Brevet FR2602244A1 — publié le 19880205

La présente invention est relative à une installation sous vide pour l'application de couches de traitement réalisées par dépôt de vapeurs sur des substrats optiques comme, par exemple, des verres de lunettes en matière plastique, qui peuvent être placés sur des supports qui, dans un récipient dans lequel on peut faire le vide, tournent au-dessus de sources de vapeur. Les installations d'application de revêtements sous vide de ce type présentent aujourd'hui une importance con10 sidérable du fait qu'elles per ettent, par exemple sur des verres de lunettes en matieCe plastique, des lentilles ou des objets analogues, la réalisation de couches atténuant la réflexion obtenues par dépôt de vapeurs. Le problème qui se pose dans ce cas est celui de la possibilité 15 de recouvrir, pendant un même cycle de vide, le plus grand nombre possible de verres, car les temps d'arrêt entre les différents cycles sont assez longs. Comme supports adéquats pour les substrats optiques, il s'est avéré avantageux d'utiliser ce qu'on appelle des 20 calottes ayant la forme de coupoles qui peuvent tourner dans la partie supérieure du récipient et comportent plusieurs ouvertures, au nombre de 36 par exemple, qui sont uniformément réparties sur la surface de la calotte et permettent la mise en place des substrats. La courbure de la calotte, déterminée empiriquement, donne la garantie que toutes les surfaces des substrats qui doivent être recouvertes par dépôt de vapeurs ont une orientation angulaire optimale par rapport aux sources de vapeurs, de sorte que le dépôt sur tous les substrats soit uniforme. On a déjà envisagé d'utiliser comme supports des dispositifs de maintien placés à la périphérie d'un plateau rotatif et pouvant pivoter de 180 sous l'action de dispositifs de retournement, ce qui permet, pendant un même cycle, d'appliquer un revêtement sur un nombre double de 35 surfaces de substrats. Cependant, ce dispositif ne permet 260?244 pas d'augmenter beaucoup le rendement, car on ne peut placer-à la périphérie du plateau qu'un nombre limité de dispositifs de maintien. De plus, les dispositifs de ce type sont très compliqués et reviennent cher. Le but de l'invention est de combiner les avantages présentés par les supports en forme de calotte avec les avantages résultant d'une possibilité de rotation des supports, de manière à doubler le nombre des surfaces de substrats susceptibles d'être recouvertes par dépSt de 10 vapeurs au cours d'un cycle de vide. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que les supports comprennent un certain nombre de plaques de support plates qui ont au moins approximativement la forme de secteurs circulaires, sont placées les unes par rapport 15 aux autres de manière à réaliser une calotte, peuvent tourner chacune de 180 et prennent appui sur un axe de rotation commun, chaque plaque de support comportant, au niveau de ses ouvertures, un certain nombre de dispositifs de maintien des substrats qui sont munis d'au moins un ressort de maintien et dont l'un au moins peut pivoter dans les deux sens pour sortir du plan de la plaque de support jusqu'à un angle déterminé. L'utilisation de plaques de support plates en forme de secteurs circulaires disposées de manière à réaliser une 25 calotte permet, pour une même grandeur de récipient, de mettre en place le même nombre de substrats que sur une calotte, mais, de plus, de retourner les différentes plaques de support de manière à appliquer également, pendant le même cycle de vide, le revêtement sur la deuxième surface des substrats. L'adaptation pratiquement complète à la forme idéale de la calotte s'obtient du fait que les dispositifs de maintien des substrats peuvent pivoter librement pour s'écarter d'un angle donné du plan des plaques de support, ce qui assure un dépSt uniforme sur les deux côtés des 35 substrats. On obtient un dispositif très simple, robuste et d'un fonctionnement s r quand chacun des dispositifs de maintien des substrats, qui peut pivoter librement, comprend une monture qui entoure partiellement le substrat à main5 tenir, dans laquelle le substrat est soumis à lVaction d'un ressort de maintien et qui peut