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" METHODE DE FABRICATION DE POCHOIRS MINCES POUR
L'APPLICATION DE COUCHES MINCES DE MATERIAUX
SUR SURFACES PLANES ET OBJETS AINSI OBTENUS."
La présente invention a pour objet une méthode de fabrication de pochoirs minces servant pour l'application de couches minces de métaux, alliages et matériaux isolants sur des surfaces planes en verre, matières céramiques ou
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plastiques, notamment pour la fabrication de condensateurs, résistors et inductances, ainsi que les objets obtenus par cette méthode.
Plus exactement, l'invention concerne les me- sures technologiques particulières, nécessaires pour réa- liser l'applicatic-n de couches minces de demensions quelconques et reproduisant un ou des dessins quels qu'ils soient sur des surfaces planes par l'application des métho- des connues se basant sur l'évaporation sous vide ou bien par le dépôt cathodique,
L'invention part du point de vue que dans la technique considérée fait encore défaut un procédé ration- nel susceptible d'assurer l'obtention des résultats sus-mentionnés, d'autant plus que le problème n'a pas en- core été affronté sur une échelle industrielle.
En plas, on n'ast pas encore été en mesure d'ob- tenir des résultats appréciables, soit en raison de l'impos- sibilité d'arriver à des épaisseurs très faibles, soit à cause de difficultés pour lesquelles un double ordre de limitations a constitué un obstacle d'une telle envergure que tous les résultats obtenus jusqu'ici se sont démontrés techniquement insuffisants.
Le but de la présente invention est donc de porter remède à la situation et de corriger les inconvê- nients indiqués ci-dessus par l'introduction d'un procédé rationnel, effectif, sans restrictions particulières, quel- las que soient les surfaces planes en verre, matières céra- miques ou plastiques, porcelaine, comme aussi sans limita- tions relatives aux dessins et aux extensions des superfi- cies et surtout aux épaisseurs infinitésimales, de l'ordre
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de I.
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La méthode de fabrication de pochoirs minces pour le dépôt de métaux ou matières similaires ou analogues sur des surfaces planes en verre, matières céramiques ou @ @ plastiques, conçue selon la présente invention, se distin- gue du fait que, ayant veillé avec la plus grande attention à la propreté de la surface plane, destinée à recevoir le ou les dépôts, cette surface est métallisée sous vide , grâce à l'application de la technique bien connue de l'éva- poration thermique, en y déposant une couche d'aluminium dépourvue de trous et dont l'épaisseur est comprise entre 300 à 400 Angstrom,
sur laquelle couche d'aluminium on ap- plique ensuite par centrifugation ou d'une autre manière une certaine quantité de résine sensible à l'illumination photographique, de sorte que l'épaisseur finale de la cou- che de résine soit comprise entre 1 et 2 ,la couche de résine subissant un essorage- afin d'être conditionnée pour l'impression par illumination à l'ultraviolet, tout en la munissant du pochoir représentant le dessin à reprodui- re, après quoi la surface traitée de cette façon est sou- mise à l'action d'une solution de base (par exemple de NaOH) de sorte que la partie d'aluminium qui n'est pas protégée par la résine en est corrodée, que la couche de résine sen- sible est enlevée par un traitement thermique, que sur toute la couche d'aluminium restante on dépose, par n'importe quel moyen ou procédé,
le ou les métaux, alliages ou autres ma- tières isolantes ou similaires et qu'à la fin les surfaces revêtues de cette manière soient traitées par une solution à base de NaOH à température élevée pour éliminer la cou- che d'Al, ainsi que la couche de substance évaporée, de fa- çon que seule la couche reproduisant le dessin demeure visible.
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L'élimination de la couche de résine sensible s'obtient en soumettant les surfaces à 4500 C pour environ
30 minutes de sorte que la-résine appliquée est complète- ment détruite, sans résidus charbonneux sur la couche d'Al, ce qui permet de maintenir intact l'effet de pochoir sur la couche susdite.
L'élimination de la couche de résine est utile du moment que, lors des évaporations successives. sous vide des métaux ou alliages ou matières isolantes, la , surface doit être portée à la température d'environ 300 à
350 C, de la sorte , si la couche de résine était encore présente, on aurait une émission de vapeurs nuisibles soit en ce qui concerne le degré du vide, soit par ce qu'il yu- aurait alors une.. contamination de la surface sur laquelle le métal ou autre matière désirée doit être déposée ,l'éli- mination du superflu superficiel de résine polymérisée facilite énormément l'opération suivante de l'élimination de la couche d'Al, après que la couche de métal ou alliage ou matière isolante y ait été déposée.
Grâce à la grande précision de cette méthode selon l'invention, on arrive à obtenir notamment des orga- nes électriques tels que condensateurs, résistors, induc- tances, dénotant des caractéristiques et des valeurs abso- lument précises et propres à être insérés dans des circuits où on exige le maximum de précision des valeurs des élément, -qui les oomposent.
La méthode selon l'invention est expliquée plus clairement ci-dessous en se référant à une forme d'exé cution donné-, strictement à titre dtexemple sur le dessin ci-joint, dont :
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- La figure 1 montre en coupe l'élément de support à métalliser par l'application d'une couche d'aluminium et d'une couche de résine.
- La figure 2 représente ledit élément de support après l'élimination partielle de la couche de résine.
- La figure 3 est encore l'élément de support après l'élimination successive et la corrosion de la partie non protégée par la résine de la couche d'aluminium.
