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Dokumentenidentifikation DE202006003030U1 29.06.2006
Titel Maske für die selektive Plasma-Oberflächenbehandlung von Bauteilen
Anmelder plasma technology Ingenieur-Büro Eisenlohr, 72202 Nagold, DE
DE-Aktenzeichen 202006003030
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 29.06.2006
Registration date 24.05.2006
Application date from patent application 25.02.2006
IPC-Hauptklasse H01L 21/308(2006.01)A, F, I, 20060225, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Maske für die selektive Plasma-Oberflächenbehandlung von Bauteilen, bei dem die Maske mit Freistellen und Abdeckstellen versehen ist, die die zu behandelnden und nicht zu behandelnden Oberflächenbereiche des Bauteils festlegen, wobei das Bauteil mit aufgelegter Maske in eine Plasmakammer eingebracht, die Plasmakammer evakuiert und der Plasmaprozess eingeleitet ist und wobei die Plasmakammer und die Maske als Elektroden für die Stromversorgung geschaltet sind.

Die Maske zur selektiven Plasma-Oberflächenbehandlung wird vorwiegend zur Aktivierung, Reinigung oder Ätzung von Oberflächen von Bauteilen eingesetzt. Bei manchen Anwendungen ist jedoch eine selektive Oberflächenbehandlung notwendig. Die selektiv behandelten Oberflächenbereiche können z.B. beim anschließenden Eintauchen in ein Lacksystem nur in den vorher behandelten Oberflächenbereichen beschichtet werden, während von den nicht behandelten Oberflächenbereichen der Lack abießt. Auf diese Weise können z.B. Texte, Symbole oder dgl. Auf einem Bauteil abgebildet werden. Ein Problem bei diesem Behandlungsverfahren stellt die Herstellung der Masken dar, die die Texte, Symbole oder dgl. abbilden und beim Plasmaprozess auf das zu behandelnde Bauteil aufgelegt werden. Diese Masken werden üblicherweise aus Metallplatten hergestellt, aus denen die Texte, Symbole oder dgl. ausgeschnitten werden. Dabei werden vorzugsweise Stanzwerkzeuge verwendet oder die Texte, Symbole oder dgl. mittels Laser ausgeschnitten.

Weisen die Symbole, Texte oder dgl. Freischnitte auf, wie z.B. der Buchstabe „O", dann muss der Innenfreischnitt mit Stegen an der Metallplatte gehalten werden. Wird die Metallplatte auf das Bauteil aufgelegt, dann unterbleibt unterhalb dieser Stege die Plasma-Oberflächenbehandlung und die Stege bilden sich später am Bauteil ab.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Maske für die oben genannte Verwendung anzugeben, die nicht nur einfach und kostengünstig herstellbar ist, sondern sich auch für eine selektive Plasma-Oberflächenbehandlung mit komplizierten Texten, Symbolen oder dgl. ohne die Abbildung von Stegen oder dgl. eignet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst,

dass ein engmaschiges Metallsieb als Ausgangselement verwendet ist, das mit einem photoempfindlichen Kunststoff gespachtelt und die Maschen mit Kunststoff gefüllt sind,

dass das mit Kunststoff gespachtelte Metallsieb an den gewünschten Freistellen lichtundurchlässig und an den gewünschten Abdeckstellen lichtdurchlässig abgedeckt und anschließend belichtet ist, wobei nur an den nicht abgedeckten Abdeckstellen der Kunststoff im Metallsieb ausgehärtet ist,

dass danach der nicht ausgehärtete Kunststoff aus den abgedeckten Freistellen im Metallsieb ausgewaschen ist und

dass das Metallsieb mit den ausgewaschenen Freistellen und den nicht ausgewaschenen Abdeckstellen als Maske für den Plasmaprozess verwendet ist.

Mit dem engmaschigen Metallsieb wird ein Ausgangselement verwendet, bei dem sich der Plasmaprozess durch die Freistellen hindurch flächig auswirken kann. Die Maschendrähte bilden sich nicht ab, wenn der Text, das Symbol oder dgl. Freistellen aufweist. Zudem ist die bei der Belichtung verwendete Abdeckmaske leicht und kostengünstig herstellbar und kann selbst komplizierte Texte, Symbole oder dgl. exakt vorgeben, wenn vorgesehen wird,

dass bei der Belichtung des mit photoempfindlichen Kunststoff gespachtelten Metallsiebes eine zur gewünschten zu behandelnden Oberflächenstruktur komplementäre Abdeckmaske verwendet ist.

