VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ÜBERWACHEN EINES WENIGSTENS EINEN BESCHICHTUNGSVORGANG AUFWEISENDEN BESCHICHTUNGSPROZESSES

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen eines wenigstens einen Beschichtungsvorgang aufweisenden Beschichtungsprozesses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Überwachen eines wenigstens einen Beschichtungsvorgang aufweisenden Beschichtungsprozesses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

[0003] Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren zum Überwachen eines wenigstens einen Beschichtungsvorgang aufweisenden Beschichtungsprozesses sind aus DE 10 2017 118 609 A1 bekannt. Bei der vorbekannten Vorrichtung und dem vorbekannten Verfahren ist eine Trägerplatte vorhanden, die eine durch eine kreisförmige Ausnehmung gebildete Zentralfreimachung und eine Anzahl von um die Zentralfreimachung angeordneten Aufnahmeräumen aufweist. Die Vorrichtung verfügt weiterhin über eine Drehscheibe, die drehbar in der Zentralfreimachung der Trägerplatte gelagert ist und die wenigstens eine Analyseausnehmung aufweist. Weiterhin ist die vorbekannte Vorrichtung mit einem Antrieb ausgestattet, mit dem die Drehscheibe in wenigstens einer Drehrichtung zu einer Drehung antreibbar ist, und verfügt über eine Triggereinheit zum Ansteuern des Antriebs. Dadurch lässt beziehungsweise lassen sich durch aufeinanderfolgendes Drehen der Drehscheibe insbesondere nach Durchführen des gesamten Beschichtungsprozesses die bei jeweils einem Beschichtungsvorgang aufgetragene Schicht beziehungsweise aufgetragenen Schichten beispielsweise zu Zwecken der Prozesssteuerung oder Qualitätssicherung untersuchen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen sich ein wenigstens einen Beschichtungsvorgang aufweisender Beschichtungsprozess in situ sehr genau überwachen lässt.

[0005] Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0006] Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Überwachen eines wenigstens einen Beschichtungsvorgang aufweisenden Beschichtungsprozesses mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

[0007] Dadurch, dass bei der Vorrichtung und bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die Triggereinheit über eine eine Sensoreinheit aufweisende Steuerelektronik ansteuerbar ist und die Sensoreinheit für einen Beschichtungsprozess charakteristische und auch miteinander verknüpfbare Messsignale liefert, lässt sich die Drehscheibe mit der Analyseausnehmung sehr genau beispielsweise zu Beginn oder am Ende eines Beschichtungsvorgangs versetzen. Dadurch lässt beziehungsweise lassen sich die während eines Beschichtungsvorgangs abgeschiedene Schicht beziehungsweise abgeschiedenen Schichten im Rahmen einer Auswertung insbesondere zu Zwecken der Prozesssteuerung und Qualitätsüberwachung sehr genau untersuchen, da sichergestellt ist, dass das Abscheiden der Schicht oder der Schichten in dem unter der Analyseausnehmung liegenden Bereich eines Substrats sehr genau mit dem jeweiligen Beschichtungsvorgang synchronisiert ist beziehungsweise sind.

[0008] Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0009] Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung.

[0010] Es zeigen:

Fig. 1

zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, die in einem Eckbereich einer Flachglasplatte als Substrat aufgelegt ist, mit Blick auf eine auf eine Trägerplatte aufgelegte Deckplatte,

Fig. 2

in einer perspektivischen Ansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit abgenommener Deckplatte mit Blick auf eine mit einer Zahnstruktur ausgebildeten Drehscheibe sowie auf in Aufnahmeräumen angeordneten weiteren Komponenten,

Fig. 3

in einer perspektivischen Ansicht die Trägerplatte des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 und Fig. 2 mit einem eine Zentralfreimachung umgebenden Drehscheibenlagerring,

Fig. 4

in einem Blockschaubild wesentliche elektrische und elektromechanische Elemente des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 und Fig. 2,

Fig. 5

in einem beispielhaften Schaubild den zeitlichen Verlauf von durch einfallende elektromagnetische Strahlung im sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich gebildeten Messsignalen beim beispielhaften Durchführen eines Verfahrens gemäß der Erfindung mit in etwa gleichbleibenden Maximalintensitäten,

Fig. 6

in einem beispielhaften Schaubild den zeitlichen Verlauf von durch einfallende elektromagnetische Strahlung im sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich gebildeten Messsignalen beim beispielhaften Durchführen eines Verfahrens gemäß der Erfindung mit sich verändernden Maximalintensitäten und

Fig. 7

in einem Blockschaubild wesentliche elektronische und elektromechanische Elemente einer Weiterbildung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4.

