieces the process time extend, without reducing throughput. To the advantage of a coating exploiting in a common Beschichtungsstation also includes the Step of generating a plasma in at least one subregion Advantageously, the step of jointly CVD coating at least two workpieces.
Weiterhin wird die zumindest eine Beschichtungsstation mit der Transporteinrichtung befördert. Auf diese Weise werden beispielsweise die Werkstücke zusammen mit der Beschichtungsstation, in welcher die Werkstücke aufgenommen sind, weitertransportiert und verschiedene Behandlungsschritte können so während der Bewegung der Transporteinrichtung vorgenommen werden.Farther becomes the at least one coating station with the transport device promoted. On in this way, for example, the workpieces together with the coating station, in which the workpieces are taken on, further transported and various treatment steps can so while the movement of the transport device are made.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei welchem der Schritt des Erzeugens eines Plasmas in zumindest einem Teilbereich der Beschichtungsstation den Schritt des Erzeugens eines gepulsten Plasmas umfaßt. Durch ein gepulstes Plasma können unter anderem im Puls hohe Leistungen im Plasma umgesetzt und die zeitlich gemittelte Leistung gleichzeitig niedrig gehalten werden.Especially an embodiment of the method is advantageous in which the Step of generating a plasma in at least a portion of the Coating station, the step of generating a pulsed plasma includes. Through a pulsed plasma can Among other things in the pulse high achievements converted in the plasma and the time-averaged performance are kept low at the same time.
Das Anordnen der Werkstücke auf Haltern, welche in die Beschichtungsstation eingeführt werden, ist besonders vorteilhaft für das erfindungsgemäße Verfahren, da dieser Schritt außerhalb der Beschichtungsvorrichtung durchgeführt werden kann, wodurch Raum für entsprechende Vorrichtungen, wie beispielsweise Robotergreifarme zur Verfügung gestellt werden kann.The Arranging the workpieces on holders, which are introduced into the coating station, is particularly advantageous for the method according to the invention, because this step outside the coating apparatus can be carried out, thereby creating space for corresponding Devices, such as robot gripping arms provided can be.
Eine besonders günstige Raumausnutzung kann erzielt werden, wenn die Werkstücke in der Beschichtungsstation auf zumindest zwei Ebenen angeordnet sind. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Anordnung auf einem Halter bewerkstelligt werden.A especially cheap Space utilization can be achieved when the workpieces in the Coating station are arranged on at least two levels. This can, for example, by an appropriate arrangement a holder be accomplished.
Außerdem kann mit Vorteil der Schritt des Beförderns der Beschichtungsstation mit einer Transporteinrichtung die Schritte des Beförderns von einer Zuführposition zu einer Evakuierungsposition, einer Beschichtungsposition und einer Entladeposition umfassen.In addition, can with advantage the step of advancing the coating station with a transport device the steps of carrying from a feed position to an evacuation position, a coating position and a Entladeposition include.
Um den Ablauf des Verfahrens zeitlich weiter zu optimieren, kann weiterhin der Schritt des Beförderns der Beschichtungsstation mit einer Transporteinrichtung den Schritt des Verlangsamens der Transportgeschwindigkeit während des Beschichtens, insbesondere den Schritt des Anhaltens während des Beschichtens umfassen.Around To further optimize the course of the procedure in time can continue the step of advancing the coating station with a transport device the step slowing the transport speed during coating, in particular the step of stopping while coating.
Vorzugsweise umfasst ferner der Schritt des Erzeugens eines Plasmas in zumindest einem Teilbereich der Beschichtungsstation den Schritt des Erzeugens elektromagnetischer Wellen, insbesondere des Erzeugens von Mikrowellen. Vorteilhaft kann ferner der Schritt des Erzeugens eines Plasmas den Schritt des Einlassens eines Prozessgases umfassen.Preferably further comprises the step of generating a plasma in at least a portion of the coating station the step of generating electromagnetic waves, in particular the generation of microwaves. Advantageously, the step of generating a plasma may also be advantageous comprise the step of introducing a process gas.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren außerdem den Schritt des Verbindens einer Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen mit der zumindest einen Beschichtungsstation. Auf diese Weise können die elektromagnetischen Wellen mit einer stationären Einrichtung erzeugt werden, während sich die Transporteinrichtung mit der Beschichtungsstation daran vorbeibewegen kann und dabei mit der Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen verbunden wird.According to the invention the procedure as well the step of connecting a device for generating electromagnetic Waves with the at least one coating station. In this way can the electromagnetic waves are generated with a stationary device, while the transport device with the coating station on it can pass by and with the device for generating electromagnetic Waves is connected.
