DE10313561B4

DE10313561B4 - Verfahren zum Bearbeiten eines Drahtes

Info

Publication number: DE10313561B4
Application number: DE10313561A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Susono Kato; Masashi Hamamatsu Kando
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP4163432B2; DE10313561A1; JP2003282297A; GB2390220A; GB2390220B; GB0306854D0; US20030183170A1

Abstract

Verfahren zum Bearbeiten eines elektrischen Drahtes, der einen Leiter und einen Isolator aufweist, der den Leiter abdeckt, durch eine Plasma-Bearbeitungsvorrichtung mit:
einem Schwingungserzeuger zum Erzeugen einer ersten Mikrowelle;
einer Schlitzstrahlantenne zum Empfangen der ersten Mikrowelle, welche Schlitzstrahlantenne ein Mittelteil 8A und ein kreisförmiges Ringteil 8C aufweist, die durch einen ringförmigen Schlitz 8B voneinander beabstandet sind, um eine zweite Mikrowelle in einer Form abzustrahlen;
einem dielektrischen Fenster zum Empfangen der zweiten Mikrowelle, um ein Oberflächenwellenplasma zu erzeugen;
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Fördern des Drahtes durch einen Förderer derart, dass der Draht nahe zu dem dielektrischen Fenster vorbeitritt, und
Bearbeiten des Isolators durch das Oberflächenwellenplasma.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Drahtes, der einen Leiter und einen Isolator aufweist.

Herkömmlich ist die Technik gemäß der nach der Prüfung veröffentlichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer JP-54152184 bekannt. Die Technik geht dahin, dass eine Strahlung von Elektronenstrahlen auf eine Harzisolierung eine Querverbindung aktiviert. Die Technik ist auf die Vergrößerung einer verbundenen Schicht des Isolators gerichtet. Insbesondere ist zwischen der Strahlungsquelle von Elektronenstrahlen und einem Kabel eine Metallplatte mit einer Öffnung angeordnet. Eine Aufbringung einer Spannung mit Wechselstrom auf einen Leiter des Kabels als positiven und auf die Metallplatte als negativen Pol verhindert eine Ansammlung von Elektronen in dem Isolator. Dies vergrößert für die Elektronenstrahlen die Tiefe der Übertragung.

Eine weitere Technik, oder die Plasma-Bearbeitungsvorrichtunggemäß der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer Hei10-60140 ist ebenfalls bekannt. Die Vorrichtung weist eine negative Elektrode und eine mit einer Büchse versehene Rolle auf, die entgegengesetzt zueinander in einem dekomprimierten Behälter angeordnet sind. Die mit einer Büchse versehene Rolle wirkt als eine Erdungselektrode. Eine hohe Spannung mit Wechselstrom wird zwischen diesen angelegt, um ein Argon (Ar) Plasma zu erzeugen. Eine Basis, die zu bearbeiten ist, wird von einer Zuführrolle über die mit einer Büchse versehene Rolle zugeführt, und wird in eine Wickelrolle gewickelt.

Darstellung der Erfindung

Das bekannte Verfahren verwendet jedoch eine große Vorrichtung, die hohe Produktionskosten erzeugt. Die Fixierung der Elektronenstrahlen in einer Richtung der Strahlung macht es schwierig, Elektronenstrahlen auf das Kabel über den Umfang von sämtlichen Richtungen aufzustrahlen.

Die letztere Vorrichtung bearbeitet die Basis über den gesamten Umfang mit einem Ar-Plasma. Jedoch bewirkt die Entladung eines Wechselstromes eine Verkürzung der Lebensdauer einer Batterie. Ein Metall wird von der Elektrode infolge von Spritzen erzeugt, was Verunreinigung verursacht.

