Brevet FR2693619A1 — publié le 19940114

La présente invention concerne un dispositif pour le dépôt de polymère sous vide en phase vapeur par l'intermédiaire d'un plasma excité par micro-ondes sur des surfaces d'une pluralité d'éléments, notamment des surfaces intérieures aluminées de réflecteurs de projecteurs de véhicules. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un tel dépôt. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse notamment dans le domaine de l'équipement de véhicules pour la réalisation d'une couche de protection sur des surfaces aluminées très incurvées d'éléments, tels que des réflecteurs de projecteurs d'automobiles. Actuellement, on connaît de l'état de la technique un dispositif pour la réalisation du dépôt précité, comportant une enceinte de dépôt dans laquelle sont placés lesdits éléments, des moyens pour établir un vide poussé dans ladite enceinte, des moyens d'excitation micro-ondes comprenant un générateur de micro-ondes et des moyens de guidage de micro-ondes débouchant dans l'enceinte par l'intermédiaire d'au moins une fenêtre étanche au gaz et transparente vis-à-vis des micro-ondes, et au moins un diffuseur de gaz monomère disposé à l'intérieur de l'enceinte de dépôt à proximité de chaque fenêtre. Ainsi, on injecte à l'intérieur de l'enceinte par l'intermédiaire du diffuseur, un gaz monomère tel que l'Hexaméthyldisiloxane et on applique des micro-ondes afin de créer un plasma excité par micro-ondes dans lequel une partie des monomères se radicalisent, les espèces ainsi formées venant se déposer entre autres sur les surfaces intérieures aluminées desdits éléments exposés au plasma excité, pour se recombiner sous forme de film. Le principal inconvénient de ce dispositif connu est que les micro-ondes guidées par les moyens de guidage et traversant ladite fenêtre étanche ne permettent pas de générer un plasma réparti de manière homogène en surface, ce qui entraîne un dépôt de polymère irrégulier sur les surfaces aluminées. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de réaliser un dispositif du type précité, permettant de créer un plasma excité par micro-ondes homogène pour la formation d'un dépôt de polymère uniforme sur toute les surfaces aluminées à protéger. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que lesdits moyens de guidage de micro-ondes comportent au moins une plaque à fentes rayonnantes essentiellement parallèles au plan de chaque fenêtre destinée à homogénéiser le plasma excité par micro-ondes à l'intérieur de ladite enceinte de dépôt. Conformément à l'invention, les fentes rayonnantes sont disposées et dimensionnées de telle sorte que la densité d'énergie émise soit sensiblement identique pour chaque fente, ce qui permet d'obtenir une émission uniforme sur toute la longueur de la plaque. Suivant un mode de réalisation du dispositif selon l'invention,la plaque à fentes rayonnantes étant à distance de chaque fenêtre, la distance est réglable de manière à ajuster la répartition du rayonnement micro-ondes émis à travers ladite fenêtre. De préférence, le dispositif selon l'invention comporte deux diffuseurs placés de part et d'autre de chaque fenêtre dans l'enceinte de dépôt. En outre, le dispositif selon l'invention comporte avantageusement deux volets de confinement réglables s'étendant respectivement à partir de deux bords opposés de ladite fenêtre associée, vers l'intérieur de l'enceinte de manière à confiner vers une région privilégiée de l'enceinte le rayonnement micro-ondes traversant ladite fenêtre et le plasma ainsi excité, les diffuseurs de gaz monomère étant alors placés du côté tourné vers l'intérieur desdits volets de confinement. Ainsi, les deux volets de confinement permettent de concentrer en direction des surfaces aluminées à recouvrir, le plasma excité par microondes et par là-même le gaz excité afin de faciliter le dépôt de polymère sur toute l'étendue desdites surfaces Cette caractéristique est particulièrement avantageuse sachant que les surfaces aluminées à recouvrir sont des surfaces très incurvées, présentant parfois une ouverture beaucoup plus faible par rapport à leur profondeur. Suivant un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, les moyens de guidage de micro-ondes débouchent dans l'enceinte par l'intermédiaire d'une pluralité de fenêtres étanches au gaz et transparentes vis-à-vis des micro-ondes, lesdits moyens de guidage de micro-ondes comportant une pluralité de plaques à fentes rayonnantes disposées