EP4098369A1 - Device and method for influencing particles - Google Patents

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EP4098369A1
EP4098369A1 EP21176884.1A EP21176884A EP4098369A1 EP 4098369 A1 EP4098369 A1 EP 4098369A1 EP 21176884 A EP21176884 A EP 21176884A EP 4098369 A1 EP4098369 A1 EP 4098369A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
field generator
carrier
carrier device
process space
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.)
Pending
Application number
EP21176884.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Denis Heink
Thorsten Faber
Christoph Krause
Tim Krause
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krause Besitz & Co Kg GmbH
Original Assignee
Krause Besitz & Co Kg GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krause Besitz & Co Kg GmbH filed Critical Krause Besitz & Co Kg GmbH
Priority to EP21176884.1A priority Critical patent/EP4098369A1/en
Publication of EP4098369A1 publication Critical patent/EP4098369A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • B05B5/087—Arrangements of electrodes, e.g. of charging, shielding, collecting electrodes
    • B05B5/088—Arrangements of electrodes, e.g. of charging, shielding, collecting electrodes for creating electric field curtains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • B05B5/10—Arrangements for supplying power, e.g. charging power

Definitions

  • the invention relates to a device that is provided and set up to influence the position and/or movement of a number of particles located in a process space together with a gaseous insulating medium, with at least one carrier device and with at least one field generator, the carrier device being adjacent to the process space is provided with a section with a planar extension and has at least one receiving area on this, at which the particles from the process space can be at least partially received or received.
  • the invention also relates to a method for operating such a device.
  • Particles together with a gaseous insulating medium in a process space change their position or move regularly using gravity or by acceleration from a delivery device in order, intentionally or not, to get into at least one receiving area of the carrier device, in which they accumulate and possibly .can enrich.
  • they often perform a type of movement that is not directionally stable, which makes targeted accumulation more difficult at greater distances from the recording area due to the path the particles have to travel and with a large scattering of the particles with regard to a possibly desired recording location connected is.
  • the solution according to the invention consists in particular in that the field generator on the device is provided with a generator for generating a high voltage or is electrically connected to it, the at least one field generator being or can be arranged on the carrier device and can be moved together with it relative to the process space is provided, wherein the at least one field generator generates an adjustable stationary electric field in such a way; that an active component of the adjustable electric field generated reaches through the process space and the adjustable electric field generated by the field generator deflects the particles from the process space in the direction of the receiving area of the carrier device.
  • the field generator together with the carrier device and the generator as well as a voltage supply feeding the generator forms a type of field generation device.
  • the generator can expediently be in the form of a semiconductor circuit for generating a high voltage which can be connected or is connected to the field generator, for example an electrode arrangement.
  • the terminal voltage of the DC voltage supply can preferably be 24 VDC, but other voltage values are also possible.
  • the increased precision when depositing particles in the recording area is therefore due to the fact that the relevant particles are influenced with the aid of an electrostatic field in such a way that they are directed, aligned or transported in a desired direction.
  • the underlying physical mechanism is polarization for non-conductive particles and influence for conductive particles.
  • the field generator uses a planar, bipolar electrode arrangement that generates a high electric field. This can be in break down a parallel and vertical active component.
  • the perpendicular component of the E-field means that a homogeneous electric field is present above the electrode, emanating from its surface. Within the electric field, particles are either polarized or influenced, regardless of their conductivity, and are thus aligned parallel to the electric field component.
  • the aligned particles migrate along the electric field lines in the direction of the surface of the electrode into the receiving area and can, for example, form a layer-like application or a three-dimensional substrate there as a deposit and cover at least a partial area of the receiving area with this.
  • the side of the carrier device provided with the receiving area which faces the process chamber forms a surface potential.
  • a dispensing device can enter the number of particles in the process space, so that a specific type or quantity of particles can be introduced into the process space in a targeted manner. Due to the electrical field and the precision that can be achieved as a result, with a view to the lower scattering of the particles, the distance between such a delivery device and the receiving area can be provided in the order of magnitude of up to several centimeters, which means that objects (or their production) cannot be exposed to a negligible height extension, ie in the direction of distance between the dispensing device and the receiving area, allows.
  • the distance mentioned can actually be from fractions of a millimeter up to several centimeters, for example between 1 and 40 mm lie, without this being a determination of a specific distance should take place.
  • the electric field effectively suppresses the larger scattering of the particles at the application site that normally accompanies the increase in the aforementioned distance.
  • a general "deposit pattern" with less scattering of particles is achieved, which is made possible by stabilization of the trajectory of the particles separated by the dispensing device when they leave it by the static electric field generated by the field generator of the carrier device.
  • the dispensing device can in particular be designed to be movable in multiple axes.
  • a field generator can be advantageously arranged on the carrier device if the at least one field generator has at least one section with a planar extension, which can be fixed to the same section of the carrier device or is fixed in a position of use, with the At least partially cover cross sections of the flat sections of the at least one field generator and of the carrier device.
  • the flat section of the carrier device can take up a larger area than that section of the field generator, but other configurations are also conceivable.
  • the flat sections of the at least one field generator and the carrier device can be arranged adjacent to one another in such a way that they contact one another at least indirectly in some areas.
  • direct contact is also conceivable, which makes the distance disappear.
  • layers such as foils or lacquers can be arranged between the relevant flat sections, which can be used to homogenize the field.
  • the carrier device of the device according to the invention can be arranged or is arranged between the process space and the at least one field generator.
  • the extent of the flat sections of the at least one field generator and of the carrier device can be flat or have at least one or more axis curvature. Due to the orientation of the electric field in this regard, a corresponding deposition of particles takes place in a respective receiving area.
  • Other forms of the carrier device are also conceivable.
  • the flat section of the carrier device can be designed with a plate-like carrier, to which the at least one field generator is fixed by means of a fastener.
  • the carrier can be formed from an electrically insulating material, through which the electric field reaches, since the field generator is arranged on its side facing away from the process space.
  • the carrier can be formed with a glass material, for example with a borosilicate glass material, a soda-lime glass material or a glass material containing lead.
  • a construction from Plexiglas or from a stoneware material or from other materials is also conceivable, whereby these should have a high permittivity in order to ensure a high electric field.
  • the carrier of the carrier device can be provided with a coating on at least one side of its areal extent, so that the homogeneity of the field is promoted.
  • the fastening means can be in the form of a casting compound, by means of which the field generator is cast and thus securely held on the carrier.
  • the carrier of the carrier device can, for example, be rectangular or square with an area between 0.01 m 2 and 16 m 2 and/or have a plate thickness in the range between 5 mm and 25 mm.
  • other extensions of the carrier are also conceivable, both in terms of its shape and its size, so that in principle it can assume a free form.
  • the at least one field generator can be formed by an electrode arrangement arranged on the carrier be applied, there are also other methods of attachment conceivable.
  • These tracks form legs of the electrode arrangement, each of which has a leg width w between 2 mm and 20 mm, for example, while the ratio w / d of leg width w to a leg spacing d is between 0.25 and 1.5.
  • Such an electrode arrangement is then formed with electrode legs engaging in one another like a comb, but other arrangements are also conceivable.
  • the design of the respective electrode arrangement limits the applied high voltage, for example to a high voltage in the range between 10 and 30 kV. In principle, however, high voltages with any values are conceivable.
  • the aforementioned electrode geometry is therefore a comb electrode in which high voltage or ground potential (GND) is applied alternately to the individual electrode legs.
  • GND ground potential
  • This creates between a high electrical field for the web structures insulated with, for example, encapsulation.
  • This can be broken down into a parallel and vertical active component.
  • the vertical component of the E-field causes a homogeneous electr. field is present.
  • particles are either polarized or influenced, regardless of their conductivity, and are thus aligned parallel to the electric field component.
  • the aligned particles migrate along the electric field lines to the surface of the support device, which thus forms a plate electrode.
  • the carrier device is designed with a flat plate, since an approximately homogeneous electrical field can be assumed in the area within the longitudinal and transverse sides of the plate-like carrier device
  • the electrode legs of the comb-shaped electrode arrangement can each have a leg width w between 2 mm and 20 mm and the ratio w/d of leg width w to a leg spacing d can be between 0.25 and 1.5.
  • the leg width w can be between 4 and 8 mm, preferably 6 mm, and the ratio w/d can be between 0.75 and 1.25, in particular 1.
  • the carrier device in a further embodiment of the device, which keeps the carrier device and the field generator connected to one another in a form that is easy to handle, can be provided with a frame part that encloses or runs around the carrier and the fastening means at their side edges. In this way, the carrier device and the field generator are protected from harmful influences at their edges.
  • versions for example versions only with a movable encapsulation, which are frameless and consist only of encapsulation and electrode arrangement, conceivable.
  • a holding device can be provided on the carrier device, for example in the area of the receiving area, which is set up to hold an object arranged in the receiving area on which deflected particles located in the processing space accumulate. In this way, an application of particles can be formed on the respective object.
  • the object can be held on the receiving area by a holding device of a mechanical nature, such as a clamp.
  • the holding device can in turn also be provided to move the object relative to the carrier device and/or the above-mentioned delivery device.
  • the same or another control device can control the switching on and off of the electric field and its strength via the high voltage.
  • a drive device can also be provided, by means of which the carrier device with the field generator can be moved in one or more axes relative to the process space.
  • a further development of the device according to the invention can consist in constructing the carrier device with the field generator and the generator as a transportable particle deflection device that can be attached in any way to a process space in order to separate particles from this, possibly on the surface of an object.
  • particles are introduced into the process space by means of a delivery device.
  • the method according to the invention can be used in particular either for the production of a receiving region that is at least partially covered with the particles or for the additive manufacturing of a substrate.
  • a distance of a delivery device from predetermined locations of the receiving area when particles are introduced can be set to between 1 and 40 mm, preferably between 2 and 25 mm, and kept constant at least during a single implementation of the method other distances are also conceivable.
  • a high voltage in the range between 10 and 30 kV can be generated by the generator.
  • other high voltages are also conceivable when carrying out the method.
  • the 1 shows a partial perspective side view of a device, designated as a whole by 100, which is provided and set up to influence the position and/or movement of a number of particles 50 located in a process chamber 40 together with a gaseous insulating medium (not shown), with a carrier device 10 and with a field generator 20.
  • the carrier device 10 is provided adjacent to the processing space 40 with a section 12 with a planar extension and on this at least one receiving area 30 at which the particles 50 from the processing space 40 are at least partially received.
  • the process space is formed from a volume which is adjacent to the carrier device and is filled with ambient air as the gaseous insulation medium.
  • the field generator is connected to a generator 70 for generating a high voltage, and the field generator is arranged on the carrier device 10 (better to see, for example, in FIG 2 ) and is provided so that it can be moved relative to the process space 40 together with it; a drive device provided for this purpose is not shown for reasons of clarity.
  • the field generator generates an adjustable stationary electric field, which reaches through the processing space with an active component and deflects the particles 50 out of the processing space 40 in the direction of the receiving area 30 of the carrier device 10 .
  • a delivery device 52 which delivers particles 50 in the direction of the receiving area 30 spaced apart from it, in which the particles 50 are to be separated.
  • the receiving area 30 is provided in the section 11a located adjacent to the process space with a planar extension, which has a planar, essentially planar extension, and has a surface area smaller than that of the carrier device 10 .
  • the particles 50 released from the process space 40 by the electric field in its direction are applied to a plurality of predetermined receiving locations.
  • a section of the receiving area 30 is covered over a large area by the particles or a substrate held on the carrier device 10 is deposited in the receiving area 30 .
  • the field generator 20 arranged on the carrier device 10 (in FIG 1 (not shown in detail) generates a stationary electric field 60 between the receiving area 30 and the delivery device in the process space 40, which directs the particles in the direction of the predetermined receiving locations of the receiving area 30 on the carrier device 10.
  • FIG.1 Schematically shows the Fig.1 furthermore, a semiconductor circuit 72 to which the field generator 20 (not shown in detail) is connected to the carrier device 10 in order to make a high voltage available to the field generator 20.
  • the circuit 72 is shown as a flyback converter merely as an example for the high-voltage supply, in which a higher voltage is generated by controlling a transistor 73 through the control coil 74 and the different turns ratio of the primary coil 75 and the secondary coil 76 .
  • the generator 70 of the device 100 is provided with a voltage supply 78 which supplies the generator 70 with a supply voltage Vcc, which in the illustrated case is 24VDC.
  • the Figure 2a shows a plan view of the carrier device with the electrode arrangement of the field generator of the embodiment of the device from FIG 1 and the Fig.2b shows a perspective side view of an enlarged section of the carrier device of the embodiment of the device from FIG Figure 2a .
  • the field generator 20 with a flat electrode arrangement 22 is arranged on the plate-like carrier device 10 .
  • the electrode arrangement 22 of the field generator 20 can be seen by the observer behind the transparent carrier 12 of the carrier device 10, which is made of a glass material and on which it is fixed.
  • the electrode arrangement 22 is cast on the side of the carrier 12 of the carrier device 10 facing away from the process space 40 .
  • the electrode arrangement 22 is comb-shaped and its individual electrode legs 22a, 22b are alternately connected to high voltage or ground potential (GND).
  • GND ground potential
  • the particles 50 are either polarized or influenced, regardless of their conductivity, and are thus aligned parallel to the electric field component. As a result, the aligned particles 50 migrate along the electric field lines in the direction of the surface of the carrier device 10 with the application sites 14 located in the receiving area 30.
  • FIG. 3 This fact is also shown by 3 with a planar side view of the carrier device 10 of the embodiment of the device 10 from FIGS 1 and 2 with the static electrical field generated by the field generator and the polarized particles 50.
  • the plate-like carrier device 10 can be seen, the surface potential of which causes the particles of the applied material to move along the field lines to the predetermined receiving locations 14 assigned to them.
  • the strength of the alignment or speed of the individual particles 50 can be influenced by the level of the electrical field above the surface of the plate-shaped carrier device 10 .
  • a further influencing factor is the permittivity ⁇ r of the particles 50 . The higher the permittivity of the particles, the more they can be influenced by the bipolar electrode arrangement 22 on the carrier device 10 .
  • the Fig. 4a, b 12 show a perspective side view from above of the embodiment of the carrier device with planar carrier of the device of FIGS Figures 1 to 3 with electrode arrangement of the field generator ( Figure 4a ) and a top perspective view of another embodiment of the support means of the curved support device ( Figure 4b ).
  • the field generator 20, 20' each has a section 11b with a flat extension, which is fixed to the same section 11a of the carrier device 10, the cross section of the flat section 11b of the field generator 20 and the cross section of the flat section 11a of the carrier device 10 overlap one another.
  • the extension of the flat sections 11b, 11a of the field generator 20 and of the carrier device 10 are flat.
  • the extension of the flat sections 11a ', 11b' of Carrier device 10 'and field generator 20' in the Figure 4b curved or arched so that, for example, an accumulation of particles in a likewise curved receiving area 30' or on a similarly curved object (not shown) arranged in the receiving area 30' is made possible.
  • the carrier device 10′ shows a uniform curvature with the ends pointing upwards.
  • the Fig. 5a, b 12 show a sectional side view of a lateral end of the embodiment of FIGS Figures 1-4a ( Figure 5a ) and a detailed view of the end of the page of the embodiment of the device from FIG Fig. 5a (Fig. 5b ).
  • the carrier device 10 is provided with a frame part 18 that runs around the carrier 12 and the fastening means 14 at the side edges.
  • the circular section of the Figure 5a grasps the in the Figure 5b shown end region, which shows the carrier device 10 in greater detail. It can be seen here that the flat section 11a of the carrier device 10 has a planar extension, this being formed with a plate-like carrier 12 to which the electrode arrangement 22 of the field generator 20 is fixed by means of a fastening means 14 in the form of a casting compound.
  • the carrier 12 is made of an electrically insulating material and the carrier 12 is provided with a coating 16a, 16b on the upper side of its flat extension and on the lower side of its flat extension, which promotes the homogeneity of the electric field.
  • the Casting compound 14 is limited by a support 19, the side edge of which is in turn surrounded by the frame part 18.
  • the frame part 18 forms a T-profile whose inwardly facing surfaces each form a joint for the coated carrier 12, the casting compound 14 and the support 19.
  • the stated object is achieved by the invention with a device 100 which is provided and set up to influence the position and/or movement of a number of particles 50 located in a process space 40 together with a gaseous insulating medium, with a Carrier device 10, 10' and with a field generator 20, 20', the carrier device 10, 10' being provided adjacent to the process chamber 40 with a section 11a with a planar extension and on this at least one receiving area 30, 30', on which the Particles 50 from the process space 40 are at least partially absorbable.
  • the field generator 20, 20' is electrically connected to a generator 70 for generating a high voltage and is arranged on the carrier device 10, 10' and is provided so that it can be moved relative to the process space 40, with the field generator 20, 20' generating an adjustable stationary electric field 60 so generated; that an active component of the adjustable electric field 60 generated reaches through the process space, and the adjustable electric field 60 generated by the field generator 20, 20' deflects the particles 50 from the process space 40 in the direction of the receiving area 30, 30' of the carrier device 10, 10' .

