Brevet FR2590838A1 — publié le 19870605

Paniers pour le traitement de composants dans l'industrie des semiconducteurs et procédé de fabrication de ces paniers. La présente invention concerne les paniers ou supports pour le traitement des disques de silicium dans l'industrie des composants électroniques. On sait que ces disques, qui sont très minces et fragiles et qui peuvent avoir un diamètre de 12 à cm, sont traités par immersion dans de nombreux bains successifs, dont certains sont très chauds, par exemple de l'ordre de 200 , et très corrosifs. Pour effectuer ce traitement, les disques sont supportés dans des paniers, analogues à des égouttoirs, qui sont transférés dans les bains successifs. Ces paniers sont faits en une matière plastique injectée inerte capable de résister aux hautes températures, à la corrosion des bains et ne transférant pas d'impu- retés dans les bains. On choisit généralement une ma- tière plastique telle que celle dénommée "Téflon-PFA" (résine de polytétrafluoroéthylène). A partir des disques de silicium, on forme des composants de très grande valeur, c'est pourquoi on prend toutes les précautions pour maintenir les plus grandes puretés possibles au cours du traitement. En effet, la présence d'impuretés dans les bains peut compromettre la qualité des composants fabriqués et conduit à de nombreux rebuts qui sont très coûteux. On s'attache donc à ce que les paniers supports eux-mêmes ne contribuent pas à souiller les bains successifs. C'est ainsi que ces paniers sont - moulés sous atmosphère contrôlée, dans des moules parfaitement polis, et qu'on prévoit leur configura- tion et leur état de surface de façon à favoriser l'égouttage et le rinçage complet du panier avec les disques qu'il supporte. En effet, si des traces d'un bain précédent sont retenues par des défauts de surface d'un panier et transférées dans un bain suivant, ce bain peut être contaminé et compromettra toute la fabrication en cours. Malgré les mesures prises pour éviter les dé- fauts de surface des paniers, il reste cependant les défauts inhérents au procédé d'injection de ces pièe ces, défauts qui sont situés particulièrement dans les zones o il y a des tensions internes, notamment au niveau du ou des seuils d'injection. Ces tensions sont dues: à l'écoulement turbulent de la matière au niveau du seuil d'injection, à une différence de température entre la matière en contact avec le moule et le coeur de l'épaisseur de la pièce. à une surinjection nécessaire pour compen- ser le retrait pendant la phase de refroidissement, au fait que les canaux d'alimentation contrarie le retrait de la pièce d'o cisaillement de la matiè- re à la jonction des canaux d'alimentation et de la pièce. Ces tensions internes se libèrent dans le temps sous l'effet des chocs thermiques ou sous l'action corrosive des bains. D'o création de fissures qui s'agrandissent au fur et à mesure du service du panier et qui retiennent des particules des bains successifs. Après le moulage du panier, on coupe la grappe d'injection, mais les tensions inter- nes situées autour de la nappe d'injection restent dans la pièce. Au surplus, la découpe ne peut pas être faite exactement dans le plan de la face de la pièce si bien qu'il subsiste une petite portion en saillie ou que, au contraire, il y a une partie en creux. Dans les deux cas, il y a un décrochement qui est une source de retenue des particules et, par con- séquent une source de contamination des bains. La présente invention a pour but de supprimer les défauts de surface et les fissures dans les pa- niers moulés par injection. L'invention a pour objet un procédé de fabri- cation d'articles en matière plastique injectée, notamment de paniers ou supports pour le traitement de composants dans des bains successifs, dans l'in- dustrie des semiconducteurs, ledit procédé étant ca- ractérisé en ce qu'il consiste: à tailler un moule présentant au moins un volume annexe supplémentaire par rapport à l'article final; à prévoir, uniquement dans ce ou ces volumes supplémentaires, les entrées d'injection de matière plastique à injecter; à mouler la pièce; puis à retirer par découpage, sur la pièce ainsi moulée, le ou lesdits volumes supplémentaires, pour obtenir un article final à la taille désirée et exempt de zones d'injection présentant des tensions internes génératrices de fissures susceptibles de retenir des impuretés au cours de l'utilisation dudit article dans des bains successifs. La découpe des volumes supplémentaires étant simple et franche, on élimine ainsi les défauts qui existaient jusqu'à présent dans les parties du panier voisines des zones d'injection. Bien entendu, ce procédé entraîne une cer- taine perte de matière, mais cette perte est large- ment compensée par la meilleure qualité du produit fini, qualité qui est essentielle dans cette applica- tion particulière du traitement des disques de silicium. L'invention a également pour objet un panier moulé par injection suivant ce procédé et elle vise notamment un panier qui comprend: deux parois laté- rales présentant, sur leurs faces en regard, des rai- nures de maintien des disques; une partie supérieure ouverte Dour l'introduction et le retrait des disques dans le panier; et deux parois de bout reliant les parois latérales, ledit panier étant caractérisé en ce que les volumes annexes supplémentaires précités sont au nombre de deux et sont situés chacun au-delà de l'extrémité inférieure de chaque paroi latérale, les entrées d'injection de matière plastique étant situées sur les deux faces en regard desdits volumes supplémentaires. L'invention a encore pour objet un moule pour la fabrication d'un tel panier, ce moule présentant un ou plusieurs volumes creux supplémentaires de mou- lage dans lesquels débouchent les canaux d'injection de la matière à injecter dans le moule. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'exa- men des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisa- tion de l'invention. La figure 1 est une vue schématique en coupe transversale suivant la ligne I-I de la figure 2 d'un panier support pour le traitement de disques de silicium. La figure 2 est une vue schématique en plan du même panier. La figure 3 est une vue en perspective d'un panier en position retournée, illustrant le mode d'in- jection classique. Les figures 4 et 5 sont des vues,.partielle- ment en coupe, illustrant le mode de séparation clas- sique de la grappe d'injection d'avec le panier. La figure 6 est une vue analogue à la figure 3 illustrant le mode de fabrication suivant l'inven- tion. La figure 7 est une vue analogue aux figures 4 et 5 montrant, partiellement, un panier terminé sui- vant l'invention avec les volumes supplémentaires enlevés. Les figures 8, 9 et 10 sont respectivement des vues en coupe, en élévation et en plan d'une ma- chine pour découper les volumes supplémentaires sur un panier sortant de moulage. La figure 11 est une vue en coupe transversa- le d'un moule pour la fabrication d'un panier suivant l'invention. Le panier représenté sur les figures 1 et 2 comprend, de façon classique: deux parois latérales 2, 2' présentant, sur leurs faces en regard, des rai- nures 4 pour le maintien des disques 6; une partie supérieure ouverte 8 pour l'introduction et le retrait des disques 6 dans le panier; et deux parois de bout , 10' reliant les parois latérales 2, 2'. Les parois latérales sont formées: d'une partie principale 12; d'une partie intermédiaire 14, généralement oblique, qui est tournée vers l'intérieur et sur laquelle reposent les disques 6; et d'une par- tie inférieure 16 dont les bords d'extrémité 18 for- ment des pieds ou surfaces d'appui du panier lorsque celui-ci est posé. Le fond du panier présente une ou- verture 20, entre les parties inférieures 16, pour la pénétration et l'évacuation du liquide des bains de traitement autour des disques 6. On a illustré schématiquement sur la figure 3 le mode d'injection utilisé jusqu'à présent pour le moulage d'un tel panier. Dans un moule d'injection (non représenté), ayant la forme complémentaire du panier à mouler, est prévue une arrivée principale d'injection 22 raccordée à des buses individuelles d'injection 24 qui débouchent, dans le moule, à la hauteur des parties inférieures 16 des parois latéra- les. La zone indiquée par la référence 26 représente la zone o se forme la grappe d'injection et les zones hachurées 28 montrent les zones le long desquelles sont coupées les carottes d'injection sur les deux faces intérieures en regard des parties inférieures 16 des parois latérales. Ces zones de coupe peuvent former des creux 30 (comme il est représenté sur la figure 4) ou-des saillies 32 (figure 5) qui, dans les deux cas, forment des décrochements et retiennent des particules des bains. D'autre part, les portions d'extrémité 34 des parties 16 des parois latérales (figures 4 et 5), c'est-à-dire les portions de ces parois qui sont au niveau, ou au voisinage du niveau, de la zone d'injec- tion 26 renfermant des tensions internes qui sont, comme on l'a vu dans ce qui précède, génératrices de fissures. La figure 6 illustre schématiquement le mode de fabrication d'un panier conforme à l'invention. Le panier est tout d'abord moulé en prévoyant dans le moule, pour les parties inférieures 16 des parois la- térales, une hauteur H' plus grande que la hauteur H (voir figures 3, 4, 5) finale de ces parties infé- rieures. Cette hauteur plus grande produit donc, dans la pièce moulée 2, des volumes supplémentaires 36 qui sont représentés par des parties hachurées sur la figure 6. La zone d'injection 26, avec les buses d'in- jection 24 et la buse d'alimentation est située au ni- veau de ces volumes supplémentaires 36, les buses 24 débouchant sur les deux faces en regard 38 des volu- mes supplémentaires 36. Au démoulage du panier on obtient donc une pièce plus grande que la pièce définitive, c'est-à- dire présentant une différence de hauteurD = H'-H. L'opération suivante consiste à couper les volumes supplémentaires 36, suivant le plan de coupe P situé au niveau H, pour ramener le panier à sa hauteur définitive. Cette opération de coupe est illustrée par la figure 7 qui montre les deux volumes supplémentaires 36, réunis par la grappe d'injection 26, qui ont été séparés du reste du panier suivant le plan de coupe P. Comme on l'a vu dans ce qui précède, les ten- sions internes génératrices de fissures et les traces de coupe des carottes d'injection sont situées, dans la pièce, au voisinage de la zone d'injection 26, c'est-à-dire uniquement dans les volumes supplémentai- res 36 qui sont éliminés. On obtient donc une pièce finale exempte des défauts inhérents au moulage par injection et, donc, ne présentant pas les risques de contamination des paniers connus jusqu'à présent. On peut noter que le volume de matière perdue (les volu- mes supplémentaires 36) n'est pas très important, comme on le voit sur la figure 7, si bien que les avantages procurés par les paniers suivant l'inven- tion compensent bien au-delà cette perte minime. Bien entendu, il est essentiel que la découpe suivant le plan de coupe P soit franche et nette, pour donner aux pieds 18 du panier (figure 7) résul- tant de cette découpe une surface lisse et exempte de défauts aussi polie que les autres surfaces du panier venant de moulage. La découpe peut être effectuée par n'importe quel moyen approprié, mais on utilise de préférence un appareil du genre de celui représenté sur les figures 8, 9, 10. L'appareil comprend un noyau 40, monté sur un bâti 42, pour recevoir et supporter un panier 44 sortant de moulage, c'est-à-dire comportant encore les volumes supplémentaires 36, la grappe d'injection 26 et la carotte de l'alimentation d'injection 22. La face supérieure 46 du noyau 40 coincide sensiblement avec le plan de coupe P et le panier 44 est maintenu serré, contre le noyau 40, à la hauteur des parties 12 des parois latérales, par deux presseurs 48 actionnés suivant la direction des flèches par des moyens non représentés portés par le bâti 42. La face supérieure des presseurs 48 et située également sensiblement au niveau du plan de coupe P. Le panier 44 est également maintenu serré con- tre le noyau 40 par un plateau de réaction d'appui 50 porté par le bâti 42. Le panier 44 est ainsi fermement maintenu, sans possibilité de déformation, avec seule- ment les volumes supplémentaires 36 et la grappe d'in- jection émergeant en saillie. L'appareil comprend également un couteau 52 qui est guidé de façon que son bord tranchant 54 puisse être déplacé suivant le plan de coupe P. Le couteau 52 peut être porté par deux tiges 56 coulis- sant dans deux glissières 58 portées par le bâti 42 de façon que le bord 54 du couteau reste perpendicu- laire à sa direction de déplacement. Un vérin agit sur une plaque de liaison 60 des deux tiges 56 pour déplacer l'ensemble de coupe suivant la direction de la flèche 62. Tous les organes de l'appareil, ainsi que le panier 44 bridé entre le noyau 40 et les presseurs 48, 49, 50, formant un ensemble parfaitement rigide, le couteau 52 peut effectuer une coupe parfaitement nette, suivant le plan P. pour séparer les volumes supplémentaires 36 et la grappe d'injection d'avec le reste du panier qui présente alors des bords ou pieds 18 ayant un état de surface aussi poli que les surfaces du panier venues de moulage. On a représenté sur la figure 11 une vue en cou- pe d'un moule pour fabriquer un panier suivant l'in- vention. Le moule est un moule d'injection classique, en plusieurs parties 64-66-68-70, présentant une empreinte en creux correspondant à l'article à mouler, si ce n'est qu'il comporte deux volumes creux supplé- mentaires correspondant aux portions supplémentaires 36 des parties 16 des parois latérales du panier. Comme on le voit sur la figure 11, les empreintes du moule correspondent à la grappe d'injec- tion 26, laquelle est alimentée par la buse 22, débouchant, dans la cavité du moule, au niveau des volumes creux supplémentaires 36. On a décrit et représenté, dans ce qui précède, les volumes supplémentaires 36 comme prolongeant les parties inférieures 16 des parois latérales, car c'est en général du côté de l'extrémité inférieure du panier que s'effectue l'injection, mais il est bien évident que, au cas o l'injection serait effectuée sur une autre partie du panier, par exemple du côté de l'extrémité supérieure ou encore du c8té des parois de bout, le ou les volumes supplémentaires seraient prévus dans des zones correspondantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'articles en matière plastique injectée, notamment de paniers ou supports pour le traitement de composants dans des bains successifs, dans l'industrie des semi-conducteurs, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: à tailler un moule présentant au moins un volume annexe supplémentaire (36) par rapport à l'article final à prévoir, uniquement dans ce ou ces volumes supplémen- taires, les entrées d'injection (24) de matière plastique à injecter; à mouler la pièce; puis à retirer par découpage, sur la pièce ainsi moulée, le ou lesdits volumes supplémentaires (36) pour obtenir un article final à la taille désirée et exempt de zones d'injec- tion présentant des tensions internes génératrices de fissures susceptibles de retenir des impuretés au cours de l'utilisation dudit article dans des bains successifs. 2. Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que le découpage des volumes supplémentaires (36) est effectué au moyen d'un outil de coupe 52, présentant un bord tranchant (54), mobile suivant un plan de coupe P situé en dessous de la zone d'injection (26). 3. Article en matière plastique injectée, notamment panier ou support pour le traitement de composants dans des bains successifs, dans l'industrie des semi-conducteurs, caractérisé en ce qu'il est fabriqué suivant le procédé de la revendication 1. 4. Panier suivant la revendication 3, pour le traitement de disques minces dans l'industrie des simi- conducteurs, qui comprend: deux parois latérales (12) présentant, sur leurs faces en regard, des rainures (4) de maintien des disques (6); une partie supérieure ouverte (8) pour l'introduction et le retrait des disques dans le panier; et deux parois de bout (10-10') reliant les parois latérales, ledit panier étant caractérisé en ce que les volumes annexes supplémentaires précités (36) sont au nombre de deux et sont situés chacun au-delà de l'extrémité inférieure (18) de chaque paroi latérale, les entrées d'injection de matière plastique (24) étant situées sur les deux faces en regard (38) desdits volumes supplémentaires (36). 5. Panier suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que les parois latérales (12) ont leur portion inférieure décalée (16) vers l'intérieur et en ce que les volumes sipplémentaires précités (36) sont prévus aux extrémités desdites portions infé- rieures décalées (16) des parois latérales (12). 6. Panier moulé en matière injectée, pour le traitement des disques dans l'industrie des semi- conducteurs, qui comprend deux parois latérales (12) dont les bords inférieurs (18) forment des pieds d'appui dudit panier, ledit panier étant caractérisé en ce que lesdits bords inférieurs (18) sont réalisés par découpage suivant un plan de coupe P, de volumes moulés supplémentaires (36) prolongeant lesdites parois latérales (12). 7. Moule, pour le moulage par injection suivant le procédé de la revendication 1, d'un panier pour le traitement de disques dans l'industrie des semi-conducteurs, comportant plusieurs parties (64-66-68) ménageant entre elles une cavité de moulage, caractérisé en ce que ladite cavité de moulage présente au moins un volume supplémentaire (36) par rapport au panier final à obtenir et en ce que les arrivées d'injection (24-26) débouchent dans ledit volume supplé- mentaire.