Procédé de fabrication d'un objet par voie photo-chimique, notamment d'un circuit électrique imprimé ou d'une plaque lithographique
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un objet par voie photo-chimique qui est caractérisé en ce que l'on utilise un élément présentant une couche métallique dont une des faces est en contact avec une seconde couche d'un matériau non organique comprenant au moins l'un des éléments chimiques suivants:
un halogène, le soufre, I'arsenic, le sélénium, le tellurium, le thallium, en ce qu'on soumet une partie de cet ensemble formé des deux couches différentes, à un rayonnement, de manière à former un produit d'interaction dans lesdites couches et en ce qu'on soumet l'été ment ainsi irradié à une opération de finition.
L'invention a également pour objet un élément pour la mise en oeuvre du procédé qui est caractérisé en ce qu'il présente une couche métallique dont une des faces est en contact avec une couche d'un matériau non organique comprenant au moins l'un des éléments chimiques suivants: un halogène, le soufre, I'arsenic, le sélénium, le tellurium, le thallium, cet élément étant capable de former un produit d'interaction lorsqu'il est soumis à un rayonnement.
Enfin l'invention se rapporte également à l'objet obtenu par le procédé. Un tel objet peut être un circuit électrique imprimé ou une plaque lithographique.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du procédé, de rélément pour sa mise en oeuvre et de l'objet obtenu par le procédé:
La fig. 1 est une vue en perspective d'un élément sensible à une radiation selon une première forme d'exécution et lors de son exposition de façon sélective et discontinue à une radiation électromagnétique incidente.
La fig. 2 est une vue en coupe schématique de cet élément.
La fig. 3 est une vue semblable à la fig. 2, mais représentant l'élément sensible après son exposition à la radiation électromagnétique.
La fig. 4 est une vue semblable à la fig. 3, mais représentant l'élément sensible après enlèvement du produit formé sous l'effet de l'inter-réaction entre la couche métallique et la couche extérieure, produite par la radiation.
La fig. 5 est une vue semblable à la fig. 4 mais représentant l'élément sensible après l'enlèvement des parties restantes de la couche supérieure qui n'ont pas réagi.
La fig. 6 est une vue schématique d'un dispositif pour mettre en pratique le présent procédé.
La fig. 7 est une vue en perspective d'un objet fini.
La fig. 8 est une vue semblable à la fig. 7, mais représentant une variante de l'objet terminé.
La fig. 9 est une vue en perspective schématique d'un élément sensible à plusieurs couches selon une autre forme d'exécution de l'invention et montrant de façon fortement exagérée relativement à son épaisseur
I'élément lors du procédé d'exposition à une radiation électromagnétique. ceci à travers un masque ou un écran approprié.
La fig. 10 est une vue schématique en coupe de la disposition selon la fig. 9.
La fig. 11 est une vue semblable à la fig. 10, mais montrant un élément sensible à plusieurs couches après son exposition à une radiation incidente électromagnétique.
La fig. 12 est une vue en perspective d'un exemple d'objet fini obtenu à partir d'un élément sensible à plusieurs couches selon fig. 9, ceci après exposition à une radiation électromagnétique et enlèvement du produit d'inter-réaction provoqué par la radiation, ceci selon une autre forme d'exécution de la présente invention.
La fig. 13 est une vue en coupe de l'objet selon la fig. 12.
La fig. 14 est une vue en perspective schématique d'une autre forme d'exécution d'un objet fini obtenue à partir de l'objet représenté à la fig. 12, ceci en effectuant une opération supplémentaire dans le procédé, et selon une autre forme d'exécution de l'invention.
La fig. 15 est une vue en coupe de l'objet représenté à la fig. 14.
La fig. 16 est une vue en perspective schématique d'une variante de l'objet terminé.
La fig. 17 est une vue schématique en coupe d'une autre forme d'exécution de l'invention.
La fig. 18 est une vue schématique en coupe d'un objet obtenu par le procédé selon la fig. 17.
La fig. 19 est une vue schématique d'un exemple de disposition pour obtenir un composant électrique, tel qu'une résistance de valeur prédéterminée, ceci selon une autre forme d'exécution de l'invention.
La fig. 20 est une vue en coupe schématique d'une forme d'exécution de l'élément sensible, cet élément étant destiné à être utilisé dans un arrangement tel que représenté à la fig. 19.
La fig. 21 est une vue semblable à la fig. 20, mais montrant l'élément sensible après son exposition à une radiation électromagnétique.
La fig. 22 est une vue semblable à la fig. 20, mais montrant une variante de l'élément sensible à une radiation.
La fig. 23 est une vue semblable à la fig. 22, mais montrant un élément sensible après son exposition à une radiation électromagnétique incidente.
La fig. 24 est une vue schématique d'un dispositif pour obtenir un composant électrique tel qu'une capacité ayant une capacitance prédéterminée.
La fig. 25 est une vue en coupe d'une partie d'un élément sensible destiné à être utilisé dans l'arrangeZ ment représenté à la fig. 24.
La fig. 26 est une vue semblable à la fig. 25 mais représentant l'élément sensible après son exposition à une radiation électromagnétique.
La fig. 27 est une vue en perspective d'une variante de l'élément sensible incorporé dans l'arrangement selon fig. 24.
La fig. 28 est une vue en coupe de cet élément.
La fig. 29 est une vue en coupe de celui-ci après exposition à une radiation électromagnétique.
La fig. 30 est une vue en perspective schématique d'un élément sensible destiné à obtenir un circuit électrique en utilisant une forme d'exécution du procédé selon l'invention.
La fig. 31 est une vue en perspective schématique de l'élément selon fig. 30, mais représentant une face non visible à la fig. 30.
La fig. 32 est une vue schématique du circuit obtenu à l'aide de l'élément selon les fig. 30 et 31 et représenté à l'aide des symboles électriques conventionnels.
La fig. 33 est une vue schématique en perspective d'un circuit électrique intégré obtenu selon une forme d'exécution du procédé selon rinvention.
La fig. 34 est une vue schématique en coupe d'un élément sensible et lors de son exposition de façon discrète et sélective à une radiation électromagnétique telle que la lumière.
La fig. 35 est une vue semblable à la fig. 34, mais représentant l'élément après son exposition à la radiation électromagnétique incidente.
La fig. 36 est une vue schématique en coupe illustrant une opération d'une forme d'exécution du procédé, laquelle opération consiste à enlever des parties discontinues de la couche extérieure de l'élément sensible, parties qui correspondent aux zones de élément qui ont été exposées précédemment à la radiation électromagnétique.
La fig. 37 est une vue semblable à la fig. 36, mais représentant l'élément sensible après enlèvement de cer taines parties de la couche extérieure.
La fig. 38 est une vue schématique en coupe d'une disposition pour le placage électrique des zones de la couche métallique qui ont été découvertes par enlèvement des parties de la couche extérieure.
Les fig. 39 et 40 sont des vues schématiques en coupe d'un élément sensible après placage par voie électrique où il a reçu respectivement une couche mince et une couche épaisse.
La fig. 41 est une vue semblable à la fig. 39 mais montrant l'élément 39 lors de la seconde exposition à une radiation électromagnétique.
La fig. 42 est une vue semblable à la fig. 41, mais montrant l'élément après enlèvement des parties restantes de la couche extérieure, ceci après la seconde exposition à la radiation électromagnétique selon la fig.
41.
La fig. 43 est une vue semblable à la fig. 42, mais montrant les résultats obtenus par une seconde exposition à une radiation électromagnétique dont la durée et l'intensité sont suffisantes pour consommer en profondeur toute épaisseur de métal de la couche métallique aux zones demeurant recouvertes par des parties de la couche extérieure qui ont été soumises précédemment à une telle seconde exposition.
La fig. 44 est une vue schématique d'un dispositif pour l'enlèvement par voie électrochimique ou érosion de zones de la couche métallique qui ont été découvertes à la suite de l'enlèvement sélectif et discontinu de parties de la couche extérieure.
La fig. 45 est une première forme d'exécution d'un objet obtenu après érosion des parties de la couche métallique qui ont été découvertes par la couche extérieure.
La fig. 46 est un objet selon la fig. 45 dans lequel les parties restantes de la couche extérieure ont été enlevées.
La fig. 47 est une vue semblable à la fig. 45, mais montrant les résultats obtenus après érosion complète, à l'aide du dispositif selon la fig. 44, des parties de la couche métallique qui ont été découvertes.
La fig. 48 est une vue semblable à la fig. 47 mais montrant l'objet après enlèvement des parties restantes de la couche extérieure.
La fig. 49 est une vue schématique semblable à la fig. 34, mais montrant un élément sensible lors de son exposition sélective et discontinue à une radiation électromagnétique frappant du côté de la couche métallique de l'élément.
La fig. 50 est une vue semblable à la fig. 49, mais montrant l'élément sensible après exposition à une radiation électromagnétique incidente.
La fig. 51 est une vue semblable à la fig. 50, mais montrant l'élément sensible après enlèvement des produits résultant de l'inter-réaction entre les constituants qui est provoquée par la radiation.
La fig. 52 est une vue semblable à la fig. 51, mais montrant l'élément sensible après placage par voie électrique des parties restantes de la couche métallique.
La fig. 53 est une vue semblable à la fig. 52, mais montrant l'élément de la fig. 52 lors d'une seconde exposition à une radiation électromagnétique afin d'obtenir une autre structure de l'objet terminé.
La fig. 54 est une vue schématique en coupe de l'objet obtenu après la seconde exposition selon fig. 53.
La fig. 55 est une vue schématique en coupe d'un autre objet.
La fig. 56 est une vue schématique en coupe d'un élément sensible à une radiation électromagnétique selon un motif prédéterminé.
La fig. 57 est une vue schématique en coupe de l'élément selon fig. 56 après exposition à une radiation électromagnétique.
La fig. 58 est une vue schématique en coupe de l'élément selon fig. 57 lors du processus d'enlèvement de ces parties de la couche extérieure qui correspondent aux zones qui ont été exposées précédemment à la radiation électromagnétique.
La fig. 59 est une vue schématique en coupe de l'élément sensible dépouillé lors du processus de l'exposition à la chaleur.
La fig. 60 est une vue schématique en coupe d'une première forme d'exécution d'un objet fini.
La fig. 61 est une vue semblable à la fig. 60, mais montrant une variante de l'objet fini.
La fig. 62 est une vue schématique analogue à la fig. 56, mais montrant une variante de la structure.
La fig. 63 est une vue schématique en coupe d'un objet fini obtenu à l'aide d'un élément sensible selon la fig. 62.
La fig. 64 est une vue schématique en perspective d'un élément typique sensible à une radiation, ceci lors du processus d'exposition à une radiation électromagnétique se présentant selon un motif déterminé pour obtenir, par exemple, un circuit électrique imprimé ou analogue en tant qu'objet terminé.
La fig. 65 est une vue en perspective schématique d'un objet terminé, tel qu'un circuit électrique imprimé, obtenu à l'aide du dispositif selon fig. 64.
La fig. 66 est une vue schématique en coupe d'une forme d'exécution d'un élément sensible, ceci lors du processus d'exposition sélective et discontinue à une radiation électromagnétique.
La fig. 67 est une vue semblable à la fig. 66, mais représentant l'élément après l'exposition sélective et discontinue à la radiation électromagnétique.
La fig. 68 est une vue semblable à la fig. 67, mais
montrant une étape intermédiaire selon une autre forme d'exécution du procédé.
La fig. 69 est une vue semblable à la fig. 68, mais montrant une étape ultérieure selon une autre forme d'exécution du procédé.
La fig. 70 illustre une étape ultérieure selon une autre forme d'exécution du procédé.
La fig. 71 est une vue schématique en coupe d'une
variante d'une étape selon une autre forme d'exécution.
La fig. 72 est une vue semblable à la fig. 71, mais
illustrant une étape ultérieure consistant en une brève exposition de l'élément de façon uniforme à une radiation électromagnétique.
La fig. 73 est une vue semblable à la fig. 72, mais montrant les résultats obtenus par une telle seconde exposition.
La fig. 74 illustre une étape ultérieure dans une autre forme d'exécution du procédé.
La fig. 75 est une vue schématique en coupe d'une autre forme d'exécution de l'élément sensible à une radiation. ceci lors de son exposition sélective et discontinue à une radiation électromagnétique.
La fig. 76 est une vue semblable à la fig. 75, mais montrant l'élément sensible à une radiation, lors.d'une brève exposition à une radiation électromagnétique.
La fig. 77 est une vue semblable à la fig. 76, mais montrant les résultats obtenus par une telle exposition à une radiation électromagnétique.
La fig. 78 illustre une étape ultérieure dans une autre forme d'exécution du procédé.
La fig. 79 illustre schématiquement l'objet obtenu par le procédé selon les fig. 75-78.
La fig. 80 est une vue schématique en coupe d'un élément sensible à une radiation, ceci lors du processus d'exposition sélective et discontinue à une radiation.
La fig. 81 est une vue schématique d'une plaque lithographique ou analogue obtenue à l'aide d'un élément selon fig. 80.
La fig. 82 est une représentation schématique en coupe d'une variante de l'élément selon fig. 80, ceci au cours d'une exposition sélective et discrète à une radiation électromagnétique.
La fig. 83 est une plaque lithographique ou analogue obtenue à l'aide d'un élément sensible selon fig. 82.
La fig. 84 est une vue schématique en coupe d'une autre variante d'un élément sensible lors du processus d'exposition sélective et discontinue à une radiation électromagnétique.
La fig. 85 est une vue schématique de l'élément sensible selon fig. 84 après exposition sélective et discontinue à une radiation électromagnétique, ceci pour obtenir une plaque lithographique en offset ou analogue.
La fig. 86 est une vue schématique d'une variante de la plaque lithographique en offset ou analogue, obtenue à l'aide de l'élément sensible de la fig. 84.
La fig. 87 est une vue schématique en perspective d'un élément sensible à une radiation électromagnétique lors du processus d'exposition sélective et discontinue à une radiation électromagnétique, ceci à travers un masque approprié.
La fig. 88 est une vue schématique en perspective d'un élément sensible à une radiation électromagnétique, ceci par une radiation électromagnétique projetée sous forme d'une image sur l'élément.
La fig. 89 est une vue schématique d'un dispositif utilisant un élément sensible à une radiation électromagnétique constituée par un faisceau d'énergie dans le vide, tel qu'un faisceau d'électrpns.
La fig. 90 est une vue d'un dispositif semblable au dispositif selon la fig. 89, mais montrant l'élément sensible disposé à l'extérieur du récipient contenant la source du faisceau d'électrons.
La fig. 91 est une vue d'un dispositif semblable au dispositif selon la fig. 90, mais dans lequel l'élément sensible à la radiation se présente sous la forme d'un organe allongé et pliable.
La fig. 92 est une représentation schématique d'un élément sensible à une radiation électromagnétique, ceci lors du processus d'une exposition à une radiation électromagnétique destinée à balayer la surface de l'élé- ment selon un motif prédéterminé.
Les fig. 93 et 94 sont des vues schématiques en coupe d'une partie de l'élément sensible à une radiation électromagnétique, ceci après exposition à la radiation.
Les fig. 9S et 96 sont des vues schématiques de variantes d'éléments sensibles à des radiations électromagnétiques, ceci avant et après exposition à une radiation électromagnétique.
Le dessin, et plus particulièrement les fig. 1 et 2 de celui-ci montrent un élément 10 sensible aux radiations. Cet élément comprend un substrat flexible, une base ou un support 12, constitué par exemple par du papier, du carton, du plastique ou analogue, ce substrat étant recouvert d'une couche métallique 14 constituée par une couche mince ou un film en métal ou en métaux, dont l'épaisseur peut correspondre à une couche constituée par quelques atomes ou de quelques angstroms.
La couche métallique est déposée sur la base 12 par tous moyens conventionnels connus des hommes du métier, tels que liaison à celle-ci, placage électrolytique ou non électrique, déposition sous forme de vapeur, émission de particules cathodiques, etc. Par couche métallique on entend une couche contenant au moins un métal, soit seul soit allié avec un autre métal ou avec d'autres métaux, ou combiné ou mélangé avec un élément. La couche métallique 14 peut ainsi comprendre l'un des métaux communs tels que l'argent, le cuivre, le colom bium, le plomb, le fer, l'aluminium, le chrome, le nickel, etc.