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (100) vorgeschlagen, die vorgesehen und eingerichtet ist, Lage und/oder Bewegung einer Anzahl von in einem Prozessraum (40) zusammen mit einem gasförmigen Isolationsmedium befindlichen Partikeln (50) zu beeinflussen, mit einer Trägereinrichtung (10, 10') und mit einem Felderzeuger (20, 20'), wobei die Trägereinrichtung (10, 10') benachbart zu dem Prozessraum (40) mit einem Abschnitt (11a) mit flächiger Erstreckung versehen ist und an diesem wenigstens einen Aufnahmebereich (30, 30') aufweist, an welchem die Partikel (50) aus dem Prozessraum (40) zumindest teilweise aufnehmbar sind. Der Felderzeuger (20, 20') ist dabei mit einem Generator (70) zur Erzeugung einer Hochspannung elektrisch verbunden und an der Trägereinrichtung (10, 10') angeordnet und gemeinsam mit dieser gegenüber dem Prozessraum (40) bewegbar vorgesehen, wobei der Felderzeuger (20, 20') ein einstellbares stationäres elektrisches Feld (60) derart erzeugt; dass eine Wirkkomponente des erzeugten einstellbaren elektrischen Feldes (60) durch den Prozessraum (40) greift, und das seitens des Felderzeugers (20, 20') erzeugte einstellbare elektrische Feld (60) die Partikel (50) aus dem Prozessraum (40) in Richtung des Aufnahmebereichs (30, 30') der Trägereinrichtung (10, 10') ablenkt.A device (100) is proposed which is provided and set up to influence the position and/or movement of a number of particles (50) located in a process space (40) together with a gaseous insulating medium, with a carrier device (10, 10' ) and with a field generator (20, 20'), wherein the carrier device (10, 10') is provided adjacent to the processing space (40) with a section (11a) with a planar extension and at least one receiving area (30, 30') on this ) has, on which the particles (50) from the process space (40) can be at least partially accommodated. The field generator (20, 20') is electrically connected to a generator (70) for generating a high voltage and is arranged on the carrier device (10, 10') and is provided so that it can be moved together with this in relation to the process space (40), the field generator ( 20, 20') generates an adjustable stationary electric field (60) in such a way; that an active component of the adjustable electric field (60) generated reaches through the processing space (40), and the adjustable electric field (60) generated by the field generator (20, 20') moves the particles (50) out of the processing space (40) in the direction of the receiving area (30, 30') of the carrier device (10, 10').

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die vorgesehen und eingerichtet ist, Lage und/oder Bewegung einer Anzahl von in einem Prozessraum zusammen mit einem gasförmigen Isolationsmedium befindlichen Partikeln zu beeinflussen, mit wenigstens einer Trägereinrichtung und mit zumindest einem Felderzeuger, wobei die Trägereinrichtung benachbart zu dem Prozessraum mit einem Abschnitt mit flächiger Erstreckung versehen ist und an diesem wenigstens einen Aufnahmebereich aufweist, an welchem die Partikel aus dem Prozessraum zumindest teilweise aufnehmbar oder aufgenommen sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a device that is provided and set up to influence the position and/or movement of a number of particles located in a process space together with a gaseous insulating medium, with at least one carrier device and with at least one field generator, the carrier device being adjacent to the process space is provided with a section with a planar extension and has at least one receiving area on this, at which the particles from the process space can be at least partially received or received. The invention also relates to a method for operating such a device.