[0011] Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Eckbereich 103 einer Flachglasplatte 106 als Substrat für einen vorzugsweise mehrere Beschichtungsvorgänge aufweisenden Beschichtungsprozess. In dem Eckbereich 103 der Flachglasplatte 106 ist als Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ein Messgerät 109 aufgelegt und zweckmäßigerweise mittels eines sehr dünnen, gegenüber einem Beschichtungsprozess, dem die Flachglasplatte 106 unterzogen wird, widerstandsfähigen Klebebandes lösbar fest mit der Flachglasplatte 106 verbunden. Dadurch verbleibt das Messgerät 109 während des Beschichtungsprozesses auf der Flachglasplatte 106 für eine in-situ-Überwachung eines Beschichtungsprozesses an Ort und Stelle.

[0012] Das Messgerät 109 weist eine quaderartige Gestalt mit einer rechteckförmigen Grundfläche und einer gegenüber den Seitenkanten der Grundfläche sehr niedrigen Höhe von einigen Millimetern bis typischerweise höchstens etwa 10 Millimeter auf, um die maximale Durchlaufhöhe von bei dem Beschichtungsprozess eingesetzten Abscheideeinrichtungen für auf die Flachglasplatte 106 aufzubringenden Schichten einzuhalten oder zu unterschreiten.

[0013] Das Messgerät 109 verfügt als wesentliche, in Fig. 1 sichtbare mechanische Komponenten über eine Trägerplatte 112 mit einer aus Gründen der Gewichtsersparnis relativ großflächigen, kreisförmigen Zentralfreimachung 115 als Ausnehmung, in der eine runde, aus Gründen der Gewichtsersparnis relativ kleinflächig kreisringartig ausgebildete Drehscheibe 118 angeordnet ist, die gegenüber der Trägerplatte 112 drehbar ist. Die Drehscheibe 118 ist mit einer Analyseausnehmung 121 ausgebildet, die in Abhängigkeit der Drehstellung der Drehscheibe 118 einen definierten Analysebeschichtungsbereich der Flachglasplatte 106 freiliegen lässt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abmessungen der Analyseausnehmung 121 in radialer Richtung und in Umfangsrichtung in etwa gleich.

[0014] Weiterhin ist das Messgerät 109 mit einer Deckplatte 124 ausgestattet, die die Trägerplatte 112 bis auf die Zentralfreimachung 115 auf der der Flachglasplatte 106 abgewandten Oberseite abdeckt. Die Deckplatte 124 ist über eine Anzahl von Schraubverbindungen 127 lösbar mit der Trägerplatte 112 verbunden.

[0015] In der Deckplatte 124 sind weiterhin Sensorausnehmungen 130, 133 ausgebildet, deren Zweck weiter unten näher erläutert ist.

[0016] Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht das anhand Fig. 1 erläuterte Messgerät 109 mit abgenommener und in Fig. 2 demnach nicht dargestellter Deckplatte 124 mit Blick auf die bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Messgeräts 109 einem Substrat, beispielsweise in Gestalt einer Flachglasplatte 106, abgewandten Oberseite. Die Trägerplatte 112 verfügt über eine Anzahl von bodenseitig geschlossenen Aufnahmeräumen 203, 206, 209, 212, die in Eckbereichen der Trägerplatte 112 um die Zentralfreimachung 115 herum ausgebildet sind. Zwischen den Aufnahmeräumen 203, 206, 209, 212 erstrecken sich Kabelkanäle 215, 218, 221. In zwei an einer Langseite ausgebildeten Aufnahmeräumen 203, 206 ist als wiederaufladbarer Speicher für elektrische Energie jeweils ein Akku 224, 227 angeordnet, die über in Kabelkanälen 215, 218 liegende elektrische Leitungen 230, 233 mit einer ebenfalls in einem Aufnahmeraum 209 angeordneten Steuerelektronik 236 verbunden sind und unter anderem diese mit elektrischer Energie versorgen.

[0017] In einem weiteren Aufnahmeraum 212 wiederum ist als Antrieb für ein Drehen der Drehscheibe 118 um jeweils einen Drehschritt über einen bestimmten Winkelbereich, der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zweckmäßigerweise etwas größer als die Erstreckung der Analyseausnehmung 121 in Umfangsrichtung ist, ein elektromechanischer Kipphebelmechanismus 242 angeordnet, der über eine in einem Kabelkanal 221 liegende elektrische Leitung 239 mit der Steuerelektronik 236 und über diese mit den Akkus 224, 227 ansteuerbar beziehungsweise mit elektrischer Energie beaufschlagbar ist.