Die Erfindung ist auf ein Verfahren zum Bearbeiten eines Drahtes gerichtet, bei dem nach und nach ein Isolator eines Drahtes über die gesamte Oberfläche bearbeitet wird, und eine Verunreinigung auf einem Metall verhindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das Verfahren gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Die Plasma-Bearbeitungsvorrichtung weist einen Schwingungserzeuger zum Erzeugen einer ersten Mikrowelle auf. Die Vorrichtung weist eine Schlitzstrahlantenne zum Empfangen der ersten Mikrowelle und zum Abstrahlen einer zweiten Mikrowelle in einer Form auf. Die Vorrichtung weist ein dielektrisches Fenster zum Empfangen der zweiten Mikrowelle und zum Erzeugen eines Oberflächenwellenplasmas auf. Die Vorrichtung weist einen Förderer für ein Objekt, um dieses nahe zu dem dielektrischen Fenster vorbeizuführen, auf.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen Übertragungspfad zum Übertragen der ersten Mikrowelle in einer Richtung auf. Die Vorrichtung weist einen Koaxial-Umwandler auf, der an einem vorderen Ende des Übertragungspfades vorgesehen ist. Der Koaxial-Umwandler weist einen inneren Leiter zum Umwandeln der ersten Mikrowelle von der Richtung in eine senkrechte Richtung bezüglich des Übertragungspfades auf. Die Vorrichtung weist eine Entladungskammer auf, die an dem dielektrischen Fenster vorgesehen ist. Die Schlitzstrahlantenne ist an ein Ende des internen Leiters verbunden. Die Schlitzstrahlantenne ist mit dem dielektrischen Fenster angebracht.

Vorzugsweise weist die Schlitzstrahlantenne ein Mittelteil auf. Die Antenne weist ein Ringteil in einem Kreis konzentrisch mit dem Mittelteil zum Umschließen des Mittelteiles auf. Die Antenne weist einen Schlitz zwischen dem Mittelteil und dem Ringteil auf.

Vorzugsweise weist das dielektrische Fenster eine Silikaplatte auf.

Vorzugsweise weist der Förderer zwei Rollen zum Zuführen und Aufwickeln des Objektes auf.

