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DE102008044024A1 - Coating method and coating device - Google Patents

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DE102008044024A1
DE102008044024A1 DE102008044024A DE102008044024A DE102008044024A1 DE 102008044024 A1 DE102008044024 A1 DE 102008044024A1 DE 102008044024 A DE102008044024 A DE 102008044024A DE 102008044024 A DE102008044024 A DE 102008044024A DE 102008044024 A1 DE102008044024 A1 DE 102008044024A1
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DE
Germany
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workpieces
coating
plasma
gas
outlet openings
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102008044024A
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German (de)
Inventor
Ronald Neidhardt
Klaus Burghoff
Stefan Grosse
Carsten Herweg
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein PE-CVD-Beschichtungsverfahren zum Beschichten metallischer Werkstücke (7), insbesondere von Komponenten von Kraftstoff-Einspritzsystemen, wobei die metallischen Werkstücke (7) mit einer hochfrequenten Wechselspannung oder einer gepulsten oder ungepulsten Gleichspannung beaufschlagt und einem Plasmastrom (9) aus einem Gasverteiler (2) ausgesetzt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Werkstücke (7) ortsfest relativ zum Gasverteiler (2) angeordnet werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Beschichtungsvorrichtung (1).The invention relates to a PE-CVD coating method for coating metallic workpieces (7), in particular of components of fuel injection systems, wherein the metallic workpieces (7) acted upon by a high-frequency AC voltage or a pulsed or non-pulsed DC voltage and a plasma stream (9) a gas distributor (2) are exposed. According to the invention, it is provided that the workpieces (7) are arranged in a stationary manner relative to the gas distributor (2). Furthermore, the invention relates to a coating device (1).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein PE-CVD-Beschichtungsverfahren (PE-CVD = plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung) gemäß Anspruch 1 sowie eine Beschichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.The The invention relates to a PE-CVD coating process (PE-CVD = plasma-assisted chemical vapor deposition) according to claim 1 and a coating device according to the preamble of claim 14.

Hochwertige Schutzschichten werden heute in plasmagestützten Verfahren in Batchanlagen oder in getakteten Mehrkammer-Batchanlagen abgeschieden. Die sich in Serie befindlichen Beschichtungsverfahren zielen auf möglichst große Batchgrößen ab, um die Beschichtungskosten gering zu halten. Bei den bekannten Beschichtungsvorrichtungen werden die Werkstücke (bis mehrere 10000 Stück) in einer Beschichtungskammer um bis zu drei Achsen rotierbar angeordnet, wobei die Beschichtungskammer mit Prozessgas zur Ausbildung eines Plasmas beschickbar ist. Während der Beschichtung werden die Werkstücke relativ zu den Gasaustrittsöffnungen (Gasverteiler, Gasdusche) rotiert, um eine gleichmäßige Abscheidung zu erreichen. Die Beschichtung erfolgt üblicherweise in Druckbereichen zwischen etwa 10–1 bis etwa 10–3 mbar, wobei Abscheideraten von typischerweise zwischen 1 und 2 μm/h realisiert werden können.High-quality protective coatings are nowadays deposited in plasma-aided processes in batch systems or in clocked multi-chamber batch plants. The in-line coating processes are aimed at the largest possible batch sizes in order to keep the coating costs low. In the known coating devices, the workpieces (up to several 10000 pieces) are rotatably arranged in a coating chamber by up to three axes, wherein the coating chamber can be charged with process gas to form a plasma. During the coating, the workpieces are rotated relative to the gas outlet openings (gas distributor, gas shower) in order to achieve a uniform deposition. The coating is usually carried out in pressure ranges between about 10 -1 to about 10 -3 mbar, wherein deposition rates of typically between 1 and 2 microns / h can be realized.

Nachteilig bei den sich in Serie befindlichen Beschichtungsverfahren ist es, dass mit diesen nicht wirtschaftlich kleine, an Vorfertigungsschritte angepasste Batchgrößen realisierbar sind. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist die lange Taktzeit bei bekannten Beschichtungsverfahren von bis zu mehreren Stunden.adversely in the in-line coating processes, it is that with these are not economically small, at prefabrication steps adapted batch sizes are feasible. One Another major disadvantage is the long cycle time in known Coating process of up to several hours.

