Brevet FR2466928A1 — publié le 19810410

i La présente invention se rapporte à un procédé de préparation de conducteurs volants. Plus particulière- ment, elle se rapporte à un procédé de préparation de conducteurs volants pour aiguilles de vidéodisque par photolithographie. Dans le brevet US n 3 842 194 au nom de Jon K.Clemens est révélé un vidéodisque ayant un système de lecture ou restitution utilisant une capacité variable. Dans une confguration du système de Clemens, l'information représen- tative de l'image et du son enregistrésest codée sous forme d'un motif en relief dans un sillon en spirale relativement fin à la surface d'un disque ou support d'enregistrement. Par exemple, on peut utiliser des largeurs du sillon de l'ordre de 3,5 et des prfondeurs du sillon de l'ordre de 1,0 p. Pendant la restitution, une aiguille de lecture d'environ 2,0 p de large ayant une électrode conductrice mince, par exemple d'environ 0,2 y d'épaisseur, vient en engagement avec le sillon tandis que le disque est entraîné en rotation par une platine de support. Des variations capacitives entre l'électrode de l'aiguille et la surface du disque sont captées pour restituer l'information pré-enregistrée. Dans le système du type ci-dessus, l'utilisation d'un sillon d'enregistrement relativement fin et les nécessités que l'aiguille de lecture engage le sillon ont pour résultat un bout de l'aiguille qui est extrême- ment petit. Dans le brevet US n 4 162 510 au nom de Keizer, intitulé "Keel-Tipped Stylus for Video Disc Systems", est révélée une structure d'aiguille de lecture à bout caréné. L'aiguille de lecture fait partie de l'ensemble de lecture de signaux d'un tourne-vidéodisque. L'ensemble est abrité dans un boîtier protecteur tel qu'une cartouche de lecture décrite dans le brevet US no 3 952 147 au nom de Leedom, qui facilite également le remplacement de l enscrúLle lect ur an-s sjustement ou connexion manuels critiques. Lrins le b et U l- 077 050 au nom de Dholakia est décrit un ressort à lame (conducteur volant) pour solliciter l'aiguille dans le sillon du disque. Une extrémité du ressort à lame est fixée à l'aiguille et sa seconde extrémité est montée dans la cartouche au-dessus de l'aiguille. Le ressort à lame donne à l'aiguille sa pres- sion pour suivre le sillon, place bien l'extrémité libre du bras de l'aiguille par rapport au chariot et établit une connexion électrique entre l'électrode sur l'aiguille et le circuit de traitement de signaux dans le tourne-disque. Les conducteurs volants sont minces, ayant environ ,03 à 20,32 j d'épaisseur, environ 0,09 à 0,03 cm de large et environ 2,5 cm de long. Les conducteurs volants sont généralement faits en un métal électriquement conducteur-. De petits articles peuvent être fabriqués par des procédés photolithographiques ordinaires employant un "photoresist" avec Ès étapes de développement et d'attaque. Un motif est enregistré dans le "photoresist" ou photoréserve par exposition à la lumière à travers un masque approprié. Le "photoresist" non voulu est retiré en le dissolvant sélectivement dans un solvant. Le motif résultant est alors transféré au matériau sous- jacent du substrat par une technique d'attaque. Le "photoresist" doit être résistant à l'attaque par l'agent d'attaque. Les deux types principaux de "photoresist" sont ceux du type positif et ceux du type négatif. Si l'on utilise un "photoresist" du type positif, les zones exposées deviennent plus solubles dans un solvant, appelé le solvant de développement,que les zones non exposées. Ainsi, dans l'étape de développement, l'agent de développe- ment retire le "photoresist" de la région exposée, laissant le substrat nu. Si l'on utilise un photoresist du type négatif, les régions exposées deviennent moins solubles dans l'agent de développement. Par conséquent, dans l'étape de développement, l'agent de développement retire le "photoresist" des zones non