Kurze Beschreibung der beigefügten Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht der Plasma-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine Schnittansicht der Entladungskammer gemäß 1;
3A ist eine Draufsicht einer Schlitzstrahlantenne gemäß 1; und
3B ist eine Schnittansicht entlang der Linie IIIB-IIIB in 3A.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Plasma-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Gemäß 1 weist die Plasma-Bearbeitungsvorrichtung 1 einen Schwingungserzeuger 2 zum Erzeugen einer Mikrowelle auf. Die Vorrichtung 1 weist einen Übertragungspfad 3 zum Übertragen der Mikrowelle auf. Die Vorrichtung 1 weist eine rechtwinklige Wellenführung 4 auf, die an den Pfad 3 an dem vorderen Ende angeschlossen ist. Die Wellenführung 4 weist eine H-Welle oder eine TE-Welle (quer-elektrische Welle) für deren Durchtritt auf. Die Vorrichtung 1 weist einen Koaxial-Umwandler 6 auf, der an der Wellenführung 4 vorgesehen ist. Der Umwandler 6 weist einen inneren Leiter 5 auf, der dort hindurch senkrecht zu der Wellenführung 4 hindurchtritt. Der Umwandler 6 wandelt die Mikrowelle von einer H-Welle in eine TEM-Welle (elektrische und magnetische Querwelle) um. Die Vorrichtung 1 weist einen koaxialen Leitungspfad 7 einer Aluminiumröhre auf, der an dem Umwandler 6 an dem unteren Teil vorgesehen ist. Die Vorrichtung 1 weist eine Schlitzstrahlantenne 8 auf, die an den internen Leiter 5 an dem unteren Ende vorgesehen ist. Die Vorrichtung 1 weist ein Silikafenster 9 oder ein Dielektrikum auf, das an die Schlitzstrahlantenne 8 an der unteren Oberfläche angebracht ist. Das Silikafenster 9 überträgt eine Mikrowelle dort hindurch. Ein Teil der übertragenen Mikrowelle schreitet an der Oberfläche des Silikafensters 9 voran. Die Vorrichtung 1 weist eine Entladungskammer 10 auf, die von dem koaxialen Leitungspfad 7 beabstandet ist, wobei das Silikafenster 9 zwischen diesen vorgesehen ist. Die Vorrichtung 1 weist zwei Rollen 12 auf. Die Rollen 12 führen einen Draht W oder ein zu bearbeitendes Element zu und wickeln dieses auf, das unmittelbar unterhalb des Silikafensters 9 vorbeitritt. Die Vorrichtung 1 weist eine Gas-Steuerungseinrichtung 13 zum Zuführen eines Gases in die Entladungskammer 10 auf. Die Vorrichtung 1 weist eine Vakuum-Evakuiervorrichtung 14 zum Evakuieren der Entladungskammer 10 auf.
Die Schlitzstrahlantenne 8 und das Silikafenster 9 stehen dicht miteinander in Kontakt. Die Antenne 8, wie in 3A und 3B gezeigt, weist ein scheibenförmiges Mittelteil 8A auf, das an dem mittleren Abschnitt angeordnet ist. Die Antenne 8 weist ferner ein konzentrisch kreisförmiges Ringteil 8C auf, welches das Mittelteil 8A einschließt. Das Mittel- und Ringteil 8A und 8C weist einen vorbestimmten Schlitz oder Spalt 8B zwischen diesen auf. Gemäß 1 und 2 weist das Mittelteil 8 die Mitte an der oberen Oberfläche auf, die mit dem internen Leiter 5 an dem unteren Ende unter einem rechten Winkel angeschlossen ist. Der Schlitz 8B bildet eine Breite mit einem Bereich von beispielsweise 12,5 mm bis 15,0 mm, was eine hohe Energieeffizienz ermöglicht.
Der Übertragungspfad 3 weist eine Richtungskupplung 15A auf, die mit dem Schwingungserzeuger 2 verbunden ist. Der Übertragungspfad 3 weist einen Isolator 16 auf, der an die Richtungskupplung 15A verbunden ist. Der Übertragungspfad weist eine Umwandlungseinrichtung 17A auf, die an die Richtungskupplung 15B an dem vorderen Ende verbunden ist. Der Übertragungspfad weist eine automatische Passvorrichtung 18 an der Vorderseite der Umwandlungseinrichtung 17A auf. Der Übertragungspfad 3 weist eine Umwandlungseinrichtung 17B an der Vorderseite der Passvorrichtung 18 auf.
Der Übertragungspfad 3 überträgt eine Mikrowelle in einer H01-Welle. Ein Koaxial-Umwandler 6 ist derart konfiguriert, dass er die Mikrowelle von einer H01-Welle zu einer TEM-Welle umwandelt. Die Mikrowelle in einer TEM-Welle wird in die Entladungskammer 10 eingeführt, um ein Plasma zu erzeugen. Das Plasma ist ein Oberflächenwellenplasma. Ein elektrischer Draht W ist derart eingestellt, dass er durch einen Bereich tritt, in dem das Oberflächenwellenplasma erzeugt wird. Gemäß 2 ist die Entladungskammer 10 an die Gas-Steuerungseinrichtung durch die Gaseinführröhre 13 verbunden. Die Evakuierungseinrichtung 15 ist an die Entladungskammer 10 durch die Evakuierröhre 14A verbunden. Eine Anpassung der Steuerungseinrichtung 13 und der Evakuiervorrichtung 14 ermöglicht eine Steuerung des Plasmas bei einem Betriebszustand. Die Aufrechterhaltung einer Umgebung innerhalb eines Dekompressionssystems, wie z.B. der Entladungskammer 10 erfordert eine Abdichtung, wie z.B. eine Balgdichtung oder einen O-Ring, der an angemessenen Stellen angeordnet ist.