pivoter librement dans les deux sens autour d'un axe fixé à la plaque de support, la monture pivotante étant associée, pour la limitation de son mouvement dans les deux sens, à des disposi10 tifs de butée de préférence réglables fixés sur la plaque de support. De plus, le retournement des plaques de support s'effectue d'une manière simple et sire quand chaque plaque de support prend appui, au niveau de son bord inférieur, sur 15 un anneau qui tourne avec l'axe de rotation et porte, au niveau du bord inférieur, des dispositifs de commande du retournement qui coopèrent avec une cheville qui peut se déplacer pour pénétrer momentanément dans la zone périphérique des plaques de support. Il est également avantageux que chacun des dispositifs de maintien qui ne peut pas pivoter entoure, pour l'appui du substrat, les parties marginales de l'ouverture correspondante de la plaque de support contre lesquelles le substrat s'applique sous l'action d'un levier de serrage poussé 25 par le ressort de maintien, celui-ci étant un ressort hélicoïdal qui agit sur l'extrémité intérieure du levier de serrage et prend appui sur la plaque de support et qui est recouvert des deux c8tés par des plaquettes annulaires, ce qui donne une protection efficace du ressort contre les dépôts provenant de la source de vapeurs et, par conséquent, une grande sécurité de fonctionnement. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'un exemple de réalisation en se référant au dessin. La figure 1 représente d'une manière schématique simplifiée une installation d'application de revêtements sous vide permettant de recouvrir par dépôt de vapeurs plusieurs substrats optiques. La figure 2 représente schématiquement, en perspective et à plus grande échelle, un dispositif de maintien d'un substrat suivant l'invention utilisé dans l'installation représentée par la figure 1 et pouvant pivoter librement. La figure 3 représente schématiquement, en perspective et à plus grande échelle un dispositif de maintien d'un substrat suivant l'invention monté sur une plaque de support de l'installation représentée par la figure 1. La figure 4 représente schématiquement, en perspective et à plus grande échelle, une plaque de support suivant l'invention utilisée dans l'installation représentée par 15 la figure 1 et comportant des dispositifs de retournement. L'installation d'application de revêtements sous vide représentée à titre d'exemple par la figure 1 pour la réalisation de couches de traitement obtenues par dépôt de vapeurs sur des substrats optiques constitués par exemple, 20 dans le cas envisagé, par des verres de lunettes en matière plastique comprend un récipient 1 dans lequel on peut faire le vide au moyen d'une pompe à vide 2. La partie supérieure de ce récipient 1 contient-les supports 3 destinés à la fixation d'une certaine quantité de substrats 10 dans des 25 ouvertures 4 ménagées dans les supports 3, dans des conditions dont il sera de nouveau question ultérieurement. La partie inférieure du récipient 1 comporte une (ou plusieurs) sources de vapeurs 100 qui, dans le cas envisagé, comprend ce qu'on appelle un canon à faisceau d'élec30 trons qui comporte un fil chauffant 15 et dans lequel les électrons sont, après chauffage, transformés en faisceau dans un dispositif de focalisation 16. Le faisceau d'électrons peut, par exemple, être produit par une cathode de tungstène sous haute tension négative et focalisé au moyen 35 d'un cylindre de Wehnel. Ce faisceau d'électrons est dévié par un dispositif de déviation magnétique 13 qui l'envoie dans un creuset 17 o se trouve la matière à vaporiser. On peut faire en sorte que, sous ltaction d'un autre dispositif 14 générateur de champs magnétiques, le faisceau 5 11 effectue un mouvement d'oscillation et/ou de rotation de manière que la totalité de la surface du creuset soit balayée par le faisceau d'électrons 11. La mise en action et la commande des parties d'appareils mobiles contenues dans le récipient 1 dans lequel on fait le vide, par exemple d, flaques ou de pièces analogues, sont assurées par des e; Gments de manoeuvre qui pénètrent de l'extérieur dans l'enceinte à vide comme, par exemple, le mécanisme de rotation 30 associé au moteur 31 et l'axe de rotation 32 des supports 3. Tous ces dispo15 sitifs peuvent être normalement commandés par un élément de commande 20. D'ailleurs, le mode de construction d'installations pour dépôt sous vide de produits vaporisés de ce type est tellement connu qu'il est inutile de le décrire davantage. 