Brevet FR2799402A1 — publié le 20010413

PROCEDE D'AJUSTEMENT D'ALIGNEMENT D'UN APPAREIL D'ENLEVEMENT DE MATIERE DESCRIPTION Le domaine technique de l'invention est 1 enlèvement de matière par usinage mécanique ou autre, son sujet est un procédé d'ajustement de l'alignement de l'appareil ou de l'outil utilisé pour réaliser ce travail. Des réglages délicats sont parfois nécessaires pour ajuster les outils des machines d'enlèvement de matière. C'est notamment le cas dans les procédés pulvérisation par bombardement d'ions, où l'homogénéite de l'enlèvement de matière sur la surface exposée au bombardement dépend de plusieurs paramètres. De plus, comme les épaisseurs enlevées par pulvérisation sont faibles, on ne peut vérifier leur uniformité que mesures métrologiques longues et fastidieuses. reglage de la source d'ions peut souvent durer plusieurs journées en pratique. C'est dans ce contexte que l'invention fut conçue ; elle consiste à utiliser une pièce d'épreuve, appelée cible, qui permet de vérifier rapidement repartition de l'enlèvement de matière et donc 1 alignement ou l'orientation de l'outil utilisé, plus généralement le réglage de la direction d'usinage. Sous sa forme plus générale, l'invention concerne ainsi un procédé d'ajustement d'alignement appareil d'enlèvement de matière, caractérisé en qu'il consiste à poser une cible couverte d'une couche d'apparence différente d'une matière de base d'un substrat de la cible, à creuser la cible par l'appareil en commençant par la couche à un emplacement, (couvert par la couche), jusqu'à mettre à nu une portion, incluse dans l'emplacement creusé, de la matière de base et à examiner la forme de la portion ; et si cette forme ne correspond pas à une forme souhaitée, révélatrice d'un bon alignement, à rectifier l'alignement de l'appareil en fonction de ladite forme et à recommencer le procédé en creusant la cible à un autre emplacement, jusqu'à ce la forme souhaitée de portion ait été obtenue. on va maintenant décrire l'invention plus en détail à l'aide des figures d'explication suivantes - la figure 1 illustre réalisation du procédé conforme à l'invention, - les figures 2a et 2b illustrent le même procédé avec une autre machine outil, et - les figures 3, 4, 5 et 6 illustrent certains états que peut prendre un type de cible plane après un cycle du procede La figure 1 illustre l'application de l'invention à une machine de pulvérisation substrat comprenant une source d'ions 1 dans laquelle des ions d'argon ou d'une autre matière sont produits de façon connue à l'aide d'une différence de potentiel créée par une alimentation électrique 2 entre la source d'ions 1 et la pièce qui subit la pulvérisation, ici la cible 3 qui constitue un moyen essentiel 'invention. La cible 3 est posée sur un bâti 4 machine auquel est également reliée la source d'ions 1. Les positions respectives de la source d'ions 1 et de la cible 3 peuvent cependant être modifiées en orientation et en translation en imposant des déplacements relatifs entre des parties du bâti 4 reliées par des transmissions, ainsi il est connu. La cible 3 comprend un substrat 5 et couche 6 supérieure, déposée par évaporation, électrolyse ou par un autre moyen sur le substrat 5 et qui est tournée vers la source d'ions 1. I1 y a pas de condition particulière sur la matière de base du substrat 5 ni sur celle de la couche superieure 6, hormis qu'elles doivent présenter des apparences différentes, en ce qui concerne la couleur une autre propriété telle que la matité, pour permettre de les distinguer rapidement à l'ceil. la couche superieure 6 doit être parfaitement adhérente au substrat 5, thermiquement stable, homogène et continue surface et en profondeur et de profondeur constante. La cible 3 n'impose aucune contrainte de forme, elle peut être plane ou non : de forme déterminée par l'usage qui en sera fait. La cible 3 peut encore être employée sur d'autres machines, par exemple sur la perceuse des figures 2a et 2b ; la cible 3 est posée sur un bâti 7 de cette perceuse, de manière analogue à la figure 1, et un foret 8 est pointé vers la couche supérieure 6 et peut être descendu sur la cible 3. La machine d'usinage pourrait aussi être une fraiseuse ou une autre. Quel que soit le procédé d'usinage utilisé, des défauts d'alignement de l'outil sont possibles : le foret 8 peut ainsi être incliné, de même qu'une fraise, et la source ions 1 peut produire des ions à répartition héterogène. Dans tous les cas, la pièce sous-jacente