Das Oberflächenwellenplasma bedeutet, dass eine Welle entlang der Zwischenfläche zwischen zwei Medien übertragen wird. Das Oberflächenwellenplasma überträgt an einer Grenzfläche zwischen einer Plasmaschicht mit hoher Dichte mit einer Frequenz gleich oder mehr als einer Abschlussfrequenz und einem dielektrischen oder einem Silikafenster 9. Wenn ein elektrisches Feld an einer Oberflächenwelle mit einer Intensität auftritt, die ausreicht, um ein neutrales Teilchen oder ein Atom zu ionisieren, überträgt die Oberflächenwelle und erzeugt somit ein Plasma. Die Erzeugung eines Plasmas bringt eine Mikrowelle entweder in einer stehenden Welle oder einer pulsierenden Welle mit sich. Insbesondere die pulsierende Welle ermöglicht die Bearbeitung bei einer niedrigeren Temperatur als die stehende Welle, sogar mit einer großen vorliegenden Energie.
Die Vorrichtung 1 ermöglicht, um ein derartiges Oberflächenwellenplasma zu erzeugen, die Erzeugung eines Plasmas in einer ebenen Plattenform mit einer großen Fläche. Eine Entladung ohne Elektrode ermöglicht eine Entladungsvorrichtung mit einer langen Lebensdauer und eine flexible Formung des Plasmas. Kein magnetisches Feld zum Zurückhalten des erzeugten Plasmas verringert die Vorrichtung hinsichtlich der Herstellungskosten.
In der Vorrichtung 1 ist die Schlitzstrahlantenne 8 in einer Form zum Ausstrahlen der Energie mit höchster Effizienz ausgeführt, da jeweilige Formarten verändert werden. Gemäß 3A und 3B beabstandet ein ringförmiger Schlitz 8B das Mittelteil 8A und das kreisförmige Ringteil 8C voneinander. Der Schlitz 8B mit einer Breite im Bereich zwischen 12,5 mm und 15,0 mm weist die hervorragendste Energieeffizienz auf und ermöglicht die Erzeugung eines stabilen Plasmas. Ein zu bearbeitendes Objekt und eine Plasmaquelle werden in einer Anordnungsbeziehung zwischen diesen mit einer Eingangsenergie von 600 W ausgeführt. Als Ergebnis wird bestätigt, dass der Schlitz 8B sogar mit einer Breite von etwa 60 mm eine Wirkung in Hinblick auf Plasmabearbeitung erhält, und die Eigenschaften des Isolators verbessert 8 (unter der Voraussetzung, dass die Anordnungsbeziehung durch Eingangsenergie der Mikrowellen zum Variieren eines Optimalzustandes variiert wird).
Gemäß 2 weist der elektrische Draht W einen Leiter W1 und einen Harzisolator W2 auf, der den Leiter W1 abdeckt. Die Vorrichtung 1 dient der Durchführung des elektrischen Drahtes W, wobei der Leiter W1 mit dem Harzisolator W2 abgedeckt ist, durch den Bereich unmittelbar unterhalb des Silikafensters 9. Dies ermöglicht, dass der Isolator W2 an der Oberfläche nach und nach bearbeitet wird. Das Oberflächenwellenplasma ermöglicht die freie Gestaltung des Plasmas hinsichtlich der Form, wobei eine Plasmabearbeitung gemäß der Gestaltung eines zu bearbeitenden Objekts ermöglicht wird. Die Bearbeitung mit einem Oberflächenwellenplasma ermöglicht, dass der Isolator W2 an der Oberfläche gleichmäßig bearbeitet wird und erleichtert eine Querverbindung und erteilt eine Eigenschaftsverbesserung bei der Wasserabweisungsfähigkeit oder Benässbarkeit.
Obwohl die Erfindung vorangehend unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
Modifikationen und Veränderungen der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen sind den Fachleuten angesichts der oben genannten Technik bekannt. Der Bereich der Erfindung ist durch die nachfolgenden Ansprüche definiert.
Ein zu bearbeitendes Objekt kann beispielsweise ein anderes Objekt sein, das mit einem Harz oder Gummi bedeckt ist, ein anderes Objekt als ein Draht W.
Die Ausführungsform kann auf einen Recyclingvorgang angewendet werden, wo ein Draht an den Isolator geschmolzen wird, um den Leiter herauszunehmen.
Obwohl der Mikrowellen-Übertragungspfad mehrere Elemente aufweist, ist die Erfindung nicht auf die Verbindungsgestalt beschränkt.
Gemäß der Erfindung wird das zu bearbeitende Objekt in der Nähe des dielektrischen Fensters bewegt. Die Bewegung ermöglicht, dass das Objekt an der Oberfläche gleichmäßig durch das Oberflächenwellenplasma bearbeitet wird, was beispielsweise eine Querverbindung und eine Wasserabweisungsfähigkeit erreicht. Die Schlitzstrahlantenne als eine Nicht-Entladeelektrode verlängert die Lebensdauer einer Entladungseinrichtung und verhindert die Erzeugung von bespritzten Objekten.
Die Erfindung ermöglicht, dass das Plasma in einer vorbestimmten Form erzeugt wird.
Die Erfindung ermöglicht, dass ein Objekt nach und nach durch Plasma bearbeitet wird.
Die Erfindung ermöglicht eine Plasmabearbeitung eines Drahtes an einem Harzisolator zur Verbesserung der Querverbindung, der Wasserabweisungsfähigkeit oder der Benässbarkeit.