Sur la couche métallique 14 on dépose une couche adhérente ou couche extérieure 16 en un matériau capable, lorsqu'il est exposé à une radiation électromagnétique d'inter-réagir avec le métal ou avec les métaux de la couche métallique 14 pour former avec celle-ci un produit d'inter-réaction ou des produits d'inter-réaction dont les compositions chimiques et les caractéristiques physiques sont différentes de celles des constituants. La couche extérieure 16 est également fine, son épaisseur étant de préférence de l'ordre de quelques atomes ou de quelques angströms, et elle est représentée sous forme solide bien qu'elle puisse être sous forme de phase liquide ou de phase de vapeur.
L'utilisation d'une couche extérieure 16 en matériaux réagissant aux radiations et sous forme de vapeur, est particulièrement indiquée étant donné que ceci simplifie beaucoup le traitement de l'élément sensible pour obtenir l'objet terminé pourvu d'une image ou d'un motif métallique disposé sur un substrat ou base flexible ou pliable, comme il sera décrit en détail plus loin.
Le matériau constituant la couche extérieure 16 peut appartenir à un groupe de matériaux ternaires comprenant l'arsenic, le soufre ou le bismuth, par exemple. Le matériau constituant la couche extérieure 16 peut en variante appartenir à un groupe de matériaux binaires tels qu'un halogénure, tel qu'un iodure, un sulfure, un arséniure, un séléniure, ou un tellure de métal, le trisulfure d'arsenic et des mélanges soufre-sélénium. En variante, le matériau constituant la couche extérieure 16 peut être l'un des éléments simples, tels que l'arsenic, le soufre, l'iode, le sélénium, le tellure, le thallium.
Une forme d'exécution va être décrite maintenant en référence aux fig. 1 à 8, I'élément sensible 10 étant constitué par une base en papier 12, recouverte d'un mince film en argent pur constituant la couche 14 dont l'épaisseur est de l'ordre de quelques angstroms. La couche métallique 14 est à son tour recouverte d'une couche extérieure solide 16, dont l'épaisseur est également de l'ordre de quelques angströms et qui se présente sous forme d'une masse vitreuse. L'élément sensible 10 est d'abord exposé à une radiation électromagnétique, comme représenté aux fig. 1 et 2, ceci avec un masque 18 interposé dans la trajectoire de la radiation électromagnétique incidente 20, cette radiation étant constituée par de la lumière blanche, telle qu'une lampe à incandescence puissante.
Des parties du masque 18 sont, comme représenté en 22, sensiblement transparentes à la radiation électromagnétique, tandis que d'autres parties, comme représenté en 24, sont sensiblement opaques.
En conséquence, la surface de l'élément sensible 10 est irradiée de façon sélective et discontinue dans les zones, telle que 26, qui correspondent aux parties transparentes 22 du masque 18, tandis que l'autre partie 30 de la surface de l'élément sensible 10 est protégée de la radiation électromagnétique 20, de telles zones 30 de l'élément sensible correspondant aux zones 24 du masque 18 qui sont opaques à la radiation électromagnétique. II est évident qu'en variante, une image appropriée peut être projetée sur l'élément sensible par des moyens de projection optique conventionnels.
Après l'exposition de l'élément sensible 10 pendant une durée déterminée, s'élevant au plus à quelques secondes, une inter-réaction provoquée par la radiation s'effectue entre la matière de la couche extérieure 16 et la couche de métal ou couche métallique 14 aux zones 26 qui ont été soumises à cette irradiation, ceci ayant pour résultat la formation d'un produit d'inter-réaction épuisant en profondeur tout le métal, de l'argent dans le présent exemple, de la couche métallique 14.
Les zones 30 représentées aux fig. 1 et 2, de l'élément sensible qui ne sont pas soumises à l'irradiation demeurent intactes, comme représenté en 34 à la fig. 3, chacune de ces zones 34 comprenant un motif constitué par le restant de la couche métallique 14 avec un recouvrement adhérent de la couche extérieure 16 qui correspond aux zones opaques 24 du masque 18 des fig. 1 et 2, ou qui correspondent aux zones sombres de l'image projetée sur l'élément. Après enlèvement du produit d'inter-réaction 32, I'objet terminé est l'objet 1 1 représenté à la fig. 4, qui comprend exclusivement la base de papier 12 portant un motif adhérant à celle-ci et constitué par les zones 34 formées par les portions restantes de la couche d'argent 14 et de la couche extérieure 16 en trisulfure d'arsenic.
Pour certaines applications, un tel objet peut être utilisé comme tel sans autre traitement ultérieur.
Si l'on désire enlever le restant de la couche extérieure 16, celui-ci peut être enlevé de plusieurs façons différentes telle que la sublimation par chauffage, la dissolution chimique ou l'enlèvement mécanique bien que dans la plupart des applications il est possible d'enlever simultanément et le produit d'inter-réaction 32 et les parties restantes de la couche extérieure 16, ceci lors d'une seule opération qui peut être mécanique, ou constituée par un processus chimique ou de sublimation par la chaleur, ou comme indiqué plus loin en détails pour l'obtention des objets 11' des fig. 5 et 7.
Lorsque l'on utilise un élément sensible constitué par une base flexible ou pliable, telle que du papier par exemple, qui est recouverte d'une mince couche métallique, telle que l'argent, dans une atmosphère chargée de vapeur de la matière constituant la couche extérieure, telle que de la vapeur de trisulfure d'arsenic, le produit d'inter-réaction ou les produits d'inter-réaction sont automatiquement sublimés lorsqu'ils sont formés et l'objet terminé 11' est constitué exclusivement par la base 12 pourvue du motif métallique représenté en 36 aux fig. 5 et 7, ce motif métallique étant constitué par les parties restantes de la couche métallique 14 qui correspondent aux parties de l'élément sensible primitif qui n'ont pas été soumises à l'irradiation.
De tels objets finis, tels que représentés en ll' aux fig. 5 et 7, sont identiques aux objets finis qui peuvent être obtenus à partir de l'objet 11 de la fig. 4, ceci après enlèvement de la couche extérieure 16, ce qui, comme expliqué précédemment, peut être effectué en même temps que l'enlèvement du produit d'inter-réaction 32 de la fig. 3. Pour certaines applications, par exemple lorsque l'on veut obtenir une reproduction avec grand contraste de l'image originale, il peut être indiqué de colorier, ou rendre plus foncée l'image métallique 36 de l'objet 11' des fig. 5 et 7. Ceci peut être effectué en traitant l'image métallique 36 par un colorant approprié, une teinture ou un agent pour rendre plus foncé.
Par exemple dans les applications où l'image métallique 36 est une image en argent, le contraste de celle-ci relativement au fond de la base 12 peut être accru ou bien l'image peut être rendue foncée en étant soumise à de la vapeur de sulfure d'hydrogène. Après le fonçage, I'objet obtenu est, comme représenté schématiquement à la fig.
8, pourvu d'une image métallique en argent 36 qui est convenablement foncée de façon à offrir un contraste élevé relativement au fond visible constitué par la base de papier 12.
La fig. 6 représente schématiquement un dispositif pour traiter automatiquement un élément sensible 10 se présentant sous la forme d'un ruban continu, ceci pour obtenir un objet fini, par exemple, l'impression d'une
image originale ou d'une succession d'images originales.
Le ruban pour l'élément photo-sensible est obtenu à partir d'un rouleau 40 sur la périphérie duquel le ruban est enroulé. Un mécanisme d'avancement par intermittence, tel par exemple que celui représenté en 42, est prévu pour dérouler et faire passer des longueurs convenables d'éléments sensibles depuis le rouleau. Une station d'exposition 44 est prévue pour les longueurs
successives du ruban continu d'élément sensible 10 qui sont irradiées convenablement durant chacune des périodes d'immobilité du mécanisme 42, ceci à raide d'un projecteur 46 ou analogue, agencé pour projeter sur la surface de l'élément une image appropriée pendant une période prédéterminée et à une intensité convenable.
Après l'exposition, le ruban est plié à la station de dépouillement 48, sur un rouleau 50 de petit rayon, tournant de façon continue, ce qui oblige les parties restantes de la couche extérieure de se rompre en petits morceaux qui se séparent facilement de la couche métallique inférieure. De telles zones restantes de la couche extérieure correspondent aux zones de l'élément sensible qui n'ont pas été irradiées, le produit d'interréaction aux zones qui ont été irradiées lors de l'ex- position se rompant également en petits fragments qui se séparent facilement de la base de papier.
Le pliage du ruban sur le rouleau 50 est tout ce qui est nécessaire pour enlever à la fois les restants de la couche extérieure et du produit d'inter-réaction, cependant que les parties de la couche métallique correspondant aux zones qui n'ont pas été irradiées lors de l'exposition continuent à adhérer à la base de papier. Le dépouillement facile du ruban sensible est particulièrement marqué si l'on utilise un élément sensible consistant en une base de papier recouverte d'une mince couche d'argent, recouverte elle-même d'une couche vitreuse de trisulfure d'arsenic.
Les zones de l'élément sensible qui ont été exposées à la lumière incidente et qui demeurent vitreuses en apparence, se séparent de la base de papier sensiblement de la même fa çon que les zones restantes de la couche de trisulfure d'arsenic qui n'ont pas été soumises à la radiation électromagnétique incidente lors de l'exposition. Ceci est dû, semble-t-il, au fait que la couche d'argent présente une forte adhésion avec la base de papier, de sorte que les parties de la couche métallique qui n'ont pas réagi adhèrent fortement à la base de papier lors du dépouillement. Les parties qui ont réagi, présentent toutefois une liaison faible avec la base de papier en raison du fait que la couche métallique, en ces zones, a été entièrement consommée.
La couche extérieure, en trisulfure d'arsenic, est d'apparence vitreuse et se comporte de façon que lors de la flexion avec un rayon faible, la couche de trisulfure d'arsenic se rompe et se détache de la couche métallique. Aux zones qui ont été soumises à l'irradiation, la formation du produit d'inter-réaction semble due à un phénomène de migration d'ions ou d'atomes de la couche de métal ou de la couche métallique dans le matériau vitreux constituant la couche extérieure. Il en résulte que les zones d'inter-réaction se rompent également en petits fragments lors du pliage à faible rayon, ces petits fragments éclatant et se séparant de la base de papier.
Dans les applications où la couche extérieure est en un matériau autre que le trisulfure d'arsenic, le pentasulfure d'arsenic, des mélanges de soufre et d'iode, et du plomb-iode, il peut être nécessaire, pour faciliter la séparation des parties de la couche extérieure qui n'ont pas réagi et du produit d'inter-réaction respectivement de la couche métallique restante et du substrat ou de la base, de balayer ou brosser la surface de l'élément lors du pliage ou d'appliquer à la surface de l'élément une feuille flexible et recouverte d'une substance présentant un pouvoir d'adhésion élevé.
Après le dépouillement, le ruban continu qui a été exposé et dépouillé et qui présente une image métallique sur la base de papier est passé à travers une station 52 pour déterminer la couleur, station où le ruban est mis en contact avec une vapeur 54 qui dans l'exemple décrit où l'image métallique est une image en argent, est de la vapeur de sulfure d'hydrogène. Le ruban continu dont la surface porte une image foncée est ensuite amené à l'aide de rouleaux 56 à une station de découpage 58 où, si nécessaire, il est coupé aux longueurs voulues.
Il est évident que s'il n'est pas nécessaire de foncer l'image, la station 52 peut être supprimée et il est également évident que la station de dépouillement peut également être supprimée dans les applications où élément sensible consiste simplement en une base de papier ou carton portant une mince couche de métal qui est exposée à une radiation électromagnétique dans une atmosphère de réaction, telle qu'une atmosphère de trisulfure d'arsenic, de pentasulfure d'arsenic ou analogue.
Dans de telles applications, la station d'exposition 44 comprend une enveloppe destinée à contenir les vapeurs du matériau de réaction. Ainsi qu'un dispositif de chauffage convenable.
On va décrire en regard des fig. 9-18 du dessin un élément sensible 110 à plusieurs couches. Aux fig. 9-10, chacune de ces couches se compose elle-même de deux couches adhérentes 112 et 114 en matériaux différents.
L'élément sensible 110 à plusieurs couches peut être disposé sur un support ou substrat 116 bien qu'un tel support ou substrat peut être supprimé dans certaines applications.
Dans l'exemple représenté, on a représenté un élément sensible 110 qui comprend trois paires de couches se composant chacune de deux couches 112 et 114 en matériaux différents, capables d'inter-réagir lorsqu'ils sont exposés à une radiation électro-magnétique entraînant la formation d'un produit d'inter-réaction ayant des caractéristiques physiques et chimiques différentes de celles des constituants originaux.
Comme on l'a expliqué plus haut, chacune des paires de couches comprend une couche métallique 114, couche métallique par laquelle il faut entendre une couche contenant au moins un métal, soit seul, soit allié avec un autre métal, ou avec d'autres métaux, ou qui est combiné ou mélangé avec un autre élément ou d'autres éléments. La couche métallique 114 peut ainsi comprendre le métal commun tel que l'argent, le nickel, le cuivre, le colombium, le plomb, le fer, I'aluminium, le chrome, etc. Le matériau de la couche 112 peut être l'un quelconque d'un groupe de matériaux ternaires renfermant l'arsenic, le soufre, I'iode, ou l'arsenic, le soufre et le bismuth, par exemple.
Le matériau constituant la couche 112 peut, en variante, être l'un d'un groupe de matériaux binaires tels qu'un halogénure, par exemple un iodure, un sulfure, un arséniure, un séléniure, ou un tellurure de métal, le trisulfure d'arsenic, le pentasulfure d'arsenic et les mélanges soufre-sélénium. En variante, les matériaux constituant la couche 112 peuvent être constitués par l'un des éléments simples siuvants: I'arsenic, le soufre, I'iode, le sélénium. le tellium, le thallium.
Chacune des couches 112 ou 114 est relativement fine et peut avoir une épaisseur comprise entre quelques atomes et plusieurs angströms. On peut utiliser autant de paires de couches qu'on le désire, la seule condition étant que chacune des paires de couches laisse passer la radiation électromagnétique utilisée pour l'exposition et qui peut être constituée par de la simple lumière blanche intense, afin que cette radiation incidente puisse atteindre les couches intérieures lors de l'exposition. Etant donné qu'une certaine absorption de radiation se produit au niveau de chacune des couches, la profondeur de pénétration de la radiation est sensiblement proportionnelle à l'intensité de la radiation.
L'exposition à une radiation électromagnétique d'un élément photo-sensible à plusieurs couches peut être ef- fectuée en projetant une image appropriée sur la surface de l'élément, cette exposition étant représentée aux fig. 9 et 10 comme étant effectuée à travers un masque 118 présentant des zones, telles que représentées en 120, qui laissent passer la radiation, et d'autres zones telles que représentées en 122, qui ne laissent pas passer la radiation. Il en résulte que la radiation électromagnétique représentée schématiquement par des flèches 124 peut frapper sélectivement et de façon discontinue l'élément sensible aux zones appropriées 126 qui correspondent à la forme ou au contour de l'image projetée, tandis que d'autres zones 128 sont protégées et ne sont pas irradiées.
Lorsque l'intensité de l'énergie d'irradiation est suffisante, la radiation pénètre en profondeur comme représenté par les flèches 130 aux zones 126 irradiées, d'où il résulte que les matériaux des couches 112 et 114 inter-réagissent pour former un produit d'interréaction comme représenté en 132 à la fig. 11. La formation de ces produits d'inter-réaction provoque une diminution de l'adhésion des couches intermédiaires, ce qui permet l'enlèvement mécanique des parties de l'élément 10 qui ont été exposées. En variante, le produit d'inter-réaction 132 peut être enlevé de façon sélective par des moyens chimiques ou par sublimation sous l'effet de la chaleur.
Un exemple d'élément sensible 110 à plusieurs paires de couches comprend plusieurs paires de couches diverses contenant chacune une couche métallique 114 en argent et une couche 112 en trisulfure d'arsenic ou pentasulfure d'arsenic, chacune de celles-ci ayant une composition vitreuse laissant passer la lumière ordinaire. La couche d'argent 114 est suffisamment fine pour laisser passer de la lumière blanche intense de sorte que, pour une irradiation appropriée, la formation du produit d'inter-réaction 132 s'étend en profondeur sur toute l'épaisseur de l'élément 110. Il en résulte, comme représenté pour l'élément sensible 110, pourvu d'un support ou substrat 116, que la formation du produit d'interréaction 132 ainsi formé laisse également passer facilement la radiation électromagnétique.
En conséquence, la formation de produit d'inter-réaction n'empêche pas sensiblement la formation de produits d'inter-réaction au niveau plus bas de la structure lorsque l'irradiation est convenable.