Partikel zusammen mit einem gasförmigen Isolationsmedium in einem Prozessraum ändern ihre Lage bzw. bewegen sich regelmäßig unter Nutzung der Schwerkraft oder durch Beschleunigung seitens einer Abgabeeinrichtung, um, gewollt oder nicht, in wenigstens einen Aufnahmebereich der Trägereinrichtung zu gelangen, in welchem sie sich anlagern und ggf. anreichern können. Dabei führen sie häufig, abhängig von dem zugeordneten Geschwindigkeitsvektor, eine Art von nicht richtungsstabiler Bewegung aus, die bei größeren Abständen zu dem Aufnahmebereich aufgrund des von den Partikeln zurückzulegenden Weges eine gezielte Anlagerung erschwert und mit einer großen Streuung der Partikel bezüglich eines ggf. gewünschten Aufnahmeortes verbunden ist.Particles together with a gaseous insulating medium in a process space change their position or move regularly using gravity or by acceleration from a delivery device in order, intentionally or not, to get into at least one receiving area of the carrier device, in which they accumulate and possibly .can enrich. Depending on the assigned velocity vector, they often perform a type of movement that is not directionally stable, which makes targeted accumulation more difficult at greater distances from the recording area due to the path the particles have to travel and with a large scattering of the particles with regard to a possibly desired recording location connected is.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu Verfügung zu stellen, mittels derer eine gezielte Anlagerung von Partikeln aus dem Prozessraum erleichtert möglich und bezüglich eines gewünschten Aufnahmeortes in dem Aufnahmebereich eine geringere Partikelstreuung erreicht wird.It is therefore the object of the present invention to provide a device by means of which a targeted accumulation of particles from the processing space is easier and with respect to a desired receiving location in the receiving area less particle scattering is achieved.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Lösung besteht also insbesondere darin, dass an der Vorrichtung der Felderzeuger mit einem Generator zur Erzeugung einer Hochspannung versehen ist oder mit diesem elektrisch verbunden ist, wobei der zumindest eine Felderzeuger an der Trägereinrichtung anordenbar oder angeordnet ist und gemeinsam mit dieser gegenüber dem Prozessraum bewegbar vorgesehen ist, , wobei der zumindest eine Felderzeuger ein einstellbares stationäres elektrisches Feld derart erzeugt; dass eine Wirkkomponente des erzeugten einstellbaren elektrischen Feldes durch den Prozessraum greift und wobei das seitens des Felderzeugers erzeugte einstellbare elektrische Feld die Partikel aus dem Prozessraum in Richtung des Aufnahmebereichs der Trägereinrichtung ablenkt.This object is achieved by a device having the features of claim 1. The solution according to the invention consists in particular in that the field generator on the device is provided with a generator for generating a high voltage or is electrically connected to it, the at least one field generator being or can be arranged on the carrier device and can be moved together with it relative to the process space is provided, wherein the at least one field generator generates an adjustable stationary electric field in such a way; that an active component of the adjustable electric field generated reaches through the process space and the adjustable electric field generated by the field generator deflects the particles from the process space in the direction of the receiving area of the carrier device.

Hierbei bildet der Felderzeuger zusammen mit der Trägereinrichtung und dem Generator sowie einer den Generator speisenden Spannungsversorgung eine Art Felderzeugungseinrichtung. Der Generator kann hierbei zweckmäßigerweise als Halbleiterschaltung zur Erzeugung einer Hochspannung ausgebildet sein, die an den Felderzeuger, bspw. eine Elektrodenanordnung, anschließbar oder angeschlossen ist. Bevorzugt kann die Klemmenspannung der Gleichspannungsversorgung hierbei 24VDC betragen, es sind aber auch andere Spannungswerte möglich.In this case, the field generator together with the carrier device and the generator as well as a voltage supply feeding the generator forms a type of field generation device. In this case, the generator can expediently be in the form of a semiconductor circuit for generating a high voltage which can be connected or is connected to the field generator, for example an electrode arrangement. In this case, the terminal voltage of the DC voltage supply can preferably be 24 VDC, but other voltage values are also possible.

Die erhöhte Präzision beim Anlagern von Partikeln im Aufnahmebereich ist mithin darauf zurückzuführen, dass mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes die betreffenden Partikel derart beeinflusst werden, dass diese in eine gewünschte Richtung gelenkt, ausgerichtet bzw. transportiert werden. Der zugrunde liegende physikalische Mechanismus ist hierbei bei nicht leitfähigen Partikeln die Polarisation, sowie die Influenz bei leitfähigen Partikeln. Bei der Erzeugung des elektrostatischen Feldes zur Ausrichtung der Partikel verwendet der Felderzeuger dabei eine flächige, bipolare Elektrodenanordnung, die ein hohes elektrisches Feld erzeugt. Dieses lässt sich in eine parallele sowie senkrechte Wirkkomponente zerlegen. Die senkrechte Komponente des E-Feldes führt dazu, dass oberhalb der Elektrode ein von deren Oberfläche ausgehendes, homogenes elektrisches Feld vorhanden ist. Innerhalb des elektrischen Feldes werden Partikel, unabhängig von ihrer Leitfähigkeit entweder polarisiert, oder influenziert und somit parallel zur elektrischen Feldkomponente ausgerichtet. Als Resultat wandern die ausgerichteten Partikel entlang der elektrischen Feld Linien in Richtung der Oberfläche der Elektrode in den Aufnahmebereich und können bspw. dort als Ablagerung einen schichtartigen Auftrag oder ein dreidimensionales Substrat bilden und mit diesem zumindest einen Teilbereich des Aufnahmebereichs bedecken. Dabei bildet die dem Prozessraum zugewandte Seite der mit dem Aufnahmebereich versehenen Trägereinrichtung ein Oberflächenpotential.The increased precision when depositing particles in the recording area is therefore due to the fact that the relevant particles are influenced with the aid of an electrostatic field in such a way that they are directed, aligned or transported in a desired direction. The underlying physical mechanism is polarization for non-conductive particles and influence for conductive particles. When generating the electrostatic field to align the particles, the field generator uses a planar, bipolar electrode arrangement that generates a high electric field. This can be in break down a parallel and vertical active component. The perpendicular component of the E-field means that a homogeneous electric field is present above the electrode, emanating from its surface. Within the electric field, particles are either polarized or influenced, regardless of their conductivity, and are thus aligned parallel to the electric field component. As a result, the aligned particles migrate along the electric field lines in the direction of the surface of the electrode into the receiving area and can, for example, form a layer-like application or a three-dimensional substrate there as a deposit and cover at least a partial area of the receiving area with this. In this case, the side of the carrier device provided with the receiving area which faces the process chamber forms a surface potential.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.Preferred developments of the device according to the invention can be found in the corresponding dependent claims.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung kann eine Abgabeeinrichtung die Anzahl von Partikeln in den Prozessraum eintragen, so dass gezielt eine bestimmte Art oder Menge an Partikeln in den Prozessraum einbringbar ist. Aufgrund des elektrischen Feldes und der hierdurch mit Blick auf die geringere Streuung der Partikel erreichbaren Präzision kann der Abstand einer solchen Abgabeeinrichtung zu dem Aufnahmebereich in einer Größenordnung bis zu etlichen Zentimetern vorgesehen werden, was eine Beaufschlagung von Objekten (bzw. deren Fertigung) mit einer nicht zu vernachlässigenden Höhenerstreckung, also in Abstandsrichtung zwischen der Abgabeeinrichtung und dem Aufnahmebereich, ermöglicht. Der erwähnte Abstand kann hierbei tatsächlich von Bruchteilen eines Millimeters bis hin zu mehreren Zentimetern betragen, bspw. zwischen 1 und 40 mm liegen, ohne dass hierdurch eine Festlegung auf einen bestimmten Abstand stattfinden soll. Dabei unterbindet das elektrische Feld eine mit der Erhöhung des vorgenannten Abstandes normalerweise einhergehende größere Streuung der Partikel am Auftrageort effektiv. Sowohl bei ebenen wie bei erhabenen Substraten wird ein generell "Ablagerungsbild" mit geringerer Streuung an Partikeln erreicht, was durch eine Stabilisierung der Flugkurve der durch die Abgabeeinrichtung abgesonderten Partikels beim Verlassen von dieser durch das mittels des Felderzeugers der Trägereinrichtung erzeugte statische elektrische Feld ermöglicht. Die Abgabeeinrichtung kann dabei insbesondere mehrachsig beweglich ausgebildet sein.In an advantageous embodiment of the device, a dispensing device can enter the number of particles in the process space, so that a specific type or quantity of particles can be introduced into the process space in a targeted manner. Due to the electrical field and the precision that can be achieved as a result, with a view to the lower scattering of the particles, the distance between such a delivery device and the receiving area can be provided in the order of magnitude of up to several centimeters, which means that objects (or their production) cannot be exposed to a negligible height extension, ie in the direction of distance between the dispensing device and the receiving area, allows. The distance mentioned can actually be from fractions of a millimeter up to several centimeters, for example between 1 and 40 mm lie, without this being a determination of a specific distance should take place. The electric field effectively suppresses the larger scattering of the particles at the application site that normally accompanies the increase in the aforementioned distance. In the case of both flat and raised substrates, a general "deposit pattern" with less scattering of particles is achieved, which is made possible by stabilization of the trajectory of the particles separated by the dispensing device when they leave it by the static electric field generated by the field generator of the carrier device. The dispensing device can in particular be designed to be movable in multiple axes.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung lässt sich ein Felderzeuger in vorteilhafter Weise an der Trägereinrichtung anordnen, wenn der zumindest eine Felderzeuger zumindest einen Abschnitt mit flächiger Erstreckung aufweist, welcher an dem eben solchen Abschnitt der Trägereinrichtung festlegbar oder in einer Gebrauchsstellung festgelegt ist, wobei sich die Querschnitte der flächigen Abschnitte des zumindest einen Felderzeugers sowie der Trägereinrichtung zumindest teilweise überdecken. Dabei kann beispielsweise der flächige Abschnitt der Trägereinrichtung eine größere Fläche einnehmen, als derjenige Abschnitt des Felderzeugers, es sind aber auch andere Konfigurationen denkbar.In an advantageous development of the device, a field generator can be advantageously arranged on the carrier device if the at least one field generator has at least one section with a planar extension, which can be fixed to the same section of the carrier device or is fixed in a position of use, with the At least partially cover cross sections of the flat sections of the at least one field generator and of the carrier device. In this case, for example, the flat section of the carrier device can take up a larger area than that section of the field generator, but other configurations are also conceivable.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung können die flächigen Abschnitte des zumindest einen Felderzeugers sowie der Trägereinrichtung derart benachbart zueinander angeordnet sein, dass sie einander bereichsweise zumindest mittelbar kontaktieren. Dabei ist auch eine unmittelbare Kontaktierung denkbar, die den Abstand verschwinden lässt. Bei mittelbarer Kontaktierung können zwischen den betreffenden flächigen Abschnitten Schichten wie Folien oder Lacke angeordnet sein, die zu einer Homogenisierung des Feldes einsetzbar sind. Besonders bevorzugt ist die Trägereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen dem Prozessraum und dem zumindest einen Felderzeuger anordenbar oder angeordnet.In a preferred development of the device, the flat sections of the at least one field generator and the carrier device can be arranged adjacent to one another in such a way that they contact one another at least indirectly in some areas. In this case, direct contact is also conceivable, which makes the distance disappear. In the case of indirect contact, layers such as foils or lacquers can be arranged between the relevant flat sections, which can be used to homogenize the field. Particularly preferably, the carrier device of the device according to the invention can be arranged or is arranged between the process space and the at least one field generator.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Erstreckung der flächigen Abschnitte des zumindest einen Felderzeugers sowie der Trägereinrichtung eben oder mit zumindest einer ein- oder mehrachsigen Krümmung ausgebildet sein. Aufgrund der diesbezüglichen Ausrichtung des elektrischen Feldes erfolgt eine entsprechende Ablagerung von Partikeln in einem jeweiligen Aufnahmebereich. Es sind auch andere Formen der Trägereinrichtung denkbar.In another advantageous embodiment of the device according to the invention, the extent of the flat sections of the at least one field generator and of the carrier device can be flat or have at least one or more axis curvature. Due to the orientation of the electric field in this regard, a corresponding deposition of particles takes place in a respective receiving area. Other forms of the carrier device are also conceivable.

