Brevet FR2318940A1 — publié le 19770218

L'invention se rapporte au domaine du revêtement sous vide de supports mines et: est plus partioullerement applIcable à la mise en oeuvre du procédé de métallisation sous vide. Les procédés connus utilisent des enceints S vide qui sont généralement des évaporateurs de granas dimensions de sorte que tous les objets à métalliser sont exposés simultanément au flux de matiere et revetus en une seule application. A cet effet les objets sont répartis sur une surface plane) cônique, cylindrique Qu sphérique. Un exemple particulier est ta sphère dite de "Knudsen" passant par la source d'évaporation. Lorsque le dépôt doit être d'épaisseur constante,l'anisotropie du flux de matière est compensée en plaçant les objets sur des portions de la sphère animées d'un mouvement planétaire. De plus, lorsqu'il est nécessaire que le flux reçu par les objets soit uniforme, tous lesobjets étant exposés simultanément au flux de matière, sont disposés sur une parF e de la surface intérieur de la chambre d'évaporation choisie pour que le fl reçu soit sensiblement uniforme. Le dispositif mettant en oeuvre le procédé de métallisation par évaporation sous vide tend donc revenir compliqué sans que sa capacité soit augmentée De plus, son encombrement est grand. L'invention a pour objet ttn dispositif pour la mise en oeuvre de procédés de revêtement sous vide, simple et de grande capacité pour un faible encombrement. Il comporte en particulier un dispositif de chargement à bras mobiles sur lesquels sot articulés des supports plans sur la surface desquels sont fixés les objets à soumettre au flux de matière 5 les bras sont commandés de l'extérieur de la chambre à vide de fac on à présen- ter au flux émis par 7a source les objets portés par les différents supports plans successivement. L'invention sera mieux comprise en ses caractéristiques et avantages à l'aide de la description qui suit en référence aux figures annexées. - la figure 1 représente en coupe verticale un mode de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé de métallisation de supports minces suivant l'invention ; - la figure 2 représente le même dispositif en coupe horizontale. la la figure 3 représente en coupe horizontale un second mode de réalisation de l'invention. Sur les figures 1 et 2 où les mêmes éléments sont désignés par les mêmes repères, le dispositif pour le revêtement gous vide de supports minces comporte une enceinte à vide 1, dans laquelle sont disposés une source d'évaporation 2, un axe vertical fixe 3 sur lequel sont emboîtés des bras tels que 4 mobiles sur des paliers tels que 5, en polytétrafluoréthylène par exemple, assurant la lubrification. A une extrémité de chacun des bras sont fixés des supports plans minces tels que 6 dont la forme peut être quelconque, circulaire par exemple. Sur la surface inférieure de ces supports plans sont fixés les objets à traiter tels que 7. Les extrémités des bras auxquelles ne sont pas fixés les supports sont susceptibles d'être entralnées par la came 8 tournant sur une vis sans fin 9 parallèle à l'axe 3. Cette came est mise en rotation par un pignon moteur 10 animé de l'extérieur de l'enceinte à vide 1. Lorsque le pignon moteur 10 est entrainé en rotation par le moteur Il extérieur à l'enceinte, il entraîne la came 8 qui tourne en sens contraire et descend sur la vis sans fin 9 jusqu'à entraîner la rotation du support plan placé au sommet de l'empilement, tous les supports étant initialement dans une partie de l'enceinte non exposée au flux émis par la source 2. Le support et les objets qu'il porte sont ainsi amenés au-dessus de la source d'évaporation et la came ayant descendu sur la vis sans fin n'entraîne plus le support. Le dépôt souhaité est alors effectué sur les objets puis le bras immédiatement inférieur est entraîné, le support correspondant étant ainsi amené audessus de la source 2 et masquant le premier support. Le processus se renouvelle jusqu a ce que tous les objets aient été traités. Les dépôts ainsi obtenus sont relativement homogènes. La limitation de la zone non exposée au flux émis peut être obtenue au moyen d'un bras supplémentaire placé au bas de l'axe 3 portant un support plan métallique fixe permettant de masquer les supports en attente ou au moyen dtun cache métallique tel que le masque 12 représenté sur la figure 1. En effet, la source émet- tant a l'intérieur de l'enceinte à vide est sensiblement omnidirectionnelle et en l'absence d'une telle limitation mécanique le support inférieur seraitexposé en permanence. L'émission de la source peut être continue ou discontinue. Dans le cas d'une métallisation au moyen d'une source composée d'un canon à électrons bombardant un creuset contenant le métal porté à une température adéquate, il paraît inopportun de couper fréquemment l'émission. La source pulvérise donc de~ la matière pendant toute la durée de l'opération. D'autre part, la vitesse à-laquelle le support est amené à la verticale de la source peut être lente mains alors certains objets sur un même support sont exposés plus longtemps que d'autres. Une solution consiste donc à envisager un mouvement rapide du support eu égard à la durée de l'exposition. L'épaisseur du dépôt obtenu sur les objets exposés est, d'après la loi de Knudsen, proportionnelle au carré du cosinus de l'angle formé par la normale à la source (supposée plane et parallèle au support) et la direetion d'émission de la source pour l'objet considéré, ou un élément de surface de cet objet si cet objet est de grande dimension, et inversement proportionnelle au carré de la distance entre la source et cet élément de surface. Il en résulte une inhomogénéité du dépôt qui se manifeste d'une part pour des objets disposés sur un même support, les objets ou portions d'objets situés à la périphérie du support recevant moins de matière que ceux qui sont situés à la verticale de cette même source, d'autre part d'un support à l'autre pour des éléments de surface situés sur une même verticale. Il est possible de disposer dans l'enceinte plusieurs sources d'évaporation ou de limiter le nombre des objets fixés aux supports inférieurs en les plaçant au centre de sorte que l'angle maximum entre la normale au support et la direction d'émission extrême soit constant pour tous les supports, ce qui limite la première cause d'inhomogénéité surtout sensible pour les objets portés par les supports proches de la source. Pour maintenir une épaisseur sensiblement constante entre les supports successivement exposés un dispositif de régulation du débit de la source est utilisé : un système potentiométrique 13 mécaniquement lié au moteur 11 délivre à l'alimentation 14 un signal d'amplitude variable lié à la position de la came sur l'axe 9 et donc à la position du support exposé. Le signal de commande délivré par l'alimentation 14 module le débit de la source. Avec la limitation imposée pour obtenir une variation d'épaisseur de dépôt ne dépassant pas 15 %, les objets à traiter étant disposés dans un cône, il est possible de traiter dans une enceinte à vide de diamètre 65 cm et de hauteur 75 cm, trois fois plus de surface que dans un dispositif classique de mômes dimensions. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation decrit et représenté. En particulier, les supports plans peuvent entre, soit amovibles, soit intégrés aux bras mobiles autour de l'axe. De plus, l'ensemble formé par l'axe 3, les paliers 5, les bras 4 et les supports 6, peut être fixé sur un piètement qui peut être sorti de l'enceinte pour le chargement ou le déchargement à l'extérieur de l'enceinte. De plus, le mode de réalisation décrit utilise un dispositif de régulation du débit de la source. Il est également possible d'utiliser un système de régulation ayant pour objet de moduler le temps d'exposition des supports, les supports situés au bas de l'empilement étant exposés moins longtemps que ceux qui en sont plus éloignés. Enfin, il est possible de disposer dans une même enceinte à vide plus d'un empilement de supports plans en disposant dans l'enceinte autant de sources que d'empilements. Un dispositif à deux empilements est représenté en vue de dessus sur la figure 3, où les mêmes éléments que sur les figures 1 et 2 sont désignés par les mêmes repères, les éléments du second assemblage étant désignés par des repères multipliés par 10 par rapport au premier. Le même pignon moteur 10 entralne la came 8 qui entraîne simultanément un bras de chacun des empilements. Il est évidemment possible d'utiliser plusieurs pignons moteurs. L'invention est particulièrement applicable à la métallisation de supports plastiques en vue de l'obtention de vidéodisques lisibles par réflexion et, dans une enceinte ayant des dimensions citées précédemment , il est possible de métalliser en une seule opération une trentaine de disques de diamètre voisin de 30 cm en une seule opération. Un mode de réalisation de l'invention sensiblement équivalent fonctionne de la manière suivante : les supports plans sont initialement superposés dans la zone de projection de la source, le support inférieur étant masqué par un masque métallique plan fixé à un bras supplémentaire porté par l'axe 3. La rotation successive du masque métallique et des supports, en commençant par le support inférieur,permet d'obtenir un résultat analogue. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé de revêtement par pulvérisation sous vide d'objets minces comportant dans une enceinte à vide au moins une source de matière pour projeter la matière destinée au revêtement, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un ensemble mécanique composé d'un axe fixe perpendiculaire à la face d'émission de ladite source supportant des paliers entre lesquels des bras prolongés par des supports plans, parallèles à ladite face d'émission,auxquels sont fixés lesdits objets sont susceptibles de tourner, lesdits supports étant initialement superposés pour former au moins un empilement, un masque métallique délimitant à l'intérieur de ladite enceinte une zone de-projection au voisinage de ladite source et une zone non exposée, et un ensemble moteur commandé de l'extérieur de ladite enceinte entraînant en rotation chacun desdits supports constituant ledit empilement de sorte que lesdits supports soient successivement exposés à ladite projection de matière. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit empilement est initialement situé dans ladite zone non exposée, lesdits supports étant successivement amenés par ledit ensemble moteur à la verticale de ladite source, la distance de la source au support exposé allant décroissante, chacun desdits supports masquant par sa rotation le support précédemment exposé. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit empilement est initialement dans la zone de projection, lesdits supports étant successivement amenés par ledit ensemble moteur dans la zone non exposée, la distance entre la source et le support exposé allant en augmentant, chacun desdits supports démasquant par sa rotation le support suivant à exposer. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ensemble moteur comporte un moteur extérieur à ladite enceinte susceptible de commander la rotation d'un second axe à l'intérieur à l'enceinte entrainant successivement par un système d'engrenages chacun desdits bras. 5. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte enoutre un dispositif de régulation du débit de la source au moyen d'un signal de commande obtenu à partir d'un système potentiométrique lié audit moteur, ledit signal de commande étant proportionnel au carré de la distance entre ladite source et le support expose de sorte que l'épaisseur dudit revêtement soit sensiblement constante en onction de la distance du support exposé à la source, 6.Dispositif suivant la revendication X, caractérisé en ce que ledit ensemble moteur est commandé par un dispositif de commande déterminant les instants ou lesdits supports sont entralnés en rotation, le temps d'exposition étant maximum pour le support supérieur et diminuant pour les supports inférieurs de sorte que l'épaisseur dudit revêtement sot sensiblement constante en fonction de la distance de ladite source au support exposé. -7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite zone de projection est sensiblement tronconique5 les objets étant fixés auxdits supports pour ere à l'intérieur de ladite zone lorsque le support correspondant est exposé, 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit masque métallique délimite ladite zone de projection troncônique. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit masque métallique est plan et fixé à un bras supplémentaire porté par ledit axe fixe et est sus ceptible de tourner pour masquer le support inférieur