Aus der DE 10 2007 035 518 A1 ist es bekannt, längliche, zylindrische Bauteile mit einem elektrisch induzierten Plasmastrom zu beschichten.From the DE 10 2007 035 518 A1 It is known to coat elongated, cylindrical components with an electrically induced plasma current.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beschichtungsverfahren sowie eine Beschichtungsvorrichtung vorzuschlagen, mit denen auch geringe Batchgrößen wirtschaftlich beschichtbar sind. Insbesondere sollen mit dem Verfahren und der Vorrichtung kurze Taktzeiten realisierbar sein.Of the Invention is based on the object, a coating method and to propose a coating apparatus with which also small batch sizes economically coatable are. In particular, with the method and the device short cycle times can be realized.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Beschichtungsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Beschichtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale auch als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.These Task is with regard to the coating method with the features of claim 1 and in terms of the coating device with the features of claim 14 solved. Advantageous developments The invention are specified in the subclaims. In the scope of the invention covers all combinations at least two of in the description, the claims and / or features disclosed in the figures. To avoid repetition should also be disclosed according to the method apply as disclosed according to the device and be claimable. Likewise, according to the device disclosed features as disclosed according to the method and claim claimable be.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Werkstücke nicht wie im Stand der Technik rotierbar anzuordnen, sondern bevorzugt ortsfest relativ zum Gasverteiler (Gasdusche), also ortsfest relativ zu den Gasaustrittsöffnungen, durch die Prozessgas und/oder Prozessflüssigkeit zur Bildung eines Plasmastroms ausströmt. Aufgrund der ortsfesten Anordnung der Werkstücke können hohe Abscheideraten von über 20 μm/h erreicht werden, wodurch insgesamt sehr kurze Taktzeiten realisierbar sind. Die Taktzeiten können weiter optimiert werden, wenn das Beschichtungskammervolumen (Prozesskammervolumen) minimiert wird, insbesondere indem die Werkstücke in einem möglichst geringen Abstand zu dem Gasverteiler angeordnet werden. Durch eine Minimierung des Beschichtungskammervolumens kann die Zeit, die benötigt wird, um die Beschichtungskammer zu evakuieren, auf ein Minimum reduziert werden. Mit einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Verfahren sowie einer entsprechend ausgebildeten Beschichtungsvorrichtung kann eine deutlich gesteigerte Abscheiderate bei zumindest gleichbleibender Schichtqualität realisiert werden. Insgesamt können vergleichsweise kostengünstige Beschichtungsvorrichtungen geschaffen werden, da keine aufwändige Kathodentechnik sowie kein Hochvakuum notwen dig sind. Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren sowie eine nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Beschichtungsvorrichtung eignen sich zur Integration in Fertigungslinien. In den Rahmen der Erfindung fällt auch eine Ausführungsform, bei der die Werkstücke zwar nicht rotiert werden, bei der jedoch eine, vorzugsweise sehr langsame, translatorische Relativbewegung zwischen den Werkstücken und dem Gasverteiler realisiert ist. Bevorzugt werden die Werkstücke dabei translatorisch auf den Gasverteiler zu und/oder von diesem weg bewegt.Of the Invention is based on the idea, the workpieces not as in the prior art rotatable to arrange, but preferred stationary relative to the gas distributor (gas shower), that is stationary relative to the gas outlet openings, through the process gas and / or Process liquid flows out to form a plasma stream. Due to the fixed arrangement of the workpieces can reached high deposition rates of over 20 microns / h be, which in total very short cycle times are feasible. The cycle times can be further optimized if the Coating chamber volume (process chamber volume) is minimized especially by placing the workpieces in one as possible small distance to the gas distributor can be arranged. By a Minimizing the coating chamber volume can take the time needed is evacuated to evacuate the coating chamber to a minimum be reduced. With a trained according to the concept of the invention Method and a suitably trained coating device can a significantly increased deposition rate at least consistent Layer quality can be realized. Overall, you can comparatively inexpensive coating devices be created because no elaborate cathode technology and no high vacuum neces sary. The invention Coating method and one according to the concept of the invention trained coating device are suitable for integration in production lines. Within the scope of the invention also an embodiment in which the workpieces Although not rotated, but one, preferably very slow, translational relative movement between the workpieces and the gas distributor is realized. The workpieces are preferred while translational to the gas distributor and / or away from it emotional.

Bevorzugt ist die mittels des Beschichtungsverfahrens erhaltene Schutzschicht abriebsfest und schützt die Werkstücke vor Korrosion und/oder dient als Diffusionsschutz gegenüber Sauerstoff und/oder gegenüber Wasser/Wasserdampf und/oder dient als Schutz vor sonstigen chemischen Angriffen saurer oder basischer Medien. Zusätzlich oder alternativ kann die mindestens eine aufgebrachte Schicht als, insbesondere farbgebende und/oder strukturgebende, Dekorationsschicht realisiert werden. Bei Bedarf können auch die Werkstücke mittels des nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Verfahrens bzw. mittels der Vorrichtung nacheinander mehrere Schichten in derselben Beschichtungskammer aufgebracht werden, vorzugsweise zunächst eine Haftschicht, auf die die eigentliche Schutzschicht auf Basis von Kohlenwasserstoffen und/oder Silanen (Dotierungen mit z. B. N, O, F sind durch Zugabe weiterer Gase möglich) aufgebracht wird. Die Haftschicht kann beispielsweise mit Silan, Tetramethylsilan (TMS), Hexamethyldisilazan (HMDS), Hexamethyldisilazanoxid (HMDSO) oder Metallorganika realisiert werden. Als Prozessgas zur Ausbildung des Plasmastroms für den eigentlichen Beschichtungsprozess eignen sich insbesondere halogen-, silizium-, kohlenstoffhaltige und/oder metallorganische Monomere, d. h. niedermolekulare, vernetzbare Stoffe. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz von Acetylen und/oder Methan um eine reibarme, diamantähnliche Kohlenstoffschicht (DLC-Schicht) zu erhalten. Neben den gasförmigen Prekursoren ist auch das Einbringen von leichtflüssigen Ausgangsmaterialien mit einem hohen Anteil der schichtbildenden Spezies am Gesamtmolekulargewicht, wie beispielsweise Benzin oder Pentan möglich.Preferably, the protective layer obtained by means of the coating process is resistant to abrasion and protects the workpieces from corrosion and / or serves as diffusion protection against oxygen and / or water / water vapor and / or serves as protection against other chemical attacks of acidic or basic media. Additionally or alternatively, the at least one applied layer can be realized as, in particular, a coloring and / or structuring, decorative layer. If necessary, the workpieces can successively by means of the method formed by the concept of the invention or by means of the device several layers in the same coating chamber preferably first an adhesive layer onto which the actual protective layer based on hydrocarbons and / or silanes (dopings with, for example, N, O, F are possible by adding further gases) is applied. The adhesive layer can be realized, for example, with silane, tetramethylsilane (TMS), hexamethyldisilazane (HMDS), hexamethyldisilazane oxide (HMDSO) or organometallic compounds. Suitable as process gas for the formation of the plasma stream for the actual coating process are in particular halogen-, silicon-, carbon-containing and / or organometallic monomers, ie low molecular weight, crosslinkable substances. Particularly advantageous is the use of acetylene and / or methane to obtain a low-friction, diamond-like carbon layer (DLC layer). In addition to the gaseous precursors, it is also possible to introduce highly fluid starting materials with a high proportion of the layer-forming species in the total molecular weight, such as, for example, gasoline or pentane.

Bei Bedarf kann den Werkstücken eine Gegenelektrode zugeordnet werden, wobei sowohl die Gegenelektrode als auch den Gasverteiler potenzialfrei oder potenzialbehaftet eingesetzt werden können. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn ausschließlich die Werkstücke eine spannungsbeaufschlagte Elektrode bilden, d. h. die die Werkstücke elektrisch kontaktierenden Mittel nicht unmittelbar mit Prozessgas und/oder Plasma beaufschlagt werden, um eine Abscheidekonzentration an den Werkstücken zu realisieren.at Demand can be assigned to the workpieces a counter electrode where both the counter electrode and the gas distributor can be used potential-free or potenzialbehaftet. It is especially preferred if only the Workpieces form a voltage-loaded electrode, d. H. the means electrically contacting the workpieces not directly supplied with process gas and / or plasma to To realize a deposition concentration on the workpieces.

Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der zum Einsatz kommende Gasverteiler mehrere Austrittsöffnungen aufweist, wobei die Austrittsöffnungen mit Vorteil derart beschaffen sind, dass das aus ihnen austretende Prozessgas unmittelbar nach dem Austritt aus den Austrittsöffnungen als Plasma aktiviert wird, d. h. gezündet wird. Diese Austrittsöffnungen können optional in Richtung der Werkstücke konisch erweiternd ausgeformt werden.All Particularly preferred is an embodiment in which the used gas distributor several outlet openings having, wherein the outlet openings advantageously such are such that the process gas leaving them directly after exiting the exit openings as plasma is activated, d. H. is ignited. These outlet openings can optionally be tapered towards the workpieces widening be formed.

Besonders bevorzugt ist es, wenn jedem Werkstück mindestens eine, vorzugsweise ausschließlich eine, Austrittsöffnung zur direkten (unmittelbaren) Anströmung zugeordnet ist. Bevorzugt ist das insbesondere rotationssymmetrische Werkstück dabei koaxial zu einer die Austrittsöffnung durchsetzenden Längsmittelachse angeordnet. Nicht zu beschichtende Flächen des Werkstücks können wie bei herkömmlichen Beschichtungsverfahren mit leitenden und nichtleitenden Material maskiert werden. Mit Vorteil wird das Werkstück bzw. der in die Beschichtungskammer ragende Abschnitt direkt von dem Plasmastrom umströmt. Es existieren auch Bauteilgeometrien, bei denen die Anströmung nicht direkt über der Längsmittelachse des Werkstücks erfolgen muss. So kann es für Kolben, die nicht auf der Stirnfläche zu beschichten sind, auch sinnvoll sein, die Austrittsöffnungen in dem Gasverteiler gerade im Gitter versetzt zu den Bauteilen oder als Ringgasdusche koaxial zum Bauteil anzuordnen.Especially it is preferred if each workpiece has at least one, preferably only one, outlet opening is assigned to the direct (direct) flow. Preferably, the particular rotationally symmetrical workpiece is included coaxial with a longitudinal center axis passing through the outlet opening arranged. Uncoated surfaces of the workpiece can as in conventional coating methods be masked with conductive and non-conductive material. With advantage is the workpiece or in the coating chamber projecting portion flows directly from the plasma stream. There are also component geometries in which the flow not directly above the longitudinal center axis of the workpiece must be done. So it may be for pistons that are not on the Face to be coated are also useful, the outlet openings in the gas distributor just in the grid offset from the components or to be arranged as a ring gas coaxial with the component.

Das Beschichtungskammervolumen kann auf ein Minimum reduziert werden, wenn die Werkstücke in einem geringen Abstand zu den ihnen zugeordneten Austrittsöffnungen angeordnet sind. Bevorzugt beträgt der Abstand eines Werkstücks zu der ihm zugeordneten Austrittsöffnung weniger als 50 mm, vorzugsweise weniger als 30 mm. Durch die resultierende, unmittelbare Anströmung der Werkstücke mit dem Plasmastrom können hohe Abscheideraten erzielt werden.The Coating chamber volume can be reduced to a minimum, if the workpieces are at a close distance to them associated outlet openings are arranged. Prefers is the distance of a workpiece to him associated outlet opening less than 50 mm, preferably less than 30 mm. Due to the resulting, direct flow of the workpieces with the plasma stream can be high Separation rates are achieved.

Besonders bevorzugt ist es, die Werkstücke derart anzuordnen, dass diese sich entgegen der Strömungsrichtung erstrecken, d. h. dass die Längserstreckung der Bauteile parallel zur Strömungsrichtung des Plasmastroms bzw. der Plas maströme ausgerichtet ist, um die direkte Anströmung sowie die unmittelbare Umströmung der Werkstücke mit Plasmastrom zu erreichen.Especially it is preferred to arrange the workpieces such that these extend counter to the flow direction, d. H. that the longitudinal extent of the components parallel to Flow direction of the plasma stream or the Plas maströme is aligned to the direct flow as well as the immediate To achieve flow around the workpieces with plasma flow.

Aufgrund der hohen erzielbaren Abscheiderate reicht es aus, wenn die Werkstücke weniger als 20 Minuten lang mit dem Plasmastrom beaufschlagt werden. Besonders bevorzugt ist die Zeitdauer, die die Werkstücke mit Plasmastrom beaufschlagt werden, aus einem Wertebereich zwischen weniger als 10 Sekunden und 20 Minuten.by virtue of the high recoverable deposition rate, it is sufficient if the workpieces be exposed to the plasma stream for less than 20 minutes. Particularly preferred is the length of time that the workpieces be subjected to plasma current, from a range of values between less than 10 seconds and 20 minutes.