respectivement parallèlement au plan desdites fenêtres, une pluralité de diffuseurs étant disposés de part et d'autre de chacune desdites fenêtres dans ladite enceinte. Suivant le mode de réalisation précité, le dispositif selon l'invention, comporte une pluralité de paires de volets de confinement réglables chaque paire de volets de confinement s'étendant à partir des bords opposés de chacune des fenêtres vers l'intérieur de l'enceinte de manière à confiner vers une région privilégiée de l'enceinte le rayonnement micro-ondes traversant lesdites fenêtres, lesdits diffuseurs de gaz monomères étant alors placés du côté tourné vers l'intérieur desdits volets de confinement. Par ailleurs, l'invention concerne également un procédé de dépôt de polymère sous vide en phase vapeur par l'intermédiaire d'un plasma excité par micro-ondes sur des surfaces d'une pluralité d'éléments, notamment des surfaces intérieures aluminées de réflecteurs de projecteurs de véhicules, ce procédé comportant les étapes suivantes: on place les éléments dans une enceinte de dépôt, on établit un vide poussé dans ladite enceinte de dépôt, on amène du gaz monomère dans ladite enceinte sous vide au moyen d'au moins un diffuseur disposé à l'intérieur de l'enceinte, on applique des micro-ondes dans l'enceinte par l'intermédiaire de moyens de guidage débouchant dans ladite enceinte par au moins une fenêtre étanche au gaz et transparente vis-à-vis des micro-ondes, et comportant au moins une plaque à fentes rayonnantes essientiellement parallèle au plan de chaque fenêtre de sorte que les micro-ondes émises par plaque à fentes rayonnantes créent à l'intérieur de l'enceinte un plasma excité dans lequel au moins une partie des monomères se radicalisent et viennent alors se déposer sur les surfaces aluminées et se recombiner sous forme d'un film protecteur. Il convient de préciser que selon l'invention, pendant qu'on amène le gaz monomère dans ladite enceinte, on continue à pomper dans l'enceinte jusqu'à obtenir la pression de travail. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est une vue schématique partielle de côté du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique de face suivant la flèche f du dispositif de la figure 1. La figure 3 est une vue schématique de face de la plaque à fentes rayonnantes du dispositif de la figure 1. La figure 4 est une vue schématique en coupe de dessus d'une partie du dispositif de la figure 1. La figure 5 est une vue schématique en coupe d'une partie d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention. En référence tout d'abord aux figures 1, 2, 3 et 4, on a représenté un dispositif pour le dépôt de polymère sous vide en phase vapeur par l'intermédiaire d'un plasma excité par micro-ondes sur des surfaces d'une pluralité d'éléments, notamment des surfaces intérieures aluminées 110,210 de réflecteurs 100,200 de projecteurs de véhicules. Ce dépôt de polymère constitue un film transparent de protection desdites surfaces aluminées. Le dispositif comporte une enceinte de dépôt 10 dans laquelle sont placés lesdits réflecteurs 100,200, et des moyens de pompage 12 pour établir un vide poussé dans l'enceinte 10, par exemple à une pression de l'ordre de 510-3 Pa. Le dispositif comporte également des moyens d'excitation à micro-ondes comprenant un générateur des micro-ondes 20 présentant une fréquence égale à environ 2,45 G Hz Ce générateur 20 de micro-ondes est raccordé à des moyens de guidage 30 débouchant dans l'enceinte 10 par l'intermédiaire d'une fenêtre 32 étanche au gaz et transparente vis-à- vis des micro-ondes La fenêtre 32 est par exemple une plaque de Pyrex (marque déposée) ou de quartz. Il convient de préciser que les réflecteurs 100,200 sont placés dans ladite enceinte 10 au droit de ladite fenêtre 32 de façon à ce que les surfaces intérieures 110,210 soient positionnées en regard de ladite fenêtre 32 à travers de laquelle émerge le rayonnement micro-ondes. En outre, comme le montrent mieux les figures 1 et 3, lesdits moyens de guidage 30 comportent une plaque à fentes rayonnantes 31 essentielle- ment parallèle au plan de ladite fenêtre 32 à distance d de celle-ci Cette plaque à fentes rayonnantes 31 permet de diffuser le rayonnement micro-ondes traversant lesdites fentes 31 a,3 lb 3 Ic,31 d,31 e Le rayonnement micro-ondes émis au travers de chacune des fentes rayonnantes de ladite plaque 31 présente une énergie apte à exciter un plasma de monomère considéré et par exemple une puissance comprise