[0018] Die Steuerelektronik 236 ist mit einer Sensoreinheit ausgestattet, die über einen Strahlungssensor 245 für elektromagnetische Strahlung verfügt, der im Bereich einer in der Deckplatte 124 ausgebildeten Sensorausnehmung 130 auf der Steuerelektronik 236 positioniert sind. Mit dem Strahlungssensor 245 ist insbesondere bei Beschichtungsvorgängen eines Beschichtungsprozesses auf ein Substrat wie eine Flachglasplatte 106 applizierte elektromagnetische Strahlung vom ultravioletten bis nahen infraroten Spektralbereich in Gestalt von Messsignalen erfassbar. Weiterhin verfügt die Sensoreinheit der Steuerelektronik 236 über einen im Bereich der anderen Sensorausnehmung 133 angeordneten und für langwelligere Strahlung im nahen bis fernen infraroten Spektralbereich empfindlichen Temperatursensor 248 zum Erfassen der Temperatur der Umgebung des Messgeräts 109 als weiteres Messsignal und über einen Beschleunigungssensor 251 zum Erfassen der Beschleunigungen, die auf das Messgerät 109 einwirken, als weiteres Messsignal im zeitlichen Verlauf.

[0019] Die einen Prozessor 254 aufweisende Steuerelektronik 236 ist weiterhin mit einem Wechseldatenspeicher 257, mit einem Festspeicher 260 und mit einem Programmspeicher 263 bestückt, wobei während eines Beschichtungsprozesses in dem Wechseldatenspeicher 257 und in dem Festspeicher 260 die Messsignale in deren zeitlichen Verlauf abspeicherbar sind, während in dem Programmspeicher 263 im Zugriff ein den Prozessor 254 steuerndes Programm abgelegt ist.

[0020] Zum Zugriff auf den Festspeicher 260 und den Programmspeicher 263 sind drahtgebundene Schnittstellen 266 zum Datenaustausch sowie zum Aufladen der Akkus 224, 227 und eine drahtlose Schnittstelle 269 zum Datenaustausch in der Steuerelektronik 236 integriert.

[0021] Der über einen Leitungsverteiler 272 mit der an die Steuerelektronik 236 angeschlossenen elektrischen Leitung 239 verbundene elektromechanische Kipphebelmechanismus 242 ist mit einem elektromagnetisch arbeitenden Antrieb 275 ausgestattet, mit dem über einen sich in Richtung der Drehscheibe 118 erstreckenden und zwischen zwei Anschlagnasen 278, 281 angeordneten Zwischenhebel 284 ein Schwenkhebel 287 anlenkbar ist, der in der Darstellung gemäß Fig. 2 über einen Rastzahn 290 mit einer umfänglich an der Drehscheibe 118 ausgebildeten Zahnstruktur 293 in Eingriff ist. Der Schwenkhebel 287 ist mit einer Rückzugsfeder 296 als Rückzug bei nicht angesteuertem Kipphebelmechanismus 242 im Eingriff mit der Zahnstruktur 293 gehalten.

[0022] Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Trägerplatte 112 ohne die in der gemäß der Beschreibung zu Fig. 2 in der Trägerplatte 112 verbauten Komponenten bei dem anhand Fig. 1 und Fig. 2 erläuterten Messgerät 109 als Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Anschlagsnasen 278, 281 einander gegenüberliegen und dass zwischen ihnen ein Freiraum zur Aufnahme des in Fig. 3 nicht dargestellten Zwischenhebels 284 belassen ist. Zwischen den Anschlagsnasen 278, 281 ist ein Gelenkstift 303 vorhanden, an dem der Zwischenhebel 284 drehbar gelagert ist. Bei Betätigen des Zwischenhebels 284 mittels des Antriebs 275 wirken die Anschlagsnasen 278, 281 so auf den Zwischenhebel 284 ein, dass mittels des Rastzahns 290 über die Zahnstruktur 293 ein Drehen der Drehscheibe 118 und damit der Analyseausnehmung 121 in einer Richtung bewirkt ist.

[0023] Weiterhin lässt sich der Darstellung gemäß Fig. 3 entnehmen, dass ein Drehscheibenlagerring 306 als Drehscheibenlager aus einem reibungsarmen, chemisch und thermisch widerstandsfähigen Kunststoffmaterial die Zentralfreimachung 115 der Trägerplatte 112 umgibt, so dass die Drehscheibe 118 reibungsarm gelagert ist.

[0024] Fig. 4 zeigt in einem Blockschaubild wesentliche elektrische, elektronische und elektromechanische Komponenten des Messgeräts 109 als Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, die teilweise in der Steuerelektronik 236 integriert und teilweise bereits insbesondere in Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert worden sind. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass an den Prozessor 254 der Strahlungssensor 245, der Temperatursensor 248, der Beschleunigungssensor 251 sowie der Wechseldatenspeicher 257 und der Festspeicher 260 angeschlossen sind. Weiterhin sind an den Prozessor 254 die drahtgebundenen Schnittstellen 266, die Drahtlosschnittstelle 269 sowie die Akkus 224, 227 mit einer Ladeschaltung 403 angeschlossen, die auch die Schnittstellen 266, 269 mit elektrischer Energie versorgen. An den Prozessor 254 ist weiterhin eine Treiberstufe 406 einer Triggereinheit angeschlossen, die ebenfalls über die Akkus 224, 227 mit elektrischer Energie versorgbar ist, und mit der der elektromechanische Antrieb 275 des Kipphebelmechanismus 242 als Aktor ansteuerbar ist.