20 Ce qui est essentiel pour l'invention, c'est d'abord que les supports 3 comprennent plusieurs plaques de supports 33, au nombre de six dans le cas envisagé, qui ont à peu près la forme de secteurs circulaires et comportent chacune six ouvertures 4 qui servent respectivement de 25 logement à un verre de lunettes 10 et comportant, pour cela, des dispositifs de maintien 6 ou 7. Comme le montre la figure 1, ces plaques de support 33 sont placées les unes par rapport aux autres de manière à réaliser une calotte, peuvent tourner chacune de 180 et sont montées de manière à tourner autour de l'axe de rotation 32. Dans ce dispositif, les plaques de support 33 prennent appui, par l'intermédiaire de tourillons 24, 24', d'une part sur l'extrémité libre intérieure de l'axe de rotation 32, qui constitue un moyeu de roue, et, d'autre part, à proximité de leur bord inférieur 21, sur un anneau 22 qui tourne avec l'axe de rotation 32. Cet anneau 22 est, comme dans le cas d'une roue à rayons, relié sans rotation relative possible, par des barres radiales 23, à l'axe de rotation 32 qui forme le moyeu, les plaques de 5 support 33 étant intercalées entre deux barres radiales voisines 23. Le pivotement des plaques de support 33 est assuré par des dispositifs de retournement 19, en forme de fourches, qui sont p 'cés dans la zone de leur bord inférieur O10 22 au niveau du Tourillon correspondant 24' et qui coopèrent avec une che-'ille 18 dans la zone de la paroi du récipient 1 du f.it que la cheville 18 peut être poussée momentanément dans la zone de rotation des plaques de support 33 ou des dispositifs de retournement 19. La cheville 15 18 peut être manoeuvrée électromagnétiquement, hydrauliquement ou pneumatiquement et commandée par l'élément de commande 20. En raison de sa conception simple, ce dispositif fonctionne d'une manière sûre et demande peu d'entretien. Il est avantageux que les plaques de support 33 ne soient engagées, au niveau de leurs tourillons 24 et 24' situés respectivement du c8té de l'axe de rotation 32 et de l'anneau 22, que dans des coussinets ouverts, ce qui permet de dégager rapidement, pour un chargement, et de remettre 25 en place facilement les plaques de support. La figure 4 représente plus en détail une plaque de support 33 plane en forme de segment circulaire, comportant six ouvertures 4 et des dispositifs 7 de maintien des subs-' trats qui, dans le cas envisagé, ne peuvent pas pivoter, et 30 les dispositifs de retournement 19. La figure 3 représente, à plus grande échelle, un dispositif 7 de maintien du substrat qui ne peut pas pivoter et qui, pour assurer l'appui d'un substrat (non représenté), entoure certaines zones marginales de l'ouverture 4 de la plaque de support 33 contre lesquelles le substrat s'applique ensuite sous l'action d'un levier de serrage 25 commandé par un ressort de maintien 5'. Ce ressort de maintien 5' est un ressort hélicoïdal (représenté d'une manière simplifiée) qui agit sur l'ex5 trémité intérieure du levier de serrage 25 et prend appui sur la plaque de support 33 et qui est recouvert des deux c8tés par des plaquettes annulaires 26. Pour réaliser d'une manière pratiquement complète, malgré l'utilisation de plaques de support planes, l'adap10 tation à la forme idéale de le alotte des surfaces de tous les substrats qui doivent -tre recouvertes d'un revêtement, il est avantageux, suivant l'invention, quand les substrats mis en place ne sont pas tangents à la courbure idéale de la calotte, de les faire tourner pour les 15 rendre tangents. Pour cela, les dispositifs 6 de maintien des substrats sont montés sur la plaque de support de manière à pouvoir tourner dans les deux sens pour sortir du plan de la plaque de support et s'orienter suivant un angle donné. La figure 2 représente d'une manière plus détaillée un dispositif 6 de maintien de substrat qui peut pivoter librement et