Après un enlèvement du produit d'inter-réaction 132, on obtient un objet fini 111 tel que représenté aux fig.
12 et 13, cet objet présentant des espaces vides 134 correspondant aux zones irradiées et des parties telles que 136 et 138 correspondant aux zones qui n'ont pas été irradiées.
Si on désire obtenir un objet terminé présentant en creux le contour d'une image projetée initialement sur l'élément sensible, les parties de l'objet fini 111 des fig.
12 et 13 délimitées à l'intérieur du périmètre de ce contour, sont enlevées par des moyens mécaniques conventionnels ou par une exposition ultérieure à la rariation électromagnétique par un masque approprié permettant à la radiation de venir frapper les zones appropriées, telles que 136, afin de provoquer la formation d'un produit d'inter-réaction affaiblissant la liaison entre les couches, ceci pour faciliter l'enlèvement mécanique de ces couches. En variante, ce produit d'inter-réaction peut être enlevé chimiquement ou par voie de sublimation par application de chaleur. L'objet obtenu 111' est représenté aux fig. 14 et 15 et il comprend des parties en relief 138 qui correspondent aux zones non exposées et des parties en creux 140 constituant une représentation en creux de l'image orginale.
Si l'on désire obtenir le résultat contraire, les parties 138 de l'objet 111 des fig. 12 et 13 sont enlevées en laissant ainsi, comme représenté à la fig. 16, un objet 111" présentant une image en relief 142 de l'image originale.
Etant donné l'absorption progressive de la radiation transmise en profondeur à travers les couches multiples de l'élément sensible, on peut obtenir un objet fini pourvu d'une image en relief présentant un contour dont la profondeur représente sensiblement l'intensité de la radiation ayant frappé l'élément. Cet objet peut être obtenu comme représenté schématiquement à la fig. 17.
Un élément comprenant plusieurs paires de couches, se composant chacune de deux couches 112 et 114 en matériaux différents capables d'inter-réagir entre eux, comme expliqué précédemment, est irradié à travers un masque 144 présentant des parties 122 ne laissant pas passer la radiation 124, des parties 120 laissant passer complètement la radiation, et également des parties 146 ne laissant passer que partiellement la radiation. Ces parties 146 du masque 144 sont représentées de façon arbitraire, comme présentant une augmentation progressive de la transparence à la radiation, ceci du bord extrême de gauche au bord extrême de droite, comme représenté à la fig. 17.
Ainsi, I'inter-réaction provoquée par la radiation s'étend en profondeur dans l'élément à des niveaux variables, comme représenté en 148, ces niveaux correspondant aux différentes frontières entre deux couches consécutives où la radiation est suffisante pour provoquer suffisamment de produit d'inter
réaction pour obtenir par exemple un affaiblissement du lien entre les couches qui soit suffisant pour faciliter un enlèvement mécanique des parties de l'élément sensible qui n'ont pas été activées.
L'objet obtenu, représenté à la fig. 18, présente des creux en profil, tels que représentés en 150, qui s'étendent à une profondeur à la frontière appropriée entre les différentes couches 112 et 114 atteintes par la radiation avec une intensité suffisante pour provoquer la formation appropriée du produit d'inter-réaction.
Les fig. 19-33 représentent des formes d'exécution de moyens permettant d'obtenir des circuits électriques
imprimés, des résistances séparées ayant une valeur déterminée, des condensateurs ayant des valeurs déterminées, et des circuits intégrés comprenant des résistances et des condensateurs de valeur prédéterminée, des connexions entre ceux-ci et des bornes d'entrée et de sortie.
L'élément sensible, représenté en 210 aux fig. 19 et 20, comprend une couche métallique 212 constituée par une fine couche ou film en un métal ou en plusieurs métaux; cette couche peut avoir une épaisseur allant de quelques atomes à plusieurs angströms et elle est recouverte d'une couche 214 en un matériau capable, lorsqu'il est exposé à une radiation électromagnétique, d'inter-réagir avec le ou les métaux de la couche métallique 212 pour former avec celle-ci un produit ou des produits d'inter-réaction ayant une composition chimique et des caractéristiques physiques et électriques telles que la résistivité, par exemple, qui sont diffé
rents de ceux des constituants.
La couche 214 est égale
ment très mince, et du même ordre d'épaisseur que la couche métallique 212, et elle est déposée sur cette der
nière par tout moyen conventionnel tel que le dépôt sous forme de vapeur, le giclage cathodique, etc.
La couche 212 est en métal, en un mélange ou en
un alliage d'au moins deux métaux, ou en une combi
naison d'un métal ou de métaux avec un autre élément
ou d'autres éléments. Le métal ou les métaux de la couche 212 comprennent tous métaux communs tels que
l'argent, le cuivre, le colombium, le fer, I'aluminium, le
chrome, le nickel, etc. Le matériau constituant la couche
214, peut être, comme indiqué précédemment, l'un quel
conque d'un groupe de matériaux ternaires, comprenant
l'arsenic, le soufre et l'iode, ou l'arsenic, le soufre et le bismuth, par exemple.
En variante, le matériau constituant la couche 214 peut être l'un quelconque des matériaux binaires tel qu'un halogénure, par exemple un iodure, un sulfure, un arséniure, un séléniure, ou un tellurure de métal, le trisulfure d'arsenic, le pentasulfure d'arsenic, et des mélanges de soufre et de sélénium. Le matériau de la couche 214 peut également être constitué par l'un quelconque d'éléments simples, tel que l'arsenic, le soufre, I'iode, le sélénium, le tellure et le thallium.
Trois exemples d'exécution de la présente invention sont expliqués en détail, de préférence en rapport avec un élément sensible aux radiations tel que celui représenté en 210 et qui comprend une couche métallique 212 constituée par une bande ou une feuille en argent, en '.suivre, en chrome, en nickel ou en mélange de ceux-ci, qui est pourvue d'une couche solide, adhésive, 214 en trisulfure d'arsenic ou en pentasulfure d'arsenic, ceci bien que l'on obtienne pratiquement les mêmes résultats en utilisant l'un quelconque des composants énumérés ci-dessus. Dans certaines applications, il y a certains avantages à utiliser, comme matériau constituant la couche 214, une phase liquide, ou de préférence une phase vapeur.
En utilisant le matériau constituant la couche 214 à l'état de vapeur, on obtient l'avantage net que l'objet fini, le composant électrique ou le circuit électrique, ne nécessitent pas d'être protégés au moyen d'un écran contre une nouvelle exposition aux radiations électromagnétiques. Le même résultat peut toutefois être obtenu en enlevant les produits d'inter-réaction et les parties non exposées de la couche 214, après exposition sous contrôle de l'élément sensible à la radiation électromagnétique, ceci afin d'éviter une détérioration ou un changement des caractéristiques électriques des composants ou circuit qui résulteraient d'une exposition ultérieure à une radiation électromagnétique.
Pour certaines applications toutefois, I'utilisation d'un élément sensible comprenant une couche 214 sous forme solide présente l'avantage d'une bonne isolation électrique, lorsqu'un matériau tel que le trisulfure d'arsenic, ayant une résistivité d'environ 10-105 ohm/cm est utilisé comme parties de composant électrique ou d'un circuit, ceci comme il sera décrit plus loin. En conséquence, on a choisi un élément sensible comprenant une couche 214 faite en un matériau dans une phase solide.
L'élément sensible 210 est pourvu (voir fig. 19 et 20) de deux bornes 216 et 218 reliées électriquement à travers une partie ou un segment d'une couche métallique 212. L'élément sensible 210 est exposé à une radiation Plectromagnétique incidente, telle que de la lumière blanche ordinaire 222, émise par une source de lumière constituée par exemple par des ampoules électriques 220. La lumière 222 vient frapper la surface de l'élé- ment sensible 210 après avoir passé à travers un masque 224, qui, dans l'exemple choisi, comprend des parties 226 sensiblement transparentes à la lumière, et une partie 230 qui n'est que partiellement transparente à la lumière.
En conséquence, la surface de l'élément sensible 210 est complètement irradiée dans les zones telles que celles représentées en 232 et qui correspondent aux parties 226 du masque 224 qui laisse entièrement passer la lumière 222, tandis que d'autres parties, telles que celles représentées en 234, sont sensiblement protégées de fa çon complète de l'effet de la lumière. Une autre partie, telle que celle représentée en 236, est irradiée par de la lumière dont l'intensité est réduite. Pour une exposition donnée, des parties de la couche métallique 212 correspondant aux parties 232 irradiées complètement sont en tièrement consommées sous l'effet de l'inter-réaction entre la couche métallique et le matériau, tel que le trisulfure d'arsenic, de la couche 214, cette inter-réaction étant provoquée par la lumière.
Les parties de la couche métallique 212 correspondant aux parties démasquées 234 ne sont pas affectées, tandis que la partie de la couche métallique correspondant à la zone 236 irradiée partiellement est gravée partiellement en profondeur d'une quantité correspondant à cette intensité d'irradiation. En conséquence, une coupe faite à travers l'élément sensible 210 à travers l'axe comprenant la borne 216 et la borne 218 se présente comme indiqué schématiquement à la fig. 21, la couche métallique 212 comprenant des parties 238 qui présentent l'épaisseur d'origine et qui sont reliées électriquement aux bornes 216 et 218 par une partie 240 dont l'épaisseur est réduite,
I'épaisseur de la partie 240 étant sensiblement inversement proportionnelle à l'exposition à la lumière incidente de la zone 236 représentée à la fig. 19 de l'élément sensible 210.
L'objet obtenu est constitué par une résistance ayant une valeur déterminée qui dépend de la résistivité du métal ou des métaux constituant la couche 212, de la section transversale offerte au courant passant à travers celle-ci, et de la longueur du chemin parcouru par le courant. En conséquence, la valeur totale de la résistance ainsi formée et qui consiste en la portion restante de la couche métallique 212 qui est située entre les bornes 216 et 218, peut être déterminée en fonction de la dimension géométrique de l'image projetée sur l'élément sensible et en fonction de la durée de l'exposition de la zone 236 de l'élément.
Lorsque la valeur prédéterminée de la résistance Rx est obtenue, I'irradiation de l'élément sensible 210 est interrompue et l'élément peut être logé dans un écran afin de le protéger de façon permanente contre d'autres irradiations, ou il peut être recouvert d'une couche de laque ou d'une couche de peinture opaque aux radiations électromagnétiques pouvant modifier l'élé- ment et changer sa valeur. En variante, on peut aussi enlever le restant de la couche 214, représentée en 242 à la fig. 21, qui n'a pas été soumise à la radiation, et les parties de la couche 214, représentée en 244, qui comprennent le produit d'inter-réaction provoqué par l'inter-réaction entre cette couche et la couche métallique 212. Cet enlèvement peut être effectué mécaniquement ou chimiquement.
La valeur de la résistance obtenue par la disposition selon la fig. 19 peut être contrôlée de façon continue, à l'aide, par exemple, d'un ohmmètre connecté aux bornes 216 et 218, ou à l'aide d'un pont, tel que celui représenté et qui comprend les séries de résistances R1, R2, Rx et la résistance R5 qui sont disposées dans un pont comprenant une source de courant électrique 245 placée dans une diagonale du pont et un instrument de mesure 46 placé dans l'autre diagonale du pont.
Lorsque le pont est en équilibre, le courant traversant l'instrument de mesure 246 est nul et la valeur de la résistance Rx est donnée par la formule:
EMI8.1
En conséquence, on peut, pour des valeurs données de R1, R, et R, contrôler constamment la valeur de Rx jusqu'à ce qu'elle atteigne un montant déterminé, ce qui est indiqué par le fait que le pont 246 est en équilibre.
Comme représenté schématiquement, I'instrument de mesure 246 peut être agencé pour fermer un interrupteur 248 lorsque rinstrument indique 0, ou bien l'instrument 246 peut être remplacé par un relais tel que celui représenté en 250 et qui est agencé pour ouvrir l'inter- rupteur 248 lorsqu'une valeur prédéterminée de Rx est obtenue, ceci de manière à déconnecter les lampes 220 de la source de puissance 252 et interrompre l'exposition de élément 210 à la lumière.
La résistivité de la partie 214 exposée à la radiation est diminuée en fonction de l'exposition à celle-ci, ceci étant donné la formation du produit d'inter-réaction qui tend à demeurer sous forme d'une solution solide à l'intérieur de la couche 214. Comme mentionné plus haut, la résistivité du trisulfure d'arsenic est de 10-15 ohm/cm et la résistivité d'une couche 214 de trisulfure d'arsenic peut être réduite d'une quantité considérable si on la dépose en contact avec une couche de métal 212, cette partie faite par exemple en argent, la résistivité de la couche de trisulfure d'arsenic décroissant proportionnellement à l'exposition et tendant vers une valeur minimum qui demeure constante après que tout l'argent de la couche métallique ait été épuisé.
En conséquence, une résistance peut être faite en utilisant un élément sensible 210, comme représenté à la fig. 22, qui est identique à l'élément sensible 210 de la fig. 20, mais qui est pourvu d'une borne 216 reliée à la couche 214, et d'une autre borne 218 reliée à la couche métallique 212. L'exposition de l'élément sensible 210 de la fig. 22, à une radiation électromagnétique à travers un masque tel que le masque 247 de la fig. 23, qui présente le long d'une section longitudinale de celui-ci une partie extrême 249 entièrement transparente à la radiation électromagnétique, une autre partie extrême 251 ne laissant sensiblement pas passer la radiation électromagnétique, ainsi qu'une partie intermédiaire 253 dont la transparence va en diminuant graduellement de la partie 249 à la partie 251 conduit à l'obtention d'un objet qui, comme représenté à la fig.
23, présente une couche métallique 212 reliée à la borne 218 qui, vue en coupe, comprend une partie 254 allant en décroissant graduellement, et qui correspond à la partie 253 du masque 247 dont la transparence varie graduellement. L'objet terminé comprend également une partie, qui comme représenté en 256, est pourvu de la zone de la couche 214 qui n'a pas réagi et d'une partie voisine et fixée à la borne 216 qui est constituée par une zone des couches 212 et 214 qui ont complètement réagi et ceci comme représenté en 258.
La partie de la couche 214 qui correspond à la partie 253 dont la transparence décroît graduellement du masque 247 présente une résistivité décroissant progressivement, de la droite à la gauche, lorsque l'on regarde la fig. 23, de sorte que la résistance totale entre les bornes 216 et 218 peut être déterminée, dans certaines limites, en fonction de l'exposition totale de l'élément à la radiation électromagnétique.
On peut ainsi voir que des composants électriques tels que des résistances, de valeur déterminée, peuvent être obtenues en utilisant les éléments sensibles décrits et en leur appliquant le procédé décrit.
Les fig. 24 et 25 représentent un élément sensible 210' correspondant à une autre forme d'exécution, lequel, comme on le voit clairement dans la vue en coupe de la fig. 25, comprend une couche métallique 212 recouverte d'une couche 214 en un matériau capable, lors qu'il est exposé à une radiation électromagnétique, d'inter-réagir avec le métal ou les métaux de la couche métallique 212. La couche métallique 212 est à son tour disposée sur une face d'une couche diélectrique 260, à laquelle elle adhère, cette couche diélectrique étant pourvue d'une autre couche métallique 262 sur son autre face. Une nouvelle borne électrique 266 est fixée à la couche métallique 262.
Un tel assemblage constitue une capacité comprenant des plaques parallèles définies par des couches métalliques 212 et 263 et dont la capacitance, comme cela est bien connu, est donnée par la formule suivante:
KA micromicrofarad
c = KA/d micromicrofarad
d dans laquelle
A = surface effective des plaques en cme d = épaisseur du diélectrique en cm
K = 0,0085 Er, où Er est égal à la constante diélectrique
relativement à l'air.
Comme il est bien connu, la surface effective A d'un condensateur à plaques parallèles, dont la capacitance est donnée par la formule ci-dessus, est constituée par les surfaces coïncidentes des plaques et pour diminuer la capacitance d'un condensateur, il suffit de diminuer les surfaces coïncidentes des plaques, ce qui peut être effectué en diminuant la surface de l'une des plaques et en ne modifiant pas la surface de l'autre plaque. Ceci est effectué, selon une forme d'exécution de l'invention, en prévoyant un écran 268 capable de masquer la surface sensible de l'élément 210' contre une radiation électromagnétique telle que la lumière, qui est représentée en 222, et qui est émise par une source telle que les lampes à incandescence 220.
On connecte le condensateur formé par l'élément 210' dans un pont tel que celui représenté à la fig. 24, ce pont comprenant une impédance Zx et des impédances connues Zt, Z2 et Za. Une source de courant alternatif 270 est branchée dans une diagonale du pont, cette source ayant une fréquence connue f.
