DE102008025483A1 - Surfaces treatment device for use in plasma surface treatment plant to treat surface of workpiece, has shielding grid that is arranged between workpiece and nozzle, where workpiece with to-be-treated-surface rests on carrier - Google Patents

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/14—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by plasma treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
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    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3457—Nozzle protection devices

Abstract

The device has a process gas inlet (1) by which process gas is led to a centrally positioned unloading area (2), and a plasma generator (4). The plasma generator has a nozzle (3) through which plasma beam (5) i.e. ionized gas jet, is emitted, where the nozzle is aligned towards a carrier. A workpiece (7) with a to-be-treated-surface rests on the carrier, where a shielding grid (6) is arranged between the workpiece and the nozzle, and is earthed. The shielding grid and the plasma nozzle are made of V2A-steel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Plasmaoberflächenbehandlungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a plasma surface treatment plant according to the preamble of claim 1.

Bekannt sind Plasmaoberflächenbehandlungsanlagen, die im Wesentlichen aus einer Zuleitung für das Prozessgas, einem Entladungsraum und einer Düse bestehen, wobei durch die Düse der Plasmastrahl auf die zu behandelnde Probe fällt.Known are plasma surface treatment plants, essentially from a supply line for the process gas, a discharge space and a nozzle exist, passing through the nozzle the plasma jet falls on the sample to be treated.

In modernen Fertigungslinien werden die Oberflächen von Werkstücken, Folien, Elektronikbaugruppen, usw. für spätere Bearbeitungsprozesse (Beschichtungen, Kleben usw.) oder zum Reinigen mit Plasma-Strahl behandelt. Dabei wird ein Prozessgas, z. B. Luft, bei Atmosphärendruck, mit hoher Geschwindigkeit durch eine Lichtbogenstrecke geleitet. Das stark ionisierte und heiße Gas verlässt den Lichtbogenraum durch eine geerdete Düsenbohrung als ein ca. 2 cm langer Strahl und wird auf die zu behandelnde Oberfläche gerichtet. Dort reagiert es mit der Oberfläche des Werkstückes in der gewünschten Art.In modern production lines become the surfaces of workpieces, foils, Electronic assemblies, etc. for latter Machining processes (coatings, gluing etc.) or for cleaning with Plasma beam treated. In this case, a process gas, eg. Air, at atmospheric pressure, passed through an arc at high speed. The highly ionized and hot Gas leaves the arcing space through a grounded nozzle bore as a 2 cm long beam and is aimed at the surface to be treated. There it reacts with the surface of the workpiece in the desired manner.

Da der Lichtbogen auch im Bereich des Düsenaustritts brennt, soll durch die Erdung der Düse ein weiterer Austritt des Lichtbogens verhindert werden. Dennoch ist es nicht auszuschließen, dass der Lichtbogen auf die Oberfläche des Werkstücks überspringt und dort spannungsempfindliche Bauteile wie beispielsweise CMOS-Schaltkreise, beschädigt und/oder eine lokale Überhitzung der Oberfläche verursacht. Bei Beschichtungen von Folien verursachen diese Lichtbögen Inhomogenitäten in der Schicht.There the arc also burns in the area of the nozzle outlet, should through the earthing of the nozzle further escape of the arc can be prevented. Nevertheless, it is it can not be ruled out that the arc jumps to the surface of the workpiece and there voltage-sensitive components such as CMOS circuits, damaged and / or a local overheating the surface caused. In film coatings, these arcs cause inhomogeneities in the film Layer.

Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen zur Behandlung von Oberflächen mittels Plasma oder kurz „Plasmaoberflächenbehandlungsanlagen” genannt, ist, dass unter Umständen ein Überspringen von Lichtbögen aus dem Plasma-Generator-Raum auf die zu behandelnde Oberfläche vorkommt.adversely in the known devices for the treatment of surfaces by means Plasma or "plasma surface treatment plants" for short, is that under circumstances a skip of arcs from the plasma generator room on the surface to be treated occurs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen mittels Plasma zu schaffen, mit der ein Überspringen von Lichtbögen oder Überspannung von dem Plasmagenerator auf die zu behandelnde Oberfläche (vermindert oder gar) vermieden wird, während der ionisierte Gasstrahl (Plasmastrahl) die Werkstückoberfläche möglichst ungehindert erreicht.task The present invention is therefore an apparatus for treatment of surfaces by means of plasma, with the skipping of arcs or overvoltage from the plasma generator to the surface to be treated (diminished or even) is avoided while the ionized gas jet (plasma jet) the workpiece surface as possible reached unhindered.

Lösung der Aufgabe und Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen mittels Plasma, folgende Teile zumindest umfassend:
Eine Zuleitung für ein Prozessgas zu einem zentral positionierten Entladungsraum mit einem Plasmagenerator, der über eine Düse verfügt, durch die der Plasmastrahl austritt, wobei die Düse auf einen Träger gerichtet ist, auf dem das Werkstück mit der zu behandelnden Oberfläche liegt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkstück und der Düse ein Abschirmgitter angeordnet ist.Solution to the problem and object of the invention is a device for the treatment of surfaces by means of plasma, comprising at least the following parts:
A supply line for a process gas to a centrally positioned discharge space with a plasma generator having a nozzle through which the plasma jet emerges, wherein the nozzle is directed to a support on which the workpiece lies with the surface to be treated, characterized in that a shielding grid is arranged between the workpiece and the nozzle.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Abschirmgitter geerdet.To an advantageous embodiment of the Invention, the shield grid is grounded.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt das Abschirmgitter auf einem erdnahen Potential.To a further advantageous embodiment of the invention lies the shielding grid on a near-earth potential.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Abschirmgitter bauteilnah positioniert.To a further advantageous embodiment of the invention the shielding grid positioned close to the component.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht das Abschirmgitter aus dem gleichen Material wie die Plasmadüse.To According to a further advantageous embodiment, the screening grid made of the same material as the plasma nozzle.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht das Abschirmgitter aus Stahl bevorzugt aus V2A-Stahl.To According to a further advantageous embodiment, the screening grid made of steel, preferably made of V2A steel.

Im Weiteren wird die Erfindung noch anhand einer Figur näher erläutert:
Die Figur zeigt eine Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen mittels Plasma, folgende Teile sind schematisch wiedergegeben:
Zu erkennen ist die Prozessgaszuleitung 1, durch die das Gas in den Entladungsraum 2 geleitet wird. Dort wird das Gas über einen Plasmagenerator 4 ionisiert, so dass es als Plasmastrahl 5 durch die Düse 3 den Entladungsraum 2 verlässt. Der Plasmastrahl 5 passiert dann erfindungsgemäß ein Abschirmgitter 6, bevor er auf die zu behandelnde Oberfläche des Werkstücks 7 gelangt.Furthermore, the invention will be explained in more detail with reference to a figure:
The figure shows a device for the treatment of surfaces by means of plasma, the following parts are shown schematically:
The process gas supply can be seen 1 through which the gas enters the discharge room 2 is directed. There the gas is transferred via a plasma generator 4 ionized, making it as a plasma jet 5 through the nozzle 3 the discharge space 2 leaves. The plasma jet 5 Then happens according to the invention a shielding grid 6 before moving to the surface of the workpiece to be treated 7 arrives.