Um schnell den erforderlichen Enddruck beim Evakuieren zu erreichen, kann der Schritt des Evakuierens zusätzlich den Schritt des sequentiellen Evakuierens mit zumindest zwei Pumpstufen umfassen.To quickly reach the required final pressure During evacuation, the step of evacuation may additionally comprise the step of sequentially evacuating with at least two pump stages.
Um eine Innenbeschichtung hohlkörperförmiger Werkstücke, wie insbesondere von Flaschen zu bewerkstelligen, ist es günstig, auch den Hohlraum zu evakuieren, welcher von den hohlkörperförmigen Werkstücken umschlossen wird. Bei der Beschichtung von Flaschen wird also gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung beispielsweise das Flascheninnere evakuiert. Für die Beschichtung solcher Werkstücke ist es weiterhin günstig, wenn der Schritt des Einlassens eines Prozessgases den Schritt des Einlassens eines Prozessgases in den Hohlraum hohlkörperförmiger Werkstücke umfaßt.Around an inner coating hollow body-shaped workpieces, such as in particular of bottles, it is convenient, too To evacuate the cavity, which enclosed by the hollow body-shaped workpieces becomes. When coating bottles is so according to this advantageous development evacuated, for example, the bottle interior. For the Coating of such workpieces is it still cheap when the step of introducing a process gas includes the step of introducing a process gas into the cavity hollow body-shaped workpieces comprises.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen kennzeichnen dabei gleiche oder ähnliche Teile.The The invention will be described below by way of example with reference to preferred embodiments with reference to the attached Drawings described in more detail. The same reference numerals in the drawings indicate the same or similar parts.
Dabei zeigen:there demonstrate:
In
Die
zu beschichtenden Werkstücke
werden auf Haltern in Form von Paletten
Die
Werkstücke
werden auf den Paletten dabei in geeigneten Befestigungseinrichtungen
oder Aufnahmen
Das
Zuführen
der auf einer der Paletten
Befindet
sich eine der Beschichtungsstationen, in
Ist
die Palette der Beschichtungsstation
Nach
der Evakuierung der Beschichtungsstation wird die Transporteinrichtung
weiterbewegt, bis sich die Beschichtungsstation in der Beschichtungsposition
In
der Beschichtungsposition
Insbesondere
kann auch das Gas bei hohlkörperförmigen Werkstücken wie
Kunststoffflaschen in das Innere des Hohlkörpers eingelassen werden. Dazu
sind Aufnahmen
Weiterhin können bei hohlkörperförmigen Werkstücken auch verschiedene Prozessgase in die Hohlräume und die übrigen Bereiche in der Beschichtungsstation eingeleitet werden. Auf diese Weise können die Innen- und Außenwandungen der Werkstücke mit verschiedenenartigen Schichten versehen werden. Beispielsweise können Kunststoffflaschen zweckmäßig eine Innenbeschichtung mit einer Diffusionsbarriere und eine Außenbeschichtung mit einer UV-Schutzschicht erhalten.Farther can with hollow-body-shaped workpieces too different process gases into the cavities and the remaining areas be initiated in the coating station. In this way, the Interior and exterior walls the workpieces be provided with various layers. For example can Plastic bottles appropriate one Inner coating with a diffusion barrier and an outer coating obtained with a UV protective layer.
Nach
abgeschlossenem Beschichtungsvorgang wird die Beschichtungsstation
dann mit der Transporteinrichtung weiter zu einer Entladeposition
Während des
gesamten Prozessablaufs kann sich die Transporteinrichtung kontinuierlich
bewegen. Vorteilhaft ist aber, wenn die Transporteinrichtung während des
Beschichtungsvorgangs anhält,
so dass bei einer stationären
Einrichtung
Im
folgenden wird auf
Diese
Ausführungsform
der Vorrichtung
In
dem in
Die
Einrichtung zum Evakuieren der Beschichtungsstationen umfasst dabei
in dieser Ausführungsform
der Erfindung für
jede der Evakuierungspositionen Pumpvorrichtungen
Die Beschichtungsstationen werden so schrittweise auf bestimmte Vakuumdrücke evakuiert. Die Pumpvorrichtungen können dabei vorzugsweise für unterschiedliche Druckbereiche optimiert sein, um auch mit geringerer Pumpleistung ein effektives Evakuieren der Beschichtungsstationen zu erreichen.The Coating stations are gradually evacuated to specific vacuum pressures. The Pumping devices can preferably for be optimized to different pressure ranges, even with lesser Pumping an effective evacuation of the coating stations to reach.