Um eine belastbare und sichere Anordnung des Felderzeugers an der Trägereinrichtung zu gewährleisten, kann der flächige Abschnitt der Trägereinrichtung mit einem plattenartigen Träger ausgebildet sein, an welchem der zumindest eine Felderzeuger mittels eines Befestigungsmittels festgelegt ist.In order to ensure a resilient and secure arrangement of the field generator on the carrier device, the flat section of the carrier device can be designed with a plate-like carrier, to which the at least one field generator is fixed by means of a fastener.

In bevorzugten Weiterbildungen kann zum einen der Träger aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet sein, durch den das elektrische Feld greift, da der Felderzeuger an dessen dem Prozessraum abgewandter Seite angeordnet ist. Besonders bevorzugt kann dabei der Träger mit einem Glasmaterial ausgebildet sein, beispielsweise mit einem ein Borosilikat-Glasmaterial, ein Kalk-Natron-Glasmaterial oder einem bleihaltigen Glasmaterial. Auch eine Ausbildung aus Plexiglas oder aber aus einem Steinzeugmaterial oder auch aus anderen Materialien ist denkbar, wobei diese eine hohe Permittivität aufweisen sollten, um ein hohes elektrisches Feld zu gewährleisten.In preferred developments, the carrier can be formed from an electrically insulating material, through which the electric field reaches, since the field generator is arranged on its side facing away from the process space. Particularly preferably, the carrier can be formed with a glass material, for example with a borosilicate glass material, a soda-lime glass material or a glass material containing lead. A construction from Plexiglas or from a stoneware material or from other materials is also conceivable, whereby these should have a high permittivity in order to ensure a high electric field.

Weiter kann der Träger der Trägereinrichtung an wenigstens einer Seite seiner flächigen Erstreckung mit einer Beschichtung versehen sein, so dass die Homogenität des Feldes gefördert wird. Überdies kann das Befestigungsmittel als Vergussmasse ausgebildet sein, mittels welcher der Felderzeuger vergossen und derart sicher an dem Träger gehalten ist. Der Träger der Trägereinrichtung kann zum Beispiel rechteckig oder quadratisch mit einer Fläche zwischen 0,01 m2 und 16 m2 ausgebildet sein und/oder eine Plattenstärke im Bereich zwischen 5 mm und 25 mm aufweisen. Es sind aber auch andere Erstreckungen des Trägers, sowohl hinsichtlich seiner Form, als auch seiner Größe, denkbar, so dass dieser im Prinzip eine Freiform annehmen kann.Furthermore, the carrier of the carrier device can be provided with a coating on at least one side of its areal extent, so that the homogeneity of the field is promoted. In addition, the fastening means can be in the form of a casting compound, by means of which the field generator is cast and thus securely held on the carrier. The carrier of the carrier device can, for example, be rectangular or square with an area between 0.01 m 2 and 16 m 2 and/or have a plate thickness in the range between 5 mm and 25 mm. However, other extensions of the carrier are also conceivable, both in terms of its shape and its size, so that in principle it can assume a free form.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform, mit der sich in geeigneter Weise das gewünschte hohe elektrische Feld erzeugen lässt, kann der zumindest eine Felderzeuger durch eine an dem Träger angeordnete Elektrodenanordnung gebildet sein, diese kann etwa in einem Siebdruckverfahren in Form von "Bahnen" auf den Träger aufgebracht werden, es sind auch andere Verfahren zur Anbringung denkbar. Diese Bahnen bilden Schenkel der Elektrodenanordnung, diese weisen beispielsweise jeweils eine Schenkelbreite w zwischen 2 mm und 20 mm auf, während das Verhältnis w/d von Schenkelbreite w zu einem Schenkelabstand d, zwischen 0,25 und 1,5 liegt. Eine solche Elektrodenanordnung ist dann mit kammartig ineinandergreifenden Elektrodenschenkeln ausgebildet sein, es sind aber auch andere Anordnungen denkbar. Die Ausbildung der jeweiligen Elektrodenanordnung begrenzt hierbei die angelegte Hochspannung, beispielsweise auf eine Hochspannung im Bereich zwischen 10 und 30 kV. Prinzipiell sind aber Hochspannungen mit beliebigen Werten denkbar. Bei der vorgenannten Elektrodengeometrie handelt es sich demnach um eine Kammelektrode, bei der an die einzelnen Elektrodenschenkel alternierend Hochspannung bzw. Erdpotential (GND) angelegt wird. Dadurch entsteht zwischen den mit z.B. einem Verguss isolierten Stegstrukturen ein hohes elektrisches Feld. Dieses lässt sich in eine parallele sowie senkrechte Wirkkomponente zerlegen. Die senkrechte Komponente des E-Feldes führt dazu, dass oberhalb der Plattenelektrode ein von der Oberfläche ausgehendes, homogenes elektr. Feld vorhanden ist. Innerhalb des elektr. Feldes werden Partikel, unabhängig von ihrer Leitfähigkeit entweder polarisiert, oder influenziert und somit parallel zur elektrischen Feldkomponente ausgerichtet. Im Ergebnis wandern die ausgerichteten Partikel entlang der elektrischen Feld Linien zur Oberfläche der Trägereinrichtung, die derart eine Plattenelektrode bildet. Insoweit ist es vorteilhaft, wenn die Trägereinrichtung mit einer ebenen Platte ausgebildet ist, da in dem Bereich innerhalb der Längs- und Querseiten der plattenartigen Trägereinrichtung von einem annähernd homogenen elektrischen Feld ausgegangen werden kannIn another advantageous embodiment, with which the desired high electric field can be generated in a suitable manner, the at least one field generator can be formed by an electrode arrangement arranged on the carrier be applied, there are also other methods of attachment conceivable. These tracks form legs of the electrode arrangement, each of which has a leg width w between 2 mm and 20 mm, for example, while the ratio w / d of leg width w to a leg spacing d is between 0.25 and 1.5. Such an electrode arrangement is then formed with electrode legs engaging in one another like a comb, but other arrangements are also conceivable. The design of the respective electrode arrangement limits the applied high voltage, for example to a high voltage in the range between 10 and 30 kV. In principle, however, high voltages with any values are conceivable. The aforementioned electrode geometry is therefore a comb electrode in which high voltage or ground potential (GND) is applied alternately to the individual electrode legs. This creates between a high electrical field for the web structures insulated with, for example, encapsulation. This can be broken down into a parallel and vertical active component. The vertical component of the E-field causes a homogeneous electr. field is present. Within the electrical field, particles are either polarized or influenced, regardless of their conductivity, and are thus aligned parallel to the electric field component. As a result, the aligned particles migrate along the electric field lines to the surface of the support device, which thus forms a plate electrode. In this respect, it is advantageous if the carrier device is designed with a flat plate, since an approximately homogeneous electrical field can be assumed in the area within the longitudinal and transverse sides of the plate-like carrier device

Beispielsweise können bevorzugt bei Weiterbildungen der Vorrichtung die Elektrodenschenkel der kammförmigen Elektrodenanordnung jeweils eine Schenkelbreite w zwischen 2 mm und 20 mm haben und das Verhältnis w/d von Schenkelbreite w zu einem Schenkelabstand d, zwischen 0,25 und 1,5 liegen. Insbesondere kann dabei die Schenkelbreite w zwischen 4 und 8 mm, bevorzugt 6 mm betragen und das Verhältnis w/d zwischen 0,75 und 1,25, insbesondere 1 betragen.For example, in further developments of the device, the electrode legs of the comb-shaped electrode arrangement can each have a leg width w between 2 mm and 20 mm and the ratio w/d of leg width w to a leg spacing d can be between 0.25 and 1.5. In particular, the leg width w can be between 4 and 8 mm, preferably 6 mm, and the ratio w/d can be between 0.75 and 1.25, in particular 1.

In einer weiter Ausführungsform der Vorrichtung, die die Trägereinrichtung und den Felderzeuger miteinander verbunden in einer gut handhabbaren Form bereithält, kann die Trägereinrichtung mit einem Rahmenteil versehen sein, das den Träger und das Befestigungsmittel an deren Seitenrändern einfasst oder umläuft. Auf diese Weise sind Trägereinrichtung und Felderzeuger an ihrem Rand vor schädlichen Einflüssen geschützt. Es sind aber auch andere Ausführungen, bspw. Ausführungen nur mit einem beweglichem Verguss, die rahmenlos sind und nur aus Verguss und Elektrodenanordnung bestehen, denkbar.In a further embodiment of the device, which keeps the carrier device and the field generator connected to one another in a form that is easy to handle, the carrier device can be provided with a frame part that encloses or runs around the carrier and the fastening means at their side edges. In this way, the carrier device and the field generator are protected from harmful influences at their edges. But there are also other versions, for example versions only with a movable encapsulation, which are frameless and consist only of encapsulation and electrode arrangement, conceivable.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann an der Trägereinrichtung, beispielsweise im Bereich des Aufnahmebereichs, eine Halteeinrichtung vorgesehen sein, die eingerichtet ist, einen in dem Aufnahmebereich angeordneten Gegenstand zu halten, an welchem in dem Prozessraum befindliche, abgelenkte Partikel sich anlagern. Auf diese Weise kann an dem jeweiligen Gegenstand ein Auftrag an Partikeln gebildet werden. Der Gegenstand kann zum einen durch eine Halteeinrichtung mechanischer Natur, wie eine Klammer, an dem Aufnahmebereich gehalten sein. Zum anderen ist es aber auch möglich, den Gegenstand durch das auf ihn gleichermaßen wirkende elektrische Feld festzulegen. Die Halteeinrichtung kann wiederum auch dazu vorgesehen sein, den Gegenstand gegenüber Trägereinrichtung und/oder der oben erwähnten Abgabeeinrichtung zu bewegen.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, a holding device can be provided on the carrier device, for example in the area of the receiving area, which is set up to hold an object arranged in the receiving area on which deflected particles located in the processing space accumulate. In this way, an application of particles can be formed on the respective object. On the one hand, the object can be held on the receiving area by a holding device of a mechanical nature, such as a clamp. On the other hand, it is also possible to fix the object by the electric field acting on it in the same way. The holding device can in turn also be provided to move the object relative to the carrier device and/or the above-mentioned delivery device.

