[发明专利]等离子弧涂覆系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种用于涂覆衬底的系统。更具体地说，本发明涉及一种等离子弧涂覆系统。

背景技术

现有的多等离子弧涂覆器包括电阻加热器，以便在衬底进入涂覆腔室或涂覆站之前预热衬底。这些加热器沿衬底运动方向延伸较长距离。而且，这些加热器沿与衬底运动垂直的方向具有较低的空间分辨率，且相对于衬底在加热器站中的滞留时间具有较慢的热响应时间。

在涂覆处理过程中，多个涂覆站连续供给试剂，例如，涂覆站使用用于各个等离子弧的环形歧管或用于电弧阵列的跑道形(racetrack)歧管。不过，这些歧管并不能够使得上游和下游的喷射孔彼此独立地供给以及打开和关闭。

而且，在某些涂覆站中，电弧和歧管布置在涂覆站的相对侧，以便涂覆衬底的两侧，这需要平衡相对的射流以便减小或防止过度喷涂。不过，在两侧涂覆站中，相对的射流将很难实现平衡，且通常不能在产品运行过程中保持一致。因此，当射流并不由衬底完全截获时，相对的射流将混合，从而使得由衬底相对侧的电弧发出的前体凝聚。

发明内容

本发明涉及用于涂覆衬底的系统、装置和方法。一方面，用于加热衬底的加热器包括：多个热源的二维阵列，当衬底处在热源阵列中时，这些热源向衬底供给热量；以及控制器，该控制器各别地控制各热源的工作，以便根据衬底的预定温度分布来加热衬底表面的局部区域。热区的覆盖范围称为热点大小，其相对于衬底的特征尺寸而言较小。这些热源的强度能够相对于衬底在加热器中的滞留时间而言快速变化。加热器可以包括第二热源阵列，这些热源向衬底的相对侧供给热量。

另一方面，用于对运动衬底的表面进行涂覆的装置包括：一组等离子弧；多个第一试剂歧管，这些第一试剂歧管位于该组等离子弧的上游；以及多个第二试剂歧管，这些第二试剂歧管位于该组等离子弧的下游。各歧管有至少一个孔，试剂通过该孔而喷射至由与该歧管相关联的电弧发出的等离子体射流中。控制器根据衬底的轮廓和根据衬底相对于该组电弧的位置而调节通向各歧管的试剂流。试剂歧管和等离子弧的第二结构可以用于涂覆衬底的相对表面。

通过下面的说明书和权利要求，将很容易了解其它特征和优点。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的、用于涂覆衬底的系统；

图2示出了前进通过图1的系统的衬底及填充物；

图3A示出了图1的本发明实施例系统的涂覆站；

图3B示出了图3A的涂覆站沿线3B-3B的视图；

图4示出了根据本发明实施例的、具有阀系统的试剂歧管部分，该试剂歧管部分用于图3A和3B的涂覆站；

图5A示出了图1的本发明实施例系统的精细(fine)加热器；

图5B是图5A的加热器沿线5B-5B的视图；

图6A示出了图1的本发明实施例系统的粗加热器；以及

图6B是图6A的粗加热器沿线6B-6B的视图。

具体实施方式

下面参考图1，图中示出了根据本发明一个实施例的、用于对衬底进行等离子体涂覆的系统10。作为主要部件，系统10包括涂覆站12、涂覆站14、精细加热器16、位于涂覆站14的进口侧的精细补充加热器18、以及位于精细加热器16的进口侧的粗加热器20。

还参考图2，系统10的不同构型部包括当衬底22前进通过涂覆站12、14时使活性试剂在(一些实施方式中使多种活性试剂)撞击于该衬底22的一侧或两侧上。衬底22可以是交通工具的后窗、顶板或其它部件。衬底22可以由聚碳酸酯制成。加热器16和20保证衬底22在进入涂覆站12之前处于合适温度，而加热器18对衬底22重新加热，以便弥补在进入随后的涂覆站14之前在传送过程中的任何热损失。

各衬底22通过凸片24而安装在传送器系统上。在一些实施方式中，填充物26也通过一组凸片28而安装在传送器系统上。替代地，衬底22能够安装在各填充物26上。

填充物26靠近地隔开，这样，它实际上为衬底22的边缘的外延。填充物26为一次性或可重复使用的部分，由例如聚碳酸酯或铝制成，它形成衬底22周围的边界。在该结构中，填充物26作为外部热量和涂层材料的收集器。因此，使用填充物将促使衬底上的温度和涂层厚度均匀。在特定实施例中，当传送器系统使得衬底(和可选的填充物)以大约2.5cm/s的速度通过系统10时，在涂覆站12的进口处，衬底22上面的温度为大约65℃±10℃，且在涂覆站14之后，涂层厚度在大约2μm至3μm之间。涂层试剂连续流入歧管中将导致在衬底之间的材料浪费。而且，该连续流将产生额外的清洁和维护负担。