Der erste Fertigungsgang der erfindungsgemäßen Maske lässt sich dadurch leicht und schnell ausführen,

dass der photoempfindliche Kunststoff mit einer Rakel ähnlich wie beim Siebdruckverfahren in die Maschen des Metallsiebes eingebracht ist.

Für die Abdeckmaske für das mit photoempfindlichen Kunststoff versehene Metallsieb kann einfach vorgesehen sein,

dass als Abdeckmaske eine lichtdurchlässige Folie verwendet ist, die mit der zur zu behandelnden Oberflächenstruktur komplementären Oberflächenstruktur bedruckt ist.

Ist die neue Maske hergestellt, dann kann sie ohne weiteres für mehrere Plasma-Oberflächenbehandlungen verwendet werden. Die Maske, die nach einem oder mehreren der Verfahrensansprüche erstellt ist, ist ein für die Plasma-Oberflächenbehandlung einsetzbares kostengünstiges und an den gewünschten Text, das gewünschte Symbol oder dgl. optimal angepasstes oder anpassbares Bauelement.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen

1 im vergrößerten Maßstab den Querschnitt durch ein engmaschiges Metallsieb als Ausgangselement zum Herstellen einer Maske für die selektive Oberflächenbehandlung von Bauteilen,

2 ein Querschnitt des Metallsiebes nach 1 beim Einbringen des photoempfindlichen Kunststoffes in die Maschen des Metallsiebes,

3 im Querschnitt schematisch die Abdeckung des Metallsiebes nach

2 mit einer komplementären Abdeckmaske zur gewünschten Oberflächenstruktur und der Belichtung des Metallsiebes nach 2 durch die Abdeckmaske hindurch mit der Aushärtung des Kunststoffes in den nicht durch die Abdeckmaske bedeckten Maschen des Metallsiebes,

4 im Querschnitt schematisch die Auswaschung des Kunststoffes in den Maschen des Metallsiebes, die bei der Belichtung bedeckt waren und vor der Aushärtung geschützt waren,

5 im Querschnitt das mit ausgewaschenen Maschen als Freistellen und mit ausgehärtetem Kunststoff versehenen Maschen als Abdeckstellen versehenen Metallsieb als Maske für die Plasma-Oberflächenbehandlung und

6 im Schnitt schematisch die Anlage für die Durchführung der Plasma-Oberflächenbehandlung eines Bauteils mit einer nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Maske.

Der Querschnitt nach 1 deutet schematisch den Aufbau eines engmaschigen Metallsiebes 10.0 als Ausgangselement an, das eine Vielzahl von sehr kleinen Maschen 11.0 aufweist, die von dünnen Metalldrähten 12.0 umschlossen sind. Dieses Metallsieb 10.0 hat eine sehr kleine Dickenabmessung.

Wie die 2 zeigt, ist in die Maschen des Metallsiebes 10.0 als erster Verfahrensschritt ein photoempfindlicher Kunststoff 20 eingebracht. Dies kann mit einer Rakel 21 ähnlich eines Rakelvorganges beim Siebdruckverfahren erfolgen. Nach dem Einbringen des Kunststoffes sind die Maschen mit Kunststoff gefüllt, wie mit 11.1 angegeben ist. Beim Rakelvorgang sind die Maschen durch eine Unterlage 22 geschlossen, auf der das Metallsieb 10.1 aufliegt.

Das mit gefüllten Maschen 11.1 versehene Metallsieb 10.1 ist mittels einer Abdeckmaske 40 abgedeckt, die lichtdurchlässige Bereiche 41 und lichtundurchlässige Bereiche 42 aufweist, die eine der gewünschten Oberflächenstruktur mit Freistellen 13 und Abdeckstellen 14 komplementäre Oberflächenstruktur aufweist. Dazu kann vorzugsweise eine durchsichtige Kunststoff-Folie verwendet sein, die komplementär zum gewünschten Text, Symbol oder dgl. bedruckt ist, Die Abdeckmaske 40 wird auf das mit dem Kunststoff versehene Metallsieb 10.1 aufgelegt und dann wird nach 3 die Belichtung 30 über die gesamte Fläche des Metallsiebes 10.1 vorgenommen. Dabei dringt die Belichtung 30 über die nicht abgedeckten Bereiche 41 in die Maschen des Metallsiebes 10.2 ein, wobei der Kunststoff aushärtet, wie mit 11.2 angezeigt ist. Die hinter den lichtundurchlässigen Bereichen 42 der Abdeckmaske 40 liegenden Maschen mit eingebrachtem Kunststoff sind vor der Belichtung 30 und damit Aushärtung geschützt, wie mit 11.1 angedeutet ist.