Soweit Teile der Vorrichtung zueinander beweglich vorgesehen sind, ist es von Vorteil, eine betreffende Steuereinrichtung vorzusehen, die die entsprechenden Bewegungen steuert. Gleichermaßen kann die gleiche oder eine weitere Steuereinrichtung das An- und Ausschalten des elektrischen Feldes sowie dessen Stärke über die Hochspannung steuern.If parts of the device are provided so that they can move in relation to one another, it is advantageous to provide a relevant control device which controls the corresponding movements. Equally, the same or another control device can control the switching on and off of the electric field and its strength via the high voltage.

Um die Anlagerung von Partikeln noch flexibler zu gestalten, kann bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner eine Antriebseinrichtung vorgesehen sein, mittels welcher die Trägereinrichtung mit dem Felderzeuger gegenüber dem Prozessraum ein- oder mehrachsig bewegbar ist.In order to make the accumulation of particles even more flexible, in an advantageous development of the device according to the invention, a drive device can also be provided, by means of which the carrier device with the field generator can be moved in one or more axes relative to the process space.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann darin bestehen, die Trägereinrichtung mit dem Felderzeuger sowie dem Generator als transportable Partikelablenkeinrichtung auszubilden, die in beliebiger Art an einem Prozessraum angebracht werden kann, um aus diesem Partikel, ggf. an der Oberfläche eines Gegenstands abzuscheiden.A further development of the device according to the invention can consist in constructing the carrier device with the field generator and the generator as a transportable particle deflection device that can be attached in any way to a process space in order to separate particles from this, possibly on the surface of an object.

Die vorstehend formulierte Aufgabe wird gleichermaßen gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung wobei das Verfahren zumindest umfasst:

  • Bereitstellen einer Trägereinrichtung mit einem Aufnahmebereich, in welchen Partikel aus einem Prozessraum ablenkt werden;
  • Bereitstellen eines mit einem Hochspannungsgenerator versehenen Felderzeugers zur Erzeugung eines stationären elektrischen Feldes in dem Prozessraum;
  • Beaufschlagen des Prozessraums mit dem elektrischen Feld;
  • Ablenken von Partikeln aus dem Prozessraum mittels des elektrischen Feldes und Anlagern der Partikel an jeweils vorbestimmten Orten des Aufnahmebereichs.
The object formulated above is likewise achieved by a method for operating a device, the method at least comprising:
  • Providing a carrier device with a receiving area into which particles are deflected from a process space;
  • providing a field generator provided with a high-voltage generator for generating a stationary electric field in the process space;
  • subjecting the process space to the electric field;
  • Particles are deflected from the process space by means of the electric field and the particles are deposited at predetermined locations in the receiving area.

Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine erhöhte Präzision beim Ablenken von in dem Prozessraum befindlichen Partikeln in Richtung eines Aufnahmebereichs darauf zurückzuführen, dass mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes die Partikel derart beeinflusst werden, dass diese in eine gewünschte Richtung gelenkt, ausgerichtet bzw. transportiert werden. Der zugrunde liegende physikalische Mechanismus ist hierbei bei nicht leitfähigen Partikeln die Polarisation, sowie die Influenz bei leitfähigen Partikeln.In the method according to the invention, too, increased precision when deflecting particles located in the processing space in the direction of a receiving area is due to the fact that the particles are influenced with the aid of an electrostatic field in such a way that they are directed, aligned or transported in a desired direction. The underlying physical mechanism is polarization for non-conductive particles and influence for conductive particles.

Bei einer zweckmäßigen Variante des Verfahrens findet ein Eintrag von Partikeln in den Prozessraum mittels einer Abgabeeinrichtung statt.In an expedient variant of the method, particles are introduced into the process space by means of a delivery device.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann hierbei insbesondere entweder zur Herstellung eines mit den Partikeln zumindest teilweise bedeckten Aufnahmebereichs oder zur additiven Fertigung eines Substrats eingesetzt werden.In this case, the method according to the invention can be used in particular either for the production of a receiving region that is at least partially covered with the particles or for the additive manufacturing of a substrate.

Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Abstand einer Abgabeeinrichtung von vorbestimmten Orten des Aufnahmebereichs beim Eintrag von Partikeln zwischen 1 bis 40 mm, bevorzugt zwischen 2 und 25 mm, eingestellt werden und zumindest während einer einmaligen Durchführung des Verfahrens konstant gehalten werden Es sind aber auch andere Abstände denkbar.In an advantageous variant of the method according to the invention, a distance of a delivery device from predetermined locations of the receiving area when particles are introduced can be set to between 1 and 40 mm, preferably between 2 and 25 mm, and kept constant at least during a single implementation of the method other distances are also conceivable.

Bei einer anderen vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch den Generator eine Hochspannung im Bereich zwischen 10 und 30 kV erzeugt werden. Es sind bei der Durchführung des Verfahrens aber auch andere Hochspannungen denkbar.In another advantageous variant of the method according to the invention, a high voltage in the range between 10 and 30 kV can be generated by the generator. However, other high voltages are also conceivable when carrying out the method.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern zweckmäßig, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, insofar as this is expedient. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren der Zeichnung näher erläutert. In teilweise schematisierter Darstellung zeigen hierbei:

  • Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Trägereinrichtung mit Aufnahmebereich, wobei die Trägereinrichtung mit ihrem Felderzeuger an eine Hochspannungsversorgung angeschlossen ist.
  • Fig. 2a eine Draufsicht auf die Trägereinrichtung mit der Elektrodenanordnung des Felderzeugers der Ausführungsform der Vorrichtung aus der Fig. 1;
  • Fig.2b eine perspektivische Seitenansicht eines vergrößerten Ausschnitts der Trägereinrichtung der Ausführungsform der Vorrichtung aus der Fig. 2a
  • Fig.3 eine Seitenansicht der Trägereinrichtung der Ausführungsform der Vorrichtung aus den Fig. 1 und 2 mit durch den Felderzeuger erzeugtem statischen elektrischen Feld und abgelenkten Partikeln aus dem Prozessraum;
  • Fig. 4a, b eine perspektivische Seitenansicht von oben auf die Ausführungsform der Trägereinrichtung mit ebenem Träger der Vorrichtung aus den Fig. 1 bis 3 mit Elektrodenanordnung des Felderzeugers (Fig. 4a) und eine perspektivische Seitenansicht von oben auf eine weitere Ausführungsform der Trägereinrichtung der Vorrichtung mit gekrümmtem Träger (Fig. 4b); und
  • Fig. 5a, b eine Seitenansicht eines seitlichen Endes der Ausführungsform aus den Fig. 1-4a (Fig. 5a) sowie eine Detailansicht des Seitenendes der Ausführungsform der Vorrichtung aus der Fig. 5a (Fig. 5b).
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments in the figures of the drawing. The following are shown in a partially schematic representation:
  • 1 a perspective side view of an embodiment of the device according to the invention with a carrier device with a receiving area, the carrier device being connected with its field generator to a high-voltage supply.
  • Figure 2a a top view of the carrier device with the electrode arrangement of the field generator of the embodiment of the device from FIG 1 ;
  • Fig.2b a perspective side view of an enlarged section of the carrier device of the embodiment of the device from FIG Figure 2a
  • Fig.3 a side view of the carrier device of the embodiment of the device from the 1 and 2 with static electric field generated by the field generator and deflected particles from the process space;
  • Fig. 4a, b 12 is a perspective side view from above of the embodiment of the carrier device with a planar carrier of the device from FIGS Figures 1 to 3 with electrode arrangement of the field generator ( Figure 4a ) and a top perspective view of another embodiment of the support means of the curved support device ( Figure 4b ); and
  • Fig. 5a, b Fig. 12 is a side end view of the embodiment of Figs Figures 1-4a ( Figure 5a ) and a detailed view of the end of the page of the embodiment of the device from FIG Fig. 5a (Fig. 5b ).

Die beigefügten Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying figures are intended to provide a further understanding of embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the foregoing advantages will become apparent by reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another.

In sämtlichen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures, elements and devices that are the same or have the same function have been provided with the same reference symbols unless otherwise stated.

Die Fig. 1 zeigt eine teilweise perspektivische Seitenansicht einer im Ganzen mit 100 bezeichneten Vorrichtung, die vorgesehen und eingerichtet ist, Lage und/oder Bewegung einer Anzahl von in einem Prozessraum 40 zusammen mit einem gasförmigen Isolationsmedium (nicht dargestellt) befindlichen Partikeln 50 zu beeinflussen, mit einer Trägereinrichtung 10 und mit einem Felderzeuger 20.
Die Trägereinrichtung 10 ist dabei benachbart zu dem Prozessraum 40mit einem Abschnitt 12 mit flächiger Erstreckung versehen ist und an diesem wenigstens einen Aufnahmebereich 30 auf, an welchem die Partikel 50 aus dem Prozessraum 40 zumindest teilweise aufgenommen werden. Der Prozessraum ist vorliegend aus einem der Trägereinrichtung benachbarten Volumen gebildet, das mit Umgebungsluft als gasförmigem Isolationsmedium gefüllt ist.
Der Felderzeuger ist mit einem Generator 70 zur Erzeugung einer Hochspannung verbunden und der Felderzeuger ist an der Trägereinrichtung 10 angeordnet (besser zu erkennen bspw. in der Fig. 2) und gemeinsam mit dieser gegenüber dem Prozessraum 40 bewegbar vorgesehen, eine dafür vorgesehene Antriebseinrichtung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt.the 1 shows a partial perspective side view of a device, designated as a whole by 100, which is provided and set up to influence the position and/or movement of a number of particles 50 located in a process chamber 40 together with a gaseous insulating medium (not shown), with a carrier device 10 and with a field generator 20.
The carrier device 10 is provided adjacent to the processing space 40 with a section 12 with a planar extension and on this at least one receiving area 30 at which the particles 50 from the processing space 40 are at least partially received. In the present case, the process space is formed from a volume which is adjacent to the carrier device and is filled with ambient air as the gaseous insulation medium.
The field generator is connected to a generator 70 for generating a high voltage, and the field generator is arranged on the carrier device 10 (better to see, for example, in FIG 2 ) and is provided so that it can be moved relative to the process space 40 together with it; a drive device provided for this purpose is not shown for reasons of clarity.

