Brevet FR2560399A1 — publié le 19850830

PROCEDE DE FABRICATION D'UN POCHOIR La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un pochoir et, plus particulièrement, la réalisation d'un pochoir par une opération d'électroplastie. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3.192.136, on décrit les étapes de base consistant à déposer une image de réserve photosensible sur un support, à developper l'image de réserve photosensible en un dessin désiré, à éliminer par lavage le matériau de réserve photosensible non exposé, à réaliser un dépôt électrolytique de métal autour de la couche de réserve formée, puis à retirer le matériau de réserve restant. Il est prévu dans ledit brevet une seconde couche de réserve photosen- sible, celle-ci étant développée suivant un dessin. On élimine la réserve photosensible non développée et on procède de nouveau à la formation d'une couche métallique destinée à remplir les zones à partir desquelles la réserve photosensible non developpée a été éliminée. Par suite, ledit brevet fournit l'indication d'un procédé double fondé sur l'application d'une réserve photo- sensible et d'une électroplastie ayant pour résultat la formation d'un masque dans lequel sont ménagées des ouvertures. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4.080.267 décrit un procédé de réalisation de masques auto-supportants épais dans lesquels l'épaisseur est obtenue par des étapes multiples de revêtement d'une base par une réserve, d'exposition de la réserve de développement d'une image, puis d'une opération de galvano- plastie. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique, N 3.586.609 décrit le concept de base de la formation d'un pochoir métallique utilisant conjointement des procédés faisant appel à un dépôt électrolyti- que et à une réserve photosensible. Le brevet semble préconiser la formation d'un dessin en points électriquement isolants sur un cylindre en matériau électriquement conducteur. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3.836.367 vise un dispositif pour la réalisation d'un pochoir et on y décrit un procédé pour la composition photomécanique de dessins sur des pochoirs. 256Z399 Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N s 3.372.639, 3.610.143, 4.033.831, 4.039.397, et 4.211. 618 sont d'autres brevets qui montrent différentes réalisations d'écrans, masques, plaques d'impression ou éléments similaires par réserve photo- sensible et dépôt électrolytique. On décrit, selon la présente invention, un procédé de réalisation d'un pochoir plat. La première étape consiste à pla- cer un premier revêtement de réserve ou résistant photosensible sur la surface de la matrice. On place un motif porté par un film par-dessus la surface du revêtement de réserve et on expose le film à une lumière propre à sensibiliser le revêtement de réserve dans des régions choisies en-dessous du motif sur film. On déve- loppe le revêtement de réserve exposé, ce qui produit un dessin de matériau de réserve avec des grandes zones ouvertes dépourvues de matériau de réserve sur la matrice et des petits îlots de matériau de réserve sur ladite matrice. On soumet ensuite la surface de la matrice à une opération de galvanoplastie pour déposer une matière dans les grandes zones ouvertes et autour du matériau de réserve. Il se forme alors ainsi une structure en forme de plaque dans la- quelle sont ménagées des ouvertures et l'on retire ce dépôt de matière de la matrice pour former le pochoir en forme de plaque. Il est possible que certains îlots de matériau de réserve aient des zones ouvertes en leur centre et que des éléments en forme de canaux relient dans la réserve ces zones ouvertes au centre de l'ilot avec les zones ouvertes de grandes dimensions de la matrice. Lorsqu'on effectue l'opération de galvanoplastie, le dépôt de la matière galvanoplastique s'effectue dans les zones ouvertes au centre des flots de réserve et il se produit également un dépôt de matière galvanoplastique dans les canaux reliant les deux types de zones ouvertes. Il est possible de placer un second revêtement de réserve sur la surface de la première matière de dépôt de façon-à former un revêtement de surface plat qui est ensuite destiné à être re- couvert d'un motif sur film et exposé de façon à sensibiliser le second revêtement de réserve dans des régions choisies