environ entre 100 et 500 Watts par fente, pour exciter un plasma dans des vapeurs d'Héxaméthyl- disiloxane. Plus particulièrement, la plaque à fentes rayonnantes 31 comporte de préférence une pluralité de fentes 31 a,31 b,31 c,31 d,31 c disposées de manière inclinées par rapport aux bords droits de la plaque et écartées les unes des autres d'une distance égale à la moitié de la longueur d'onde guidée du rayonnement micro-ondes Les dimensions de chacune des fentes 31 a,31 b,31 c,31 d,31 e sont calculées en fonction de ladite longueur d'onde du rayonnement, de sorte à homogénéiser l'énergie émise par chaque fente. Par ailleurs, le dispositif comporte deux diffuseurs de gaz monomère 40,41 disposés à l'intérieur de l'enceinte 10 à proximité de la fenêtre 32. Ces diffuseurs 40,41 sont alimentés par des lignes de transport de gaz monomère 42,43 provenant d'un réservoir de monomères non représenté. Ainsi, le rayonnement micro-ondes émis par les fentes rayonnantes crée à l'intérieur de ladite enceinte 10 un plasma excité à partir du gaz monomère diffusé Une partie des monomères excités par le rayonnement micro-ondes se radicalisent et les espèces excitées viennent se recombiner sur les surfaces 110,210 des réflecteurs 100,200, pour former une couche de polymère Le gaz monomère diffusé est par exemple un gaz d'Héxalméthyl- disiloxane Dans le cas d'un plasma d'Héxalméthyldisiloxane auquel sont exposés des réflecteurs présentant une surface intérieure aluminée située à environ 30 cm au droit de la plaque de Pyrex (marque déposée), on observe des taux de croissance du dépôt compris environ 100 et 3000 A/min. De plus, il est intéressant de souligner que ladite plaque à fentes rayonnantes 31 est disposée à l'intérieur des moyens de guidage à distance d de la fenêtre 32 Cette distance d peut être réglable de manière à ajuster la répartition du rayonnement micro-ondes émis à travers ladite fenêtre. Par ailleurs, comme on peut mieux le voir sur la figure 4, le dispositif peut comporter deux volets de confinement réglables 13,14 s'étendant respectivement à partir de deux bords opposés de ladite fenêtre 32 vers l'intérieur de l'enceinte 10 de manière à confiner vers une région privilégiée de l'enceinte o sont placés les réflecteurs 100,200, le rayonnement micro-ondes traversant ladite fenêtre 32 et confiner le plasma ainsi créé Les diffuseurs de gaz monomère 40,41 sont placés du côté tourné vers l'intérieur desdits volets de confinement. Ainsi, le plasma excité par micro-ondes dans lequel se radicalisent une partie des monomères, est concentré en direction des surfaces 110,210 desdits réflecteurs 100,200 qui présentent une ouverture parfois faible par rapport à leur profondeur. Sur la figure 5, on a représenté une variante de réalisation du dispositif de la figure 1, dans laquelle les moyens de guidage de micro- ondes 30,30 ',30 " débouchent dans l'enceinte 10 par l'intermédiaire d'une pluralité de fenêtres étanches 32,32 ',32 ". En outre, ces moyens de guidage 30,30 ',30 " comportent N plaques à fentes rayonnantes 31,31 ',31 " disposés respectivement parallèlement au plan desdites fenêtres 32,32 ',32 " Ce dispositif comporte également des diffuseurs 40,41,40 ',41 '40 ",41 " disposés respectivement de part et d'autre de chacune desdites fenêtres dans l'enceinte 10. De plus, on distingue sur la figure 5, une pluralité de paires de volets de confinement réglables 13,14,13,',14 ',13 ",14 " Chaque paire de volets de confinement s'étend à partir de deux bords opposés de chacune desdites fenêtres 32,32 ',32 " vers l'intérieur de l'enceinte 10 de manière à confiner vers la région privilégiée o se trouvent les réflecteurs, le rayonnement micro-ondes traversant les fenêtres. Il convient de préciser que les diffuseurs 40,41,40 ',41 ',40 ",41 " sont placés du côté tourné vers l'intérieur desdits volets de confinement. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et représentée, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. Par exemple, selon une variante des modes de réalisation précités, le gaz de dépôt diffusé dans l'enceinte peut être un gaz d'Héxaméthyldisilo- xane mélangé avec un gaz atomique tel qu'un gaz Argon ou des gaz moléculaires du type 02, N 2- Selon une autre variante le gaz de dépôt diffusé dans ladite enceinte peut être également un gaz organométallique, ou de la série des alcanes, alcynes ou bien alcènes. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour le dépôt de polymère sous vide en phase vapeur par l'intermédiaire d'un plasma excité par micro-ondes sur des surfaces ( 110,210) d'une pluralité d'éléments ( 100,200) notamment des surfaces intérieures aluminées de réflecteurs de projecteurs de véhicules, comportant d'une part une enceinte de dépôt ( 10) dans laquelle sont placés lesdits éléments ( 100,200), des moyens ( 12) pour établir un vide poussé dans ladite enceinte ( 10), des moyens d'excitation à micro-ondes comprenant un générateur de micro-ondes ( 20) et des moyens de guidage ( 30) des micro-ondes débouchant dans l'enceinte ( 10) par l'intermédiaire d'au moins une fenêtre ( 32) étanche au gaz et transparente vis à vis des micro-ondes, au moins un diffuseur de gaz monomère ( 40) disposé à l'intérieur de l'enceinte ( 10) de dépôt à proximité de chaque fenêtre ( 32), dispositif caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage ( 30) des micro-ondes comportent au moins une plaque à fentes rayonnantes ( 31) essentiellement parallèle au plan de chaque fenêtre ( 32) destinée à exciter le plasma par micro-ondes à l'intérieur de ladite enceinte de dépôt ( 10). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque à fentes rayonnantes ( 31) étant à distance (d) de chaque fenêtre ( 32), la distance (d) est réglable de manière à ajuster la répartition du rayonne- ment micro-ondes émis à travers ladite fenêtre ( 32). 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux diffuseurs ( 40,41) placés de part et d'autre de chaque fenêtre ( 32) dans l'enceinte de dépôt ( 10). 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte deux volets de confinement réglables ( 13,14) s'étendant respectivement à partir de deux bords opposés de ladite fenêtre ( 32) associée, vers l'intérieur de l'enceinte ( 10) de manière à confiner vers une région privilégiée de l'enceinte ( 10) le rayonnement micro-ondes traversant ladite fenêtre et le plasma ainsi excité, les diffuseurs de gaz monomère ( 40,41) étant alors placés du côté tourné vers l'intérieur desdits volets de confinement ( 13,14). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de guidage ( 30,30 ',30 ") de micro-ondes débouchent dans l'enceinte ( 10) par l'intermédiaire d'une pluralité de fenêtres ( 32,32 ',32 ") étanches au gaz et transparentes vis-à-vis des micro-ondes, lesdits moyens de guidage ( 30,30 ',30 ") de micro-ondes comportant une pluralité de plaques à fentes rayonnantes ( 31,31 ',31 ") disposées respectivement parallèlement au plan desdites fenêtres, et en ce qu'une pluralité de diffuseurs ( 40,41,40 ',41 ',40 ", 41 ") sont disposés de part et d'autre de chacune desdites fenêtres ( 32,32 ',32 ") dans ladite enceinte. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de paires de volets de confinement réglables ( 13, 14,13 ',14 ',13 ",14 ") chaque paire de volets de confinement s'étendant à partir de deux bords opposés de chacune desdites fenêtres ( 32,32 ',32 ") vers l'intérieur de l'enceinte ( 10) de manière à confiner vers une région privilégiée de l'enceinte ( 10) le rayonnement micro-ondes traversant lesdites fenêtres et le plasma ainsi créé, lesdits diffuseurs de gaz monomère ( 40,41,40 ',41 ',40 ",41 ") étant alors placés du côté tourné vers l'intérieur desdits volets de confinement ( 13,14,13 ',14 ',13 ",14 "). 7 Procédé de dépôt de polymère sous vide en phase vapeur par l'intermédiaire d'un plasma excité par micro-ondes sur des surfaces ( 110,210) d'une pluralité d'éléments ( 100,200) notamment des surfaces intérieures aluminées de réflecteurs de projecteurs de véhicules, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: on place les éléments dans une enceinte de dépôt ( 10), on établit un vide poussé dans ladite enceinte ( 10), on amène du gaz de monomères dans ladite enceinte ( 10) sous vide, au moyen d'au moins un diffuseur ( 40) disposé à l'intérieur de l'enceinte ( 10), on applique des micro-ondes dans l'enceinte, par l'intermédiaire de moyens de guidage ( 30) débouchant dans ladite enceinte par au moins une fenêtre ( 32) étanche au gaz et transparente vis-à-vis des micro-ondes, et comportant au moins une plaque à fentes rayonnantes ( 31) essentiellement parallèle au plan de chaque fenêtre ( 32), de sorte que les micro-ondes émises par ladite plaque à fentes rayonnantes ( 31), créent à l'intérieur de l'enceinte ( 10) un plasma excité par micro- ondes dans lequel au moins une partie des monomères se radicalisent et viennent alors se déposer sur les surfaces aluminées ( 110,210) et se recombiner sous forme d'un film protecteur.