In Weiterbildung der Erfindung werden mit Vorteil Beschichtungsraten von mehr als etwa 3 μm, vorzugsweise von mehr als 20 μm pro Stunde erreicht. Optimale Beschichtungsergebnisse werden erhalten, wenn die Werkstücke in der Beschichtungskammer, in der sie nachfolgend beschichtet werden, vorbehandelt und/oder gereinigt werden. Bevorzugt erfolgt die Vorbehandlung und/oder Reinigung durch den Einsatz von Reinigungsgasen, die durch Hochfrequenz oder gepulste Gleichspannung zu einem Plasma aktiviert werden. Ganz besonders bevorzugt kommen hierbei wasserstoff-, halogen-, sauerstoff-, fluor- und/oder stickstoffhaltige Gase zum Einsatz, die mittels Hochfrequenz zu einem Plasma aktiviert werden. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Edelgasen. Mit Vorteil beträgt der Druck bei der Vorbehandlungs- und/oder Reinigungsphase zwischen etwa 0,01 mbar und 50 mbar. Durch die Anregung des Reinigungs- bzw. Vorbehandlungsgases im Plasma bzw. durch dessen Fragmentierung entstehen Radikale und/oder Ionen, die eine intensive Oberflächenreinigung und/oder Aktivierung ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht die Vorbehandlung eine gute Anbindung (Haftung) der tatsächlichen Verschleißschutzbeschichtung oder einer Haftvermittlerschicht. Für die spätere Funktion der Schicht ist eine gute Haftung auf dem Substrat wünschenswert. Eine schlecht haftende Schicht würde sich nach den ersten Bewegungen des Bauteils relativ zum Gegenkörper vom Substrat lösen und das Bauteil nur noch uneffizient gegen Verschleiß schützen. Alternativ zu einer direkten Anstrahlung mit Reinigungsgas ist eine diffuse Verteilung des Reinigungsgases in der Kammer möglich – im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen eigentlichen Prozessgas. Die gesamte Vorbehandlungszeit beträgt bevorzugt wenige Sekunden bis einige Minuten – je nach Grundmaterial und Schichtart. Der sich in der Vorbehandlungskammer einstellende Druck hängt insbesondere vom Gasfluss und von der Saugleistung der Gaspumpe ab.In a development of the invention, coating rates of more than about 3 μm, preferably of more than 20 μm, per hour are advantageously achieved. Optimum coating results are obtained when the workpieces are pretreated and / or cleaned in the coating chamber in which they are subsequently coated. Preferably, the pretreatment and / or cleaning by the use of cleaning gases, which are activated by high frequency or pulsed DC voltage to a plasma. Very particularly preferably hydrogen, halogen, oxygen, fluorine and / or nitrogen-containing gases are used, which are activated by means of high frequency to a plasma. Particularly preferred is the use of noble gases. Advantageously, the pressure in the pretreatment and / or cleaning phase is between about 0.01 mbar and 50 mbar. The excitation of the cleaning or pretreatment gas in the plasma or by its fragmentation gives rise to radicals and / or ions which permit intensive surface cleaning and / or activation. In addition, the pre-treatment allows a good connection (adhesion) of the actual wear protection coating or a primer layer. For the later function of the layer is a good adhesion on the substrate desirable. A poorly adhering layer would become detached from the substrate after the first movements of the component relative to the counter body and would only inefficiently protect the component against wear. As an alternative to a direct irradiation with cleaning gas, a diffuse distribution of the cleaning gas in the chamber is possible - in contrast to the actual process gas described above. The entire pretreatment time is preferably a few seconds to a few minutes - depending on the base material and layer type. The pressure setting in the pretreatment chamber depends in particular on the gas flow and the suction power of the gas pump.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Werkstücke mit einer Wechselspannungsfrequenz aus einem Wertebereich zwischen etwa 10 kHz und 6 GHz beaufschlagt werden. Ganz besonders bevorzugt wird die Frequenz aus einem Frequenzbereich zwischen etwa 20 kHz und 400 MHz gewählt, wobei es weiter bevorzugt ist, wenn die einzukoppelnde Leistung ungefähr 0,01–100 Watt pro cm2 Werkstückfläche beträgt.Particularly preferred is an embodiment of the method in which the workpieces are subjected to an AC voltage frequency from a value range between about 10 kHz and 6 GHz. Most preferably, the frequency is selected from a frequency range between about 20 kHz and 400 MHz, and it is more preferable for the power to be coupled to be about 0.01-100 watts per cm 2 of workpiece area.

Die Erfindung führt auch auf eine Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten metallischer Werkstücke, insbesondere von Düsennadeln für Kraftstoff-Injektoren. Ganz besonders bevorzugt ist die Beschichtungsvorrichtung zur Durchführung eines zuvor beschriebenen Verfahrens ausgebildet. Die Vorrichtung umfasst ein Gasverteiler, also eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen zum Beaufschlagen der Werkstücke mit einem Plasmastrom, der durch Aktivieren von durch die Austrittsöffnungen ausströmendem Prozessgas und/oder zu verdampfende Prozessflüssigkeit erzeugt wird. Ferner umfasst die Beschichtungsvorrichtung Mittel zum Beaufschlagen der Werkstücke mit einer hochfrequenten Wechselspannung, wobei die einzukoppelnde Leistung bevorzugt zwischen etwa 0,01 Watt und etwa 100 Watt pro cm2 Werkstückfläche entspricht. Die Beschichtungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkstücke ortsfest relativ zum Gasverteiler positionierbar sind. Alternativ ist eine translatorische (nichtrotatorische) Relativbewegungsmöglichkeit zwischen den Werkstücken und dem Gasverteiler gegeben. Die Beschichtungsvorrichtung zeichnet sich ferner durch eine optimale Skalierbarkeit aus, insbesondere dann, wenn die Werkstücke, wie später noch erläutert werden wird, auf einer Elektrodenplatte (Werkstückträger) angeordnet werden. Die Größe der Elektrodenplatte kann an den Prozess angepasst werden. Es ist denkbar, Elektroden mit einer Flächenerstreckung von 1 cm × 1 cm bis > 1 m × 1 m einzusetzen. Bevorzugt werden die Werkstücke matrizenförmig in und/oder an der Elektrodenplatte angeordnet.The invention also leads to a coating apparatus for coating metallic workpieces, in particular nozzle needles for fuel injectors. Most preferably, the coating device is designed for carrying out a method described above. The device comprises a gas distributor, that is to say a multiplicity of gas outlet openings for pressurizing the workpieces with a plasma stream which is produced by activation of process gas flowing out through the outlet openings and / or process liquid to be evaporated. Furthermore, the coating device comprises means for applying a high-frequency alternating voltage to the workpieces, wherein the power to be coupled in preferably corresponds to between about 0.01 W and about 100 W per cm 2 workpiece surface. The coating device is characterized in that the workpieces can be positioned in a stationary manner relative to the gas distributor. Alternatively, there is a translational (non-rotatory) relative movement possibility between the workpieces and the gas distributor. The coating device is further characterized by an optimal scalability, in particular when the workpieces, as will be explained later, are arranged on an electrode plate (workpiece carrier). The size of the electrode plate can be adapted to the process. It is conceivable to use electrodes with an areal extent of 1 cm × 1 cm to> 1 m × 1 m. The workpieces are preferably arranged in the form of a die in and / or on the electrode plate.

Besonders bevorzugt werden die Werkstücke hierzu auf einer Elektrodenplatte angeordnet, die vorzugsweise parallel zum Gasverteiler (Gasdusche) ausgerichtet ist, so dass die Werkstücke mit ihrer Längserstreckung parallel zum Plasmastrom ausgerichtet sind.Especially For this purpose, the workpieces are preferred on an electrode plate arranged, which are preferably aligned parallel to the gas distributor (gas shower) is, so that the workpieces with their longitudinal extension aligned parallel to the plasma stream.

Bevorzugt werden die Werkstücke unmittelbar von dem Plasmastrom angeströmt, um die Abscheiderate weiter zu optimieren.Prefers the workpieces are directly impinged by the plasma stream, to further optimize the deposition rate.

Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung, bei der ausschließlich die Werkstücke, die mit Spannung, insbesondere hochfrequenter Wechselspannung oder gepulster Gleichspannung, beaufschlagte Elektrode bilden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die die Werkstücke tragende Elektrodenplatte derart isoliert ist, dass der Plasmastrom die Elektrodenplatte (Trägerplatte) nicht unmittelbar beaufschlagen kann, sondern ausschließlich auf die Werkstücke auftrifft. Hierdurch kann der Abscheidevorgang auf die Werkstücke konzentriert werden. Bei Bedarf kann der vorzugsweise ausschließlich von den Werkstücken gebildeten Elektrode eine Gegenelektrode zugeordnet werden.All particularly preferred is an embodiment of the coating device, in which only the workpieces with Voltage, in particular high-frequency alternating voltage or pulsed DC voltage, forming the applied electrode. This can be done be achieved, that the workpieces carrying electrode plate such is isolated, that the plasma current the electrode plate (carrier plate) can not act directly, but exclusively impinges on the workpieces. As a result, the deposition process be focused on the workpieces. If necessary, the preferably exclusively from the workpieces formed electrode associated with a counter electrode.

Bei Bedarf kann der Plasmastrom mittels Hilfselektroden vorteilhaft geformt werden, um Inhomogenitäten zu reduzieren. Dabei ist es möglich, mindestens eine Hilfselektrode zwischen den Werkstücken und/oder im Bereich der Austrittsöffnungen des Gasverteilers anzuordnen. Dabei können die Hilfselektroden sowohl auf dem Potential der Werkstücke, oder auf dem des Gasverteilers oder auf dem von Absaugöffnungen liegen. Auch ist es denkbar, die Hilfselektroden auf ein separat gesteuertes Potential zu legen, vorzugsweise aus einem Frequenzbereich zwischen etwa 0 und 400 MHz.at Demand, the plasma flow by means of auxiliary electrodes advantageous be shaped to reduce inhomogeneities. there it is possible to have at least one auxiliary electrode between the workpieces and / or in the region of the outlet openings of the Gas distributor to arrange. In this case, the auxiliary electrodes both on the potential of the workpieces, or on the one of the Gas distributor or on the suction of holes. It is also conceivable, the auxiliary electrodes on a separately controlled Potential to lay, preferably from a frequency range between about 0 and 400 MHz.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments as well as from the drawings.

Diese zeigen in:These show in:

1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer Beschichtungsvorrichtung mit stehend angeordneten Werkstücken und 1 a first embodiment of a coating device with vertically arranged workpieces and

2: eine alternative Ausführungsform mit hängend angeordneten Werkstücken. 2 an alternative embodiment with suspended workpieces.

In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In The figures are the same elements and elements with the same Function marked with the same reference numerals.

In 1 ist stark schematisiert eine Beschichtungsvorrichtung 1 zur Durchführung eines PE-CVD-Beschichtungsverfahrens gezeigt. Die Beschichtungsvorrichtung 1 umfasst einen metallischen Gasverteiler 2 (Gasdusche) mit einem Gaseinlass 3 sowie einer Verteilkammer 4, aus der eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 5 ausmünden. Die Austrittsöffnungen 5 sind im Querschnitt konisch ausgeformt und erweitern sich hin zu einer Beschichtungskammer 6 (Prozesskammer), in die die Austrittsöffnungen 5 einmünden.In 1 is highly schematic a coating device 1 to carry out a PE-CVD coating process shown. The coating device 1 includes a metallic gas distributor 2 (Gas shower) with a gas inlet 3 and a distribution chamber 4 , from which a large number of outlet openings 5 open out. The outlet openings 5 are conically shaped in cross-section and expand towards a coating chamber 6 (Process chamber) into which the outlet openings 5 open out.

In der Beschichtungskammer 6 sind eine Vielzahl von metallischen Werkstücken 7, hier Düsennadeln für Kraftstoff-Injektoren, angeordnet. Die Werkstücke 7 sind in einer Elektrodenplatte 8 gehalten, die im Bereich der Beschichtungskammer 6 elektrisch isoliert ist bzw. mit einer Isolation versehen ist, so dass aus den Austrittsöffnungen 5 austretendes Prozessgas und/oder austretende, zu verdampfende Prozessflüssigkeit, das/die zu einem Plasmastrom 9 aktiviert wird, nicht in unmittelbarem Kontakt mit der Elektrodenplatte 8 kommen kann. Die Elektrodenplatte 8 ist mit an sich bekannten Mitteln 10 zum Beaufschlagen der Elektrodenplatte 8 mit einer Spannung kontaktiert. Der Gasverteiler 2 liegt auf Masse.In the coating chamber 6 are a variety of metallic workpieces 7 , here nozzle needles for fuel injectors, arranged. The workpieces 7 are in an electrode plate 8th held in the area of the coating chamber 6 is electrically isolated or provided with an insulation, so that from the outlet openings 5 emerging process gas and / or exiting, to be evaporated process liquid, the / to a plasma stream 9 is activated, not in direct contact with the electrode plate 8th can come. The electrode plate 8th is with known means 10 for applying the electrode plate 8th contacted with a voltage. The gas distributor 2 lies on earth.

Wie sich aus 1 ergibt, ist jedem Werkstück 7 eine Austrittsöffnung 5 zugeordnet, wobei jedes Werkstück 7 koaxial zu einer gedachten, nicht eingezeichneten Längsmittelachse der zugehörigen Austrittsöffnung 5 angeordnet ist, so dass jedes Werkstück 7 unmittelbar mit Plasmastrom 9 beaufschlagbar ist. Es gibt auch Bauteilgeometrien, bei denen die Austrittsöffnungen mit Vorteil versetzt zu den Längsmittelachsen der Werkstücke 7 angeordnet sind. Die einzelnen Plasmaströme überschneiden sich in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Werkstücken 7 und verlaufen parallel zu den Werkstücken 7.As it turned out 1 results is every workpiece 7 an outlet opening 5 associated with each workpiece 7 coaxial with an imaginary, not shown longitudinal central axis of the associated outlet opening 5 is arranged so that each workpiece 7 directly with plasma current 9 can be acted upon. There are also component geometries in which the outlet openings offset advantageous to the longitudinal center axes of the workpieces 7 are arranged. The individual plasma streams overlap in a region between two adjacent workpieces 7 and run parallel to the workpieces 7 ,

Zu erkennen ist ferner, dass die Werkstücke 7 in einem geringen Abstand zu den zugehörigen Austrittsöffnungen 5, von in diesem Ausführungsbeispiel etwa 40 mm, angeordnet sind.It can also be seen that the workpieces 7 at a small distance to the associated outlet openings 5 , are arranged by about 40 mm in this embodiment.