Un instrument de mesure 246 est branché dans rau- tre diagonale du pont. Lorsque l'équilibre est atteint, l'instrument 246 marque 0 et l'impédance Zx est donnée par la formule:
EMI9.1
et la capacité du condensateur est donnée par la formule:
EMI9.2
L'instrument 246 peut être agencé pour ouvrir un interrupteur 248 disposé en série entre une source de puissance électrique 252 et les lampes 220 ou, en variante, un relais 250 peut être utilisé pour ouvrir directement l'interrupteur 248 lorsque l'impédance Zx du condensateur atteint une valeur déterminée.
Pour diminuer la capacité du condensateur, l'écran 268 est déplacé dans la direction de la flèche 272, voir fig. 24 et 25, de manière à augmenter la surface de la couche métallique 212 qui inter-réagit avec la couche extérieure 214 sous l'influence d'une radiation électromagnétique venant les frapper.
Le condensateur comprend, comme représenté à la fig. 26, après exposition de l'élément 210' à la radiation électromagnétique, une première plaque constituée par la couche métallique 262 reliée à la borne 266, et une seconde plaque formée par la zone restante qui n'a pas réagi de la couche métallique 212 qui est connectée à la borne 264 et qui est séparée d'une couche diélectrique 260. Les parties ou zones de la couche métallique 212 qui n'ont pas été protégées par l'écran 268 contre la radiation électro-magnétique inter-réagissent avec la matière de la couche 214, ce qui consomme en profondeur le métal de la couche 212 et provoque la formation de produits d'inter-réaction comme représenté en 274, ce qui permet de régler la surface effective du condensateur.
Ainsi on peut, en appliquant les principes de rinvention, établir un condensateur de valeur prédéterminée et qui est réglé avec précision à une valeur de capacité prédéterminée, ceci à l'aide d'une radiation électromagnétique telle que la lumière.
Les fig. 27 et 28 représentent une variante d'un condensateur qui, comme on le voit au mieux à la fig. 28, comprend un élément sensible 210" comprenant luimême une couche 214 établie avec le même matériau que les couches 214 des éléments sensibles décrits précédemment, et qui par exemple, peut être du trisulfure d'arsenic. Cette couche porte sur chacune de ses faces une mince couche métallique 212, suffisamment mince pour laisser passer une radiation électromagnétique à laquelle elles sont exposées, de façon à provoquer une inter-réaction entre le matériau de la couche 214 et les couches de métal ou de métaux 212.
Un écran est disposé comme représenté en 276, cet écran pouvant coulisser de telle manière qu'une partie de l'élément sensible 210" puisse être soumise à une radiation sur au moins un côté ou, comme représenté, sur les deux côtés, de façon à former aux zones qui ont été irradiées un produit d'inter-réaction 274 (voir fig. 29) consommant les zones des couches métalliques 212 qui ont été frappées par le rayonnement. L'objet obtenu est, comme représenté à la fig. 29, un condensateur ayant une valeur déterminée qui dépend de l'étendue des zones soumises à la radiation électromagnétique, les plaques de ce condensateur étant déterminées par les parties des couches 212 qui n'ont pas été soumises à la réaction et qui sont connectées aux bornes 264 et 266.
Des éléments sensibles peuvent, comme expliqué plus haut, être utilisés pour obtenir des circuits intégrés ceci par simple exposition à une radiation électromagnétique à travers un masque, ou par projection sur ceux-ci d'un motif déterminé, dont un exemple est représenté aux fig. 30 à 33. Un élément sensible 280 est obtenu en recouvrant une feuille de diélectrique 260 d'épaisseur voulue avec une mince couche métallique 212 sur les deux faces de la feuille, cette couche métallique étant à son tour recouverte d'une couche extérieure 214 en un matériau capable de réagir avec le métal de la couche 212 lorsqu'il est soumis à une radiation électromagnétique, ceci comme expliqué plus haut. La première face 282 de l'élément sensible 280 est exposée à la radiation, à travers un masque, ou en irradiant un certain motif, ceci comme représenté à la fig. 30.
Ce motif comprend des parties représentées en noir telle que 286 qui protègent la face 282 de la radiation incidente, d'autres parties telle que 288 permettant à la totalité de la lumière de venir frapper cette face et d'autres parties telle que 290 permettant une irradiation réduite de la surface sensible. L'autre face 284 de l'élément 280 est également exposée à la radiation électromagnétique comme représenté à la fig. 31. Certaines parties comme 288 sont soumises à la totalité de la radiation, d'autres parties comme représenté en 290 sont soumises à une radiation réduite et d'autres parties comme représenté en 286 sont protégées contre l'action de la radiation électromagnétique.
Des bornes 292, 294 et 296 sont fixées, soit avant soit après l'exposition à la radiation électromagnétique, au bord de la couche métallique 212 disposé sur la face 282, et des bornes 298 et 300 sont fixées à la couche métallique 212 disposées sur la face 284. L'objet est constitué par un circuit intégré dans lequel des parties des couches 212 qui n'ont pas été soumises à la réaction et qui correspondent aux zones 286, constituent des conducteurs ou des plaques de condensateur et dans lequel toutes les zones telles que 290, qui ont été exposées partiellement à la radiation constituent une résistance dont la valeur dépend de l'intensité de la radiation et des dimensions géométriques de la zone. L'objet obtenu est un circuit électrique, dont le schéma équivalent est montré à la fig. 32.
Ce circuit comprend une plaque 302 d'un condensateur 304, qui est connectée à une borne 294 par une résistance 306, à une borne 292 par une résistance 308 et à une borne 296 par un conducteur 310, ces éléments étant disposés sur la face 282 de l'élément 280.
L'autre plaque 312 du condensateur 304 est reliée à une borne 298 par une résistance 314 et est également reliée à une borne 300 par une résistance 316, les différentes zones représentées aux fig. 30 et 31 étant repérées par les mêmes indices de référence que dans le schéma de la fig. 32 afin de faciliter la compréhension de l'équivalence entre ces figures.
Si la surface de l'une des plaques 302 ou 312 du condensateur 304 doit être réglée afin d'obtenir une valeur plus précise pour la capacité du condensateur, ou pour régler avec précision le circuit en ce qui concerne le système caractéristique électrique, une zone des plaques, telle que celle représentée en 318 pour la plaque 302 à la fig. 30, peut être ensuite exposée individuellement à la radiation électromagnétique comme expliqué plus haut et la valeur de chacune des résistances peut également être déterminée avec précision par des expositions ultérieures discontinues et sélectives à la radiation électromagnétique.
Il y a toutefois lieu d'avoir présent à l'esprit que les variations contrôlables des valeurs des composants ne peuvent se faire que dans le sens d'une diminution de la capacité en ce qui concerne les condensateurs et dans le sens d'une augmentation de la valeur de la résistance en ce qui concerne les résistances.
Le circuit monolithique terminé peut être monté dans une enceinte agencée pour protéger l'élément contre des irradiations ultérieures, ou il peut être recouvert d'un vernis opaque ou analogue ou encore les parties n'ayant pas réagi et celles ayant réagi des couches 214 peuvent être enlevées par voie mécanique ou chimique de façon à former un circuit tel que représenté à la fig.
33, lequel est entièrement équivalent au schéma de la fig. 32.
Etant donné que les éléments sensibles décrits se comportent sous certaines conditions et pour certains groupes de matériaux, comme des semi-conducteurs, il est également possible d'obtenir des circuits intégrés complets comprenant des éléments unidirectionnels et des éléments unidirectionnels pourvus de moyens de commande, tels que des diodes et des transistors et analogues.
On va décrire, maintenant, en référence aux fig. 34 à 55, les procédés d'établissement de motifs métalliques obtenus en projetant une image du motif à reproduire sur un élément sensible aux radiations et comprenant essentiellement une couche métallique recouverte d'une couche adhérente en un matériau capable, lorsqu'il est exposé à une radiation électromagnétique, de réagir avec le métal de la couche métallique. Après exposition, les parties de la couche extérieure dont l'adhésion avec le métal de la couche a été réduite, en raison de l'exposition, sont enlevées. Ainsi, on expose de façon sélective et discontinue des zones de surface de la couche métallique qui sont ensuite plaquées électriquement ou érodées électrochimiquement, selon que le motif doit être en relief ou en creux.
En variante, des éléments sensibles comprenant une couche métallique suffisamment mince pour laisser passer la radiation peuvent être exposées à une image du motif sur la couche métallique, ceci ayant pour effet de consumer en profondeur des parties sélectées et discontinues de la couche métallique. Les parties restantes de la couche métallique qui n'ont pas été soumises à la réaction sont ensuite plaquées par voie électrique.
Comme représenté à la fig. 34, la première étape consiste à exposer un élément sensible 410 à une réaction électromagnétique incidente 412, telle que de la lumière. L'élément sensible 410 est exposé, par exemple à travers un masque 414 présentant un motif déterminé constitué par des parties qui, telles que représentées en 416 laissent passer facilement la radiation incidente, et d'autres parties, telles que représentées en 418, qui ne laissent pas passer la radiation électromagnétique.
L'élément sensible 410 consiste essentiellement en une plaque métallique 420 pourvue d'une couche extérieure 422 en un matériau capable d'inter-réagir avec le métal ou les métaux de la couche métallique 420 à la suite de l'exposition à une radiation électromagnétique telle que la lumière. La couche métallique 420 est constituée par une feuille ou un film contenant au moins un métal, soit seul, soit allié avec un autre métal ou avec d'autres métaux, ou encore combiné ou mélangé avec un élément ou d'autres éléments. La couche métallique 420 peut ainsi comprendre l'un quelconque des métaux communs tel que l'argent, le cuivre, le colombium, le plomb, le fer,
I'aluminium, le chrome, le nickel, etc. La couche extérieure 422 qui est déposée sur la couche métallique en adhérant à cette dernière, comprend l'un des matériaux décrit plus haut.
La couche métallique 420 peut être pourvue, si cela est nécessaire pour certaines applications, d'un support métallique ou non métallique ou substratum tel que représenté par la ligne en pointillé 424. Chacune des couches peut avoir une épaisseur de l'ordre de quelques atomes ou angströms ou de l'ordre de quelques centièmes de millimètre (quelques mills).
L'élément sensible 410 constitué par exemple par une couche métallique en argent 420 recouverte d'une couche extérieure 422 en trisulfure d'arsenic, est exposée à une radiation électromagnétique incidente à travers un masque 414 comme décrit plus haut, ou est exposée à un motif approprié qui est projeté sur elle seulement par des moyens appropriés. Lors de l'exposition de l'élément sensible, qui comme représenté, est effectuée sur la face pourvue de la couche extérieure 422, certaines zones, telles que celles représentées en 426, sont frappées par la radiation électromagnétique incidente 412, tandis que d'autres zones, telles que celles représentées en 428, ne sont pas soumises à l'irradiation.
Il résulte de cette exposition sélective et discontinue à une radiation électromagnétique, une formation sélective et discontinue d'un ou de divers produits d'inter-réaction, ceux-ci en des zones discontinues de la couche formant frontière entre la couche métallique d'argent 420 et la couche extérieure en trisulfure d'arsenic 422, ceci comme représenté en 430 à la fig. 35. Les zones qui ne sont pas soumises à l'irradiation ne sont pas perturbées, comme représenté en 432. La formation de ce produit d'inter-réaction 430, aux zones irradiées, a pour effet de provoquer une réduction sélective et discontinue de la force d'adhésion entre la couche extérieure 422 en trisulfure d'arsenic et la couche métallique en argent 420.
Les parties de la couche extérieure 422 en trisulfure d'arsenic qui correspondent aux zones irradiées peuvent être enlevées par des moyens tels, par exemple, que la feuille non rigide représentée en 434 à la fig. 36 et qui est pourvue sur une face 436 d'un produit adhésif se liant avec la couche extérieure 422, ceci avec une force intermédiaire entre la force d'adhésion de la couche 422 avec la couche métallique 420 et la force d'adhésion réduite obtenue aux zones qui ont été irradiées.
Ainsi, lorsque la feuille recouverte 434 est retirée, les parties de la couche extérieure 422 correspondant aux zones irradiées de l'élément sensible 410 sont tirées et enlevées par la feuille 434 comme représenté en 438, ceci en raison du fait que l'adhésion de la feuille est plus forte que l'adhésion entre les deux couches aux zones irradiées, tandis que les autres parties, telles que celles représentées en 440, de la couche extérieure 422, continuent à adhérer solidement à la couche métallique 420 et se séparent proprement des parties 438 en demeurant en place, de sorte que l'élément sensible dépouillé se présente comme représenté schématiquement à la fig. 37 avec des zones de surface discontinues 442 de la couche métallique qui sont exposées ou découvertes et ne sont plus protégées par la couche extérieure 422 en trisulfure d'arsenic.
Les zones 442 de la couche métallique 420 qui ont été découvertes sont ensuite plaquées en étant placées dans un réservoir 444 (voir fig. 38) qui renferme un électrolyte approprié 446 dans lequel est immergé l'élément 410, la couche métallique 420 étant placée dans un circuit à courant continu 448 en formant ainsi une cathode. Une plaque ou un bloc en métal approprié tel que représenté en 450 est relié à la borne négative de la source 448. Selon l'électrolyte utilisé et la composition de la plaque anodique 450, un métal ou des métaux de composition déterminée sont déposés sur la couche métallique 420 aux zones 442 qui ne sont pas protégées par les parties restantes de la couche extérieure 422.
Il est clair que si la couche métallique 420 n'est pas pourvue d'un support isolant ou substratum 424, il est préférable de recouvrir la surface de la couche métallique 420 qui est opposée à la surface portant les parties restantes 440 de la couche extérieure 422 d'une peinture isolante ou d'un vernis, ceci de manière à éviter que cette face ne soit plaquée si on ne désire pas un tel placage.
Le matériau formant la couche extérieure 422 étant dans tous les cas pratiques constitué par un diélectrique, comme cela est le cas avec le trisuifure d'arsenic ou le pentasulfure d'arsenic, aucun placage ne se produit sur la surface des parties restantes de la couche extérieure 422 en contact avec l'électrolyte. Lorsque l'on utilise des matériaux conduisant le courant un peu mieux, tel que l'arsenic, le bismuth ou analogue, pour constituer la couche extérieure 422, le placage de la couche extérieure qui peut en résulter n'a que peu d'importance étant donné la faible adhérence de ce placage au matériau de base, et la minceur du recouvrement qui peut ensuite être facilement enlevé par un simple nettoyage mécanique ou chimique.
En variante, lorsque la couche extérieure 422 est en un matériau qui peut subir un placage, il suffit d'une simple opération de recouvrement de la surface extérieure des parties restantes de la couche extérieure avec un matériau non conducteur ou un matériau huileux pour supprimer toute tendance de cette surface extérieure à se plaquer lors de l'opération de placage. Il est facile d'obtenir des informations relatives aux bains et aux procédés de placage utilisables ceci dans différents livres, tels par exemple que rouvrage: Modern Electroplating de A.G. Gray, publié par John
Wiley and Sons, Inc., New York, en 1953 - ou Electroplating Engineering Handbook de A.K.
Graham, publié par Reinhold Publishing Corporation, New York en 1955, et Printed and Integrated Circuitry de T.D.
Sehlabach and D.K. Rider, publié par McGraw-Hill
Book Company, Inc. New York, en 1963.
L'objet obtenu après le placage se présente comme représenté schématiquement en coupe en A à la fig. 39 ou en A' à la fig. 40. Les parties plaquées 452 forment un motif en relief métallique correspondant au motif de la radiation électromagnétique auquel l'élément sensible est exposé. L'opération de placage est effectuée pendant une période qui est suffisante pour appliquer un revêtement métallique 452 d'épaisseur voulue et qui est déposé sur les zones exposées ou découvertes de la couche métallique 420.
L'épaisseur du placage est représentée à la fig. 39 comme étant inférieure à l'épaisseur des parties restantes 440 de la couche extérieure 422. I1 est clair que lorsqu'on veut obtenir un placage plus épais, il suffit de continuer l'opération selon la disposition de la fig. 38, jusqu'à ce que le placage soit plus épais, ceci comme représenté en 452 à la fig. 40, où le placage est plus épais que les parties restantes 440 de la couche extérieure 422.
Pour certaines applications, l'objet obtenu peut être utilisé comme représenté en A et A' aux fig. 39 et 40 respectivement, mais pour d'autres opérations, il peut être indiqué d'enlever les parties restantes de la couche extérieure 422.