- La figure 4 représente l'élément de support après l'é- limination totale de la résine.) - La figure 5 montre l'élément de support après le dé- pôt de la couche de mobilisation ou similaire sur la cou- che d'Al.
- La figure 6 enfin représente l'élément de support après la métallisation terminée, c'est-à-dire après l'élimination de la couche d'aluminium.
L'examen des dessins ci-joints permet de voir . qu'on a des igné par A l'élément de support, sur la surfaee duquel A' on applique en premier lieu une couche B, très entre mince, d'Al: l'épaisseur de cette couche doit être comprise/
300 et 400 Angstrom , pour assurer la bonne réussite des opérations successives. Le dépôt de l'aluminium se fait selon la technique bien connue de l'évaporation thermique sous vide; en veillant à ce que la couche d'Al soit dépour- vue de trous ou d'autres signes de porosité.
La couche d'Al est ensuite protégée par le dé- pôt d'une couche C de résine sensible à l'illumination photographique, dont l'épaisseur sera de 1 à 2 (figure 1).
L'épaisseur de cette valeur est obtenue en soumettant ladite résine à la centrifugation. La résine est soumise à
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l'essorage et impressionnée par la lumière ultraviolette, après qu'on aura appliqué le pochoir représentant le des- , sin à reproduire; une fois le développement effectué, le dessin devra être libéré de la couche de résine (figure 2); les surfaces traitées de cette façon sont plongées dans une solution à 2 1/2 de NaOH d'eau distillée, à la températu- re ambiante, de sorte que la partie de la couche d'alumi- nium, qui n'est pas protégée par la résine, est rapidement 'enlevée par traitement chimique provoquan la réaction de
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. AZ. avec 1 NaOH.
La distinction essentielle et l'originalité de la méthode selon l'invention concernant la valeur de l'épais- seur de l'Al et de la résine sensible photographiquement: la o couche d'Al doit être maintenue entre 300 et 400 Angstrom en vue d'obtenir le maximum de réflection des rayons ultra- violets, lesquels, dans le cas de surfaces transparentes par réflections secondaires, donnent lieu à une polymérisa- tion partielle de la résine sensible photographiquement dans des zones tout à fait imprévues.
La couche d'Al doit avoir notamment une épaisseur propre à éviter, lors de la phase de l'incision ou corrosion par l'NaOH, que l'agres- sion chimiqùe puisse se propager dans les zones d'aluminium protégées par-la résine, déformant ainsi les contours pré- cis du motif à reproduire.
La figure 3 montre la corrosion de la couche B d'aluminium qui n'est pas protégée par la couche de résine C; cette figure met en évidence l'inconvénient sus-mention- né (déformation du dessin dans ses contours) dans les zones 1a et 1b de la couche d'Al.
L'épaisseur C de la couche de résine sensible/
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photographiquepent doit , son tour être comprise entre 1 et 2 afin de réaliser le double but d'éviter tout phéno- mène de diffraction des rayons ultraviolets aux bords et d'être en mesure de protéger la couche d'Al devant être sou- mise à l'incision.
L'incision susdite ayant été faite (figure 3), L les surfaces traitées doivent être bonifiées, dans le but d'éliminer toutes traces d'NaOH ou d'aluminium sodique rési- duant éventuellement.
On passe ensuite à l'élimination de la couche 0 de résine sensible photographiquement (figure 4) en traitant, comme on l'a dit, lesdites surfaces pendant environ 30 mi- nutes à 450 C, ceci dans le but -déjà exposé- d'éliminer tous résidus charbonneux sur la couche d'Al, tout en maintenant intact l'effet du pochoir qui y est appliqué. Cette élimi- nation de la résine est utile du fait que pendant les opéra- tions successives-sous vide (l'application de métaux , allia- ges ou matières isolantes) la surface doit être chauffée à environ 300-350 C,ce qui donnerait lieu de la part de la résine résiduelle à l'émission de vapeurs nuisibles, comme il est déjà fait mention ci-dessus, pour ce qui concerne no- tamment le degré du vide, comme aussi, la continuité de la surface de dépôt.
La figure 5 montre le. superposition sur la oou- che B d'Al de la couche D de dépôt du ou des métaux, allia- ges ou matières isolantes, Cette opération se fait par l'application des téchniques connues de l'évaporation sou- vide et du dépôt cathodique.
Enfin, les surfaces sont traitées avec une so- lution à 5% d'NaOH en eau distillée et à la température de
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80-9000 dans le but d'éliminer totalement la couche d'Al et la couche de résine qui lui a été appliquée par évapo- ration et reproduisant, dans la forme et les dimensions, le dessin désiré (figure 6). Des opérations successives de la- vage et d'amélioration rendront les surfaces mieux appro- priées à recevoir d'autres dépôts éventuellement utiles ou nécessaires.
Le procédé selon l'invention garantit la re- production parfaite an ce qui concerne la forme et les di- mensions, de quelque motifs ce soit sur des surfaces de toute dimension sans danger d'interposition de couches de matériaux nocifs entre la surface et la couche y évaporée.
Ledit procédé a été illustré en prenant l'alu- minium comme exemple du matériau servant à la fabrication du pochoir et le verre comme surface de support du film mince. Il est toutefois bien entendu que l'objet de la pré- sente invention conserve ea pleine valeur relativement à l'utilisation d'autres matériaux pour la fabrication des po. choirs et des supports en matières céramiques ou plastiques et/ou autres, pour:.autant que les agents chimiques, néces- saires à l'incision ou/à la corrosion n'attaquent pas les contours du dessin à reproduire ou son support.
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