Claims

Verfahren zum Bearbeiten eines elektrischen Drahtes, der einen Leiter und einen Isolator aufweist, der den Leiter abdeckt, durch eine Plasma-Bearbeitungsvorrichtung mit: einem Schwingungserzeuger zum Erzeugen einer ersten Mikrowelle; einer Schlitzstrahlantenne zum Empfangen der ersten Mikrowelle, welche Schlitzstrahlantenne ein Mittelteil 8A und ein kreisförmiges Ringteil 8C aufweist, die durch einen ringförmigen Schlitz 8B voneinander beabstandet sind, um eine zweite Mikrowelle in einer Form abzustrahlen; einem dielektrischen Fenster zum Empfangen der zweiten Mikrowelle, um ein Oberflächenwellenplasma zu erzeugen; wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Fördern des Drahtes durch einen Förderer derart, dass der Draht nahe zu dem dielektrischen Fenster vorbeitritt, und Bearbeiten des Isolators durch das Oberflächenwellenplasma.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit folgenden Schritten: Übertragen der ersten Mikrowelle in einer Richtung durch einen Übertragungspfad, und Umwandeln der ersten Mikrowelle von der Richtung in eine senkrechte Richtung bezüglich des Übertragungspfades durch einen inneren Leiter, der in einem Koaxial-Umwandler enthalten ist, der an einem vorderen Ende des Übertragungspfades vorgesehen ist, wobei die Plasma-Bearbeitungsvorrichtung ferner folgendes aufweist: eine Entladungskammer, die an dem dielektrischen Fenster vorgesehen ist, wobei die Schlitzstrahlantenne an ein Ende des inneren Leiters verbunden ist, wobei die Schlitzstrahlantenne an das dielektrische Fenster angebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schlitzstrahlantenne der Plasma-Bearbeitungsvorrichtung ferner folgendes aufweist: ein Mittelteil; ein Ringteil in einem Kreis konzentrisch mit dem Mittelteil zum Einschließen des Mittelteiles; und einen Schlitz zwischen dem Mittelteil und dem Ringteil.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das dielektrische Fenster eine Silikaplatte aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten des Zuführens und Aufwickelns des Drahtes durch zwei Rollen, die in dem Förderer vorgesehen sind.