en-dessous du motif sur film. Le développement de la réserve exposée fournit un dessin de matériau de réserve qui est constitué fondamentale- ment par une pluralité de structures en canaux qui sont situées de façon adjacente aux ouvertures formées dans la première surface déposée par galvanoplastie. On dépose une seconde matière galvano- plastique dans les zones ouvertes comportant des canaux, de la seconde couche de matériau de réserve, ce qui entraIne la forma- tion de parois de matière déposée sur le pourtour du périmètre extérieur des ouvertures de la première couche de matière déposée. On retire le matériau de réserve et la matrice à partir des deux couches de matière déposée, ce qui fournit un pochoir classique. Sur le dessin annexé: - la figure 1 représente une vue en perspective et en coupe transversale d'un pochoir classique réalisé par fabrication mécanique; - la figure 2 est une vue en perspective et en coupe transversale d'un pochoir formé conformément à la présente invention; - la figure 3 est une vue en coupe transversale -de la formation de la structure du dessin de la réserve sur la matrice; - la figure 4 est une vue en perspective en coupe trans- versale du dessin de la réserve sur la matrice avant l'opération de galvanoplastie; -la figure 5 est une vue en coupe transversale de la première matière déposée recouverte par un second revêtement de réserve; la figure 6 est une représentation de la structure du dessin du second revêtement de réserve; et - la figure 7 est une vue en perspective et en coupe trans- versale d'un pochoir fini formé conformément à la pré- sente invention et pourvu d'éléments de retenue des couleurs. On décrira ci-après en se référant auxdites figures un procédé de réalisation d'un pochoir plat. La figure 1 représente un pochoir en forme de plaque qui est formé par des opérations courantes utilisant des techniques de fabrication de l'acier. Dans une plaque métallique 2 se trouve découpées des ouvertures 4. Quelquefois, il est nécessaire que des éléments 6 soient placés dans la région médiane des ouvertures 4. Lorsque des éléments 6 sont mis en place, ils doivent être supportés par rapport à la plaque 2 par l'utilisation de fils 8 qui sont destinés à être soudés aux deux éléments 4 et 6. Lors de l'utilisation, le pochoir est tel que les zones ouvertes servent de voies de passage à travers lesquelles on peut faire passer de la matière destinée à être placée dans lefond d'un dessin d'impression au pochoir. La figure 2 est la représentation, d'un pochoir en forme de plaque réalisé conformément à la présente invention. L'élément 2' est une structure de plaque de base qui est formée par le dépôt électrolytique d'un métal. Le métal est déposé de façon telle qu'il se forme des ouvertures 4'. En même temps que l'on forme l'élément 2', il peut également être formé un élément 6' dans la région des ouvertures. L'élément 6' est supporté par rapport à l'élément 2' par des canaux 8' de métal déposé qui servent, comme les fils de support 8 de la figure 1, à maintenir l'élément 6' par rapport à l'élément 2'. La figure 3 représente le début du procédé de formation d'un pochoir plat conformément à la présente invention. On place un premier revêtement de réserve 12 sur la surface de la matrice 10. La matrice est fondamentalement une plaque de cuivre, d'alu- minium ou d'acier inoxydable qui peut être utilisée en tant que base sur laquelle est destinée à être déposée une matière par une opération de dépôt électrolytique. La matrice est un matériau conducteur. Le matériau de réserve photosensible qui peut être un matériau courant tel que la réserve photosensible mise sur le marché sous le nom de AZ 119 par la firme Shipley Co. est une réserve positive que l'on dépose sur une épaisseur d'environ 25- , (1-2 mils) sur la surface de la matrice 10. On place un film 14 sur le revêtement de réserve 12. Ledit film est muni d'un dessin ou motif ouvragé similaire à celui que l'on désire former dans la réserve. Le dessin porté par le film est similaire en ce qui concerne la forme des ouvertures et leurs dispositions respec- tives, à celles qui sont désirées dans le pochoir en plaque final. L'etape suivante est l'exposition du motif sur film et de la ré- serve à un rayonnement aux lumières propres à sensibiliser le revêtement de réserve dans des régions choisies en-dessous du mo- tif sur film, suivie du développement du revêtement de réserve exposé de façon à obtenir le dessin désiré du matériau de réserve sur la matrice. On peut placer des couches de réserve successives sur la première couche de réserve de façon qu'elles coïncident avec celle-ci en vue d'otenir une couche de réserve plus épaisse désirée avant l'opération de galvanoplastie. La figure 4 est une représentation de la structure du dessin du matériau de réserve en place sur la matrice. La matrice est l'élément 10 et la structure du matériau de réserve est l'élément 12'. On expose le film de la façon courante en utilisant une lumière UV collimatée pour obtenir des rayons lumineux paral- lèles. On effectue l'exposition pendant 6-12 minutes par couche de réserve, en fonction du matériau de réserve particulier qui est utilisé. On développe ensuite le matériau de réserve et on lave la surface de la matrice, en obtenant ainsi la formation sur la surface de la matrice d'un dép6t de matériau de réserve durci suivant un dessin, celui-ci étant déterminé par l'image du motif porté par le film, ledit dessin étant représenté sur la figure 4. On place ensuite la matrice conductrice munie de la ré- serve 12' dans un bac galvanoplastique courant pour déposer par voie électrolytique un métal, de préférence du nickel sur la surface de la matrice 10. On dépose environ 0,25-1,02 mm-(10-40 mils) de métal sur la surface de la matrice d'une façon classique. La matière déposée est représentée en tant qu'élément 15 sur la figure 5 et, pour raison de commodité, la matrice lO n'est pas représentée sous l'élément 15. On peut voir que l'élément 15 est pourvu d'une pluralité d'ouvertures qui résultent de la présence du matériau de réserve. Sur la figure 5, les ouvertures 16' sont représentées remplies de matériau de réserve qui fait partie de l'opération de galvanoplastie consécutive. Il est possible de former un pochoir en forme de plaque fini simplement par le procédé décrit ci-dessus. Il y a lieu de remarquer que la structure du matériau de 256es99 de réserve 12' peut se présenter sous la forme d'un bloc solide de matériau de réserve que l'on peut utiliser simplement pour former une ouverture dans la matière déposée par galvanoplastie formant le pochoir en plaque. Toutefois, il est quelquefois commode de disposer d'éléments 6' supportés dans la région médiane d'une ouverture de façon qu'au lieu de former un bloc solide de la matière du pochoir on puisse former un bloc de matière de pochoir comportant une zone ou- verte au centre dans laquelle on peut déposer une autre matière de pochoir d'une couleur différente. Afin de former l'élément 6' et sa structure de support 8' dans une ouverture, il est nécessaire, comme représen- té sur la figure 4, de munir le bloc de matériau de réserve 12' d'une ouverture 11 et de canaux 13 qui relient,en effet, l'ouver- ture 11 aux zones ouvertes plus grandes qui entourent le bloc de matériau de réserve 12'. C'est le dessin de la réserve selon la figure 4 qui forme la structure de la figure 2. Normalement, les canaux 13 ont une largeur d'environ 0,64-1,02 mm (0,025-0,040 pouce) et n'entraînent pas la formation d'une image dans la matière de pochoir déposée. Une fois l'opération de galvanoplastie effectuée sur la matrice 10 dans le matériau de réserve 12' de la figure 4, on. peut retirer le matériau de réserve et la matrice de la matière déposée pour former le pochoir en plaque. On peut effectuer une opération de galvanoplastie succes- sive. Dans ce cas, on place alors un second revêtement de réserve 16 pardessus la matière déposée par voie électrolytique qui formele pochoir en plaque de la figure 2. Le revêtement de réser- ve couvre non seulement le dessus du pochoir en plaque, mais remplit également les ouvertures 16' ménagées dans ledit pochoir en plaque. On place un autre motif sur film 17 par-dessus le matériau de réserve et, par la technique d'exposition et dévelop- pement décrite ci-dessus, on confère alors à l'élément 16 un dessin tel que représenté sur la figure 6. Le matériau de réserve recouvre fondamentalement l'ensemble de la plaque 15 et il forme une pluralité de canaux 18. Une opération de galvanoplastie cou- rante consécutive a pour effet de remplir les canaux 18 et après retrait consécutif du matériau de -------------------------- réserve -à partir dA ouvertures 16' et à partir du dessus de la plaque 15 formant le pochoir, on obtient la structure repré- sentée dans la figure 7. Sur la figure 7, est montrée la plaque métallique 2 formée par dépÈt électrolytique et présentant les éléments 6' supportés par des canaux 8' dans les ouvertures. Sur le pourtour extérieur des ouvertures se trouve déposée,sur un coté de la plaque 2', une structure en forme de paroi dressée ou en saillie 18' qui forme les éléments de retenue des couleurs du pochoir en plaque. Pour se servir du pochoir en plaque, on retourne celle-ci ou on la fait tourner de 180 degrés de façon que les éléments de retenue des couleurs soient en position adjacente à la surface destinée à recevoir la matière de dessin ou d'impression au pochoir. La matière d'impression au pochoir passe en descendant à travers les ouvertures ménagées dans la structure du dessin constituée par 2' et 6'. Les éléments de retenue des couleurs 18' servent à empêcher un déplacement non désiré des différents mélanges d'im- pression au pochoir passant à travers les ouvertures du pochoir pendant les opérations d'impression consécutives. Normalement, ils seraient constitués par des bandes de métal soudé à un pochoir en plaque courant. On a décrit une technique pour fabriquer un pochoir en plaque qui dérive de la technique courante de fabrication de l'acier adaptée à la formation d'un tel pochoir. La technique de fabrication de l'acier est coûteuse du point de vue de la main- d'oeuvre, comme les ouvertures doivent être découpées dans l'acier, puis être convenablement rectifiées par limage et meulage. Les éléments d'insertion 6 doivent être formés et dressés en place, de même qu'il faut former et souder en place les éléments de retenue des couleurs. Dans une plaque classique d'une taille d'environ 1,6 m x2,4 m (64 pouces x 94 pouces), ceci exige la formation d'un nombre d'ouvertures s'élevant jusqu'à 180, toutes pourvues d'un élément d'insertion 6' et d'éléments de retenue des couleurs 18' appropriés. Une main-d'oeuvre importante est engagée dans la for- mation de cette structure. La technique de l'invention élimine pratiquement le personnel manuel qui est nécessaire pour fabriquer & le pochoir en plaque traditicnnel et la structure d'ensemble est formée par une série de techniques de galvanoplastie qui permettent d'obtenir une plaque 2' ayant une épaisseur d'environ 0,25-1,02 mm (10-40 mils) avec un élément de retenue des couleurs ayant une hauteur d'environ 0,76-2,03 mm (30-80 mils). REVENDICATIONS 1 - Procédé de formation d'un pochoir plat, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à: (a) placer un premier revêtement de réserve (1?) sur la surface d'une matrice (10) (b) placer un motif réalisé sur film (14) par-dessus la surface entière du revêtement de réserve (12) du côté opposé à celui de l'application dudit revêtement de réserve (12) contre la matrice (10) (c) soumettre le motif sur film (14) et le revêtement de réserve (12) à l'exposition à une lumière propre à sensibiliser ledit revêtement de réserve (12) dans des régions choisies en- dessous du motif sur film (14), (d) développer le revêtement de réserve (12) exposé en obtenant sur le matériau de réserve un dessin comportant des zones ouvertes de grandes dimensions sur la matrice (10) et dépour- vues de matériau de réserve et des petits ilots de matériau de réserve (12') sur la matrice (10), certains ilots de matériau de réserve (12') ayant des zones ouvertes (11) en leur centre et des éléments formant des canaux (13) reliant ces zones ouvertes (11) des îlots aux zones ouvertes de grandes dimensions apparaissant sur la matrice (10) (e) puis traiter la' surface de la matrice (10) par galva- noplastie pour déposer de la matière (15) dans les zones ouvertes de grandes dimensions, les zones ouvertes (11) des îlots de maté- riau de réserve (12') et des éléments en forme de canaux (13) reliant les deux types de zones ouvertes précités pour former sur la matrice (10) la matière déposée (15) sous la forme de grandes zones de matière déposée dans laquelle sont formées des ouvertures (16') o le matériau de réserve (12') est présent pendant la galvanoplastie, tandis que dans certaines ouvertures (16') il se forme des petits dépôts de matière galvanoplastique (15) dans la région du centrè desdites ouvertures (16') et que des canaux de matière (15) en cours de dépôt relient les petits dépôts de matière galvanoplastique aux bords des ouvertures (16'), et (f) retirer le matériau de réserve (12') et la matrice (10) de la matire (15) déposée par galvanoplastie en permettant à la matière déposée (15) de former un pochoir plat (2') traversé par des ouvertures (4') dont certaines comportent de la matière déposée (611') dans la région centrale desdites ouvertures (4?). 2 -Procedé de formation d'un pochoir plat, caractérisée par le fait qu'il comprend les étapes consistant à: (a) placer un premier revêtement de réserve (12) sur la surface d'une matrice (1lO), (b) placer un motif réalisé sur film (14) par-dessus la surface entière du revêtement de réserve (12) du côté opposé à ce- lui de l'tapplication dudit revêtement de réserve (12) contre la matrice (10), (c) soumettre le motif sur le film (14) et le revêtement de réserve (12) à l'exposition à une lumière propre à sensibiliser ledit revêtement de réserve (12) dans des régions choisies en-dessous du motif sur film (14), (d) développer le revêtement de réserve (12) exposé en obtenant sur le matériau de réserve un dessin comportant des zones ouvertes de grandes dimensions sur la matrice (10) et dépourvues de matériau de réserve et des petits Ilots de matériau de réserve (12') sur la matrice (10), certains îlots de matériau de réserve (12') ayant des zones ouvertes (11) en leur centre et des éléments formant des canaux (13) reliant ces zones ouvertes (11) des flots aux zones ouvertes de grandes dimensions apparaissant sur la matrice (1.0), (e) puis traiter la surface de la matrice (10) par galva- noplastie pour déposer de la matière (15) dans les zones ouvertes de grandes dimensions, les zones ouvertes (11) des ilots de maté- riau de réserve (12') et des éléments en forme de canaux (13) reliant les deux types de zones ouvertes précités pour former sur la matrice (10) la matière déposée (15) sous la forme de grandes zones de matière déposée dans laquelle sont formées des ouvertures (16') o le matériau de réserve (12') est présent pendant la galvanoplastie, tandis que dans certaines ouvertures (16') il se forme de petits dépôts de matière galvanoplastique (15) dans la région du centre desdites ouvertures (16') et que des canaux de matière (15) en cours de dépôt relient les petits dépôts de ma- tière galvanoplastique aux bords des ouvertures (16'), (f) placer un second revêtement de réserve (16) sur la surface de la matière déposée (15) de façon à former un revête- 1! ment de surface plat couvrant la matière déposée (15) et toutes les ouvertures (16') ménagées dans celle-ci, (g) placer un motif réalisé sur film (17) sur la surface entière du second revêtement de réserve (16) du côté opposé à celui o le second revêtement de réserve (16) vient s'appliquer contre la matière déposée (15), (h) exposer le motif sur film (17) et le revêtement de réserve (16) à une lumière propre à sensibiliser le revêtement de réserve (16) dans des régions choisies en-dessous du motif sur film (17), (i) développer le second revêtement de réserve (16) de façon à obtenir un dessin du matériau de réserve (16) sur la matière déposée (15) avec des zones de matière déposée (15) de grandes dimensions recouvertes par le matériau de réserve (16) et des zones ouvertes en forme de canaux (18) dans le matériau de réserve (16) sur le pourtour extérieur du périmètre d'ouverture des ouver- tures (16') de la matière déposée (15), (j) déposer la matière galvanoplastique dans les zones ouvertes en forme de canaux (18) de la seconde couche de matériau de réserve (16) pour ajouter de la matière déposée supplémentaire à la première couche (15) de matière déposée sous la forme de parois (18') de matière déposée redressées sur le pourtour péri- métrique extérieur des ouvertures (16') de la première couche (15) de matière déposée, et (k) retirer le matériau de réserve et la matrice de la matière déposée de façon à permettre à ladite matière déposée de former un pochoir plat (2') traversé par des ouvertures (4'), certaines desdites ouvertures (4') comportant de la matière déposée ( 6') supportée dans la région centrale desdites ouver- tures (4') et toutes les ouvertures comportant des parois (18') de matière déposée redressées entourant le côté extérieur de l'ouverture (4') sur un côté du pochoir (2').