[0025] Weiterhin ist in Fig. 4 eine externe Datenverarbeitungseinheit 409 dargestellt, die über die Schnittstellen 266, 269 mit dem Prozessor 254 verbindbar ist, um Steuersoftware für den Prozessor 254 einzuspeisen, den Wechseldatenspeicher 257 sowie den Festspeicher 260 auszulesen und das Messgerät 109 zu parametrieren.

[0026] Der Prozessor 254 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der von dem Strahlungssensor 245, dem Temperatursensor 248 und/oder dem Beschleunigungssensor 251 gelieferten, für den oder jeden Beschichtungsvorgang eines Beschichtungsprozesses charakteristischen Messsignale zum einen diese dem Wechseldatenspeicher 257 und/oder dem Festspeicher 260 einzuschreiben sowie dahingehend zu verarbeiten, dass die Drehscheibe 118 über Ansteuern des elektromechanischen Antriebs 275 über die Treiberstufe 406 vor oder nach einem Beschichtungsvorgang zu einer Drehung um einen Drehschritt angetrieben wird.

[0027] Fig. 5 zeigt in einem Schaubild den Verlauf eines gegen die Zeit t abgetragenen Messsignals 503 bei Durchlauf durch zwei typische Beschichtungsvorgänge eines Beschichtungsprozesses. Bei dem Messsignal 503 gemäß Fig. 5 handelt es sich um das Ausgangssignal des Strahlungssensors 245, der hier relativ hochenergetische sichtbare oder ultraviolette Strahlung in ihrer jeweiligen Intensität erfasst.

[0028] Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass bei einem Beschichtungsvorgang, bei dem eine im sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich emittierende Strahlungsquelle Verwendung findet, das Messsignal 503 zwischen einer zu Beginn einer ansteigenden Flanke liegenden Zeit t1 und einer am Ende einer absteigenden Flanke liegenden Zeit t2 ein einziges Maximum vorhanden ist, während zwischen einer Zeit t3, die zu Beginn einer ansteigenden Flanke liegt, und einer Zeit t4, die am Ende einer absteigenden Flanke liegt, das Messsignal 503 während des zugehörigen Beschichtungsvorgangs zwei Maxima aufweist. Dadurch ist ersichtlich, dass mit dem Messsignal 503 des Strahlungssensors 245 zum einen der Intensitätsverlauf von für den jeweiligen Beschichtungsvorgang charakteristischer Strahlung erfassbar ist, aber auch die Beschichtungsvorgänge mit ihren jeweiligen typischen Intensitätsverläufen an erfasster Strahlung voneinander unterscheidbar und damit bestimmten Positionen eines Substrats beim Durchlaufen eines Beschichtungsprozesses zuweisbar sind.

[0029] Der Darstellung gemäß Fig. 5 lässt sich weiterhin entnehmen, dass die Zeitpunkte t1, t2, t3, t4 grundsätzlich für das Ansteuern des elektromechanischen Antriebs 275 verwendbar sind, da diese für jeweils einen Beschichtungsvorgang charakteristisch sind.

[0030] Zweckmäßigerweise erfolgt das Aktivieren der Treiberstufe 406 zu den Zeiten t1, t3 zu Beginn einer ansteigenden Flanke bei einem höheren Signalniveau l2 des Messsignals 503, während bei einem tieferen Signalniveau l1 zu den Zeiten t2, t4 am Ende einer absteigenden Flanke die Drehscheibe 118 in ihre nächste Position gedreht wird. Dadurch ist eine Schalthysterese erreicht und sichergestellt, dass die Analyseausnehmung 121 zu Beginn eines neuen Beschichtungsvorgangs an ihrer neuen Position ist. Für den Fall, dass beispielsweise aufgrund eines Defekts der Sensoreinheit kein für das Weiterschalten verwertbares Messsignal 503 vorhanden sein sollte, ist vorgesehen, dass im Rahmen einer Notfallprozedur das Weiterschalten nach einem vorgegebenen, an den zu erwartenden zeitlichen Verlauf des Beschichtungsprozesses angepassten festen Zeitplan erfolgt.

[0031] Zweckmäßigerweise werden die durch die vorteilhafterweise von mehreren Sensoren unterschiedlichen Typs, wie bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel dem Strahlungssensor 245, dem Temperatursensor 248 und dem Beschleunigungssensor 251, bereitgestellten Messsignale derart miteinander verknüpft, dass sich in der Summe der Messsignale die Gesamtheit der während eines Beschichtungsprozesses auftretenden Ereignisse wiederspiegelt.

[0032] So lassen sich beispielsweise die Messsignale des Beschleunigungssensors 251 dahingehend auswerten, dass typische beschleunigte Bewegungen des Substrats beispielsweise zu Beginn und am Ende eines Beschichtungsprozesses ausgewertet werden, um die Vorrichtung gemäß der Erfindung anzuschalten und abzuschalten, während die von dem Strahlungssensor 245 und/oder dem Temperatursensor 248 gelieferten Messsignale das schrittweise Drehen der Drehscheibe 118 auslösen.