Der Felderzeuger erzeugt ein einstellbares stationäres elektrisches Feld, das mit einer Wirkkomponente durch den Prozessraum greift und lenkt die Partikel 50 aus dem Prozessraum 40 in Richtung des Aufnahmebereichs 30 der Trägereinrichtung 10 ab. Weiter erkennt man in der Fig. 1, strichliniert dargestellt, eine Abgabeeinrichtung 52, die Partikel 50 in Richtung des von ihr beabstandeten Aufnahmebereichs 30, in dem die Partikel 50 abgeschieden werden sollen abgibt. Der Aufnahmebereich 30 ist in dem benachbart zu dem Prozessraum befindlichen Abschnitt 11a mit flächiger Erstreckung vorgesehen, der eine flächige, im Wesentlichen ebene Erstreckung aufweist, und weist eine Fläche kleiner als diejenige der Trägereinrichtung 10 auf. In dem an der Trägereinrichtung 10 eingerichteten Aufnahmebereich 30 werden die aus dem Prozessraum 40 durch das elektrische Feld in dessen Richtung abgegebenen Partikel 50 an einer Mehrzahl von vorbestimmten Aufnahmeorten aufgetragen. Hierdurch wird durch die Partikel ein Abschnitt des Aufnahmebereichs 30 flächig bedeckt oder ein an der Trägereinrichtung 10 gehaltenes Substrat in dem Aufnahmebereich30 abgeschieden.
Der an der Trägereinrichtung 10 angeordnete Felderzeuger 20 (in der Fig. 1 nicht im Detail dargestellt) erzeugt zwischen dem Aufnahmebereich 30 und der Abgabeeinrichtung in dem Prozessraum 40 ein stationäres elektrisches Feld 60, welches die Partikel in Richtung zu den vorbestimmten Aufnahmeorten des Aufnahmebereichs 30 an der Trägereinrichtung 10 lenkt.The field generator generates an adjustable stationary electric field, which reaches through the processing space with an active component and deflects the particles 50 out of the processing space 40 in the direction of the receiving area 30 of the carrier device 10 . Next you can see in the 1 , represented by dashed lines, a delivery device 52, which delivers particles 50 in the direction of the receiving area 30 spaced apart from it, in which the particles 50 are to be separated. The receiving area 30 is provided in the section 11a located adjacent to the process space with a planar extension, which has a planar, essentially planar extension, and has a surface area smaller than that of the carrier device 10 . In the receiving area 30 set up on the carrier device 10, the particles 50 released from the process space 40 by the electric field in its direction are applied to a plurality of predetermined receiving locations. As a result, a section of the receiving area 30 is covered over a large area by the particles or a substrate held on the carrier device 10 is deposited in the receiving area 30 .
The field generator 20 arranged on the carrier device 10 (in FIG 1 (not shown in detail) generates a stationary electric field 60 between the receiving area 30 and the delivery device in the process space 40, which directs the particles in the direction of the predetermined receiving locations of the receiving area 30 on the carrier device 10.

Schematisch zeigt die Fig.1 weiter eine Halbleiterschaltung 72, mit der der nicht näher gezeigte Felderzeuger 20 an der Trägereinrichtung 10 verbunden ist, um an dem Felderzeuger 20 eine Hochspannung zur Verfügung zu stellen. Lediglich beispielhaft für die Hochspannungsversorgung ist die Schaltung 72 dabei als Sperrwandler gezeigt, bei dem mittels Steuern eines Transistors 73 durch die Steuerspule 74 und das sich unterscheidende Wicklungsverhältnis von Primärspule 75 und Sekundärspule 76 eine höhere Spannung erzeugt wird. Überdies erkenn man, dass der Generator 70 der Vorrichtung 100 mit einer Spannungsversorgung 78 versehen ist, die den Generator 70 mit einer Versorgungsspannung Vcc versorgt, die im gezeigten Fall 24VDC beträgt.Schematically shows the Fig.1 furthermore, a semiconductor circuit 72 to which the field generator 20 (not shown in detail) is connected to the carrier device 10 in order to make a high voltage available to the field generator 20. The circuit 72 is shown as a flyback converter merely as an example for the high-voltage supply, in which a higher voltage is generated by controlling a transistor 73 through the control coil 74 and the different turns ratio of the primary coil 75 and the secondary coil 76 . Moreover, one recognizes that the generator 70 of the device 100 is provided with a voltage supply 78 which supplies the generator 70 with a supply voltage Vcc, which in the illustrated case is 24VDC.

Die Fig. 2a zeigt eine Draufsicht auf die Trägereinrichtung mit der Elektrodenanordnung des Felderzeugers der Ausführungsform der Vorrichtung aus der Fig. 1 und die Fig.2b zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines vergrößerten Ausschnitts der Trägereinrichtung der Ausführungsform der Vorrichtung aus der Fig. 2a. Zur Erzeugung des elektrostatischen Feldes ist an der plattenartigen Trägereinrichtung 10 der Felderzeuger 20 mit einer flächigen Elektrodenanordnung 22 angeordnet. Die Elektrodenanordnung 22 des Felderzeugers 20 ist dabei für den Betrachter hinter dem durchsichtigen, aus einem Glasmaterial ausgebildeten Träger 12 der Trägereinrichtung 10 zu erkennen, an dem sie festgelegt ist. Die Elektrodenanordnung 22 ist dabei an der dem Prozessraum 40 abgewandten Seite des Trägers 12 der Trägereinrichtung 10 vergossen.the Figure 2a shows a plan view of the carrier device with the electrode arrangement of the field generator of the embodiment of the device from FIG 1 and the Fig.2b shows a perspective side view of an enlarged section of the carrier device of the embodiment of the device from FIG Figure 2a . To generate the electrostatic field, the field generator 20 with a flat electrode arrangement 22 is arranged on the plate-like carrier device 10 . The electrode arrangement 22 of the field generator 20 can be seen by the observer behind the transparent carrier 12 of the carrier device 10, which is made of a glass material and on which it is fixed. The electrode arrangement 22 is cast on the side of the carrier 12 of the carrier device 10 facing away from the process space 40 .

Geometrisch gesehen ist die Elektrodenanordnung 22 kammförmig ausgebildet und ihre einzelnen Elektrodenschenkel 22a, 22b sind alternierend an Hochspannung bzw. Erdpotential (GND) angelegt. Dadurch entsteht zwischen den mittels eines Vergusses 14 isolierten Stegstrukturen ein hohes elektrisches Feld 60. Dieses lässt sich in eine parallele sowie senkrechte Wirkkomponente zerlegen. Die senkrechte Komponente des E-Feldes führt dazu, dass oberhalb der mit dem Felderzeuger 20 versehenen Trägereinrichtung 10 als Elektrode ein von deren Oberfläche ausgehendes homogenes elektrisches Feld 60 vorhanden ist. Innerhalb des elektrischen Feldes 60 werden die Partikel 50, unabhängig von ihrer Leitfähigkeit, entweder polarisiert, oder influenziert und somit parallel zur elektrische Feldkomponente ausgerichtet. Als Resultat wandern die ausgerichteten Partikel 50 entlang der elektrischen Feldlinien in Richtung der Oberfläche der Trägereinrichtung 10 mit den in dem Aufnahmebereich 30 befindlichen Auftrageorten 14.Geometrically, the electrode arrangement 22 is comb-shaped and its individual electrode legs 22a, 22b are alternately connected to high voltage or ground potential (GND). This creates a high electric field 60 between the web structures insulated by means of a casting 14. This can be broken down into a parallel and a vertical active component. The vertical component of the electric field results in a homogeneous electric field 60 emanating from the surface of the carrier device 10 provided with the field generator 20 as an electrode. Within the electric field 60, the particles 50 are either polarized or influenced, regardless of their conductivity, and are thus aligned parallel to the electric field component. As a result, the aligned particles 50 migrate along the electric field lines in the direction of the surface of the carrier device 10 with the application sites 14 located in the receiving area 30.

Diesen Umstand zeigt auch die Fig. 3 mit einer ebenen Seitenansicht der Trägereinrichtung 10 der Ausführungsform der Vorrichtung 10 aus den Fig. 1 und 2 mit durch den Felderzeuger erzeugtem statischen elektrischen Feld und den polarisierten Partikeln 50. Wiederum erkennt man dabei die plattenartige Trägereinrichtung 10, deren Oberflächenpotential die Partikel des Auftragegutes dazu veranlasst, sich entlang der Feldlinien zu den ihnen zugeordneten, vorbestimmten Aufnahmeorten 14 zu bewegen. Die Stärke der Ausrichtung bzw. Geschwindigkeit der einzelnen Partikel 50 ist dabei durch die Höhe des elektrischen Feldes oberhalb der Oberfläche der plattenförmigen Trägereinrichtung 10 beeinflussbar. Ein weiterer Einflussfaktor ist schließlich die Permittivität εr der Partikel 50. Je höher die Permittivität der Partikel, umso stärker sind sie seitens der bipolaren Elektrodenanordnung 22 an der Trägereinrichtung 10 beeinflussbar.This fact is also shown by 3 with a planar side view of the carrier device 10 of the embodiment of the device 10 from FIGS 1 and 2 with the static electrical field generated by the field generator and the polarized particles 50. Again, the plate-like carrier device 10 can be seen, the surface potential of which causes the particles of the applied material to move along the field lines to the predetermined receiving locations 14 assigned to them. The strength of the alignment or speed of the individual particles 50 can be influenced by the level of the electrical field above the surface of the plate-shaped carrier device 10 . Finally, a further influencing factor is the permittivity ε r of the particles 50 . The higher the permittivity of the particles, the more they can be influenced by the bipolar electrode arrangement 22 on the carrier device 10 .