In der Elektrodenplatte 8 befinden sich jeweils zwischen zwei Werkstücken 7 Absaugöffnungen 11 zum Absaugen von Prozessgas und/oder Prozessflüssigkeit und/oder Plasma sowie zum Evakuieren der Beschichtungskammer 6 vor dem eigentlichen Beschichtungsvorgang.In the electrode plate 8th are each between two workpieces 7 suction 11 for sucking off process gas and / or process fluid and / or plasma and for evacuating the coating chamber 6 before the actual coating process.

Das über die düsenartigen Austrittsöffnungen 5 zugeführte Prozessgas wird im Plasma angeregt, zum Teil fragmentiert und ionisiert, und bildet die Plasmaströme 9 aus, die sich zum Teil auf den Werkstücken 7 als Schicht niederschlagen. Das Abpumpen des Plasmas aus den Absaugöffnungen 11 sorgt für einen Plasmastrom 9 auf der Außenseite der Werkstücke 7, der sich entlang der Werkstücke 7 erstreckt. Bei Bedarf können die Plasmaströme 9 über entsprechende Leitflächen beeinflusst und gesteuert werden. Im Plasmastrom 9 bildet sich, abhängig von der eingekoppelten Leistung, vom Gesamtdruck und von den Flächenverhältnissen zwischen der von den Werkstücken 7 gebildeten Elektrode und dem Gasverteiler 2 sowie einer fakultativ vorzusehenden, hier nicht gezeigten Gegenelektrode ein Potenzial (Self-Bias) aus. Dieses Potenzial bewirkt eine Beschleunigung der im Plasmastrom 9 befindlichen geladenen Ionen auf die Oberfläche der Werkstücke 7. Dieses Ionenbombardement bewirkt eine Kompaktierung der Schicht und eine Erhöhung der Schichthärte. Wichtig für die Funktionalität des Werkstückes 7 ist die Schichtdicke und die Härte von bis zu 50 GPa der Schicht. Der in der Beschichtungskammer 6 eingestellte Druck hängt vom Prozessgasfluss und von der Saugleistung einer nicht gezeigten, an der Beschichtungskammer über die Absaugöffnungen 11 angeschlossenen Vakuumpumpe ab. Er beträgt bevorzugt zwischen etwa 0,01 mbar und 50 mbar.The over the nozzle-like outlet openings 5 supplied process gas is excited in the plasma, partially fragmented and ionized, and forms the plasma streams 9 made up, in part, on the workpieces 7 precipitate as a layer. Pumping out the plasma from the suction openings 11 provides a plasma stream 9 on the outside of the workpieces 7 moving along the workpieces 7 extends. If necessary, the plasma currents 9 be influenced and controlled via appropriate control surfaces. In the plasma stream 9 forms, depending on the coupled power, the total pressure and the area ratios between that of the workpieces 7 formed electrode and the gas distributor 2 as well as an optionally provided counterelectrode (not shown here) a potential (self-bias). This potential causes an acceleration in the plasma stream 9 located charged ions on the surface of the workpieces 7 , This ion bombardment causes a compaction of the layer and an increase in the layer hardness. Important for the functionality of the workpiece 7 is the layer thickness and the hardness of up to 50 GPa of the layer. The one in the coating chamber 6 set pressure depends on the process gas flow and the suction power of a not shown, on the coating chamber via the suction openings 11 connected vacuum pump from. It is preferably between about 0.01 mbar and 50 mbar.

Vor dem zuvor beschriebenen Beschichtungsprozess können die Werkstücke 7 unmittelbar in der Beschichtungskammer 6 vorbehandelt und/oder gereinigt werden, wobei hierzu über den Gasverteiler 2 entsprechendes Reinigungsgas, insbesondere Edelgas, zugeführt wird, das als Plasmastrom 9 aktiviert wird. Alternativ werden die Werkstücke 7 nicht unmittelbar mit dem Reinigungsgas angeströmt, sondern letzteres wird diffus in der Beschichtungskammer 6 verteilt. Bevorzugt beträgt auch der Druck während dieser Vorbehandlungs- und Reinigungsphase 0,01 mbar bis 50 mbar.Before the coating process described above, the workpieces can 7 directly in the coating chamber 6 pretreated and / or cleaned, in which case via the gas distributor 2 appropriate cleaning gas, in particular noble gas, is supplied, as a plasma stream 9 is activated. Alternatively, the workpieces 7 not directly flowed with the cleaning gas, but the latter becomes diffuse in the coating chamber 6 distributed. Preferably, the pressure during this pretreatment and cleaning phase is 0.01 mbar to 50 mbar.

Mit der in 1 gezeigten Beschichtungsvorrichtung 1 können Beschichtungszeiten von weniger als 10 oder 5 Minuten realisiert werden. Die Taktzeit inklusive Pumpzeiten beträgt etwa 10 Minuten. Zunächst wird die Elektrodenplatte 8 (Warenträger) eingeschleust. Das Restgas (Luft) wird bis zum Vorbehandlungsdruck abgepumpt und anschließend auf Arbeitsdruck durch Einlass eines Edelgases gebracht. Die Hochfrequenz oder die gepulste Gleichspannung wird während etwa 1 bis 10 Minuten angeschaltet. Durch Beimengungen von zunächst silizium haltigen Prozessgasen wird eine Haftschicht (Übergangsschicht) abgeschieden. Im nächsten Schritt wird das Reaktionsgas Acetylen eingespeist. Die Leistung der eingekoppelten Hochfrequenz kann während des Prozesses variiert werden. Die Gaszuführung wird anschließend beendet und das Restgas evakuiert.With the in 1 shown coating device 1 Coating times of less than 10 or 5 minutes can be realized. The cycle time including pumping time is about 10 minutes. First, the electrode plate 8th (Goods carrier) introduced. The residual gas (air) is pumped to the pre-treatment pressure and then brought to working pressure by the inlet of a noble gas. The high frequency or the pulsed DC voltage is turned on for about 1 to 10 minutes. By admixture of initially silicon-containing process gases, an adhesive layer (transition layer) is deposited. In the next step, the reaction gas acetylene is fed. The power of the injected radio frequency can be varied during the process. The gas supply is then stopped and the residual gas is evacuated.