[0033] Eine weitere Funktion des Beschleunigungssensors 251 besteht zweckmäßigerweise darin, über diesen den Gleichlauf der das Substrat bewegenden Fördereinrichtung zu überwachen und bei Abweichungen beispielsweise durch verschlissene Rollen als Transportelemente einen Warnhinweis zu veranlassen.

[0034] Bei einer nicht dargestellten Abwandlung des anhand Fig. 1 und Fig. 2 erläuterten Ausführungsbeispiels ist die Drehscheibe 118 mit einer sich über einen mehrere Drehschritte der Drehscheibe 118 umfassenden größeren Winkelbereich in Umfangsrichtung erstreckenden Analyseausnehmung 121 ausgebildet. Dadurch lassen sich im Bereich der kreisbogenartig ausgebildeten Analyseausnehmung 121 über mehrere Beschichtungsvorgänge Stapel von Schichten jeweils unterschiedlicher Abfolge analysieren.

[0035] Bei einer weiteren Abwandlung ist vorgesehen, unter Unterdrücken wenigstens eines Drehschrittes der Drehscheibe 118 die Analyseausnehmung 121 bei wenigstens zwei Beschichtungsvorgängen unbewegt zu lassen. Dadurch lässt sich ein Stapel von zwei oder mehr Schichten aufbauen und in diesem Sinne herausfiltern.

[0036] Fig. 6 zeigt in einem Schaubild den Verlauf eines gegen die Zeit t abgetragenen, einer Intensität I entsprechenden Messsignals 503 bei Durchlauf durch zwei typische Beschichtungsvorgänge eines Beschichtungsprozesses mit gegenüber dem Schaubild gemäß Fig. 5 abfallenden Maximalintensitäten, die beispielsweise durch eine sich nach und nach aufbauende strahlungsabsorbierende Beschichtung auf einem Strahlungssensor 245 verursacht wird. Um unter diesen Umständen weiterhin verlässlich beispielsweise eine Prozesssteuerung und Qualitätsüberwachung vornehmen zu können, ist vorgesehen, dass die Steuerelektronik 236 mit einem Schaltschwellenanpassungsmodul ausgestattet ist, mit dem, wie nachfolgend beispielhaft näher erläutert, die Schaltschwellen anpassbar sind.

[0037] Mit dem Schaltschwellenanpassungsmodul ist zu einem Zeitpunkt t1, bei dem eine erste Aktivierungsschaltschwelle lact1, die mit einem vorbestimmten Verhältnis über einer typischen untersten Minimalintensität Imin1-2 und damit auf einer ansteigenden Flanke liegt, überschritten worden ist, die Treiberstufe 406 aktivierbar. Anschließend ist mit dem Schaltschwellenanpassungsmodul ein erstes lokales Intensitätsmaximum Imax1 zum Zeitpunkt t2 bestimmbar und relativ zu dem Intensitätsmaximum Imax1 im Voraus eine erste Vorschubschaltschwelle Ifwd1 auf der fallenden Flanke zum Weiterschalten bestimmbar. Nach Unterschreiten der ersten Vorschubschaltschwelle Ifwd1 zum Zeitpunkt t3 erfolgt ein Erzeugen eines Signals zum Drehen um einen Drehschritt.

[0038] Anschließend ist zu einem Zeitpunkt t4, bei dem eine vorausbestimmte zweite Aktivierungsschaltschwelle lact2, die mit einem auch unter Berücksichtigung des durch das vorangegangene lokale Intensitätsmaximum Imax1 vorbestimmten Verhältnis über einer typischen untersten Minimalintensität Imin1-2 und damit auf einer ansteigenden Flanke liegt, erneut die Treiberstufe 406 aktivierbar. Anschließend ist mit dem Schaltschwellenanpassungsmodul ein zweites lokales Intensitätsmaximum Imax2 zum Zeitpunkt t5 bestimmbar und im Voraus relativ zu dem zweiten Intensitätsmaximum Imax2 eine zweite Vorschubschaltschwelle auf der fallenden Flanke bestimmbar.

[0039] Bei diesem Beispiel ist jedoch mit dem Schaltschwellenanpassungsmodul feststellbar, dass aufgrund des Vorhandenseins einer Doppelkathode an dieser Stelle vor Unterschreiten der vorausberechneten zweiten Vorschubschaltschwelle zum Zeitpunkt t6 ein lokales Minimum Imin3 durchlaufen worden ist, so dass die zweite Vorschubschaltschwelle nicht mehr unterschritten werden wird. Vielmehr erfolgt ein Erzeugen eines Signals zum Drehen um einen Drehschritt sowie ein Bestimmen einer dritten Aktivierungsschaltschwelle lact3 unter Berücksichtigung des vorangegangenen lokalen Intensitätsmaximums Imax2 und des vorangegangenen lokalen Intensitätsminimums Imin3 im Voraus. Nach Überschreiten der dritten Aktivierungsschaltschwelle lact3 zum Zeitpunkt t7 ist die Treiberstufe 406 wieder aktivierbar.