Zwischen das zu behandelnden Werkstück 7 und der Düse 3 wird demnach hier ein elektrisch leitfähiges und geerdetes, oder auf erdnahes Potential liegendes Abschirmgitter 6 bauteilnah positioniert. Das Abschirmgitter 6 kann aus dem gleichen Material bestehen wie die Plasmadüse 3, beispielsweise aus VA-Stahl. Laborversuche haben ergeben, dass bei einem Plasma-Behandlungsgerät mit 17 kV Zündspannung und 3 A Lichtbogenstrom ein Abschirmgitter mit 0,2 mm Drahtstärke, 2 mm Maschenweite und ca. 80% Durchlässigkeit geeignet ist. Bei dieser Maschenweite kann der Abstand zwischen Abschirmgitter 6 und Werkstück 7 einige mm betragen, ein Optimum kann empirisch ermittelt werden. Bei Werkstückoberflächen mit großen Höhenunterschieden kann die Gitterform topografisch angepasst werden.Between the workpiece to be treated 7 and the nozzle 3 Accordingly, here is an electrically conductive and earthed, or lying near the earth potential shielding grid 6 positioned close to the component. The screening grid 6 can be made of the same material as the plasma nozzle 3 , for example made of VA steel. Laboratory tests have shown that in a plasma treatment device with 17 kV ignition voltage and 3 A arc current, a shielding grid with 0.2 mm wire thickness, 2 mm mesh size and about 80% permeability is suitable. With this mesh size, the distance between the screening grid 6 and workpiece 7 a few mm, an optimum can be determined empirically. For workpiece surfaces with large differences in height, the grid shape can be adapted topographically.

Die Erfindung betrifft eine Plasmaoberflächenbehandlungsanlage, die im Wesentlichen aus einer Zuleitung für das Prozessgas, einem Entladungsraum und einer Düse bestehen, wobei durch die Düse der Plasmastrahl auf die zu behandelnde Probe fällt. Dabei wird, um ein Überspringen von Lichtbögen aus dem Entladungsraum auf die zu behandelnde Oberfläche zu verhindern, erfindungsgemäß ein Abschirmgitter zwischen die zu behandelnde Oberfläche und die Plasmadüse eingebaut.The invention relates to a plasma surface treatment system, which consists essentially of a supply line for the process gas, a Entla tion space and a nozzle, with the plasma jet falling through the nozzle onto the sample to be treated. In this case, in order to prevent skipping of arcs from the discharge space to the surface to be treated, according to the invention a shielding grid between the surface to be treated and the plasma nozzle installed.

Claims (7)

Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen mittels Plasma, folgende Teile zumindest umfassend: Eine Zuleitung für ein Prozessgas zu einem zentral positionierten Entladungsraum mit einem Plasmagenerator, der über eine Düse verfügt, durch die der Plasmastrahl austritt, wobei die Düse auf einen Träger gerichtet ist, auf dem das Werkstück mit der zu behandelnden Oberfläche liegt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkstück und der Düse ein Abschirmgitter angeordnet ist.A device for the treatment of surfaces by means of plasma, comprising at least the following parts: A supply line for a process gas to a centrally positioned discharge space with a plasma generator having a nozzle through which the plasma jet emerges, the nozzle being directed onto a support on which the workpiece lies with the surface to be treated, characterized in that a screening grid is arranged between the workpiece and the nozzle. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abschirmgitter geerdet ist.Apparatus according to claim 1, wherein the screening grid is grounded. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Abschirmgitter auf einem erdnahen Potential liegt.Device according to one of claims 1 or 2, wherein the Abschirmgitter is on a near-earth potential. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abschirmgitter bauteilnah positioniert ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the screening grid is positioned close to the component. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abschirmgitter aus dem gleichen Material wie die Plasmadüse besteht.Device according to one of the preceding claims, wherein the screening grid is made of the same material as the plasma nozzle. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abschirmgitter aus Stahl ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the shielding grid is made of steel. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abschirmgitter aus V2A-Stahl ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the shielding grille is made of V2A steel.
DE102008025483A 2008-05-28 2008-05-28 Surfaces treatment device for use in plasma surface treatment plant to treat surface of workpiece, has shielding grid that is arranged between workpiece and nozzle, where workpiece with to-be-treated-surface rests on carrier Withdrawn DE102008025483A1 (en)

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