2 zeigt eine alternative Beschichtungsvorrichtung 1. Der Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 besteht darin, dass die Werkstücke 7 hängend in der Beschichtungskammer 6 an einer Elektrodenplatte 8 (Werkstückhalter) angeordnet sind. Die Werkstücke 7 durchsetzen die Elektrodenplatte 8. Auf der von dem Gasverteiler 2 abgewandten Seite der Werkstücke 7 befindet sich eine Gegenelektrode 12, in die Absaugöffnungen 11 eingebracht sind. Die Gegenelektrode 12 liegt zusammen mit dem Gasverteiler 2 (Gasdusche) optional auf Masse, während die Elektrodenplatte 8 mit Mitteln 10 zum Beaufschlagen mit einer hochfrequenten Spannung oder einer gepulsten Gleichspannung verbunden ist. Im Fall einer hochfrequenten Anregung der Gegenelektrode 12 ist eine Phasenabstimmung mit der Hochfrequenz der Werkstücke 7 notwendig. 2 shows an alternative coating device 1 , The difference from the embodiment according to 1 is that the workpieces 7 hanging in the coating chamber 6 on an electrode plate 8th (Workpiece holder) are arranged. The workpieces 7 enforce the electrode plate 8th , On the from the gas distributor 2 abge turned side of the workpieces 7 there is a counter electrode 12 , into the suction holes 11 are introduced. The counter electrode 12 lies together with the gas distributor 2 (Gas shower) optional on ground, while the electrode plate 8th with funds 10 connected to a high-frequency voltage or a pulsed DC voltage. In the case of high-frequency excitation of the counter electrode 12 is a phase adjustment with the high frequency of the workpieces 7 necessary.

Alternativ zu einer in den 1 und 2 gezeigten planaren Ausführung der Elektrode 8 ist es alternativ denkbar, diese beispielsweise zylindrisch auszuformen. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die dann zylindrisch konturierte Elektrode 8 radial innerhalb des, vorzugsweise dann ebenfalls zylindrischen, Gasverteilers anzuordnen, so dass nicht wie in den gezeigten Ausführungsbeispielen ein Plasmastrom von oben nach unten, sondern in radialer Richtung erreicht wird.Alternatively to one in the 1 and 2 shown planar design of the electrode 8th it is alternatively conceivable to shape them, for example, cylindrical. It is particularly preferred if the then cylindrically contoured electrode 8th radially inside the, preferably then also cylindrical, gas distributor, so that not as in the embodiments shown, a plasma current is achieved from top to bottom, but in the radial direction.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102007035518 A1 [0004] - DE 102007035518 A1 [0004]

Claims (22)