Die Fig. 4a, b zeigen eine perspektivische Seitenansicht von oben auf die Ausführungsform der Trägereinrichtung mit ebenem Träger der Vorrichtung aus den Fig. 1 bis 3 mit Elektrodenanordnung des Felderzeugers (Fig. 4a) und eine perspektivische Seitenansicht von oben auf eine weitere Ausführungsform der Trägereinrichtung der Vorrichtung mit gekrümmtem Träger (Fig. 4b). In beiden Figuren erkennt man dabei, dass der Felderzeuger 20, 20'jeweils einen Abschnitt 11b mit flächiger Erstreckung aufweist, welcher an dem eben solchen Abschnitt 11a der Trägereinrichtung 10 festgelegt ist, wobei der Querschnitt des flächigen Abschnitts 11b des Felderzeugers 20 sowie der Querschnitt des flächigen Abschnitts 11a der Trägereinrichtung 10 einander überdecken.the Fig. 4a, b 12 show a perspective side view from above of the embodiment of the carrier device with planar carrier of the device of FIGS Figures 1 to 3 with electrode arrangement of the field generator ( Figure 4a ) and a top perspective view of another embodiment of the support means of the curved support device ( Figure 4b ). In both figures it can be seen that the field generator 20, 20' each has a section 11b with a flat extension, which is fixed to the same section 11a of the carrier device 10, the cross section of the flat section 11b of the field generator 20 and the cross section of the flat section 11a of the carrier device 10 overlap one another.

Weiter ist der Fig. 4a zu entnehmen, dass die Erstreckung der flächigen Abschnitte 11b, 11a des Felderzeugers 20 sowie der Trägereinrichtung 10 eben ausgebildet sind. Demgegenüber ist die Erstreckung der flächigen Abschnitte 11a', 11b' von Trägereinrichtung 10' und Felderzeuger 20' in der Fig. 4b gekrümmt oder gewölbt ausgebildet, so dass hiermit bspw. eine Anlagerung von Partikeln in einem gleichfalls gekrümmten Aufnahmebereich 30' oder an einem in ähnlicher Weise gekrümmten, in dem Aufnahmebereich 30' angeordneten Gegenstand (nicht dargestellt) ermöglicht ist. Vorliegend zeigt die Trägereinrichtung 10' dabei eine gleichmäßige Krümmung mit nach oben weisenden Enden. Schließlich ist den Fig. 4a, 4b zu entnehmen, dass die Elektrodenanordnungen 22, 22' des Felderzeugers 20, 20' in den Randbereichen ihrer Längsseiten gekrümmte Bereiche aufweisen, durch die entweder Stärke oder Homogenität des E-Feldes 60 beeinträchtigt werden, weswegen der Aufnahmebereich 30, 30'sich jeweils in einem mittleren Bereich des Trägers 12, 12' der Trägereinrichtung 10, 10' befindet.Next is the Figure 4a it can be seen that the extension of the flat sections 11b, 11a of the field generator 20 and of the carrier device 10 are flat. In contrast, the extension of the flat sections 11a ', 11b' of Carrier device 10 'and field generator 20' in the Figure 4b curved or arched so that, for example, an accumulation of particles in a likewise curved receiving area 30' or on a similarly curved object (not shown) arranged in the receiving area 30' is made possible. In the present case, the carrier device 10′ shows a uniform curvature with the ends pointing upwards. Finally is the Figures 4a, 4b It can be seen that the electrode arrangements 22, 22' of the field generator 20, 20' have curved areas in the edge areas of their long sides, which impair either the strength or the homogeneity of the E-field 60, which is why the recording area 30, 30' is in each case in a middle region of the carrier 12, 12' of the carrier device 10, 10'.

Die Fig. 5a, b zeigen eine geschnittene Seitenansicht eines seitlichen Endes der Ausführungsform aus den Fig. 1-4a (Fig. 5a) sowie eine Detailansicht des Seitenendes der Ausführungsform der Vorrichtung aus der Fig. 5a (Fig. 5b). Dabei erkennt man in der Fig. 5a, dass die Trägereinrichtung 10 mit einem Rahmenteil 18 versehen ist, dass den Träger 12 und das Befestigungsmittel 14 an deren Seitenrändern umläuft.the Fig. 5a, b 12 show a sectional side view of a lateral end of the embodiment of FIGS Figures 1-4a ( Figure 5a ) and a detailed view of the end of the page of the embodiment of the device from FIG Fig. 5a (Fig. 5b ). You can see in the Figure 5a that the carrier device 10 is provided with a frame part 18 that runs around the carrier 12 and the fastening means 14 at the side edges.

Der kreisförmige Ausschnitt der Fig. 5a fasst den in der Fig. 5b gezeigten Endbereich ein, der die Trägereinrichtung 10 in größerer Detailliertheit darstellt. Hierbei ist zu erkennen, dass der flächige Abschnitt 11a der Trägereinrichtung 10 hier eine ebene Erstreckung aufweist, wobei dieser mit einem plattenartigen Träger 12 ausgebildet ist, an welchem die Elektrodenanordnung 22 des Felderzeugers 20 mittels eines Befestigungsmittels 14 in Form einer Vergussmasse festgelegt ist.The circular section of the Figure 5a grasps the in the Figure 5b shown end region, which shows the carrier device 10 in greater detail. It can be seen here that the flat section 11a of the carrier device 10 has a planar extension, this being formed with a plate-like carrier 12 to which the electrode arrangement 22 of the field generator 20 is fixed by means of a fastening means 14 in the form of a casting compound.

Überdies ist der Träger 12 aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist und der Träger 12 an der oberen Seite seiner flächigen Erstreckung und an der unteren Seite seiner flächigen Erstreckung mit einer Beschichtung 16a, 16b versehen, die die Homogenität des elektrischen Feldes fördert. Nach unten wird die Vergussmasse 14 von einer Auflage 19 begrenzt, deren Seitenrand wiederum von dem Rahmenteil 18 umlaufen wird. Im Querschnitt bildet das Rahmenteil 18 ein T-Profil, dessen nach innen weisenden Flächen jeweils einen Stoß für den beschichteten Träger 12, die Vergussmasse 14 und die Auflage 19 bilden.Furthermore, the carrier 12 is made of an electrically insulating material and the carrier 12 is provided with a coating 16a, 16b on the upper side of its flat extension and on the lower side of its flat extension, which promotes the homogeneity of the electric field. Down will be the Casting compound 14 is limited by a support 19, the side edge of which is in turn surrounded by the frame part 18. In cross section, the frame part 18 forms a T-profile whose inwardly facing surfaces each form a joint for the coated carrier 12, the casting compound 14 and the support 19.

Entsprechend konnte gezeigt werden, dass die gestellte Aufgabe durch die Erfindung mit einer Vorrichtung 100 gelöst wird, die vorgesehen und eingerichtet ist, Lage und/oder Bewegung einer Anzahl von in einem Prozessraum 40 zusammen mit einem gasförmigen Isolationsmedium befindlichen Partikeln 50 zu beeinflussen, mit einer Trägereinrichtung 10, 10' und mit einem Felderzeuger 20, 20', wobei die Trägereinrichtung 10, 10' benachbart zu dem Prozessraum 40 mit einem Abschnitt 11a mit flächiger Erstreckung versehen ist und an diesem wenigstens einen Aufnahmebereich 30, 30' aufweist, an welchem die Partikel 50 aus dem Prozessraum 40 zumindest teilweise aufnehmbar sind. Der Felderzeuger 20, 20' ist dabei mit einem Generator 70 zur Erzeugung einer Hochspannung elektrisch verbunden und an der Trägereinrichtung 10, 10' angeordnet und gemeinsam mit dieser gegenüber dem Prozessraum 40 bewegbar vorgesehen, wobei der Felderzeuger 20, 20' ein einstellbares stationäres elektrisches Feld 60 derart erzeugt; dass eine Wirkkomponente des erzeugten einstellbaren elektrischen Feldes 60 durch den Prozessraum greift, und das seitens des Felderzeugers 20, 20' erzeugte einstellbare elektrische Feld 60 die Partikel 50 aus dem Prozessraum 40 in Richtung des Aufnahmebereichs 30, 30' der Trägereinrichtung 10, 10' ablenkt.Accordingly, it was able to be shown that the stated object is achieved by the invention with a device 100 which is provided and set up to influence the position and/or movement of a number of particles 50 located in a process space 40 together with a gaseous insulating medium, with a Carrier device 10, 10' and with a field generator 20, 20', the carrier device 10, 10' being provided adjacent to the process chamber 40 with a section 11a with a planar extension and on this at least one receiving area 30, 30', on which the Particles 50 from the process space 40 are at least partially absorbable. The field generator 20, 20' is electrically connected to a generator 70 for generating a high voltage and is arranged on the carrier device 10, 10' and is provided so that it can be moved relative to the process space 40, with the field generator 20, 20' generating an adjustable stationary electric field 60 so generated; that an active component of the adjustable electric field 60 generated reaches through the process space, and the adjustable electric field 60 generated by the field generator 20, 20' deflects the particles 50 from the process space 40 in the direction of the receiving area 30, 30' of the carrier device 10, 10' .

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the present invention has been described above on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not limited to them, but can be modified in a variety of ways. In particular, the invention can be various ways change or modify without departing from the gist of the invention.