Les parties restantes 440 de la couche 422 peuvent être ensuite enlevées par tous moyens appropriés tel que la dissolution chimique dans un solvant adéquat ou la sublimation par application de chaleur ou encore par une seconde exposition à la radiation électromagnétique 412, ceci comme représenté à la fig. 41. Cette seconde exposition provoque une inter-réaction entre le matériau de la couche extérieure 422, le trisulfure d'arsenic, par exemple. dans les parties restantes 440 de celle-ci, et le métal, de l'argent par exemple, de la couche métallique 420, ceci dans les zones où ce métal et ce matériau sont juxtaposés, ceci ayant pour effet la formation d'un produit d'inter-réaction comme représenté en 454.
Une telle exposition à une radiation électromagnétique, une seconde fois, affaibli considérablement la liaison entre les parties 440 de la couche 422 et la couche métallique 420, de sorte que les partiess 440 de la couche extérieure peuvent être facilement enlevées par arrachage ou épluchage à l'aide, par exemple, des moyens décrits et représentés à la fig. 36. L'objet obtenu se présente alors sensiblement comme l'objet B de la fig. 42 qui consiste essentiellement en une couche métallique 420 portant sur celle-ci un motif métallique plaqué 452.
Si la seconde exposition à la radiation électromagnétique est effectuée pendant une période et avec une intensité qui sont suffisantes pour consumer en profondeur les parties consistantes de la couche métallique 420, toujours recouverte de la couche extérieure, le produit fini, obtenu après enlèvement du produit d'inter-réaction formé lors de la seconde exposition, se présente sensiblement comme montré en C à la fig. 43. L'objet C présente des vides 456 formés dans la couche métallique 420 à la suite de la seconde exposition à la radiation électromagnétique, de sorte que l'objet fini présente un motif métallique avec relief élevé et comprenant les parties 452 plaquées en métal qui sont superposées aux parties restantes de la couche métallique 420.
Selon une autre forme d'exécution, l'élément sensible 410 de la fig. 37 peut, après avoir été exposé et dépouillé, être soumis à un traitement d'érosion électrochimique, ceci selon la disposition représentée schématiquement à la fig. 44. L'élément 410, qui consiste principalement en une couche métallique 420 pourvue de facon discontinue de parties restantes 440 de la couche extérieure 422, est placé dans une enceinte 460 comprenant un fond 462 et des parois latérales 464.
L'enceinte 460 est en un matériau non conducteur et comprend des moyens tels que le contact 466 pour relier électriquement la couche métallique 420 de l'élément 410 à la borne positive d'une source de courant continu 468, afin de rendre cette couche métallique 420 anodique relativement à une plaque conductrice 470 qui est rendue cathodique en étant reliée à l'aide du contact 471 à la borne négative de la source de courant continu 468. L'enceinte 460 présente une entrée 472 et une sortie 474 pour une solution électrolytique 476 qui circule à grande vitesse et à pression élevée en l'espace délimité entre l'élément 410 et la plaque cathodique 468.
Grâce à la disposition selon fig. 44 et au principe bien connu d'usinage électrochimique, les zones exposées 442 de l'élément 410 sont érodées électrochimiquement, tandis que les zones protégées par les parties retenues de la couche extérieure 422 qui agit comme isolant ne sont pas touchées, lorsque l'on fait passer un courant sous un potentiel de 10 à 20 volts, par exemple, et avec une densité élevée à travers l'élec- trolyte. Un électrolyte adéquat se trouve être une solution aqueuse de chlorure de sodium qui est appliquée dans l'intervalle entre la plaque 470 et l'élément 410 à une pression comprise entre 1 kilo par cm2 et 5 kilos par cmo (10 à 50p.s.i.).
Si l'opération électrochimique effectuée dans la disposition représentée à la fig. 44 est de courte durée seulement, I'objet obtenu est l'objet B représenté à la fig.
45 et il consiste en les parties restantes 440 de la couche extérieure 422 qui adhère à la couche métallique 420 et en la couche métallique 420 dont les parties exposées ont été érodées à une profondeur 478 qui dépend de la durée de l'opération d'érosion électrochimique pour une densité de courant déterminée.
Après enlèvement des parties restantes 440 de la couche extérieure 422, par exemple à l'aide d'une seconde exposition à une radiation électromagnétique, qui, comme expliqué plus bas diminue les forces d'adhésion entre la couche métallique et les couches extérieures en facilitant ainsi l'enlèvement des parties restantes de ladite couche extérieure, objet terminé se trouve comme représenté en E à la fig. 46. Il consiste principalement en une couche métallique 422 comprenant sur sa surface un motif métallique en relief tel que représenté en 480 et qui est constitué par les zones de la couche métallique qui étaient protégées par les parties restantes de la couche extérieure 422 lors de l'opération d'érosion électrochimique, ces zones émergeant des zones 478 moins protégées et érodées.
Si la poursuite de l'opération électro-chimique selon la disposition représentée à la fig. 44 se poursuit jusqu'à ce que les parties de la couche métallique 412 non protégées par les parties restantes 440 de la couche extérieure 422 jusqu'à ce que l'érosion soit effectuée sur toute l'épaisseur de la couche métallique, I'objet obtenu est tel que celui représenté en F à la fig. 47. L'objet F consiste principalement en les parties restantes 482 de la couche métallique 422 recouvertes par les parties restantes 440 de la couche extérieure 422.
Après enlèvement des parties restantes de la couche extérieure 422, par exemple par exposition à une radiation électromagnétique suivie d'un arrachage selon le processus décrit plus haut, I'objet obtenu se présente comme celui représenté en G à la fig. 48 et il comprend principalement un motif métallique constitué par les parties restantes 482 de la couche métallique 420.
La fig. 49 représente un élément sensible 410' comprenant une mince couche métallique 420 en un métal tel que l'un de ceux mentionnés précédemment, et elle peut par exemple être constituée par un mince film de métal, suffisamment mince pour laisser passer une radiation électromagnétique telle que la lumière, ce film étant disposé sur un substrat 422 constitué par n'importe lequel des matériaux mentionnés plus haut et qui sont capables, lorsqu'ils sont exposés à la radiation électromagnétique, d'inter-réagir avec le métal de la couche métallique 420. Le substrat 422 peut, par exemple, se présenter sous la forme d'une couche vitreuse de trisulfure d'arsenic ou de pentasulfure d'arsenic.
Pour certaines applications, le substrat 422 peut être pourvu d'un support métallique ou non métallique, non représenté, sur sa surface opposée à celle portant la couche métallique 420.
L'élément sensible 410' est représenté à la fig. 49 tandis qu'il est exposé à la radiation électromagnétique incidente 412 sur son côté portant la couche métallique.
L'exposition est effectuée à travers un masque 414 comprenant des parties discontinues 416 laissant passer facilement cette radiation, de sorte que la surface de la couche métallique 420 est irradiée de façon sélective et discontinue par la radiation incidente aux parties 426, tandis que d'autres parties 428 ne sont pas perturbées.
A la limite entre la couche métallique 420 et le substrat 422 et dans les zones qui ont été ainsi exposées suffisamment longtemps ou avec une intensité suffisante, ou encore les deux, il se forme un ou des produits d'interréaction comme représenté en 430 à la fig. 50. Etant donné la minceur de la couche métallique 420, ces produits consomment en profondeur tout le métal de la couche métallique. Les autres parties 432 de la couche limite qui sont protégées de la radiation électromagnétique conservent les parties 484 de la couche métallique 420 qui n'ont pas subi de réaction. Une fois que le produit d'inter-réaction 430 a été enlevé, mécaniquement par arrachage ou chimiquement en dissolvant le produit d'inter-réaction dans une solution aqueuse à base de sulfure de sodium ou d'hydroxyde de sodium, l'élément sensible se présente comme montré à la fig. 51.
Il comprend un substrat 422 pourvu de parties discontinues 484 de la couche métallique 420 qui forme un motif correspondant au motif formé par le masque à travers lequel l'élé- ment sensible a été primitivement exposé à la radiation ou, en variante, au motif projeté sur la surface de la couche métallique 420. Les zones discontinues 486 des parties 484 de la couche métallique 420 peuvent ensuite être plaquées par voie électrique avec un métal approprié, ceci à l'aide de run des dispositifs décrits précédemment en regard de la fig. 38, la couche métallique 420 étant reliée à la borne positive de la source de puissance. Après le placage, l'objet obtenu se présente comme montré en H à la fig. 52.
L'objet H comprend les parties restantes 484 de la couche métallique 420 lesquelles adhèrent au substrat 422 et dont les surfaces 486 sont plaquées comme représenté en 488 avec un métal additionnel. Un tel objet peut par exemple constituer un circuit électrique.
Si toutefois on désire obtenir un objet fini dont le substrat 422 est enlevé, ce dernier peut être dissous dans un solvant approprié ou, en variante, le substrat 422 peut être enlevé en soumettant l'élément à une seconde exposition, comme représenté à la fig. 53, et en irradiant le substrat à l'aide d'une radiation électromagnétique 412 de façon à provoquer la formation d'un produit d'inter-réaction 454 à la surface limite entre les parties restantes 484 de la couche métallique 420 et le substrat adjacent 422.
Une telle seconde exposition nécessite, comme mentionné plus haut, une durée et une intensité juste nécessaires pour réduire la force d'adhésion entre les parties restantes 484 de la couche métallique 420 et la zone de contact du substrat 422. de sorte que ce substrat 422 puisse ensuite être arraché facilement de la couche métallique 420 en donnant ainsi l'objet fini représenté en J à la fig 54.
Si l'intensité et la durée de la seconde exposition sont suffisantes pour consumer toutes les parties restantes 484 de la couche métallique 420, objet obtenu se présente comme représenté en K à la fig. 55. L'objet K consiste exclusivement en un motif métallique formé par les parties plaquées 488 du métal plaqué. Dans cette variante, I'élément sensible n'a été utilisé que comme support pour obtenir un motif métallique approprié correspondant au motif projeté originalement sur l'élément, qui a été constitué de métaux ou d'alliages de composition et d'épaisseur adéquates. Un tel processus est particulièrement utile lorsqu'on veut obtenir un motif métallique en métal qui soit incapable de réagir avec le matériau formant la couche 422 sous l'effet de la radiation électromagnétique.
On a ainsi montré que les différentes formes d'exécution du procédé permettent d'établir des motifs métalliques en relief à l'aide d'un élément sensible qui est ensuite traité par voie électrochimique pour plaquer des parties choisies et discontinues de l'élément ou, en variante, pour éroder des parties choisies et discontinues de l'élément.
Les fig. 56 à 65 représentent une autre forme d'exécution du procédé pour établir un motif en relief métallique en irradiant conformément au motif à reproduire, un élément sensible aux radiations et à la chaleur et qui comprend principalement une couche de métal recouverte d'une couche adhésive à l'extérieur en un matériau capable d'inter-réagir avec le métal soit lorsqu'il est exposé à la radiation électro-magnétique, soit lorsqu'il est soumis à la chaleur.
Après exposition à la radiation qui provoque une réduction de l'adhésion entre la couche extérieure et la couche de métal, I'élément est dépouillé des parties de la couche extérieure correspondant aux zones irradiées, puis est ensuite chauffé pour provoquer une inter-réaction entre les parties restantes de la couche extérieure et la couche de métal, ce qui a pour effet de consommer en profondeur et ainsi de graver le métal de la couche de métal.
La fig. 56 représente schématiquement et en coupe un élément 510 sensible à une radiation électromagnétique et qui consiste principalement, comme expliqué plus haut, en une couche métallique 512 pourvue d'une couche adhésive extérieure 514 en un matériau capable d'inter-réagir avec le métal de la couche métallique 512, lorsqu'elle est exposée à une radiation électromagnétique telle que de la lumière. On a découvert que l'on peut rendre le procédé plus efficace en utilisant certains métaux pour la couche métallique 512 et certains matériaux pour la couche extérieure 514 qui présentent une meilleure affinité l'un pour l'autre sous l'effet d'une exposition à une radiation électromagnétique ou spécialement sous l'effet de la chaleur.
De préférence, le métal constituant la couche métallique 512 est constitué par de l'argent ou du cuivre et le matériau constituant la couche extérieure 514 appartient au groupe comprenant le trisulfure d'arsenic, le pentasulfure d'arsenic, les mélanges plomb-iode et les mélanges arsenic-soufre-halogénure, comme par exemple l'arsenic-soufre-iode. Toutefois, n'importe quel autre métal cité plus haut dans la présente description peut être utilisé pour constituer la couche métallique 512, ceci soit seul, soit allié avec d'autres métaux, soit combiné avec un ou d'autres éléments, ces métaux étant le nickel, le colombium, le plomb, le fer le chrome, I'aluminium, etc.
La couche extérieure 514 peut également être en un quelconque des autres matériaux suivants: arsenic, le soufre, les halogènes, le sélénium, le tellure, le thallium, ou un halogénure, un sulfure, un arséniure, un séléniure ou un tellurure de métal et des mélanges soufresélénium, ou encore en un matériau ternaire contenant de l'arsenic, du soufre et du bismuth à la place du matériau mentionné plus haut.
Le matériau formant la couche extérieure 514 est déposé sur la couche métallique sous forme vitreuse, de préférence par dépôt sous vide ou analogue. La force adhésive entre la couche métallique 512 et la couche extérieure 514 à la surface limite 516 entre celles-ci est très grande. L'épaisseur de chacune des couches métalliques 512 et des couches extérieures 514 est de préférence de l'ordre de quelques atomes à quelques microns.
Lors de la mise en oeuvre du procédé, l'élément sensible 510 est d'abord exposé, comme expliqué plus haut, à une radiation électromagnétique incidente, telle que de la lumière, ceci comme représenté par les flèches 518. Cette radiation vient frapper l'élément sensible en formant un motif déterminé. Une telle exposition sélective et discontinue de l'élément sensible peut être effectuée, par exemple, en exposant l'élément sensible 510 à une telle lumière incidente à travers un masque 520 comprenant des parties 522 laissant facilement traverser la lumière et d'autres parties 524 ne laissant pas passer la lumière.
Il est clair que d'autres moyens que le masque 520 peuvent être utilisés pour exposer l'élément 510 à la lumière incidente afin de permettre à cette lumière de venir frapper l'élément de manière sélective et discontinue, ces moyens pouvant être constitués par des systèmes de projection d'images bien connus.
Sous l'influence d'une telle irradiation sélective et discrète de l'élément sensible 510, une inter-réaction se produit à la frontière 516 entre la couche métallique 513 et la couche extérieure 514 laquelle provoque la formation d'un produit d'inter-réaction tel que représenté en 526 à la fig. 57, ceci dans les zones 527 de cette surface limite qui correspondent aux zones qui ont été soumises à l'éclairage lors de l'exposition, tandis que les autres zones de la surface limite, telles que représentées en 528, qui ont été protégées de l'éclairage par les parties non transparentes 524 du masque 520, ne sont pas perturbées.
Les zones frontières 527 forment, à la suite de la formation du produit d'inter-réaction 526, des parties où l'adhésion entre la couche extérieure 514 et la couche métallique 512 est réduite, ce qui permet à la couche 514 d'être arrachée de façon sélective et discontinue de la couche métallique, ceci dans les zones qui ont été irradiées. L'arrachage peut être effectué par tout moyen mécanique approprié tel que la flexion de l'élément ou par un traitement thermique de l'élément, chacun de ces traitements provoquant la séparation des parties de la couche 514 correspondant aux zones 527, de la couche métalique 512. Toutefois, l'arrachage est de préférence effectué à l'aide d'une feuille souple 530, fig. 58, qui est pourvue sur une face 532 de celle-ci d'un recouvrement adhésif se liant fortement avec la surface extérieure de la couche extérieure 514.
La force adhésive entre la feuille souple 530 et la surface extérieure de la couche extérieure 514 est toutefois inférieure à la force adhésive normale entre la couche extérieure 514 et la couche métallique 512 aux zones 528 qui n'ont pas été soumises à l'irradiation. En conséquence, lorsque la feuille souple 530 est tirée en arrière comme représenté à la fig. 58, elle enlève des parties discontinues 534 de la couche extérieure 514 qui correspondent aux zones irradiées 527 de l'élément sensible et qui se séparent facilement des parties 536 de la couche extérieure, correspondant aux zones non irradiées 528 de la surface limite 516.
L'élément sensible après avoir été exposé et dépouillé est ensuite soumis à l'action de la chaleur, comme représenté à la fig. 59, ceci en étant chauffé rapidement à une température qui est suffisamment élevée pour provoquer une réaction thermique entre le matériau des parties restantes 536 de la couche extérieure 514 et le métal de la couche métallique 512 à la surface de contact entre ces deux. Cette température est ordinairement de l'ordre de quelques centaines de degrés et la réaction thermique est effectuée simplement en plaçant l'élément exposé et dépouillé sur une plaque chaude analogue à une plaque chaude d'un fourneau électrique, la couche métallique 512 étant en contact avec la surface chaude.
Sous l'influence de la chaleur fournie à l'élément, les parties restantes 536 de la couche extérieure 514 réagissent rapidement avec le métal de la couche métallique 512 aux zones 528 de contact entre elles, ceci provoquant un gravage en profondeur de la couche métallique à ces zones de contact. Le ou les produits formés par l'inter-réaction entre les parties restantes de la couche extérieure 514 avec le métal de la couche métallique 512, inter-réaction qui est provoquée par la chaleur, sont vaporisés ou sublimés à mesure qu'ils sont formés, de sorte que l'objet obtenu A1 est constitué par une couche métallique 512 pourvue d'un motif en relief formé de parties en creux, comme représentées en 538 à la fig. 60.
Ces parties en creux correspondent à la surface de la couche métallique 512 qui a été gravée par l'inter-réaction entre les parties restantes 536 de la couche extérieure 512, inter-réaction qui avait été provoquée par la chaleur, cet objet présentant des parties saillantes 540 disposées dans un même plan et correspondant aux parties 527 qui avaient été irradiées et dont la couche extérieure avait été enlevée par l'opération d'arrachage faisant suite à l'exposition de l'élément à la lumière.
Lorsque la couche métallique 512 est très mince, généralement d'une épaisseur inférieure à un micron, le gravage de la couche métallique, provoqué par la chaleur, s'étend de surface en surface de sorte que l'objet terminé se présente comme indiqué en P1 à la fig. 61.
consiste en une couche métallique 512 pourvue de parties restantes 542 constituant un motif métallique approprié par contraste avec les perforations 544 dues au gravage d'une surface à l'autre de la couche métallique.
Un autre élément sensible 510' est représenté schématiquement en coupe à la fig. 62. Cet élément est semblable à l'élément décrit précédemment, c'est-à-dire qu'il comprend une couche métallique 512 pourvue d'une couche extérieure adhérente 514. Toutefois, la couche métallique 512 est pourvue, sur sa face libre restante, d'un support ou substrat 546 pouvant être constitué en tout matériau adéquat. Après exposition à la lumière incidente à travers un masque approprié 520, et après arrachage des parties de la couche extérieure 514 et application de chaleur à l'élément comme décrit précédemment, on obtient l'objet représenté schématiquement en
C1 à la fig. 63, lequel consiste en un motif métallique en relief 542, supporté par un support ou substrat 546.
La fig. 63 montre en C1 un objet fini dans lequel la couche métallique 512 était à l'origine suffisamment mince pour que le gravage de la couche métallique provoqué par la chaleur soit effectué complètement depuis sa surface en contact avec les parties restantes de la couche extérieure jusqu'à la surface du substrat 546. Il est clair que le matériau du substrat 546 doit, de préférence, être tel qu'il ne réagisse ni avec le matériau constituant la couche extérieure 514, ni avec le produit résultant de la réaction thermique entre le matériau de cette couche extérieure avec le métal de la couche métallique 512.
Il est également évident que la couche métallique 512 doit être suffisamment épaisse pour ne pas être entièrement gravée de surface en surface lors du processus de chauffage, de sorte que l'objet obtenu soit sensiblement tel que celui A1 représenté à la fig. 60 et qui est pourvu d'un support ou substrat approprié.
La fig. 64 représente, de façon schématique, une application de l'invention pour l'établissement d'un objet pourvu d'un motif métallique en relief, tel qu'un circuit électrique imprimé. L'élément sensible 510' comprenant la couche métallique 512 disposée sur un substrat 546 en un matériau non conducteur, est pourvu d'une couche extérieure 514, est exposé à une radiation incidente telle que de la lumière 518, à travers un masque 520, comprenant des parties 524 ne laissant pas passer la lumière et d'autres parties 522 laissant passer la lumière. La combinaison de plusieurs parties laissant paslaissant facilement passer une radiation électromagnéti comprenant des conducteurs 548 et des bornes 550 pourvues de petites parties 552 ne laissant pas passer la lumière et dont la raison sera expliquée plus loin.
Après exposition à la lumière, comme représenté à la fig. 64, et après arrachage des parties de la couche 514 correspondant aux zones de l'élément sensible 510' qui ont été soumises à l'éclairage à travers le masque, et après réaction sous l'effet de la chaleur entre les parties restantes de la couche extérieure et de la couche métallique 512 tel que décrit plus haut en détail, on obtient l'objet D1 qui est constitué par un circuit imprimé comprenant des conducteurs métalliques 554, selon le réseau représenté
à la fig. 65. Ce réseau est pourvu de bornes 556 présentant des trous 558 pour la connexion des conducteurs
d'un composant électrique ou électronique par soudage
ou analogue.
Le circuit est imprimé sur la surface du
substrat 546 qui constitue un support pour ce circuit et est en tous points comparable à un circuit imprimé ob
tenu par les procédés conventionnels qui sont plus com
pliqués.
Plus haut, on a expliqué en détail comment en ex
posant de façon sélective et discontinue un élément sen
sible à une radiation électromagnétique dont l'intensité
est suffisante, ainsi que sa durée, pour produire une
inter-réaction complète entre les parties irradiées de la couche extérieure et la couche métallique de cet élément,
on provoque un gravage en profondeur de la couche
métallique auxdites zones ainsi irradiées de façon sélec
tive et discontinue.
Dans une forme d'exécution, on pré
voit aussi la formation d'un motif métallique en expo
sant un élément sensible à une image formée par une
radiation électro-magnétique et correspondant à un motif déterminé et en faisant suivre cette exposition sé
lective et discontinue d'une seconde exposition uniforme
à une radiation électromagnétique dont l'intensité et la durée ne sont suffisantes que pour provoquer une légère
inter-réaction entre la couche métallique et la couche ex
térieure en la frontière entre celles-ci, cette réaction ayant
pour effet de réduire sensiblement la force d'adhésion entre elles.
Le restant de la couche extérieure est ensuite
arraché de la couche métallique, laquelle, de préférence,
a été préalablement pourvue d'un substrat, de sorte que
l'on forme un motif métallique sur ce substrat, ce motif correspondant à l'image qui a été projetée sur l'élément
sensible.
En se reportant plus particulièrement aux fig. 66 à 79, on y voit une autre forme d'exécution d'un procédé
pour obtenir un motif métallique sur un substrat approprié. Ceci est obtenu à l'aide d'un élément sensible
610 qui comprend principalement une couche métallique 612 pourvue d'une couche extérieure adhérente 614
en un matériau capable d'inter-réagir avec le métal ou les
métaux de la couche métallique 612 lorsqu'il est soumis à une radiation électromagnétique.
Comme décrit en détail plus haut, la couche métal
lique 612 de l'élément sensible 610 représenté à la fig. 66
comprend un métal soit tel, soit allié avec un autre métal
ou d'autres métaux, ou combiné ou mélangé avec un élé
ment ou d'autres éléments. La couche extérieure 614 qui
est déposée sur la couche métallique et adhère à celle-ci
peut comprendre n'importe lequel des matériaux décrits
plus haut.
L'élément sensible 610 de la fig. 66 comprend en
outre un substrat ou support 616 adhérant faiblement
avec la couche métallique 612. Ce support ou substrat
616 n'est pas obligatoire, mais est souvent pratique pour assurer un support rigide à l'ensemble des deux couches formé de la couche métallique 612 et de la couche extérieure 614, étant donné la faible épaisseur de chacune de ces couches qui est de l'ordre de quelques atomes à quelques angströms. Ainsi, le support ou substrat 616 fournit la résistance mécanique à l'élément, qui peut ainsi être manutentionné avec un minimum de précautions. Un exemple caractéristique de configuration pour un élément 610 consistera, par exemple, en un substrat de verre 616 pourvu d'une couche métallique 612 en argent et d'une autre couche comprenant une couche extérieure 614 adhérant fortement et constituée de trisulfure d'arsenic.
L'élément sensible 610 est expose, comme expliqué plus haut, de façon sélective et discontinue, à une radiation électromagnétique incidente 618, telle qu'une lumière blanche intense, ceci à travers un masque 620. Ce masque présente un motif déterminé constitué par des parties telles que celles représentées en 622 qui laissent passer facilement la radiation incidente, tandis que d'autres parties 624 du masque ne laissent pas passer la radiation. L'élément sensible 610 est ainsi exposé de manière que des parties de la radiation incidente 618 viennent frapper la couche extérieure 614 et provoquer une inter-réaction entre le matériau de la couche extérieure 614 et le métal de la couche métallique 612, ceci aux zones 626 de l'interface ou couche intermédiaire, tandis que d'autres zones 628 sont protégées de la radiation.
Il est clair que d'autres moyens peuvent être utilisés pour exposer de façon sélective et discontinue Pélé- ment sensible 610 à la radiation électromagnétique incidente, par exemple en projetant sur la surface de l'élé- ment sensible une image appropriée correspondant au motif, ceci à l'aide de moyens de projection bien connus.
L'élément sensible 610 est exposé à la radiation électromagnétique incidente comme expliqué précédemment, pendant une durée suffisante pour provoquer une inter-réaction entre le matériau de la couche 614 et le métal de la couche métallique 612 pour consommer en profondeur tout le métal et parties discontinues de la couche métallique correspondant aux zones 626 qui ont été irradiées, ceci ayant pour conséquence la formation d'un produit d'inter-réaction comme représenté en 630 à la fig. 67.
Selon une autre forme d'exécution, un substrat 632 constitué en un matériau tel que du verre, du plastique, ou une feuille métallique, etc., est disposé comme indiqué à la fig. 68, en contact avec la surface extérieure de la couche extérieure 614. Le substrat 632 est pourvu, sur sa face 634 qui est en contact avec la surface extérieure de la couche extérieure 614, d'un revêtement adhésif constituant une forte liaison avec la surface de cette couche extérieure.
La seule chose qui soit nécessaire est que le lien formé entre le substrat 632 et la couche extérieure 614 soit plus fort que le lien formé entre la couche métallique 612 et le support 616, de manière que l'ensemble formé par le substrat 632 auquel adhèrent les parties restantes 638 de la couche extérieure 614 et les parties restantes 636 de la couche métallique 612, soit aisément séparé du support 616, comme représenté à la fig. 69.
L'objet obtenu est représenté en A2 à la fig. 69 et il comprend le substrat 632 qui est pourvu d'un motif métallique formé par les parties restantes 636 de la couche métallique 612, les parties restantes 638 de la couche extérieure 614 restant disposées entre ces parties mé talliques 636 et le substrat 632. Cet objet est utile dans plusieurs applications. Par exemple, l'objet A2 peut être utilisé comme plaque d'impression, les parties de la surface formées par le produit d'inter-réaction 630 étant susceptibles d'être mouillées par un agent encreur ou analogue, tandis que la surface des parties métalliques 636 est sensiblement imperméable à une humidification.
Pour d'autres applications, il est préférable d'enlever le produit d'inter-réaction 630, cet enlèvement pouvant être effectué par de simples moyens mécaniques, tels qu'un arrachage ou un brossage, ou par des moyens chimiques tels qu'une dissolution du produit d'interréaction dans une solution aqueuse d'une base, l'objet résultant étant celui comme représenté à la fig. 70 en Ba. Il est pourvu d'une image métallique en relief qui consiste en les parties restantes 636 de la couche métallique 612 qui adhèrent aux parties restantes 638 de la couche extérieure 614, des trous 640 étant formés dans les parties des deux couches qui ont inter-réagi lors de l'exposition au motif constituant la radiation électromagnétique.
Selon une autre forme de l'exécution, la couche métallique 612 de l'objet B2 est disposée de façon à adhérer à un second susbtrat 642 présentant une face 644 qui est en contact avec la couche métallique, un adhésif formant un lien approprié avec la surface de la couche métallique comme représenté à la fig. 71. Le substrat 632 disposé préalablement sur la surface de la couche extérieure 614 est dans ce cas constitué en un matériau laissant facilement passer une radiation électromagnétique, un tel matériau pouvant être du verre, un plastique transparent ou analogue.
L'ensemble ainsi constitué est soumis à une seconde exposition à une radiation électromagnétique 618 qui vient frapper le côté de celui-ci qui est pourvu du substrat transparent 632, comme représenté à la fig. 72.
Cette irradiation s'effectue pendant une durée et avec une intensité qui sont suffisantes pour provoquer une légère inter-réaction entre les parties restantes 638 et 636 de la couche extérieure 614 d'une part et de la couche métallique 612 d'autre part, ceci pour provoquer à l'inter-face ou frontière entre celles-ci, la formation d'une faible quantité de produit d'inter-réaction comme représenté en 646 à la fig. 73. Ce produit d'inter-réaction provoque une diminution sensible de la force adhésive entre les parties restantes 638 et 636 de la couche extérieure 614 et la couche métallique 612.
Il résulte de cette diminution de la force de liaison, que la couche extérieure 614 peut être séparée ou arrachée de la couche métallique 612 ce qui conduit à l'obtention de l'objet Q de la fig. 74 qui comprend un motif métallique constitué par les parties restantes 636 de la couche métallique 612 disposée sur le substrat 642.
On voit ainsi que les formes d'exécution du procédé qui sont représentées aux fig. 66 à 70 permettent d'obtenir d'autres objets qui consistent principalement en un motif métallique établi sur un substrat, des parties restantes de la couche extérieure 614 étant disposées entre le motif métallique et le substrat, tandis qu'en utilisant le procédé selon les fig. 66 à 74 on forme un motif métallique sur un substrat approprié, ce motif métallique étant transféré de l'élément sensible d'origine sur un support approprié ou substrat. L'élément sensible 610 de la fig. 66 peut être considéré comme un élément universel pour obtenir, par le processus de transfert décrit en regard es fig. 66-74, un motif métallique approprié établi sur un substrat approprié.
Pour certaines applications spéciales, où le matériau et d'autres caractéristiques du substrat sur lequel on désire établir un motif sont connus, l'élément sensible peut être établi comme d'ordinaire, et être pourvu, lors de sa fabrication, d'un substrat approprié adhérant à la couche métallique.
Un tel élément sensible est représenté de façon schématique en coupe en 611 à la fig. 75. L'élément sensible 611 est ainsi formé d'un substrat approprié 642 auquel adhère une couche métallique 612 pourvue à son tour d'une couche extérieure 614 en un matériau capable d'inter-réagir avec le métal de la couche métallique 612 lorsqu'il est exposé à une radiation électromagnétique.
Pour faciliter la manipulation lors des étapes successives conduisant à l'obtention d'un motif métallique sur le substrat 642 comme cela sera exposé en détails plus loin, l'élément 611 est de préférence pourvu d'une couche 632 transparente à la radiation et constituée en un matériau ne réagissant pas, tel qu'un verre transparent, du plastique ou analogue.
L'élément sensible 611 est exposé de façon sélective et discontinue à la radiation électromagnétique 618, comme représenté à la fig. 75, ceci en l'exposant à travers un masque 620 ou en projetant sur l'élément une image appropriée. L'exposition à la radiation électromagnétique est effectuée pendant une durée et avec une intensité qui sont suffisantes pour provoquer, aux zones irradiées de l'élément, une inter-réaction entre le métal de la couche métallique 612 et le matériau de la couche extérieure 614. Ceci provoque une consommation en profondeur du métal de la couche métallique, avec formation du produit d'inter-réaction 630 à l'endroit des zones irradiées, comme représenté à la fig. 76.
Pour réduire la force d'adhésion entre la couche métallique 612 et la couche extérieure 614, l'élément sensible 611 est ensuite exposé uniformément à une radiation incidente pendant une brève période, ceci pour provoquer la formation d'une couche très mince de produit d'inter-réaction 646 à l'inter-face ou limite entre elles, ceci comme représenté à la fig. 77. Ainsi, la couche extérieure 614 peut être facilement séparée de la couche métallique 612, comme représenté à la fig. 78. Ce faisant, on laisse sur le substrat 642 un motif métallique constitué par les parties restantes 636 de la couche métallique 612 et des parties du produit d'inter-réaction 630 correspondant aux zones qui ont été irradiées de façon sélective et discontinue, ceci pour obtenir finalement l'objet D.
Après enlèvement du produit d'inter-réaction 630, l'objet obtenu se présente comme montré en ES à la fig. 79 et il consiste en un motif métallique formé par les parties restantes 636 de la couche métallique 612 déposée sur le substrat 642.
Afin de simplifier encore davantage le procédé illustré aux fig. 75-79, I'exposition sélective et discontinue à la radiation incidente, qui est illustrée à la fig. 75, peut être effectuée à travers un masque ou par projection d'une image sur l'élément sensible 611, de manière qu'une faible quantité de radiations puisse frapper d'une façon uniforme l'élément sensible. Les parties sélectives et discontinues sont alors irradiées avec une intensité plus grande, ces parties correspondant aux parties transparentes 622 du masque 620, le tout de façon que la seconde exposition illustrée à la fig. 76 soit effectuée en même temps que l'exposition sélective et discontinue illustrée à la fig. 75.
On voit ainsi que les formes d'exécution représentées aux fig. 66 à 79 permettent d'obtenir des motifs .métalliques sur tout substrat approprié à l'aide d'un élément sensible, et sans qu'il soit nécessaire de recourir à des traitements chimiques compliqués ou délicats de l'élément après son exposition à l'image projetée du motif à obtenir.
Une autre forme d'exécution prévoit des procédés pour obtenir des plaques lithographiques en offset et analogues à l'aide d'éléments sensibles comprenant es
sentiellement une couche métallique, une seconde couche en un matériau capable, lorsqu'il est exposé à une radiation électromagnétique, de former un produit d'inter
réaction avec le métal ou les métaux de la couche mé
tallique, et une troisième couche formant un support.
Ces procédés consistent à exposer l'élément sensible à
une image projetée sur celui-ci et qui provoque une inter
réaction sélective et discontinue entre le métal ou les
métaux de la couche métallique et le matériau de la se
conde couche, de sorte que les parties qui ont réagi présentent des caractéristiques hydrophiles ou oléophiles différentes des parties qui n'ont pas réagi de l'élément.
En se référant au dessin et plus particulièrement aux
fig. 80 à 86, la fig. 80 représente une vue en coupe sché- matique et exagérée d'un élément sensible 710 comprenant essentiellement trois couches différentes adhérant sensiblement les unes aux autres. La première de ces couches, qui est la couche supérieure, est constituée par une couche métallique 712 qui adhère et qui est en contact intime avec une seconde couche 714 en un matériau capable, lorsqu'il est exposé à une radiation électromagnétique, d'inter-réagir avec le métal ou les métaux de la couche métallique 712, comme expliqué précédemment en détails. La couche 714 adhère à son tour à une troisième couche 716 formant support en un matériau incapable d'inter-réagir avec la seconde couche 714 même si elle est exposée à la radiation électromagnétique.
Z,a troisième couche 716 constitue un support mécanique présentant la flexibilité voulue pour l'ensemble des deux couches constitué par la couche métallique 712 et la couche 714, ces couches 712 et 714 étant sensiblement minces, de l'ordre de quelques atomes à quelques angströms, tandis que le support ou troisième couche 716 est, de préférence, de l'ordre de quelques millièmes de centimètre d'épaisseur (quelques millièmes de pouce).
Cette troisième couche est pourvue d'un recouvrement de trisulfure d'arsenic ou de pentasulfure d'arsenic, de quelques angströms d'épaisseur, qui constitue la seconde couche 714, laquelle est à son tour recouverte d'une couche métallique 712 en argent ou en alliage argent-cuivre, de quelques atomes ou de quelques angströms d'épaisseur, et qui est, par conséquent, suffisamment mince pour laisser passer une radiation électromagnétique telle qu'une lumière blanche intense, un faisceau électronique ou analogue.
L'élément sensible 710 est exposé de façon sélective et discrète à la radiation électromagnétique incidente 718 qui vient frapper la couche métallique 712 à travers un masque 720 pourvu d'un motif approprié constitué par des parties, telles que représentées en 722 qui laissent passer facilement la radiation incidente, tandis que d'autres parties 714 ne laissent pas passer la radiation. En variante, I'image peut être projetée par tous moyens appropriés connus, sur la surface de la couche métallique 712 adéquatement, afin d'y former une image ou un motif approprié sur celle-ci.
La radiation électromagnétique frappant de façon sélective et discontinue la surface de la couche 712 dans les zones telles que 726, et transmise à la couche limite de la couche métallique 712 et la couche métallique 714, ceci aux zones sélectives et discontinues correspondant aux surfaces irradiées 726, ce qui provoque une interréaction sélective et discontinue entre le métal ou les !nétaux de la couche métallique 712 et le matériau de la couche 714.
Si l'exposition est suffisante en durée et en intensité, il se forme des zones ayant réagi, correspondant à ces zones irradiées qui, comme représentées en 728 à la fig. 81, sont constituées par un produit d'inter-réaction résultant de - cette' inter-réaction sélective et discontinue entre -le métal ou les métaux de la couche métallique 712 et le matériau de la couche 714. D'autres zones superficielles de la couche métallique 712, telles que représentées en 730, demeurent intactes, On a trouvé que le produit d'inter-réaction des zones 728 présente des propriétés générales oléophiles, tandis que les parties intactes 730 qui n'ont pas réagi, de la couche métallique 712 présente des caractéristiques hydrophiles.
Le choix de la couche métallique 712 et du matériau de la couche 714 détermine le sens de l'humidification. -En conséquence, I'élément sensible 710 représenté à la fig. 81 peut être- utilisé comme plaque lithographique d'offset ou analogue sans subir d'autres traitements. Ceci est effectué comme il est bien connu dans la technique d'impression par plaques lithographiques en offset. en fixant une plaque telle que celle représentée à la fig. 81 sur un tambour dans une machine à imprimer, en mouillant sa surface avec un film d'eau et en encrant ensuite la surface de la plaque. Les zones hydrophiles 728 de la plaque absorbent l'eau lors de l'opération de mouillage et repoussent ainsi l'encre lors de l'opération de l'en- crage.
Les parties 730 de la plaque qui ne peuvent pas être mouillées acceptent l'encre lors de l'opération d'encrage, étant donné leurs qualités oléophiles, et la plaque lithographique peut ainsi être utilisée pour encrer de façon discontinue et sélective une courroie d'impression ou analogue, laquelle à son tour est utilisée pour imprimer directement sur un matériau recevant l'impression.
On a trouvé que lorsque la couche métallique 7I2 est très mince, de quelques atomes à quelques angströms, et est en un métal tel que l'argent, la plaque lithographique résultante est pourvue. après exposition sélective et discontinue à la radiation électromagnétique sous la forme d'une image projetée sur la surface de l'élément sensible 510, de zones sélectives et discontinues de matériaux ayant inter-réagi 728 qui sont oléophiles, tandis que les zones 730 de la couche métallique 712 qui n'ont pas réagi, constituent un milieu hydrophile.
La raison d'un tel comportement peut être une conséquence de la structure en film mince et si, avant l'exposition, la surface est nettoyée et recouverte de gomme arabique, I'hydrophilie de la couche métallique mince 712 est augmentée, ce qui produit une plaque lithographique en offset dans laquelle le rapport entre l'oléophilie et l'hydrophilie des zones exposées est plus grand que le rapport entre l'oléophilie et l'hydrophilie des zones non exposées, tandis que des couches métalliques 712 plus épaisses peuvent être établies qui conduisent au résultat opposé, comme mentionné précédemment.
Exemple I
Un élément sensible 710 consiste en un support 716 en feuille d'aluminium recouvert d'une couche 714, de quelques angströms d'épaisseur, en trisulfure d'arsenic, cette dernière couche étant elle-même recouverte d'une couche métallique 712 en argent, de 1 à 2 angstroms d'épaisseur. Après exposition sélective et discrète à une radiation électromagnétique, la plaque lithographique résultante montre des propriétés d'hydrophilie en ce qui concerne les zones qui ont été irradiées et des propriétés d'oléophilie en ce qui concerne les zones qui n'ont pas été irradiées.
Exemple il
Un élément sensible 710 consistant en un support d'aluminium 716 recouvert d'une couche 714 en pentasulfure d'arsenic, de quelques angströms d'épaisseur, est recouverte d'une couche métallique 712 en argent de quelques atomes d'épaisseur, et préparée avant d'être exposée à une radiation électromagnétique, ceci en nettoyant la surface en argent avec une solution faible d'acide nitrique et en recouvrant cette surface avec de la gomme arabique. Après exposition, les zones de la surface d'argent qui n'ont pas réagi présentent des propriétés d'hydrophilie, tandis que les zones de la surface qui ont simultanément subi la réaction présentent des propriétés d'oléophilie.
Exemple 111
Un élément 710 consistant en un support d'aluminium 716 recouvert d'une couche 714 de pentasulfure d'arsenic, de quelques angströms d'épaisseur, laquelle est à son tour recouverte d'une couche métallique 712 en cuivre, de quelques atomes à quelques angströms d'épaisseur, présente, après exposition sélective et discontinue à une radiation électromagnétique, des zones ayant réagi qui présentent des propriétés d'hydrophilie, tandis que les zones de cuivre qui n'ont pas réagi présentent des propriétés d'oléophilie.
La fig. 82 représente schématiquement, en coupe, une variante d'élément sensible 710', lequel est pourvu d'un support laissant passer la radiation ou troisième couche 716, laquelle peut être constituée par une mince couche transparente en un matériau plastique. Avec une telle disposition des éléments, il est possible d'exposer de façon discontinue et sélective l'élément sensible 710' à une radiation électromagnétique venant frapper la surface du support ou troisième couche 716, ceci comme représenté à la fig. 82. L'objet obtenu est une plaque li- thographique en offset, comme représentée à la fig. 83, laquelle est, en tous les autres points, sensiblement semblable à la plaque lithographique en offset de la fig. 81.
La fig. 84 représente schématiquement et en coupe, un élément sensible 710" qui comprend une première couche 714, faite en un même matériau que la couche 714 de l'élément représenté à la fig. 80 ou à la fig. 82, cette première couche 714 adhérant à une couche métallique 712 laquelle à son tour adhère à un support ou troisième couche 716.
La première couche 714 est en un quelconque des matériaux énumérés relativement à la forme d'exécution
représentée à la fig. 80, tels par exemple que le trisulfure d'arsenic ou le pentasulfure d'arsenic, la couche métallique 712 pouvant être l'un quelconque des métaux ou mélange de métaux indiqué précédemment, tel que rargent ou l'alliage argent-cuivre, la troisième couche ou couche de support 716 pouvant être en un matériau adéquat quelconque, de préférence l'aluminium.
Après exposition sélective et discrète à la radiation électromagnétique 718 à travers un masque 720, comme représenté à la fig. 84, ou en variante par projection d'une image électromagnétique projetée sur la surface extérieure de la première couche 714, I'élément sensible exposé 710" est, comme représenté schématiquement en coupe à la fig. 85, pourvu de zones de surfaces 728 formées par le produit d'inter-réaction résultant de la réaction entre le métal ou les métaux de la couche métallique 712 avec le matériau de la couche 714, les zones de surface 732 de la couche 714 ne subissant aucune réaction.
En ce qui concerne la différence entre le rapport de l'hydrophilie et Foléophilie des zones 728 ayant subi la réaction et le rapport entre l'hydrophilie et l'oléophilie des zones 732 n'ayant pas subi la réaction, I'élément représenté à la fig. 85 peut être utilisé comme plaque lithographique en offset ou analogue, mais rexpérience a montré qu'il est préférable pour la plupart des applications d'enlever les parties 728 ayant subi la réaction et les parties restantes de la couche 714.
Ceci peut être effectué par arrachage mécanique comme expliqué en détail plus haut, ou en variante, en lavant l'élément exposé de la fig. 85 dans une solution douce d'hydroxyde de sodium, lequel dissout les parties restantes n'ayant pas subi de réaction de la couche 714 et les parties 728 ayant subi une réaction, ce qui a pour effet de produire la plaque lithographique en offset représentée à la fig. 86.
Celle-ci ne comprend que le support 716 et les parties restantes 734 n'ayant pas subi de réaction de la couche métallique 712. L'enlèvement des parties 728 ayant subi la réaction et des parties restantes de la première couche 714 est facilité par un brossage de la surface de la plaque ou par giclage avec un jet de vapeur.
La plaque lithographique en offset de la fig. 86 est ainsi constituée par une plaque bimétallique comprenant un support métallique 716, par exemple en aluminium, dont des parties de sa surface sont couvertes ou masquées par un autre métal tel que l'argent, ces parties étant définies par les parties restantes 734 de la couche métallique 712. Bien que la représentation exagérée de la fig. 86 montre les zones 736 exposées de la couche métallique de support 716 comme étant en creux relativement à la surface des zones 734 de la couche métallique 712, il y a lieu de montrer que cette différence de niveau est en réalité seulement de l'ordre de quelques atomes ou angströms. Les zones exposées 736 de la couche métallique de support 716 sont généralement hydrophiles, tandis que la surface des zones restantes 734 de la couche métallique 712 sont généralement oléophiles.
La propriété d'hydrophilie des zones de surface exposées 736 du support 716 peut être augmentée sensiblement en rendant préalablement la surface du support métallique 716 granuleuse, avant d'appliquer sur celle-ci le recouvrement ou couche métallique 712 lors de la fabrication de la plaque sensible. Ce granulage préalable de la surface du support métallique 716 peut être effectué par brossage, par anodisation, ou par granulage à l'aide de billes et il a pour effet d'augmenter l'adhésion inter-couches entre le support 716 et la couche métallique 712.
Exemple IV
Un élément sensible 710', comprenant un support granuleux 716 en aluminium pourvu d'une couche métallique en argent 712, de quelques angströms d'épais
seur, est pourvu à son tour d'une couche extérieure 714
en trisulfure d'arsenic, également de quelques angströms d'épaisseur, et nettoyée dans une solution douce d'hydrooxyde de sodium après avoir été exposée de façon sélective et discontinue à une radiation électromagnétique.
Elle présente des parties en argent n'ayant pas réagi et présentant des propriétés d'oléophilie et des parties en aluminium granulé, correspondant aux parties irradiées et ayant subi une radiation, ces parties possédant des propriétés dites d'hydrophilie.
Exemple V
Un élément sensible 710' consistant en un support d'aluminium granuleux 716 pourvu d'une couche métallique 712 en argent, de quelques angströms d'épaisseur, laquelle est à son tour recouverte d'une couche 714 en chlorure de cuivre également de quelques angströms d'épaisseur, est exposée de façon discrète et sélective à une radiation électromagnétique. L'élément exposé est utilisé comme plaque lithographique en étant placée dans une presse à imprimer, et le lavage à l'eau précédant l'encrage de la plaque est suffisant pour débarrasser les parties non réagies de chlorure de cuivre et le produit résultant de l'inter-réaction entre le chlorure de cuivre et l'argent. Les zones restantes de l'argent sont oléophiles, tandis que les zones d'aluminium granuleux correspondant aux zones irradiées et qui ont subi la réaction sont hydrophiles.
II est clair que les plaques lithographiques en offset qui ont la configuration selon la fig. 86, peuvent être emmagasinées après utilisation, pendant une période très longue sans être endommagées, étant donné qu'elles consistent exclusivement en deux couches métalliques superposées qui ne peuvent pas inter-réagir l'une avec l'autre.
Bien que les plaques lithographiques telles qu'illustrées aux fig. 81, 83 à 85, comprennent toujours la paire de couches capables de réagir entre elles, c'està-dire la couche métallique 712 et la couche 714, I'encrage de la surface de- la couche métallique 712 de la fig. 81 et de la surface de la couche 714, fig. 85, cons
tituent un recouvrement opaque aux radiations, qui permet d'emmagasiner les plaques selon le procédé usuel, par exemple en plaçant ces plaques dans une enveloppe et dans un tiroir, ce qui leur permet d'être stockées indéfiniment. Pour des raisons pratiques, le même processus de stockage des plaques dans une enveloppe et dans un tiroir peut être utilisé avantageusement pour les
plaques selon la fig. 83, bien qu'il soit possible de recou
vrir la surface du support transparent 716 afin de la
rendre non transparente, si cela était désiré.
On voit ainsi que les procédés décrits permettent d'établir des plaques lithographiques en offset et ana
logues à partir d'éléments sensibles aux radiations, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des traitements chi
miques compliqués ou délicats des éléments, ceci après
exposition aux images de radiations appropriées.