[0040] Anschließend ist mit dem Schaltschwellenanpassungsmodul ein drittes lokales Intensitätsmaximum Imax3 zum Zeitpunkt t8 und relativ zu dem dritten Intensitätsmaximum Imax3 im Voraus eine dritte Vorschubschaltschwelle Ifwd3 auf der fallenden Flanke bestimmbar. Nach Unterschreiten der dritten Vorschubschaltschwelle Ifwd3 zum Zeitpunkt t9 erfolgt erneut ein Erzeugen eines Signals zum Drehen um einen Drehschritt.

[0041] Auf diese Art und Weise sind auch die durch eine Doppelkathode entstehenden Einzelintensitäten mit entsprechenden Beschichtungsvorgängen voneinander getrennt analysierbar.

[0042] Fig. 7 zeigt in einem Blockschaubild eine Weiterbildung des anhand Fig. 4 erläuterten Ausführungsbeispiels. Bei der Weiterbildung gemäß Fig. 7 ist ein Schallaufnehmer 703 beispielsweise in Gestalt eines Körperschallsensors oder eines Mikrofons vorgesehen, der über eine Wandlerstufe 706 an den Prozessor 254 angeschlossen ist. Weiterhin ist die Weiterbildung gemäß Fig. 7 mit einem Zähler 709 ausgestattet, mit dem die Weiterschaltungen zählbar sind.

[0043] Mit der Weiterbildung gemäß Fig. 7 ist es möglich, bei beispielsweise durch Verkratzen der Oberfläche eines Substrats durch Ablagerungen an Transportrollen die hierfür charakteristischen Schallsignale aufzunehmen sowie mit Angabe des Zählerstandes und der verstrichenen Zeit die Position des den Kratzer verursachenden Materials innerhalb der Beschichtungsanlage zu bestimmen. Dadurch lässt sich bei Bedarf eine effiziente Reparatur der Beschichtungsanlage durchführen.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Überwachen eines wenigstens einen Beschichtungsvorgang aufweisenden Beschichtungsprozesses mit einer Trägerplatte (112), die eine Zentralfreimachung (115) und Aufnahmeräume (203, 206, 209, 212) aufweist, mit einer Drehscheibe (118), die drehbar in der Zentralfreimachung (115) der Trägerplatte (112) gelagert ist und die wenigstens eine Analyseausnehmung (121) aufweist, mit einem Antrieb (275), mit dem die Drehscheibe (118) in wenigstens einer Drehrichtung zu einer Drehung antreibbar ist, und mit einer Triggereinheit (406) zum Ansteuern des Antriebs (275), dadurch gekennzeichnet, dass eine lösbar fest mit der Trägerplatte (112) verbindbare Deckplatte (124) vorhanden ist, die wenigstens eine Sensorausnehmung (130, 133) aufweist, dass eine die Triggereinheit (406) umfassende Steuerelektronik (236) vorhanden ist, die in einem Aufnahmeraum (209) angeordnet ist und die eine Sensoreinheit (245, 248, 251) aufweist, mit der in Abhängigkeit von für einen Beschichtungsprozess charakteristischen, von der Sensoreinheit (245, 248, 251) erfassten Messsignalen (503) die Triggereinheit (406) zu bestimmten Zeitpunkten (t1, t2, t3, t4, t7, t9) des Beschichtungsprozesses ansteuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit wenigstens einen Strahlungssensor (245) umfasst, der für bei einem Beschichtungsprozess zum Durchführen eines Beschichtungsvorgangs erzeugte, relativ kurzwellige elektromagnetische Strahlung sensitiv ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit wenigstens einen Temperatursensor (248) umfasst, der für bei einem Beschichtungsprozess im Bereich der Vorrichtung herrschende Temperaturen sensitiv ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dass die Sensoreinheit wenigstens einen Beschleunigungssensor (251) aufweist, der für während eines Beschichtungsprozesses auftretende Beschleunigungen sensitiv ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schallaufnehmer (703) und ein Zähler (709) zum Lokalisieren von Verkratzungen verursachenden Beschichtungsvorgängen vorhanden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (236) eine Schnittstelle für einen Wechseldatenspeicher (257) aufweist, auf dem zeitaufgelöst Messsignale abspeicherbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (236) wenigstens einen Festspeicher (260), auf dem Messsignale zeitaufgelöst abspeicherbar sind, und eine Schnittstelle (266, 269) zum Auslesen des Festspeichers (260) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (236) einen Programmspeicher (263) und eine Schnittstelle (266, 269) zum Zugriff auf den Programmspeicher (263) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Energiespeicher (224, 227) für elektrische Energie vorhanden ist, der in einem Aufnahmeraum (203, 206) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (275) eine Komponente eines elektromechanischen Kipphebelmechanismus (242) ist, der mit einer entlang des Umfangs der Drehscheibe (118) ausgebildeten Zahnstruktur (293) zum Drehen der Drehscheibe (118) in Eingriff bringbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebelmechanismus (242) mit einem in einer Richtung betätigbaren Schwenkhebel (287) zum aktiven Antrieb der Drehscheibe (118) in einer Drehrichtung und mit einem federunterstützten Rückzug (296) zum Überführen des Schwenkhebels (287) in eine Ruhestellung eingerichtet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Trägerplatte (112) und der Drehscheibe (118) ein reibungsarmes Drehscheibenlager (306) angeordnet ist.