comporte une monture 8 qui entoure partiellement le substrat 10 et dans laquelle le substrat 10 est soumis à l'action d'un ressort de maintien 5. Dans ce dispositif, la 25 monture 8 et le ressort de maintien 5 peuvent pivoter dans les deux sens autour d'un axe de pivotement 9 fixé sur la plaque de support 33. La limitation du mouvement de pivotement 8 et, par conséquent, du substrat correspondant 10 dans les deux sens 30 est assurée par des dispositifs de butée 12 ayant la forme de chevilles coudées fixées à la plaque de support 33. Ce dispositif est également d'une conception simple et d'un fonctionnement sûr, ce qui donne la garantie que, lorsque la plaque correspondante se retourne, le substrat se 35 place de lui-même dans la position angulaire voulue pour que le dépôt s'effectue uniformément sur tous les substrats. Il va de soi que l'on peut apporter à l'installation toute une série de modifications sans sortir du cadre de l'invention. Les dispositifs de butée peuvent, par exemple, être constitués par des dispositifs pivotants montés directement sur la monture à proximité de l'axe de pivotement. Par ailleurs, les plaques de support peuvent être équipées 10 exclusivement de dispositifs de maintien de substrats pouvant pivoter lbrement. REVENDICATIONS 1 - Installation pour l'application sous vide, par dépSt de vapeurs, de couches de traitement sur des subs5 trats optiques, comme, par exemple, des verres de lunettes en matière plastique, qui peuvent être placés sur des supports qui, dans un récipient dans lequel on peut faire le vide, tournent au-dessus de sources de vapeurs, caractérisée en ce que les supports (3) comprennent un certain 10 nombre de plaques de support (3) plates qui ont au moins approximativement la forme de sc-zteurs circulaires, sont placées les unes par rapport aux autres de manière à réaliser une calotte, peuvent tourner chacune de 180 et prennent appui sur un axe de rotation commun (32), chaque 15 plaque de support (33) comportant, au niveau de ses ouvertures (4), un certain nombre de dispositifs (6, 7) de maintien des substrats qui sont munis d'au moins un ressort de maintien (5, 5') et dont l'une au moins (6) peut pivoter dans les deux sens pour sortir du plan de la plaque et 20 s'orienter suivant un angle donné. 2 - Installation pour application sous vide d'un revêtement selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque dispositif (6) de maintien du substrat qui peut pivoter librement comporte une monture (8) qui entoure partiellement le substrat (lO), dans laquelle le substrat est soumis à l'action du ressort de maintien (5) et qui est montée sur la plaque de support (33) de manière à pouvoir pivoter librement dans les deux sens autour d'un axe de pivotement (9). 3 - Installation pour application sous vide d'un revêtement selon la revendication 2, caractérisée en ce que la monture pivotante (8) coopère, pour la limitation de son pivotement dans les deux sens, avec des dispositifs de butée (12) montés, de préférence de manière à pouvoir être 35 réglés, sur la plaque de support (33). 4 - Installation d'application sous vide d'un revêtement selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque plaque de support (33) prend appui, au niveau de son bord inférieur (21), sur un anneau rotatif (22) tour5 nant avec l'axe de rotation (32) et porte, au niveau du bord inférieur.(22), un dispositif de commande (19) du renversement qui coopère avec une cheville (18) qui pénètre momentanément dans la zone de rotation des plaques de support (33). 5 - Installaïion d'application sous vide d'un revêtement selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque dispositif (7) de maintien de substrat, qui ne peut pas pivoter, entoure pour l'appui du substrat (O10), certaines zones marginales de l'ouverture correspondante (4) de la plaque de support (33) o le substrat (10) s'applique sous l'action d'un levier de serrage (25) serré par le ressort de maintien (5'), le ressort de maintien (5') étant un ressort hélicoïdal qui agit sur l'extrémité intérieure du levier de serrage (25) et prend appui sur la plaque de 20 support (33) et qui est recouvert des deux côtés par des plaquettes annulaires (26).