serait usinée avec des irrégularités ; mais l'emploi de la cible 3 permet de les constater rapidement et d'y remédier en ajustant l'alignement de l'outil en conséquence. On procède concrètement en usinant la cible 3 en traversant complètement la couche supérieure 6, jusqu'à ce que la matière de base du substrat 5 soit partiellement mise à nu. Selon la forme de l'outil et notamment de bout, et selon son orientation, on peut observer motif particulier sur la cible 3 à un instant privilégié de l'usinage, quand la couche supérieure 6 a été retirée sur une portion seulement de la portion de surface de la cible 3 qui est soumise à l'usinage : si l'usinage est plus prononcé au pourtour de l'outil, on peut observer une portion mise à nu en forme d'anneau 12 de la matière de base, résultant d'un usinage à fond convexe 13, comme on le voit sur la figure 3 ; dans le cas contraire, illustré à la figure 4 et ordinaire avec un foret 8, l'évidement a un fond concave 14 et la portion du substrat 5 mise à nu se présente sous l'aspect d'une pastille circulaire 15 dont le diamètre s'accroît sans cesse avec l'usinage. Si l'usinage est au contraire régulier, la figure 5 montre que le fond du creux 16 est plat, et que la portion mise à nu de la matière de base apparaît d'abord sous forme d'une pastille 17 ayant le diamètre de la portion soumise à l'usinage. Un autre exemple est fourni par la figure 6 : il s'agit d'une situation d'usinage où l'usinage est plus prononcé sur un côté, ce qui donne un fond d'évidement 18 incliné une surface mise à nu 19 en forme de lunule dont la superficie s'accroît sans cesse en empiétant la surface de la couche supérieure 6 jusqu'à représenter une pastille circulaire de la matière de base Des raisonnements analogues peuvent être menés les emplacements usinés ne sont pas circulaires ; dans tous les cas, un examen visuel des portions mises à nu la matière de base de la cible 3 permet de reconnaitre instantanément grâce aux différents aspects les régions sur lesquelles l'usinage est le plus rapide, qui permet de corriger l'alignement ou l'orientation de l'outil. L'essai recommence ensuite sur une autre portion de la cible 3, jusqu'à ce que l'ajustement de 1 outil soit jugé satisfaisant quand une forme déterminée de portion mise à nu a été obtenue. Dans le cas d'un foret ou d'une fraise, le réglage peut être fait en faisant tourner légèrement l'outil ; dans le cas d'une pulvérisation ionique, en modifiant la tension de la source électrique 2, la pression de l'alimentation d'argon, ou par d'autres moyens. Les produits utilisés pour le substrat 5 et la couche supérieure 6 peuvent être métalliques, organiques ou en céramique, ou en verre, et l'épaisseur de la couche supérieure 6 peut être de quelques dixièmes de micromètres à quelques millimètres. Cette épaisseur doit être suffisante pour permettre d'atteindre un régime d'enlèvement de matière représentatif des conditions opératoires utilisées. Dans un exemple effectif, le cuivre et le titane ont respectivement été employés. Des cibles en relief peuvent être proposées dans certains cas, avec un effet meilleur que la cible 3 plane mentionnée jusqu'ici : par exemple, la cible la figure 2b, où la face supérieure du substrat creuse et conique et la couche supérieure 6' pareillement conique, avec un angle de conicité égal à celui du foret 8 : l'essai doit alors donner une zone mise à nu circulaire si le foret 8 est bien dirigé, la couche supérieure 6' sera enlevée uniformément toute la surface d'attaque du foret 8, de manière analogue à ce qu'on observait dans le cas de la figure 5. REVENDICATIONS 1. Procédé d'ajustement d'alignement d'un appareil d'enlèvement de matière, caractérisé en ce qu'il consiste à poser une cible (3) composée d'un substrat (5) couvert d'une couche (6) d'apparence différente d'une matière de base de la plaque, à creuser la cible par 'appareil en commençant par la couche à un emplacement, couvert par la couche, jusqu'à mettre à nu une portion, incluse dans l'emplacement, de la matiere de base du substrat et à examiner la forme de la portion ; et si cette forme ne correspond pas à forme souhaitée, révélatrice d'un bon alignement, à rectifier l'alignement de l'appareil en fonction de ladite forme et à recommencer le procédé en creusant la cible à un autre emplacement, jusqu'à ce que la forme souhaitée de portion ait été obtenue. . Procédé selon la revendication 1, caractérisé en que l'appareil est un pulvérisateur à source d'ions.