Ist nach der Belichtung 30 die Abdeckmaske 40 von dem belichteten Metallsieb 10.2 abgenommen, dann ist das Metallsieb 10.2 einem Abwaschvorgang 50 ausgesetzt, wie 4 zeigt. Dabei sind die Maschen mit dem nicht ausgehärteten Kunststoff wieder frei gespült, wie mit 11.0 angedeutet ist, während der ausgehärtete Kunststoff in den Maschen des Metallsiebes 10.3 verbleibt. Die vom Kunststoff befreiten Maschen 11.0 bilden mit den freiliegenden Maschendrähten 12.0 danach die Freistellen 13 und die mit dem ausgehärteten Kunststoff gefüllten Maschen bilden die Abdeckstellen 14 des Metallsiebes 10.4 für die Plasma-Oberflächenbehandlung, wie die 5 zeigt.

Bei der Plasma-Oberflächenbehandlung wird, wie 6 zeigt, das Bauteil B mit dem aufgelegten Metallsieb 10.4 nach 5 in eine Plasmakammer PK eingebracht, wobei die Plasmakammer PK und die Maske M als Anschlusselektroden für die Stromversorgung SV dienen. Nach dem Evakuieren der Plasmakammer PK wird der Plasmaprozess eingeleitet, wobei durch die Freistellen 13 der Maske M hindurch die Behandlung der dahinter liegenden Oberflächenbereiche 15 vorgenommen wird. Die hinter den Abdeckstellen 14 liegenden Oberflächenbereiche 16 bleiben unbehandelt, da das Plasma 17 von den mit ausgehärtetem Kunststoff gefüllten Maschen 11.2 des Metallsiebes 10.4 zurückgehalten wird. Die Freistellen 13 entsprechen dem gewünschten Text, Symbol oder dgl.


Anspruch[de]
  1. Maske (M) für die selektive Plasma-Oberflächenbehandlung von Bauteilen (B), bei dem die Maske (M) mit Freistellen (13) und Abdeckstellen (14) versehen ist, die die zu behandelnden und nicht zu behandelnden Oberflächenbereiche des Bauteils (B) festlegen, wobei das Bauteil (B) mit aufgelegter Maske (M) in eine Plasmakammer (PK) eingebracht, die Plasmakammer (PK) evakuierbar und der Plasmaprozess einteilbar ist und wobei die Plasmakammer (PK) und die Maske (M) als Elektroden für die Stromversorgung (SK) geschaltet sind,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass ein engmaschiges Metallsieb (10.0) als Ausgangselement verwendet ist, das mit einem photoempfindlichen Kunststoff (20) gespachtelt (21) und die Maschen (11.0) mit Kunststoff gefüllt (11.1) sind,

    dass das mit Kunststoff gespachtelte Metallsieb (10.2) an den gewünschten Freistellen (13) lichtundurchlässig (42) und an den gewünschten Abdeckstellen (14) lichtdurchlässig (41) abgedeckt ist und anschließend belichtet (30) ist, wobei nur an den nicht abgedeckten (41) Abdeckstellen (14) der Kunststoff im Metallsieb (10.2) ausgehärtet (11.2) ist,

    dass danach der nicht ausgehärtete Kunststoff (11.1) aus den abgedeckten (42) Freistellen (14) im Metallsieb (10.3) auswaschbar und

    dass das Metallsieb (10.4) mit den ausgewaschenen Freistellen (13) und den nicht ausgewaschenen Abdeckstellen (14) als Maske (M) für den Plasmaprozess verwendet ist.
  2. Maske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Belichtung (30) des mit photoempfindlichen Kunststoff (20) gespachtelten Metallsiebes (10.2) eine zur gewünschten zu behandelnden Oberflächenstruktur komplementäre Abdeckmaske (40) verwendet ist.
  3. Maske nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der photoempfindliche Kunststoff (20) mit einer Rakel (21) ähnlich wie beim Siebdruckverfahren in die Maschen (11.0) des Metallsiebes (10.0) eingebracht ist.
  4. Maske nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Abdeckmaske (40) eine lichtdurchlässige Folie verwendet ist, die mit der zur zu behandelnden Oberflächenstruktur komplementären Oberflächenstruktur bedruckt ist.
  5. Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die so hergestellte Maske (M) für mehrere Plasma-Oberflächenbehandlungen verwendet ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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