13. Verfahren zum Überwachen eines wenigstens einen Beschichtungsvorgang aufweisenden Beschichtungsprozesses mit den Schritten

- Bereitstellen eines Substrats,

- Anordnen einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 auf dem Substrat,

- Abnehmen der Vorrichtung von dem Substrat und Analysieren eines Analysebeschichtungsbereichs oder von Analysebeschichtungsbereichen, die jeweils von der Analyseausnehmung (121) während eines Beschichtungsvorganges von der Analyseausnehmung (121) frei belassen waren,
gekennzeichnet durch die Schritte

- Bereitstellen einer Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 12 und

- Durchführen eines Beschichtungsprozesses mit Erfassen von Messsignalen durch die Sensoreinheit (245, 248, 251) und Ansteuern der Triggereinheit (406) zu bestimmten Zeitpunkten (t1, t2, t3, t4, t7, t9) mit Drehen der Drehscheibe (118).

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehscheibe (118) jeweils zu einem Zeitpunkt (t2, t3, t4, t6) am Ende einer abfallenden Flanke eines Messsignals (503) gedreht wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitpunkte (t2, t3, t4, t6) in Abhängigkeit der maximalen Intensität (Imax1, Imax2) eines Beschichtungsvorgangs festgelegt werden.

Claims

1. Device for monitoring a coating process comprising at least one coating operation, with a carrier plate (112) which has a central clearance (115) and receiving spaces (203, 206, 209, 212), with a turntable (118) which is rotatably mounted in the central clearance (115) of the carrier plate (112) and which has at least one analysis recess (121), with a drive (275) with which the turntable (118) can be driven to rotate in at least one direction of rotation, and with a trigger unit (406) for controlling the drive (275), characterized in that there is a cover plate (124) which can be detachably connected to the carrier plate (112) and which has at least one sensor recess (130, 133), that there is control electronics (236) comprising the trigger unit (406) and which is arranged in a receiving space (209). and which has a sensor unit (245, 248, 251) with which the trigger unit (406) can be controlled at specific times (t1, t2, t3, t4, t7, t9) of the coating process depending on measurement signals (503) characteristic of a coating process and detected by the sensor unit (245, 248, 251).

2. Device according to claim 1, characterized in that the sensor unit comprises at least one radiation sensor (245) which is sensitive to relatively short-wave electromagnetic radiation generated during a coating process for carrying out a coating operation.

3. Device according to claim 2, characterized in that the sensor unit comprises at least one temperature sensor (248) which is sensitive to temperatures prevailing in the region of the device during a coating process.

4. Device according to claim 2 or claim 3, characterized in that the sensor unit has at least one acceleration sensor (251) which is sensitive to accelerations occurring during a coating process.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a sound sensor (703) and a counter (709) are provided for locating coating processes causing scratches.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control electronics (236) have an interface for a removable data storage device (257) on which time-resolved measurement signals can be stored.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control electronics (236) have at least one memory (260) on which measurement signals can be stored in a time-resolved manner, and an interface (266, 269) for reading out the memory (260).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the control electronics (236) have a program memory (263) and an interface (266, 269) for accessing the program memory (263).

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one energy storage device (224, 227) for electrical energy is present, which is arranged in a receiving space (203, 206).

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the drive (275) is a component of an electromechanical rocker arm mechanism (242) which can be brought into engagement with a tooth structure (293) formed along the circumference of the turntable (118) for rotating the turntable (118).

11. Device according to claim 10, characterized in that the rocker arm mechanism (242) is equipped with a pivot lever (287) operable in one direction for actively driving the turntable (118) in one direction of rotation and with a spring-assisted retraction (296) for transferring the pivot lever (287) into a rest position.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that a low-friction turntable bearing (306) is arranged between the carrier plate (112) and the turntable (118).

13. Method for monitoring a coating process comprising at least one coating operation, comprising the steps - Providing a substrate,

arranging a device having the features of the preamble of claim 1 on the substrate, removing the device from the substrate and analyzing a coated area or areas which were each left free from the analysis recess (121) during a coating process,

characterized by the steps - Providing a device having the characterizing features of one of claims 1 to 12 and

Carrying out a coating process with detection of measurement signals by the sensor unit (245, 248, 251) and controlling the trigger unit (406) at specific times (t1, t2, t3, t4, t7, t9) by rotating the turntable (118).

14. Method according to claim 13, characterized in that the turntable (118) is rotated at a time (t2, t3, t4, t6) at the end of a falling edge of a measurement signal (503).

15. Method according to claim 13 or claim 14, characterized in that the times (t2, t3, t4, t6) are determined as a function of the maximum intensity (Imax1, Imax2) of a coating process.

Revendications

1. Dispositif de surveillance d'un processus de revêtement comprenant au moins une opération de revêtement, comprenant une plaque de support (112) qui présente un espace libre central (115) et des espaces de réception (203, 206, 209, 212), un plateau tournant (118) qui est monté rotatif dans l'espace libre central (115) de la plaque de support (112) et qui présente au moins un évidement d'analyse (121), un entraînement (275) avec lequel le plateau tournant (118) peut être entraîné en rotation dans au moins un sens de rotation, et une unité de déclenchement (406) pour commander l'entraînement (275), caractérisé en ce qu'il est prévu une plaque de recouvrement (124) qui peut être reliée de manière amovible à la plaque de support (112) et qui présente au moins un évidement de capteur (130, 133), en ce qu'il est prévu une électronique de commande (236) comprenant l'unité de déclenchement (406) et qui est disposée dans un espace de réception (209). et qui comporte une unité de capteur (245, 248, 251) avec laquelle l'unité de déclenchement (406) peut être commandée à des moments spécifiques (t1, t2, t3, t4, t7, t9) du processus de revêtement en fonction de signaux de mesure (503) caractéristiques d'un processus de revêtement et détectés par l'unité de capteur (245, 248, 251).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de détection comprend au moins un capteur de rayonnement (245) qui est sensible à un rayonnement électromagnétique à ondes relativement courtes généré pendant un processus de revêtement pour réaliser une opération de revêtement.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de détection comprend au moins un capteur de température (248) qui est sensible aux températures régnant dans la région du dispositif pendant un processus de revêtement.

4. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que l'unité de capteur comporte au moins un capteur d'accélération (251) qui est sensible aux accélérations se produisant pendant un processus de revêtement.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un capteur sonore (703) et un compteur (709) est prévu pour localiser les rayures pendant les processus de revêtement.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'électronique de commande (236) comporte une interface pour un dispositif de stockage de données amovible (257) sur lequel des signaux de mesure résolus dans le temps peuvent être stockés.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'électronique de commande (236) comporte au moins une mémoire (260) sur laquelle des signaux de mesure peuvent être stockés de manière résolue dans le temps, et une interface (266, 269) pour lire la mémoire (260).

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'électronique de commande (236) comporte une mémoire de programme (263) et une interface (266, 269) pour accéder à la mémoire de programme (263).

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de stockage d'énergie (224, 227) pour l'énergie électrique, qui est disposé dans un espace de réception (203, 206).

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'entraînement (275) est un composant d'un mécanisme à culbuteur électromécanique (242) qui peut être amené en prise avec une structure dentée (293) formée le long de la circonférence du plateau tournant (118) pour faire tourner le plateau tournant (118).

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le mécanisme à culbuteurs (242) est équipé d'un levier pivotant (287) pouvant être actionné dans une direction pour entraîner activement le plateau tournant (118) dans une direction de rotation et d'un mécanisme de rétraction assisté par ressort (296) pour transférer le levier pivotant (287) dans une position de repos.

12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'un palier de plateau tournant à faible frottement (306) est disposé entre la plaque de support (112) et le plateau tournant (118).

13. Procédé de surveillance d'un procédé de revêtement comprenant au moins une opération de revêtement, comprenant les étapes - Fournir un substrat,

- disposer sur le substrat un dispositif présentant les caractéristiques du préambule de la revendication 1,

- retirer le dispositif du substrat et analyser une ou plusieurs zones de revêtement d'analyse qui ont chacune été laissées libres de l'évidement d'analyse (121) au cours d'un processus de revêtement,
caractérisé par les étapes - Fournir un dispositif présentant les caractéristiques caractéristiques de l'une des revendications 1 à 12 et

- Réalisation d'un processus de revêtement avec détection de signaux de mesure par l'unité de capteur (245, 248, 251) et commande de l'unité de déclenchement (406) à des instants précis (t1, t2, t3, t4, t7, t9) par rotation du plateau tournant (118).

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le plateau tournant (118) est mis en rotation à un instant (t2, t3, t4, t6) à la fin d'un front descendant d'un signal de mesure (503).

15. Procédé selon la revendication 13 ou la revendication 14, caractérisé en ce que les temps (t2, t3, t4, t6) sont déterminés en fonction de l'intensité maximale (Imax1, Imax2) d'un processus de revêtement.

Zeichnung