exposées, mettant le subs- trat à nu. Le substrat non recouvert est alors attaqué au moyen d'un agent d'attaque qui de préférence attaque le substrat plutôt que le "photoresist", afin de transférer ainsi le motif au substrat. Enfin, le "photoresist" restant est retiré par un solvant approprié. On peut utiliser, pour fabriquer les conducteurs volants, des feuilles minces en alliage de cuivre-beryllium. Les feuilles sont fragiles et ne peuvent être facilement manipulées parce qu'elles se fléchissent et se vrillent facilement. Par ailleurs,les procédésiphotolithographiques standardsse sont révélés non efficaces. Par exemple, il y a un fort creusement à des températures modérées dubain (54 C). Le creusement ou dépourle est une attaque par une solution d'attaque ou de développement sur les parois du substrat en dessous de la couche de "photoresist",ou sur les parois du "photoresist" en dessous de la couche insoluble de surface de "photoresist", respectivement. La dépouille a pour résultat un motif de surface ayant des parois en pente plutôt que les parois droites souhaitées. Il est par conséquent souhaitable d'avoir un procédé de préparation de conducteurs volants permettant de surmonter ces difficultés de manipulation et de traitement. Le procédé de préparation d'un conducteur volant pour une cartouche de lecture ou restitution de vidéo- disque selon l'invention comprend les étapes de laminer ou feuilleter un "photoresist"' en pellicule sèche des deux côtés d'une feuille mince en métal, d'exposer un côté à la lumière à travers un masque à motif, de développer le côté à motif au moyen d'un agent développant solvant pour retirer s6lectivement le "photoresist", d'attaquer les parties exposées résultantes de la feuille en métal et de retirer le "photoresist"' restant des deux côtés de la feuille en métal attaquée. L'invention sera aieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus!a!reent au cours de la description explicative qui i va suivre faite en référence aux dessins sone-aa'tines a2X-u--es donfe u'nSiiysst 2 tiotre dtexemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'un "photoresist" en pellicule sèche que l'on peut employer dans la. présente invention - la figure 2 est un schéma d'une feuille en métal o est feuilleté des deux côtés un "photoresist" en pellicule sèche; - - la figure 3 est un schéma d'une feuille en métal feuilletée à lasuite de l'exposition à travers un masque; - la figure 4 est un schéma d'une feuille feuilletée en métal après que son second côté ou face a été exposé à la lumière; - la figure 5 est un schéma d'une feuille feuilletée en métal après avoir enlevé la feuille protectrice du côté qui a été exposé à travers un masque; - la figure 6 est un schéma d'une feuille feuilletée en métal après développement; - la figure 7 est un schéma d'une feuille feuilletée en métal après attaque; -la figure 8 est un schéma après avoir retiré la seconde feuille protectrice de la feuille feuilletée en métal; et - la figure 9 est un schéma du conducteur volant fini. Un uphotoresistO 10 en pellicule sèche que l'on peut utiliser dans la présente invention est schématique- ment représenté sur la figure 1. Le "photoresist" 10 en pellicule sèche se compose d'une couche 12 de "photoresist" prise en sandwich entre une couche 14 de polyester et une couche 15 de polyoléfine. Le polyester peut être un polyéthylène térephtalate. La couche 15 de polyoléfine peut être du polyéthylène. Un "resistn ou réserve 10 en pellicule sèche approprié est connu sous le nom de Riston 210R (E.I. DuPont de Nemours & Co.), une couche 12 de nphotoresistn d'un photopolymère acrylique pouvant être traité dans une solution aqueuse, prise en sandwich entre une couche de polyester et une couche de polyoléfine, 14 et 15 respectivement. Des compositions et des couches appropriées pour un "photoresist" en pellicule sèche sont décrites dans le brevet US n 5 469 982 et