PE-CVD Beschichtungsverfahren zum Beschichten metallischer Werkstücke (7), insbesondere von Komponenten von Kraftstoff-Einspritzsystemen, wobei die metallischen Werkstücke (7) mit einer hochfrequenten Wechselspannung oder einer gepulsten oder ungepulsten Gleichspannung beaufschlagt und einem Plasmastrom (9) aus einem Gasverteiler (2) ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) nicht rotierend, vorzugsweise ortsfest, relativ zum Gasverteiler (2) angeordnet werden.PE-CVD coating process for coating metallic workpieces ( 7 ), in particular of components of fuel injection systems, wherein the metallic workpieces ( 7 ) with a high-frequency AC voltage or a pulsed or non-pulsed DC voltage and a plasma stream ( 9 ) from a gas distributor ( 2 ), characterized in that the workpieces ( 7 ) not rotating, preferably stationary, relative to the gas distributor ( 2 ) to be ordered. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) unmittelbar von dem Plasmastrom (9) angeströmt werden.Method according to claim 1, characterized in that the workpieces ( 7 ) directly from the plasma stream ( 9 ) are flown. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmastrom (9) über mindestens eine Absaugöffnung (11) abgesaugt wird, wobei vorzugsweise für jedes einzelne Werkstück (7) oder für jede Gruppe von Werkstücken (7) eine Absaugöffnung (11) vorgesehen wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the plasma stream ( 9 ) via at least one suction opening ( 11 ) is sucked, preferably for each individual workpiece ( 7 ) or for each group of workpieces ( 7 ) a suction opening ( 11 ) is provided. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasverteiler (2) mehrere Austrittsöffnungen (5) aufweist, die vorzugsweise derart beschaffen, sich konisch erweiternd ausgeformt, sind, dass aus den Austrittsöffnungen (5) austretendes Prozessgas an den Austrittsöffnungen (5) als Plasma aktiviert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas distributor ( 2 ) a plurality of outlet openings ( 5 ), which are preferably designed in such a way that they are conically widening, are that from the outlet openings ( 5 ) emerging process gas at the outlet openings ( 5 ) is activated as plasma. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Werkstück (7) mindestens eine, vorzugsweise ausschließlich eine, Austrittsöffnung (5) zugeordnet wird.Method according to claim 4, characterized in that each workpiece ( 7 ) at least one, preferably only one, outlet opening ( 5 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) jeweils weniger als 50 mm, vorzugsweise weniger als 30 mm beabstandet von der jeweiligen, ihnen zugeordneten Austrittsöffnung (5) angeordnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpieces ( 7 ) each less than 50 mm, preferably less than 30 mm apart from the respective, their associated outlet opening ( 5 ) to be ordered. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) mit ihrer Längserstreckung parallel zur Strömungsrichtung des Plasmastroms (9) angeordnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpieces ( 7 ) with its longitudinal extent parallel to the flow direction of the plasma stream ( 9 ) to be ordered. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) weniger als 15 Minuten, vorzugsweise weniger als 10 Minuten, bevorzugt weniger als 5 Minuten mit dem Plasmastrom (9) beaufschlagt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpieces ( 7 ) less than 15 minutes, preferably less than 10 minutes, preferably less than 5 minutes with the plasma stream ( 9 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) mit einer Beschichtungsrate aus einem Bereich zwischen 2 μm und 100 μm pro Stunde beschichtet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpieces ( 7 ) are coated at a coating rate ranging from 2 μm to 100 μm per hour. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) in der Beschichtungskammer (6) vor dem Beschichtungsprozess in einem Plasma vorbehandelt und/oder gereinigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpieces ( 7 ) in the coating chamber ( 6 ) are pretreated and / or cleaned in a plasma before the coating process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) mit einer Wechselspannungfrequenz aus einem Wertebereich zwischen 10 kHz und 6 GHz, vorzugsweise zwischen etwa 200 kHz und 400 MHz und/oder mit einer gepulsten Gleichspannung, insbesondere mit Zeitkonstanten zwischen 0,01 μs und 100 μs, beaufschlagt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpieces ( 7 ) are applied with an AC voltage frequency from a value range between 10 kHz and 6 GHz, preferably between about 200 kHz and 400 MHz and / or with a pulsed DC voltage, in particular with time constants between 0.01 μs and 100 μs. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bereits beschichtete Werkstücke mittels geeigneter Prozessgase entschichtet werden, insbesondere durch Zugabe von Ar, O2, N2, H2, Kohlenwasserstoffen und/oder mindestens einer Fluorverbindung.Method according to one of the preceding claims, characterized in that already coated workpieces are stripped by means of suitable process gases, in particular by adding Ar, O 2 , N 2 , H 2 , hydrocarbons and / or at least one fluorine compound. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasverteiler mit sich ändernden Gasmischungen und/oder Plasmen beaufschlagt wird, und somit die Werkstücke in einem Prozess sowohl gereinigt werden und, insbesondere danach, mit mindestens einer, insbesondere gradierten, Schicht beschichtet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas distributor with changing Gas mixtures and / or plasmas is applied, and thus the workpieces be both purified in a process and, in particular, after that is coated with at least one, in particular graded, layer. Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten metallischer Werkstücke (7), insbesondere von Komponenten von Kraftstoff-Einspritzsystemen, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Gasverteiler (2) zum Beaufschlagen der Werkstücke (7) mit einem Plasmastrom (9) und mit Mitteln (10) zum Beaufschlagen der Werkstücke (7) mit einer hochfrequenten Wechselspannung oder gepulsten oder ungepulsten Gleichspannung, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) nicht rotierbar, vorzugsweise ortsfest, relativ zu dem Gasverteiler (2) positionierbar sind.Coating device for coating metallic workpieces ( 7 ), in particular of components of fuel injection systems, preferably for carrying out the method according to one of the preceding claims, with a gas distributor ( 2 ) for applying the workpieces ( 7 ) with a plasma stream ( 9 ) and with funds ( 10 ) for applying the workpieces ( 7 ) with a high-frequency AC voltage or pulsed or non-pulsed DC voltage, characterized in that the workpieces ( 7 ) is not rotatable, preferably stationary, relative to the gas distributor ( 2 ) are positionable. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) derart anordenbar sind, dass deren Längserstreckung parallel zum Plasmastrom (9) ausgerichtet ist.Coating device according to claim 14, characterized in that the workpieces ( 7 ) can be arranged such that their longitudinal extent parallel to the plasma stream ( 9 ) is aligned. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) derart anordenbar sind, dass diese unmittelbar von dem Plasmastrom (9) anströmbar sind.Coating device according to one of claims 14 or 15, characterized in that the workpieces ( 7 ) can be arranged in such a way that they are directly separated from the plasma stream ( 9 ) are vorströmbar. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasverteiler (2) mehrere Austrittsöffnungen (5) aufweist, und dass die Werkstücke (7) in einem Abstand von weniger als 50 mm, vorzugsweise weniger als 30 mm relativ zu den Austrittsöffnungen (5) anordenbar sind.Coating device according to one of Claims 14 to 16, characterized in that the gas distributor ( 2 ) a plurality of outlet openings ( 5 ), and that the workpieces ( 7 ) at a distance of less than 50 mm, preferably less than 30 mm, relative to the outlet openings ( 5 ) can be arranged. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (5) derart beschaffen sind, insbesondere sich konisch erweiternd ausgeformt sind und/oder profiliert sind, dass aus den Austrittsöffnungen (5) austretendes Prozessgas an den Austrittsöffnungen (5) als Plasma aktiviert wird.Coating device according to one of claims 14 to 17, characterized in that the outlet openings ( 5 ) are such, in particular are conically widening formed and / or profiled that from the outlet openings ( 5 ) emerging process gas at the outlet openings ( 5 ) is activated as plasma. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Werkstück (7) mindestens eine, vorzugsweise ausschließlich eine, Austrittsöffnung (5) zugeordnet ist.Coating device according to one of claims 17 or 18, characterized in that each workpiece ( 7 ) at least one, preferably only one, outlet opening ( 5 ) assigned. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (7) in und/oder an einem, insbesondere als Elektrodenplatte (8) ausgebildeten, Werkzeughalter angeordnet sind, und dass ausschließlich die Werkstücke (7) eine mit Plasmastrom (9) beaufschlagbare Elektrode bilden.Coating device according to one of claims 14 to 19, characterized in that the workpieces ( 7 ) in and / or on one, in particular as an electrode plate ( 8th ), tool holders are arranged, and that only the workpieces ( 7 ) one with plasma current ( 9 ) formable electrode. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrode eine Gegenelektrode (12) zugeordnet ist, die vorzugsweise optional mit einer Hochfrequenz zwischen 100 kHz und 6 GHz oder alternativ mit einer Gleichspannung, insbesondere mit Zeitkonstanten zwischen 0,01 μs und 100 μs, beaufschlagbar ist.Coating device according to one of claims 14 to 20, characterized in that the electrode has a counter electrode ( 12 ), which is preferably optionally with a high frequency between 100 kHz and 6 GHz or alternatively with a DC voltage, in particular with time constants between 0.01 microseconds and 100 microseconds, can be acted upon. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter mit in einem Raster angeordneten Werkstücken, vorzugsweise mit definierten Schrittweiten, relativ zur Gasverteilung translatorisch verstellbar ist, und dass die Werkstücke, insbesondere während der Verstellbewegung, mit unterschiedlichen Gasen und/oder Prekursoren und/oder, insbesondere ätzenden und/oder beschichtenden, Plasmen beaufschlagbar sind.Coating device according to one of the claims 14 to 21, characterized in that the workpiece holder with arranged in a grid workpieces, preferably with defined increments, translationally adjustable relative to the gas distribution is, and that the workpieces, especially during the adjustment movement, with different gases and / or precursors and / or, in particular caustic and / or coating, Plasmas are acted upon.
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