Beschichtungsbasierte Funktionalisierung und Oberflächenbearbeitung

Funktionalisierung/Oberflächenbearbeitung und Beschichtung

Neben der Verklebung im Fertigungsprozess gibt es drei Hauptzwecke der Beschichtung.

Funktionalisierung

Der Prozess, relativ dünnen Substraten (Objekten) wie Folien, Blechen, Stahlplatten oder Glas neue Funktionen hinzuzufügen, wird auch als „Converting“ bezeichnet. Im Allgemeinen geschieht dies durch Beschichtungsverfahren wie die Beschichtung mit Chemikalien, Deposition und Sputtern.

Die Funktionalisierung wird in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, wie z. B. bei Touch-Panel-Elektroden für Smartphones und Tablets, bei der Dünnfilmbeschichtung auf LCD-Glas und bei der Präzisionsmusterbeschichtung auf elektronischen Leiterplatten.

Oberflächenbearbeitung
Neben der Funktionalisierung durch Deposition wird die Oberflächenbehandlung eingesetzt, um die Oberfläche des Substrats durch Beschichtung mit einem chemischen Mittel zu optimieren. Ein Beispiel ist die Hydrophobierung von Halbleiterwafern mit einem chemischen Mittel vor der Belackung.
Lackierung (Design und mehr)
Die Aufgabe einer Lackierung ist nicht auf kosmetische Zwecke beschränkt. So ergänzen beispielsweise bei Karosserielackierverfahren mehrschichtige Lackierungen mit unterschiedlichen Farben und Materialien den Oberflächenschutz mit Eigenschaften wie Absplitterungsschutz, Wasserabweisung sowie Hitze- und Wetterbeständigkeit.

Beschichtungsarten

Die Beschichtung kann in zwei Haupttypen unterteilt werden: Trocken- und Nassbeschichtung.

Trockenbeschichtung

Typische Trockenbeschichtungsverfahren sind Vakuumbeschichtung, Ionenbeschichtung und Sputtern. Die Trockenbeschichtung wird zur Beschichtung von Metallwerkstoffen eingesetzt und ermöglicht eine hochwertige Abscheidung ohne Trocknungsprozess. Die Nachteile sind der größere Raumbedarf der Anlagen, Einschränkungen bei der Dauerproduktion und höhere Kosten.

Nassbeschichtung

Die Nassbeschichtungstechnik kommt in einer Vielzahl von Industriebereichen häufig zum Einsatz.

Das Material für die Funktionalisierung wird durch den Prozess der Auflösung oder Dispersion in einem Medium „verflüssigt“. Das verflüssigte Material wird gleichmäßig auf das Substrat aufgetragen und anschließend getrocknet oder ausgehärtet, um einen festen Film zu bilden. Wenn es notwendig ist, das Anhaften von Staub oder Fremdkörpern auf dem Flüssigkeitsfilm zu vermeiden, wird die Nassbeschichtung in einem Reinraum durchgeführt.

Im Gegensatz zur Trockenbeschichtung erfordert dieses Verfahren keine Vakuumumgebung, sondern kann in einer atmosphärischen Umgebung durchgeführt werden. Es steht eine große Auswahl an Geräten zur Verfügung, und das Objekt (Substrat) kann kontinuierlich zugeführt werden. Da die Nassbeschichtung in der Großserienfertigung zahlreiche Vorteile bietet, hat sie sich in verschiedenen Beschichtungsanlagen durchgesetzt.

Beispiele für zusätzliche Funktionen/Merkmale und Beschichtungsmaterialien
Funktion/Merkmal Beschichtungsmaterial
Oberflächenfunktionen Harte Beschichtungen (für optische Geräte, Automobile, Baumaterialien usw.), Silikontrennmittel, antistatische Beschichtungen, Anti-Fingerprint-Beschichtungen, Polyimidlacke, wasser- und feuchtigkeitsbeständige Beschichtungen, Antibeschlagbeschichtungen (für Automobile usw.), schalldämmende/vibrationsdämpfende Beschichtungen, hydrophobe/oleophobe Beschichtungen, Beschichtungen für Witterungsbeständigkeit, photokatalytische Beschichtungen, antibakterielle Beschichtungen, superhydrophile Beschichtungen
Optische Eigenschaften Hochbrechende Beschichtungen, optische Linsenbeschichtungen, Farb- und Schutzbelackung, photochrome Pigmentbeschichtungen, optische Klebstoffe
Elektrische Eigenschaften Positives Elektrodenmaterial (für Lithium-Ionen-Batterien [LiB]), negatives Elektrodenmaterial (für LiB), Keramikmaterial (für LiB-Separatoren), Aramid/Polyamid/Imidmaterial (für Isolierung)
Sonstiges Material zur Beschichtung mit Metall-/Kohlenstoffpaste, Silikonbeschichtung, Fluor-Carbon-Beschichtung (für medizinische Zwecke), Zellkultur-Substrate

In den letzten Jahren haben die Anlagendiversifizierung und die Weiterentwicklung der Beschichtungstechnologie das Anwendungsspektrum erweitert, wie z. B. mit der präzisen Musterbeschichtung im Mikrometer- oder Nanometerbereich und der noch dünneren Filmbeschichtung. In der folgenden Tabelle sind die Anwendungsbeispiele für die Dünnfilmbeschichtung aufgeführt.

Anwendungsbeispiele für die Dünnfilmbeschichtung
Produktbereich Anwendung
LCDs Farbfilter, Reflexionsfolien, Reflexionsschutzfolien, Prismenfolien, LCD-Ausrichtungsfolien, Zwischenlagen-Isolierbeschichtungen, transparente leitfähige Folien
Organische Leuchtdioden Lichtemittierende Schicht, Elektron-Loch-Beschichtung, versiegelte Trocknung
Halbleiter Fotolack, Passivierungsschichten, Underfill, Flüssigkeitsverkapselung
Montage/Leiterplatten/Gehäuse usw. FPC-Beschichtung, Aufbau von PCB-Zwischenschicht-Isolierfolien, Wärmeableitbeschichtungen, elektromagnetische Abschirmung, Isolationsbeschichtungen
Information­saufzeichnungsmedien Beschichtung optische Datenträger (Blu-ray, CD, CD-R und DVD), Nanodruck, Magnetbeschichtung, Sublimationsdruckerpapier
Optik Optische Linsen, Glasfaser, Verklebung von Glasfaser, Abdichtung von optischen Komponenten, Lichtwellenleiterherstellung
Sonstiges Behälter für Getränke und andere (Dosen, Flaschen, PET-Flaschen), Depositionsfolie (Aluminium, Siliziumdioxid, transparent)

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