le brevet britannique n 1 275 471. On peut trouver une information supplémentaire dans photoresist, chapitre 6, de DeForest, McGraw-Hill Book Company, New York, 1975. Les conducteurs volants sont fabriqués en un métal conducteur et mince. Des alliages de cuivre et de beryllium se sont révélés particulièrement utiles. Une feuille mince en métal 16, ayant environ 5,2 à 20,3 p d'épaisseur, est enduite de deux côtés ou sur ses deux faces, d'une réserve en pellicule sèche, 10a et b, respectivement, formant la feuille enduite 20 représentée sur la figure 2. La couche de polyoléfine 15 est retirée avant mise de la couche de "photoresist"l 12 en contact avec la feuille en métal 16. Un moyen de feuilletage ou laminage ayant une capacité d'alimentation continue peut atre utilisé pour enduire les deux c8tés de la feuille en métal 16. En général, les surfaces d'articles en métal sont dégraissées avant des les enduire dtun"photoresist". Cependant, les feuilles minces en métal quand elles sont découpées en pièce avant revêtement du "photoresist", peuvent se rouler et former des plis pendant l'opération de dégraissage. Par suite, on a trouvé que les feills en métal poêvsntêtre enduitesdu "photoresist" sans étape de dégraissage, sans aucun défaut dû à une mauvaise adhérence du "resist" à la surface en métal. La feuille enduite 20 peut alors être découpée en pièces aux dimensions voulues, par exemple environ 10,2 cm de large et environ 20,3-21,6 cm de long. Tout le "resist" ou la réserve en excès est enlev6 jusqu'au bord de la fi elle en métal 16. Comme on peut le voir sur la figure 2, la feuille enduite 20 se compose de la euille en métal- 16 enduite des deux c'tés des couches 12a et 12b de p2hotoresist' respectivement, qui zest alorsi ecu.etss ds T hi!!z protectrices en polyester 14a et 14b, respectivement. L'épaisseur de travail de la feuille enduite 20 augmente d'environ 101,6 i avec chacune des couches 12a et 12b de réserve et les couches protectri- ces 14a et 14b qui ont environ 25,4 > d'épaisseur. L'épaisseur accrue combinée de ces couches ajoute sa stabilité de structure à la feuille enduite 20 ce qui permet une manipulation relativement de routine jusqu'au stade final d'extraction. On laisse la feuille enduite 20 au repos pendant environ 15 à 30 minutes à la température ambiante. Une première face 10a est alors exposée à travers un masque, à un rayonnement actinique auquel la couche de "photoresist" 12a est sensible afin de transférer le motif du conducteur volant à.la couche 12a de "photoresist". Un procédé approprié de transfert du motif peut être obtenu par impres- sion par contact. Lafeuille en métal exposée et enduite est illustrée sur la figure 3. Pour un "photoresist" du type négatif, la zone exposée 18 du "photoresist" 12a est réticulée. La zone exposée 18 correspond à la partie du masque par o a passé le rayonnement actinique efficace. Bien que seule une zone exposée 18 soit illustrée sur la figure 3, on comprendra qu'un certain nombre de ces zones exposées peut être présent. A la suite de l'exposition, on laisse la feuille exposée et enduite 30 prendre pendant au moins environ minutes. Eventuellement, l'autre couche de "photoresist" 12b peut être exposée à la lumière sans aucun masque. La pellicule enduite et doublement exposée 40 résultante estreprésentée sur la figure 4 o la couche de "photoresist" 24 est totalement réticulée. Une telle exposition, bien qu'elle ne soit pas requise, raidit la structure ce qui rend sa manipulation plus facile. La couche supérieure de polyester 14a de la feuille enduite doublement exposée 40 est alors retirée pour préparer la structure 50 de la figure 5. On laisse la couche de polyester inférieure 14b en place pour une protection contre la formation de trous d'épingle dans la couche exposée de "photoresist" 24 ou la couche inférieure non exposée 12b de "photoresist", et également pour servir d'appui adhérant donnant àlafeuille en métal 16 une certaine stabilité et une certaine protection supplémen- taireslors des étapes restantes du procédé. La structure 50 est alors développée pour retirer la couche de réserve non exposée 12a. Par exemple, le solvant de développement peut se composer d'une solution aqueuse faiblement basique comme l'agent de développement 2000 Riston II de DuPont.Après développement, l'échantillon est rincé avec de l'eau et on le laisse sécher. L structure développée résultante 60 est représentée sur la figure 6 avec la couche de "photoresist" 18 exposée et la surface en métal mise à nue 28 de la feuille en métal 16 o le "photoresist"l non exposé a été retiré. La surface en metal à nu 28 peut être attaquée en utilisant, par exemple, comme agent d'attaque, une solution aqueuse de oRoiure ferrique.Un dispositif d'attaque à alimentation continue comme le modèle 315 de Chemcut peut être utilisé pour une feuille en métal 16 ayant au moins 12, 7 p d'épaisseur. En général,la température du bain d'attaque est de leordre de 54,40C. Cependant, on a trouvé que du fait de la minceur de la feuille en métal 16, on ne pouvait utiliser cette température élevée. Quand on utilise un bain chauffé, on observe une dépouille extrême m&me à la vitesse plus rapide tentée du convoyeur, de l'ordre de 0,76 m par Linute. A cette vitesse, la feuille en métal 16 ezt en contact avec l'agent d'attaque pendant environ 1 minute. Pour une feuille en métal 16 d'un alliage de cuivre-beryllium de 12,7 X d'épaisseur, un bain à la température ambiante opérant à une-vitesse du convoyeur de l'ordre de 0, 76 m parminute donne une attaque avec dos parois droites, sans dépouille observée. Pour des épais3eurs superieures à environ 12,7 a, la vitesse du convoyeur peu't être ralentie. Pour des 3 épaisseurs ifzînrieures a 12,7 p, on prezère une méthode en plateanu ot la structure dve!oDppe 60 est placée ca.ns ui pIl -cntcnan ône solu ution aqueuse de chlorure earîq-e 5s C J'usquà ce c(ue la úeuille en métal 16 ait été attaquée. Le contrôle est maintenu par inspection visuelle. La densité de la solution aqueuse de chlorure ferrique doit être contrôlée. Pour un dispositif d'attaque à alimentation continue, la densité de la solution de chlorure ferrique doit être de l'ordre de 32 à 42G Baumé et, de préférence de l'ordre de 36 à 40 Baumé. Aux densités plus faibles, la vitesse à laquelle la feuille en métal 16 est attaquée est trop lente. Aux densités supérieures, la vitesse d'attaque est trop rapide et les bords du métal attaqué sont rugueux. Pour la méthode d'attaque en plateau, on préfère une densité de l'ordre de 38 à 42 Baumé. La structure attaquée 70 est représentée sur la figure 7. Les parties de la feuille en métal 16 ayant des surfaces en métal à nu 28 non couvertes par la couche exposée de "photoresist" 18 sont retirées par l'agent d'attaque jusqutà la couche de "photoresist" 24 précédemment exposée à la lumière ou la couche de "photoresist" non exposée 12b. Après attaque, la couche protectrice inférieure en polyester 14b est retirée, et la structure résultante est représentée sur la figure 8. Les couches restantes de "photoresist" 24 (ou 12b) et 26 peuvent être retirées au moyen d'un solvant d'extraction tel que du chlorure de méthylène ou de l'acétone. La structure 80 est placée dans un bain d'extraction et on l'y laisse jusqu'à ce que le "photoresist" se soit dissous ou ait pelé. Le conducteur volant final en métal 90 est traité dans une série de bains d'extraction jusqu'à ce que tout le "photoresist" soit retiré. Il faut prendre soin de retirer continuellement tous les solides des bains d'extraction afin d'empêcher un redépôt de débris non vouli sur la feuille en métal 16. Le conducteur volant en métalfinal 90 est représenté sur la figure 9. La présente invention sera mieux illustrée par l'exem- ple qui suit qui ne peut en aucun cas en limiter le cadre. Exemple. Une feuille de 12,7 > d'épaisseur enalliage de cuivre- béryllium Berylco 25, est enduite sur ses deux faces, d'un photoresist" en pellicule sèche Riston 210R de DuPont, en utilisant un laminateur ou moyen de feuilletage DuPont modèle A24. Berylco 25, commercialisé par Kaweck, Berylco Industries, Inc, contient 1,8 à 2 de beryllium, un minimum de 0,2?t de cobalt plus nickel, un maximum de 0,6 de cobalt plus nickel plus fer et un minimum de 99,5% de cuivre plus les éléments nommés. On laisse la feuille enduite prendre pendant 30 minutes à la température ambiante. La feuille est découpée en pièces de 10,2 sur 21,5 cm, et est ébavurée jusqu'au bord de la feuille en métal. Une première face de la pièce en alliage enduite de "photoresist" est imprimée par contact pendant 1 minute dans un moyen de formation de plaque NuArc Flip Top modèle FT26L, modifié pour utiliser une lampe à impulsions au xenon à travers un masque ayant un motif de cinq conduc- teurs volants adjacents du type décrit dans le brevet US nO 4 077 050 de Dholakia. On laisse la pièce exposée prendre pendant 30 minutes. La seconde face de "photoresist" est alors exposée en l'absence de masque dans le moyen de formation de plaque NuArc pendant 1 minute et on laisse prendre pendant 30 minutes. A la suite de l'exposi- tion, la feuille de couverture en polyester est retirée de la première face. Le "photoresist" sur la première face est développé au solvant pendant 90 secondes avec l'agent de développement 2000 Riston II en utilisant un moyen de traitement modèle A24 de DuPont, puis est rincé dans l'eau pendant 30 secondes et est séché. La partie de la feuille en métal qui est exposée par l'étape de développement est attaquée à la température ambiante en employant une solution aqueuse de chlorure ferrique à 38 Baumé et un moyen d'attaque Chemcut modèle 315 opéraut à une vitesse de convoyeur de 0,76 m par minute. La feuille en métal attaquée est alors lavée avec de l'eau et on la laissz sécher à la température ambiante. Le "photoresist" restant est alors extrait en immergeant la feuilles@ eet "l men s trois plateaux contenant de lo cr,:,n O is sécer dans ur un environnement sans huile, la feuille formée résultante, visuellement dépourvue de nphotoresist". Les bords du conducteur volant sont bien définis, les parois sont droites et perpendiculaires aux faces et l'épaisseur des conducteurs volants est uniforme. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé de préparation de conducteurs volants pour cartouches de lecture de vidéodisque, caractérisé par les étapes de: feuilleter un "photoresist' (10) en pellicule sèche des deux côtés d'une feuille mince en métal (16), exposer le premier côté à la lumière à travers un masque de façon que le motif sur ledit masque soit transféré audit "photoresist", développer le côté à motif au moyen d'un agent développant solvant pour sélectivement retirer le "photore- sist" afin d'exposer ainsi la feuille en métal sous-jacente, attaquer la feuille en métal exposée, et retirer le "photoresist" restant des deux côtés de ladite feuille en métal attaquée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent d'attaque précité est une solution aqueuse de chlorure ferrique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la densité de la solution de cicrure ferriqueprécitée est de l'ordre de 32-42 Baumé. 4. Procédé selon la revendi-cation 19 caractérisé par l'étape suppltmeutaire d'exposer à la lumière le second côté précité. 5. Procéde selon la revendication 1, caractérise en ce que le "photoresist" est du type négatif. 6. Procvéd selon la revendication 1, caractérisé en ce que le "photoresist"' est du type positif 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat en métal précité se compose d'un alliage cuivre-beryllium. 8. Procédé selon la reven.ication 19 caractérisé en ce que le substrat en miétal peciîté a de l'ordre de 5,08 dû 20,32 Vld paisssur.