Weiterhin
unterscheidet sich die in
Das
Zuführen
und Herausnehmen der Paletten kann wie bei der in
Im
folgenden wird auf
Die
Beschichtung wird in zwei Stufen durchgeführt, wobei der ersten Stufe
zwei Beschichtungspositionen und der zweiten Stufe vier Beschichtungspositionen
zugeordnet sind. Dazu werden die Beschichtungsstationen wieder mit
Hohlleitern
- 11
- Vorrichtung für CVD-Beschichtungencontraption for CVD coatings
- 22
- Transporteinrichtungtransport means
- 2121
- Innenbereich der Transporteinrichtunginterior the transport device
- 31–4631-46
- Beschichtungsstationencoating stations
- 51–6551-65
- Palettenpallets
- 77
- Aufnahmen für WerkstückeRecordings for workpieces
- 99
- Zuführpositionfeeding
- 1111
- Pumppositionpumping position
- 1313
- Beschichtungspositioncoating position
- 1515
- Entladepositionunloading
- 1717
- Vakuumleitungvacuum line
- 1919
- Einrichtung zum EvakuierenFacility to evacuate
- 191–194191-194
- Pumpvorrichtungenpumping devices
- 2323
- Hohlleiterwaveguide
- 25, 251, 25225 251, 252
- Einrichtung zur Erzeugung von MikrowellenFacility for generating microwaves
Claims (27)
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002124934 DE10224934B4 (en) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | Apparatus and method for CVD coatings |
CNB031409881A CN100374617C (en) | 2002-05-24 | 2003-05-23 | Chemical vapour phase deposition coating coating equipment |
AT03011736T ATE322561T1 (en) | 2002-05-24 | 2003-05-23 | APPARATUS FOR CVD COATINGS |
DE50302862T DE50302862D1 (en) | 2002-05-24 | 2003-05-23 | Device for CVD coatings |
EP03011736A EP1365043B1 (en) | 2002-05-24 | 2003-05-23 | CVD apparatus |
US10/445,566 US20030232150A1 (en) | 2002-05-24 | 2003-05-26 | CVD coating device |
JP2003147769A JP2004003027A (en) | 2002-05-24 | 2003-05-26 | Cvd coating system |
RU2003115594/02A RU2338006C2 (en) | 2002-05-24 | 2003-05-26 | Device for application of coating by method of chemical deposition from gas phase |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002124934 DE10224934B4 (en) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | Apparatus and method for CVD coatings |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10224934A1 DE10224934A1 (en) | 2003-12-24 |
DE10224934B4 true DE10224934B4 (en) | 2006-06-08 |
Family
ID=29594278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2002124934 Expired - Fee Related DE10224934B4 (en) | 2002-05-24 | 2002-06-04 | Apparatus and method for CVD coatings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10224934B4 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4407909A1 (en) * | 1994-03-09 | 1995-09-14 | Leybold Ag | Method and device for the continuous or quasi-continuous coating of spectacle lenses |
DE19503718A1 (en) * | 1995-02-04 | 1996-08-08 | Leybold Ag | UV lamp |
US5611861A (en) * | 1995-05-31 | 1997-03-18 | Nec Corporation | Rotary type apparatus for processing semiconductor wafers and method of processing semiconductor wafers |
US5849366A (en) * | 1994-02-16 | 1998-12-15 | The Coca-Cola Company | Hollow containers with inert or impermeable inner surface through plasma-assisted surface reaction or on-surface polymerization |
WO1999017334A1 (en) * | 1997-09-30 | 1999-04-08 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Method and apparatus for treating the inside surface of plastic bottles in a plasma enhanced process |
WO2000058631A1 (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-05 | Sidel | Conveyor for treating hollow bodies comprising an advanced pressure distribution circuit |
DE10010642A1 (en) * | 2000-03-03 | 2001-09-06 | Tetra Laval Holdings & Finance | Coating machine for simultaneously coating the inner surfaces of several bottles has a matrix of product holding positions facing a dividing wall with a similar matrix of holes and microwave units |
US20020041942A1 (en) * | 1993-10-28 | 2002-04-11 | Kuehnle Manfred R. | Gas-impermeable, chemically inert container structure for food and volatile substances and the method and apparatus producing the same |