On a de plus découvert que certains matériaux dé
crits plus haut dans la description comme étant capables de réagir avec une couche métallique sous l'effet d'une
radiation électromagnétique présentent en outre des caractéristiques physiques et chimiques différentes de
celles du même matériau n'ayant pas été soumis à la radiation électromagnétique. Un tel changement des pro
priétés chimiques et physiques a pour conséquence que
le rapport entre l'hydrophilie et l'oléophilie des zones
exposées est différent de ce rapport pour les zones non
exposées.
De plus, les zones exposées et les zones non exposées présentent des différences quant à la solubilité dans des solvants particuliers, ce qui-permet d'augmenter sensiblement les différences entre les rapports de l'hydrophilie à l'oléophilie et de l'oléophilie à l'hydro- philie de ceux-ci.
Comme expliqué plus haut dans la présente description, les éléments sensibles, représentés dans leur ensemble en 910 aux fig. 87 à 96 du dessin, comprennent principalement deux couches différentes adhérant rune à l'autre. L'une des couches, par exemple la couche 912, fig. 87, est une couche métallique qui adhère et est en contact intime avec une seconde couche 914 en un matériau qui est capable, lorsqu'il est exposé à une radiation électromagnétique, d'inter-réagir avec le métal ou les métaux de la couche métallique 912. Pour certaines applications, il est indiqué de prévoir un substrat ou support pour l'élément sensible 910, ce support consistant en un matériau rigide ou flexible telle qu'une plaque ou une feuille de métal, une feuille de plastique, de papier ou de carton, etc., ceci comme expliqué plus haut dans la présente description.
Comme indiqué précédemment, la couche métallique 912 de l'élément sensible 910 comprend un métal, soit seul soit allié avec un autre métal ou avec d'autres métaux, ou combiné ou mélangé avec un élément ou d'autres éléments. La couche métallique 912 peut comprendre ainsi l'un quelconque de plusieurs métaux courants tels que l'argent, le cuivre, le zinc, le colombium, le plomb, le fer, I'aluminium, le chrome, le nickel et analogues. La seconde couche 914 peut comprendre l'un quelconque des matériaux cités plus haut dans la description. De tels matériaux comprennent les matériaux ternaires contenant l'arsenic, le soufre et l'iode, ou l'arsenic, le soufre et le bismuth, par exemple.
Le matériau constituant la seconde couche 914 peut également être constitué par un élément d'un groupe de matériaux binaires tel qu'un halogénure, un sulfure, un séléniure, ou un tellurure de métal, un monosulfure, un bisulfure, un trisulfure et un pentasulfure d'arsenic, et un mélange soufre-sélénium. En variante, le matériau constituant la couche 914 peut être constitué par un quelconque de plusieurs éléments simples suivants: un halogène tel que l'iode, l'arsenic, le soufre, le sélénium, le tellure, le thallium. Les deux couches 912 et 914 sont minces, de l'ordre de quelques atomes à plusieurs angströms d'épaisseur, généralement.
Comme représenté à la fig. 87, I'élément sensible 910 peut être exposé à l'action d'une radiation électromagnétique 916 à travers un masque approprié 918 pourvu de parties. telles que représentées en 920, qui laissent passer facilement la radiation électromagnétique incidente, et de parties, telles que représentées en 922, qui ne laissent pas passer la radiation électromagnétique. En conséquence, la surface de l'élément sensible 910 est exposée de façon sélective et discontinue à la radiation électromagnétique incidente 916, de sorte que certaines zones de celle-ci, telle que représentée en 924, sont irradiées, tandis que d'autres zones. telles que traduites en 926 et qui correspondent aux parties 922 du masque qui ne sont pas transparentes, sont protégées contre les radiations.
La face de l'élément sensible 910 qui est soumise à l'action de la radiation électromagnétique 916, peut être la face formée par la seconde couche 914.
Cette dernière peut être soit sous forme solide, liquide ou gazeuse. En variante, la couche métallique 912 peut être soumise à l'action d'une radiation électromagnétique incidente, de façon sélective et discontinue, pour autant que cette couche métallique 912 soit transpa rente à la radiation électromagnetique utilisée, de sorte qu'une inter-réaction sélective et discontinue se forme à la frontière entre les deux couches, ceci entre les matériaux de ces deux couches et aux zones irradiées. La radiation électromagnétique incidente peut se situer dans la région invisible ou dans la région visible du spectre et être constituée soit de la lumière cohérente ou de la lumière incohérente, de la lumière monochromatique ou analogue.
La source de radiation électromagnétique incidente qui n'est pas représentée, peut être constituée par une lampe à incandescence, un arc électrique, un laser, etc. Elle peut également être constituée par une source de rayons X ou par un isotope radioactif émettant des rayons gamma ou analogues.
En variante, une image peut être projetée sur la surface de l'élément sensible 910, comrne représenté à la fig. 88, par tous moyens adéquats tels qu'un projecteur Q28 qui comprend une source d'éclairage non représentée et qui est agencé pour projeter une image à l'aide d'un système de lentilles 930. Ce projecteur peut être un projecteur coulissant d'un type bien connu, un projecteur à bandes continues, un agrandisseur. un projecteur opaque ou analogue.
-La fig. 89 représente, de façon schématique, un dispositif pour exposer un élément sensible 910 à un faisceau d'énergie tel qu'un faisceau de ions ou d'électrons.
Ce dispositif consiste, par exemple, en une cloche ou autre récipient 932 pourvu d'une base 934 amovible et qui peut être fermé de façon étanche. Une source à vide 936 est reliée à l'intérieur 938 de la cloche ou récipient 932 afin d'v maintenir une faible pression atmosphérique, de l'ordre de 10-" à 10-8mm de mercure par exemple. En variante, pour certaines applications, l'in- térieur 938 de la cloche ou récipient 932 peut être rempli d'un gaz inerte.
La cloche ou récipient 932 est pourvue, dans son intérieur, d'une source d'ions ou d'électrons 940, qui comprend un élément de formation du faisceau relié à des moyens 942 de commande du faisceau. Une telle disposition est conventionnelle et est bien connue dans la technique des tubes à rayon cathodique et dans la technique des microscopes électroniques.
Grace à la disposition représentée à la fig. 89, l'élément sensible disposé sur la base 934 et à l'intérieur 938 de la cloche 932, est soumis à un bombardement ionique ou électronique par le faisceau ionique ou électronique engendré par la source 940 sous la commande du dispositif de commande 942 du faisceau. L'élément sensible 910 peut être soumis à un tel bombardement par le faisceau ionique ou électronique à travers un masque, non représenté, de façon à produire une irradiation discontinue et sélective sur les zones appropriées de l'élément.
De préférence, l'élément sensible 910 peut aussi entre soumis au bombardement par faisceau ionique ou électronique de manière sélective et discontinue en balayant la surface de l'élément par un mince faisceau d'ions ou d'électrons modulés en intensité et déflectés sous la commande du dispositif de commande 942, ceci comme dans les systèmes conventionnels utilisés dans les CRT Cathode Rays Tube - Tube à Rayon Cathodique - et dans la technique de l'enregistrement des informations.
Comme représenté à la fig. 92, le balayage de la surface de l'élément sensible 910 peut être effectué à l'aide d'un faisceau étroit 944 d'ions ou d'électrons, ce faisceau étant déflecté de façon adéquate pour balayer des lignes 946 le long de la surface de l'élément, le faisceau étant de plus modulé, afin d'interrompre le flux d'ions ou d'électrons pour qu'il ne vienne pas frapper la surface de l'élément sensible aux zones qui ne doivent pas être exposées. Les ions ou électrons peuvent, par contre, venir frapper la surface de l'élément aux zones qui doivent être exposées. Le système de commande du faisceau et de déviation permet de déplacer le faisceau de manière à balayer chaque ligne successive 946.
La fig. 90 représente, de façon schématique, un dispositif analogue à celui de la fig. 89 dans lequel, toutefois, I'élément sensible 910 est disposé à l'extérieur du récipient 932, lequel comprend une face 948 agencée pour laisser passer le faisceau. Un tel dispositif peut être constitué par un tube de Léonard qui est semblable au tube à rayon cathodique conventionnel, mais est pourvu d-une face 948 suffisamment mince et en un matériau tel que le titanium, afin de laisser passer les électrons tout en maintenant le vide nécessaire dans le tube.
La fig. 91 représente, de façon schématique, un dispositif analogue à celui de la fig. 90, l'élément 910 étant toutefois constitué sous la forme d'un organe allongé et pliable tel que décrit plus haut en regard des fig. 1 à 8.
Un tel élément sensible, allongé et pliable 910. peut être constitué par un support de papier pourvu d'une mince couche d'un matériau tel que le trisulfure d'arsenic ou le pentasulfure d'arsenic, capable de réagir avec le métal lorsqu'il est exposé à la radiation électromagnétique.
Grâce au dispositif de la fig. 91, l'élément sensible 9i0 peut etre avancé depuis une bobine d'alimentation conventionnelle 950, vers une autre bobine conventionnelle 952, ceci à l'aide d'un mécanisme d'alimentation non représenté. Les informations peuvent être enregistrées sur la surface de l'élément sensible de façon continue, ou de façon intermittente, comme cela est bien connu dans la technique d'enregistrement et d'emmagasinement des informations.
La fig. 92 représente, de façon schématique, une vue en coupe à travers un élément sensible 910, après qu'il a été exposé de façon sélectible et discontinue à la radiation électromagnétique. Les zones non irradiées, telles que représentées en 954, par exemple, ne sont pas modifiées, tandis qu'aux zones 956, soumises à l'irradiation, il se produit une inter-réaction entre le métal ou les métaux de la couche métallique 912 et le matériau de la couche 914, de sorte que le produit d'inter-réaction résultant 958 présente des caractéristiques physiques et chimiques différentes de celles des parties demeurées intactes de la couche métallique 912 et de la couche 914.
A la fig. 93, l'élément 910 qui a été exposé est représenté après avoir subi une irradiation qui a provoqué une inter-réaction complète aux zones irradiées 956, entre les différents composants des deux couches, tandis que la fig. 94 représente, de façon schématique, les résultats obtenus en exposant un élément sensible 910 à une radiation électromagnétique dont l'intensité est variable ou, en variante, dont la durée est variable. Les zones telles que 960 ont été exposées pendant un temps et avec une intensité suffisante pour provoquer une réaction complète et irréversible entre les composants des deux couches, tandis qu'aux zones 962 et 964, l'irradiation a été effectuée avec une intensité et une durée insuffisantes pour provoquer une réaction complète.
En conséquence, à la fig. 94, les caractéristiques chimiques et physiques de zones 960, 962 et 964 ne sont pas seulement différentes des caractéristiques chimiques et physiques des zones intactes 954, mais présentent des différences entre elles.
De telles - différences entre les caractéristiques chimiques et physiques entraînent des différences de la réactivité chimique à l'égard, par exemple, de solvants appropriés. Ainsi, les zones irradiées peuvent etre dissoutes de façon sélective en laissant intactes les zones non irradiées, ou bien les zones irradiées et les zones non irradiées de l'une des couches peuvent être dissoutes à volonté.
Les changements des caractéristiques physiques peuvent se rapporter à des propriétés électriques, thermiques, optiques, ou peuvent concerner les possibilités d'humidification. Cette dernière propriété, qui a été décrite plus haut, permet d'obtenir, à l'aide d'un élément sensible tel que décrit, des plaques lithographiques et analogues, comprenant des zones pourvues de caractéristiques oléophiles et hydrophiles différentes. Les changements relatifs aux caractéristiques électriques concernent, entre autres, les changements de la résistivité spécifique des matériaux des zones qui ont été exposées de façon sélective et discontinue à la radiation électromagnétique.
De tels changements de la résistivité permettent d'obtenir, comme expliqué en détail plus haut, des circuits électriques imprimés comprenant des éléments électriques faisant partie intégrante du circuit, tels que des résistances et des condensateurs de valeur déterminée. Les changements de la résistivité spécifique permettent égalementt d'emmagasiner des informations qui sont enregistrées sur l'élément. de façon appropriée, et sont lues en établissant la différence entre la résistivfté des différentes zones, de façon analogue au système d'emmagasinage utilisant des rubans magnétiques ou des rubans perforés.
D'autres changements physiques que subissent les éléments sensibles à la suite de l'exposition à une radiation électromagnétique sont de nature optique. Par exemple, un élément sensible, tel que celui représenté à la fig. 95, et qui consiste en une couche métallique 912, est établie par exemple en un quelconque des métaux énumérés plus haut, tel que l'argent et est pourvue d'une couche 914, en un matériau tel que, par exemple, le trisulfure d'arsenic ou le pentasulfure d'arsenic, est préparée de façon que l'épaisseur de la couche métallique 912 permette le passage de 1 lu/,, par exemple, d'une radiation électromagnétique déterminée, telle que la lumière ordinaire.
Après exposition à la radiation électromagnétique pendant une période déterminée et avec une intensité déterminée, I'inter-réaction entre le métal de la couche métallique 912 et le matériau de la couche 914 modifie l'élément 910 de façon par exemple, qu'il laisse passer 50"/0 de la radiation. On voit ainsi que l'on peut établir des filtres. En variante, ces modifications des qualités optiques de l'élément sensible 910 peuvent être utilisées avantageusement pour l'enregistrement optique et la lecture optique d'informations emmagasinées dans l'élément sensible selon un code approprié.
En exposant de façon discontinue et sélective à une radiation électromagnétique appropriée représentant un motif approprié et pendant une durée et avec une intensité suffisante pour provoquer une inter-réaction entre les matériaux des deux couches, on peut obtenir un élément tel que représenté schématiquement à la fig. 96 où les zones intactes ne sont pas transparentes, tandis que les zones exposées 966 laissent facilement passer la radiation.
REVENDICATION I
Procédé de fabrication d'un objet par voie photochimique, caractérisé en ce qu'on utilise un élément présentant une couche métallique dont une des faces est en contact avec une seconde couche d'un matériau non organique comprenant au moins l'un des éléments chimiques suivants: un halogène, le soufre, I'arsenic, le sélénium, le tellurium, le thallium, en ce qu'on soumet une partie de cet ensemble formé des deux couches différentes, à un rayonnement, de manière à former un produit d'interaction dans lesdites couches et en ce qu'on soumet l'élément ainsi irradié à une opération de finition.
REVENDICATION II
Elément pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il présente une couche métallique dont une des faces est en contact avec une couche d'un matériau non organique comprenant au moins l'un des éléments chimiques suivants: un halogène, le soufre, I'arsenic, le sélénium, le tellurium, le thallium, cet élément étant capable de former un produit d'interaction lorsqu'il est soumis à un rayonnement.
REVENDICATION III
Objet obtenu par le procédé selon la revendication I.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Procédé selon la revendication I pour l'établissement d'un motif métallique dans lequel la couche métal lique (14, 420, 512, 612, 712) adhère par son autre face à un substrat (12, 424, 546, 616, 716), caractérisé en ce qu'on applique un rayonnement formant une image sur la couche non organique dudit élément (16, 422, 514, 614, 714) afin de provoquer la formation sélective et discontinue dudit produit d'interaction (32, 430, 526, 630, 728) en des zones prédéterminées de la frontière entre lesdites première et seconde couches par réaction en profondeur de parties de ladite première couche et en ce qu'on enlève ledit substrat.
2. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'on enlève ledit produit d'inter-action.
3. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé cn ce qu'on fixe ladite couche 614 à un support (632).
4. Procédé selon la sous-revendication 2, (fig. 71-74), caractérisé en ce qu'on fixe ladite première couche (612) à un support (642), on expose ensuite ledit élément de façon uniforme à des radiations électromagnétiques pour causer une inter-action dans les zones restantes de la limite entre lesdites première et seconde couches qui suffit uniquement pour réduire l'adhésion entre elles, et en ce qu'on enlève ladite seconde couche (614).
5. Procédé selon la sous-revendication 1, (fig. 71-74), caractérisé en ce qu'on fixe ladite première couche (612) à un support (642), on expose ensuite ledit élément sensible à une radiation électromagnétique pour provoquer une interaction aux zones restantes de la frontière entre lesdites première et seconde couches qui est suffisante pour réduire l'adhésion entre elles, et en ce qu'on enlève ladite seconde couche (614).
6. Procédé selon la sous-revendication 5, (fig. 78-79).
caractérisé en ce qu'on enlève le produit d'interaction (630).
7. Procédé selon la sous-revendication 3, (fig. 71-74), dans lequel ledit support (632) permet le passage de ladite radiation électromagnétique, caractérisé en ce qu'on fixe ladite première couche (612) à un second support (642), on expose ledit élément de façon uniforme à une radiation électromagnétique pour produire une interaction dans les zones restantes de la frontière entre
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