Bezugszeichenlistereference list

10, 10'10, 10'
Trägereinrichtungcarrier device
11a, 11b11a, 11b
Abschnitt flächiger ErstreckungSection of flat extension
12, 12'12, 12'
Trägercarrier
1414
Befestigungsmittel / Vergussmassefasteners / potting compound
16a, 16b16a, 16b
Beschichtungcoating
1818
Rahmenteilframe part
1919
Auflageedition
20, 20'20, 20'
Felderzeugerfield generator
2222
Elektrodenanordnungelectrode arrangement
22a, 22b22a, 22b
Elektrodenschenkelelectrode legs
30, 30'30, 30'
Aufnahmebereichrecording area
4040
Prozessraumprocess room
5050
Partikelparticles
5555
Abgabeeinrichtungdelivery device
6060
elektrisches Feldelectric field
7070
Generatorgenerator
7272
Schaltung / Halbleiterschaltungcircuit / semiconductor circuit
7373
Transistortransistor
7474
Steuerspulecontrol coil
7575
Primärspuleprimary coil
7676
Sekundärspulesecondary coil
7878
Spannungsversorgungpower supply
100100
Vorrichtungcontraption

Claims (15)

Vorrichtung (100), die vorgesehen und eingerichtet ist, Lage und/oder Bewegung einer Anzahl von in einem Prozessraum (40) zusammen mit einem gasförmigen Isolationsmedium befindlichen Partikeln (50) zu beeinflussen, mit wenigstens einer Trägereinrichtung (10, 10') und mit zumindest einem Felderzeuger (20, 20');
wobei die Trägereinrichtung (10, 10') benachbart zu dem Prozessraum (40) mit einem Abschnitt mit flächiger Erstreckung versehen ist und an diesem wenigstens einen Aufnahmebereich (30, 30') aufweist, an welchem die Partikel (50) aus dem Prozessraum (40) zumindest teilweise aufnehmbar oder aufgenommen sind;
wobei der Felderzeuger (20, 20') mit einem Generator zur Erzeugung einer Hochspannung versehen ist oder mit diesem elektrisch verbunden ist.
wobei der zumindest eine Felderzeuger (20, 20') an der Trägereinrichtung (10, 10') anordenbar oder angeordnet ist und gemeinsam mit dieser gegenüber dem Prozessraum (40) bewegbar vorgesehen ist;
wobei der zumindest eine Felderzeuger (20, 20') ein einstellbares stationäres elektrisches Feld (60) derart erzeugt; dass eine Wirkkomponente des erzeugten einstellbaren elektrischen Feldes durch den Prozessraum (40) greift; und
wobei das seitens des Felderzeugers (20, 20') erzeugte einstellbare elektrische Feld die Partikel (50) aus dem Prozessraum (40) in Richtung des Aufnahmebereichs (30, 30') der Trägereinrichtung (10, 10') ablenkt.Device (100) which is provided and set up to influence the position and/or movement of a number of particles (50) located in a process space (40) together with a gaseous insulating medium, having at least one carrier device (10, 10') and having at least one field generator (20, 20');
wherein the carrier device (10, 10') is provided adjacent to the processing space (40) with a section with a planar extension and has at least one receiving area (30, 30') on this, at which the particles (50) from the processing space (40 ) at least partially recordable or recorded;
the field generator (20, 20') being provided with or electrically connected to a generator for generating a high voltage.
wherein the at least one field generator (20, 20') can be arranged or is arranged on the carrier device (10, 10') and is provided such that it can be moved relative to the process space (40) together with it;
wherein the at least one field generator (20, 20') generates an adjustable stationary electric field (60) in such a way; that an active component of the generated adjustable electric field reaches through the process space (40); and
the adjustable electric field generated by the field generator (20, 20') deflecting the particles (50) out of the processing space (40) in the direction of the receiving area (30, 30') of the carrier device (10, 10'). Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Abgabeeinrichtung (55) die Anzahl von Partikeln (50) in den Prozessraum (40) einträgt.Device according to claim 1, wherein a delivery device (55) enters the number of particles (50) into the processing space (40). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zumindest eine Felderzeuger (20, 20') zumindest einen Abschnitt (11b) mit flächiger Erstreckung aufweist, welcher an dem eben solchen Abschnitt (11a) der Trägereinrichtung (10, 10') festlegbar oder festgelegt ist, wobei sich die Querschnitte der flächigen Abschnitte (11b, 11a) des zumindest einen Felderzeugers (20, 20') sowie der Trägereinrichtung (10, 10') zumindest teilweise überdecken.Device according to claim 1 or 2, wherein the at least one field generator (20, 20') has at least one section (11b) with a planar extension, which can be fixed or is fixed to the section (11a) of the carrier device (10, 10') of the same type , wherein the cross sections of the flat sections (11b, 11a) of the at least one field generator (20, 20') and the carrier device (10, 10') at least partially overlap. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die flächigen Abschnitte (11b, 11a) des zumindest einen Felderzeugers (20, 20') sowie der Trägereinrichtung (10, 10') derart benachbart zueinander angeordnet sind, dass sie einander bereichsweise zumindest mittelbar kontaktieren.Device according to claim 3, wherein the flat sections (11b, 11a) of the at least one field generator (20, 20') and the carrier device (10, 10') are arranged adjacent to one another in such a way that they contact one another at least indirectly in some areas. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägereinrichtung (10, 10') zwischen dem Prozessraum (40) und dem zumindest einen Felderzeuger (20, 20') anordenbar oder angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the carrier device (10, 10') can be arranged or is arranged between the process space (40) and the at least one field generator (20, 20'). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Erstreckung der flächigen Abschnitte des zumindest einen Felderzeugers (20, 20') sowie der Trägereinrichtung (10, 10') eben oder mit zumindest einer ein- oder mehrachsigen Krümmung ausgebildet ist.Device according to one of claims 3 to 5, wherein the extension of the flat sections of the at least one field generator (20, 20') and the carrier device (10, 10') is flat or with at least one or more axis curvature. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der flächige Abschnitt (11a) der Trägereinrichtung (10, 10') mit einem plattenartigen Träger (12) ausgebildet ist, an welchem der zumindest eine Felderzeuger (20, 20') mittels eines Befestigungsmittels (14) festgelegt ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the flat section (11a) of the carrier device (10, 10') is formed with a plate-like carrier (12), on which the at least one field generator (20, 20') is attached by means of a fastening means (14) is fixed. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Träger (12) aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist und/oder wobei der Träger (12) an wenigstens einer Seite seiner flächigen Erstreckung mit einer Beschichtung (16a, 16b) versehen ist und/oder wobei das Befestigungsmittel (14) als Vergussmaterial ausgebildet ist.Device according to Claim 7, in which the carrier (12) is formed from an electrically insulating material and/or in which the carrier (12) is at least one side of its areal extension is provided with a coating (16a, 16b) and/or wherein the fastening means (14) is designed as a casting material. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der zumindest eine Felderzeuger (20, 20') durch eine an der Trägereinrichtung (10, 10') angeordnete Elektrodenanordnung (22) gebildet ist, deren Elektrodenschenkel (22a, 22b) jeweils eine Schenkelbreite w zwischen 2 mm und 20 mm haben und das Verhältnis w/d von Schenkelbreite w zu einem Schenkelabstand d, zwischen 0,25 und 1,5 liegt.Device according to claim 7 or 8, wherein the at least one field generator (20, 20') is formed by an electrode arrangement (22) arranged on the carrier device (10, 10'), the electrode limbs (22a, 22b) of which each have a limb width w between 2 mm and 20 mm and the ratio w / d of leg width w to leg spacing d is between 0.25 and 1.5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Trägereinrichtung (10, 10') mit einem Rahmenteil (18) versehen ist, dass den Träger (12) und das Befestigungsmittel (14) an deren Seitenrändern umläuft.Device according to one of Claims 7 to 9, in which the carrier device (10, 10') is provided with a frame part (18) which runs around the carrier (12) and the fastening means (14) at the side edges thereof. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Trägereinrichtung (10, 10') eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, die eingerichtet ist, einen in dem Aufnahmebereich (30, 30') angeordneten Gegenstand zu halten, an welchem in dem Prozessraum (40) befindliche, abgelenkte Partikel (50) sich anlagern.Device according to one of the preceding claims, wherein a holding device is provided on the carrier device (10, 10'), which is set up to hold an object which is arranged in the receiving area (30, 30') and on which an object is located in the processing space (40). , Deflected particles (50) accumulate. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die Trägereinrichtung (10, 10') mit dem Felderzeuger (20, 20') gegenüber dem Prozessraum (40) ein- oder mehrachsig bewegbar ist.Device according to one of the preceding claims, wherein a drive device is also provided, by means of which the carrier device (10, 10') with the field generator (20, 20') can be moved in one or more axes relative to the process space (40). Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (100), die vorgesehen und eingerichtet ist, Lage und/oder Bewegung einer Anzahl von in einem Prozessraum (40) zusammen mit einem gasförmigen Isolationsmedium befindlichen Partikeln (50) zu beeinflussen, mit wenigstens einer Trägereinrichtung (10, 10') und mit zumindest einem Felderzeuger (20, 20'); wobei die Trägereinrichtung (10, 10') benachbart zu dem Prozessraum (40) mit einem Abschnitt mit flächiger Erstreckung versehen ist und an diesem wenigstens einen Aufnahmebereich (30, 30') aufweist, an welchem die Partikel (50) aus dem Prozessraum (40) zumindest teilweise aufnehmbar oder aufgenommen sind, insbesondere einer Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren zumindest umfasst: - Bereitstellen einer Trägereinrichtung (10, 10') mit einem Aufnahmebereich (30, 30'), in welchem Partikel (50) aus einem Prozessraum (40) ablenkt werden; - Bereitstellen eines mit einem Hochspannungsgenerator versehenen Felderzeugers (20, 20') zur Erzeugung eines stationären elektrischen Feldes in dem Prozessraum (40); - Beaufschlagen des Prozessraums (40) mit dem elektrischen Feld; - Ablenken der Partikel (50) aus dem Prozessraum (40) mittels des elektrischen Feldes und Anlagern der Partikel (50) an jeweils vorbestimmten Orten des Aufnahmebereichs (30, 30'). Method for operating a device (100), which is provided and set up to influence the position and/or movement of a number of particles (50) located in a process space (40) together with a gaseous insulating medium, with at least one carrier device (10, 10 ') and with at least a field generator (20, 20'); wherein the carrier device (10, 10') is provided adjacent to the processing space (40) with a section with a planar extension and has at least one receiving area (30, 30') on this, at which the particles (50) from the processing space (40 ) are at least partially receivable or recorded, in particular a device (100) according to any one of the preceding claims, wherein the method at least comprises: - Providing a carrier device (10, 10') with a receiving area (30, 30') in which particles (50) are deflected from a process space (40); - providing a field generator (20, 20') provided with a high-voltage generator for generating a stationary electric field in the process space (40); - Applying the electric field to the process space (40); - Deflecting the particles (50) from the processing space (40) by means of the electric field and depositing the particles (50) at predetermined locations of the receiving area (30, 30'). Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Partikel (50) in den Prozessraum (40) mittels einer Abgabeeinrichtung (55) eingetragen werden.Method according to Claim 13, in which the particles (50) are introduced into the process space (40) by means of a delivery device (55). Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein Abstand der Abgabeeinrichtung (55) von den vorbestimmten Orten des Aufnahmebereichs (30, 30') beim Eintrag von Partikeln (50) zwischen 1 bis 40 mm, bevorzugt zwischen 2 und 25 mm, eingestellt wird und während eines Vorgangs konstant gehalten wird.Method according to claim 13 or 14, wherein a distance of the delivery device (55) from the predetermined locations of the receiving area (30, 30') when particles (50) are introduced is set to between 1 and 40 mm, preferably between 2 and 25 mm, and is kept constant during a process.
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