-
2002
- 2002-06-04 DE DE2002124934 patent/DE10224934B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020041942A1 (en) * | 1993-10-28 | 2002-04-11 | Kuehnle Manfred R. | Gas-impermeable, chemically inert container structure for food and volatile substances and the method and apparatus producing the same |
US5849366A (en) * | 1994-02-16 | 1998-12-15 | The Coca-Cola Company | Hollow containers with inert or impermeable inner surface through plasma-assisted surface reaction or on-surface polymerization |
DE4407909A1 (en) * | 1994-03-09 | 1995-09-14 | Leybold Ag | Method and device for the continuous or quasi-continuous coating of spectacle lenses |
DE19503718A1 (en) * | 1995-02-04 | 1996-08-08 | Leybold Ag | UV lamp |
US5611861A (en) * | 1995-05-31 | 1997-03-18 | Nec Corporation | Rotary type apparatus for processing semiconductor wafers and method of processing semiconductor wafers |
WO1999017334A1 (en) * | 1997-09-30 | 1999-04-08 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Method and apparatus for treating the inside surface of plastic bottles in a plasma enhanced process |
WO2000058631A1 (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-05 | Sidel | Conveyor for treating hollow bodies comprising an advanced pressure distribution circuit |
DE10010642A1 (en) * | 2000-03-03 | 2001-09-06 | Tetra Laval Holdings & Finance | Coating machine for simultaneously coating the inner surfaces of several bottles has a matrix of product holding positions facing a dividing wall with a similar matrix of holes and microwave units |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10224934A1 (en) | 2003-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1365043B1 (en) | CVD apparatus | |
EP1507887B1 (en) | Multistation coating device and method for plasma coating | |
EP1507894B1 (en) | Coating device comprising a conveying device | |
EP1507890B1 (en) | Method and device for plasma treating workpieces | |
EP1507893B1 (en) | Method and device for the plasma treatment of workpieces | |
EP2246129B1 (en) | Cleaning assembly | |
EP1367145B1 (en) | CVD apparatus | |
DE102004028369A1 (en) | Method and device for treating substrates in a rotary machine | |
EP0837154B1 (en) | Vacuum coating apparatus | |
DE10225985A1 (en) | Method and device for the plasma treatment of workpieces | |
DE10010642B4 (en) | Machine for coating hollow bodies | |
EP2630273B1 (en) | Method for plasma-treating workpieces | |
EP2576857A1 (en) | Device for plasma treatment of workpieces | |
EP3674439A1 (en) | Method and device for coating containers | |
DE10224934B4 (en) | Apparatus and method for CVD coatings | |
DE102018132608A1 (en) | Device and method for treating containers | |
EP1507889B1 (en) | Method and device for plasma treating workpieces | |
DE10314067A1 (en) | Device for vacuum coating substrates, e.g. plastic bottles, comprises a transport unit, coating stations having coating sites, an evacuating unit, and a unit for rotating the coating sites | |
DE10253513B4 (en) | Multi-station coating device and process for plasma coating | |
EP3798158B1 (en) | Modular treatment device for containers | |
DE10300734A1 (en) | Plasma treatment of workpieces involves positioning plasma chamber along closed path with carrying device that can be driven with rotary motion about essentially horizontal axis of rotation | |
EP1507884B1 (en) | Method and device for plasma treating workpieces | |
EP3408425B1 (en) | Process for surface-coating a component under vacuum | |
DE10225609A1 (en) | Chemical vapor deposition device for coating of workpieces, preferably plastic bottles, comprises a transport unit, coating stations, an evacuating unit, and a unit for producing a plasma in partial regions of the coating stations | |
DE10228898B4 (en) | Apparatus and method for CVD treatments |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHOTT GLAS, 55122 MAINZ, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHOTT AG, 55122 MAINZ, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |