FR2693620A1

FR2693620A1 - Microwave excited plasma vacuum deposition of polymers partic. for car lamp reflectors - uses reliable, silicone based, continuous film protecting vacuum chamber microwave windows from deposited polymer build=up

Info

Publication number: FR2693620A1
Application number: FR9208518A
Authority: FR
Inventors: Montalan Dominique; Rolland Pascal
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1994-01-14
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: FR2693620B1

Abstract

An appts. for vacuum vapour deposition of polymers partic. a film over the alummiborised surface of car lamp reflectors, (R) using a microwave excited plasma has a protection film (32) covering the front face of each microwave window (20) inside the vacuum chamber (10) which is removable partic. by displacement across the window (20) surface between two rollers; a disburser (30) and a take up (34), of the continuous protection film. The microwave generator (16) through a waveguide (13) passes microwaves through the sealed window typic. of glass; into the vacuum chamber (10) which is fed with monomer gas via a distributor (22). USE/ADVANTAGE - Vacuum vapour deposition of polymer onto aluminised parts partic.. Car lamp reflectors. Movable protector film prevents build up of deposited polymer or the window and loss of transmission or flaking of polymer pieces.

Description

La présente invention a trait d'une façon générale aux appareils pour le dépôt d'un polymère sous vide en phase vapeur, par l'intermèdiaire d'un plasma excité par micro-ondes. Elle concerne plus particulièrement un appareil pour déposer un film de type polymère sur des surfaces aluminées de réflecteurs de projecteurs de véhicules automobiles. The present invention relates generally to apparatus for the deposition of a polymer under vacuum in the vapor phase, by means of a plasma excited by microwaves. It relates more particularly to an apparatus for depositing a polymer type film on aluminized surfaces of reflectors of motor vehicle headlights.

Un tel appareil comprend classiquement une enceinte dans laquelle sont placés les éléments sur lesquels le dépôt doit être effectué, des moyens pour établir dans l'enceinte un vide poussé, des moyens d'excitation à microondes comprenant un générateur de micro-ondes et des moyens de guidage de micro-ondes débouchant dans l'enceinte par l'intermédiaire d'au moins une fenêtre étanche aux gaz et essentiellement transparente vis- -vis des micro-ondes, ainsi que des moyens de diffusion de gaz monomère dans l'enceinte pour qu'il soit exposé aux microondes pour former le plasma. Such an apparatus conventionally comprises an enclosure in which the elements on which the deposit is to be placed are placed, means for establishing a high vacuum in the enclosure, microwave excitation means comprising a microwave generator and means for guiding microwaves opening into the enclosure by means of at least one gas-tight and essentially transparent window vis-à-vis the microwaves, as well as means for diffusing monomer gas in the enclosure for be exposed to microwaves to form plasma.

Le gaz monomère est classiquement de l'hexaméthyl- disiloxane. The monomer gas is conventionally hexamethyl disiloxane.

La ou les fenêtres sont réalisées classiquement en un verre de type "Pyrex" (marque déposée) ou analogue. The window or windows are conventionally made of a glass of the "Pyrex" type (registered trademark) or the like.

Un inconvénient principal de cet appareil connu réside en ce qu'une partie du gaz de dépôt se dépose sur la fenêtre en verre, soit sous la forme du polymère du gaz de départ, soit encore sous forme de silice. Ce dépôt, à mesure qu'il croît, finit par présenter une certaine épaisseur et à se détacher de la fenêtre, pour venir dégrader la qualité du dépôt de vernis effectué sur les réflecteurs . A main drawback of this known device is that part of the deposition gas is deposited on the glass window, either in the form of the polymer of the starting gas, or even in the form of silica. This deposit, as it grows, ends up presenting a certain thickness and detaching from the window, in order to degrade the quality of the deposit of varnish carried out on the reflectors.

En outre, ce dépôt de matière sur la fenêtre peut dans une certaine mesure absorber une partie du rayonnement micro-ondes, ce qui échauffe la fenêtre et atténue l'intensité du plasma. In addition, this deposit of material on the window can to a certain extent absorb part of the microwave radiation, which heats the window and attenuates the intensity of the plasma.

Une solution connue à ce problème consiste à interrompre le fonctionnement de l'appareil puis à nettoyer manuellement la ou les fenêtres, par grattage, en prenant soin de récupérer et d'extraire de l'enceinte la matière qui a été détachée. A known solution to this problem consists in interrupting the operation of the device then in manually cleaning the window or windows, by scraping, taking care to recover and extract from the enclosure the material which has been detached.

Cette solution est cependant extrêmement fastidieuse et ralentit les cadences de fonctionnement de l'appareil. This solution is however extremely tedious and slows down the operating rates of the device.

La présente invention vise à pallier ces inconvénients de la technique antérieure. The present invention aims to overcome these drawbacks of the prior art.

Elle propose à cet effet un appareil du type mentionné en introduction, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un film protecteur s'étendant au devant de la ou chaque fenêtre de passage des micro-ondes, sur la côté de la fenêtre tourné vers l'intérieur de l'enceinte, et des moyens de renouvellement dudit film protecteur. To this end, it offers a device of the type mentioned in the introduction, characterized in that it further comprises a protective film extending in front of the or each microwave passage window, on the side of the window facing towards inside the enclosure, and means for renewing said protective film.

De préférence, le film protecteur se présente sous la forme d'un film souple déroulé à partir d'un rouleau. Preferably, the protective film is in the form of a flexible film unwound from a roll.

D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé, sur lequel la figure unique est une vue schématique en coupe horizontale d'une partie d'un appareil équipé de moyens selon l'invention. Other aspects, aims and advantages of the present invention will appear better on reading the following description of a preferred embodiment thereof, given by way of example and made with reference to the appended drawing, in which the single figure is a schematic view in horizontal section of a part of an apparatus equipped with means according to the invention.

En référence au dessin, on a représenté schématiquement un appareil de dépôt sous vide en phase vapeur qui comprend une enceinte 10 pour le dépôt d'un vernis, par exemple d'un polymère d'hexaméthyldisiloxane, sur des surfaces aluminées d'une pluralité de réflecteurs
R de projecteurs de véhicules automobiles.Referring to the drawing, there is shown schematically a vacuum deposition apparatus in the vapor phase which comprises an enclosure 10 for depositing a varnish, for example a polymer of hexamethyldisiloxane, on aluminized surfaces of a plurality of reflectors
R of motor vehicle headlamps.

Une pompe à vide schématiquement indiquée en 12 permet d'établir dans l'enceinte 10 un vide poussé, typiquement de l'ordre de 0,5 à 50 Pa, par l'intermédiaire d'un conduit 14. A vacuum pump schematically indicated at 12 makes it possible to establish in the enclosure 10 a high vacuum, typically of the order of 0.5 to 50 Pa, via a conduit 14.

Des moyens générateurs de micro-ondes, de type classique, sont indiqués en 16. Ils communiquent avec un excitateur 18, capable de guider les micro-ondes vers au moins une fenêtre 20 prévue de façon étanche dans une paroi de l'enceinte 10. Cette fenêtre est transparente aux micro-ondes et réalisée par exemple en verre de type "Pyrex" (marque déposée) ou analogue. Microwave generating means, of conventional type, are indicated at 16. They communicate with an exciter 18, capable of guiding the microwaves towards at least one window 20 provided in a sealed manner in a wall of the enclosure 10. This window is transparent to microwaves and produced for example from "Pyrex" type glass (registered trademark) or the like.

La répartition énergétique des micro-ondes peut être ajustée, également de façon classique, en modifiant la distance entre l'excitateur 18 et la fenêtre 20. The energy distribution of the microwaves can be adjusted, also conventionally, by modifying the distance between the exciter 18 and the window 20.

L'appareil comprend en outre, s'étendant par exemple le long de la fenêtre 20, un ou plusieurs tubes 22 de diffusion de gaz monomère tel que de 1 'hexaméthyldisiloxane. The apparatus further comprises, extending for example along the window 20, one or more tubes 22 for diffusing monomer gas such as hexamethyldisiloxane.

de façon connue en soi, le gaz monomère soumis à l'énergie micro-ondes forme un plasma, et le polymère est formé par recombinaison des espèces excitées, en particulier sur les surfaces à traiter des réflecteurs R. in a manner known per se, the monomer gas subjected to microwave energy forms a plasma, and the polymer is formed by recombination of the excited species, in particular on the surfaces to be treated of the reflectors R.

Selon la présente invention, il est prévu des moyens pour sélectivement positionner et renouveler une longueur d'un film protecteur au devant de la fenêtre 20, du côté intérieur de l'enceinte, afin d'éviter qu'un dépôt parasite s'effectue sur la fenêtre, avec les inconvénients précités. Ces moyens comprennent en l'espèce un rouleau 30 d'un film souple 32 qui est monté tournant autour d'un axe le long d'un bord de la fenêtre 20, du côté extérieur de l'enceinte 10. Le film traverse une première fente étroite 10a ménagée dans la paroi de l'enceinte parallèlement à l'axe du rouleau, puis passe au devant de la fenêtre 20, en s'appuyant ou non contre celle-ci, et enfin vient s'enrouler sur un rouleau de reprise 34 disposé dans la région d'un bord opposé de la fenêtre, à l'extérieur de l'enceinte 10 et parallèlement au rouleau 30, en passant à travers une deuxième fente lOb. According to the present invention, means are provided for selectively positioning and renewing a length of a protective film in front of the window 20, on the interior side of the enclosure, in order to prevent parasitic deposition taking place on the window, with the aforementioned drawbacks. These means comprise in this case a roll 30 of a flexible film 32 which is mounted to rotate about an axis along an edge of the window 20, on the outside of the enclosure 10. The film passes through a first narrow slot 10a formed in the wall of the enclosure parallel to the axis of the roller, then passes in front of the window 20, whether or not pressing against it, and finally comes to wind on a recovery roller 34 disposed in the region of an opposite edge of the window, outside the enclosure 10 and parallel to the roller 30, passing through a second slot 10b.

De préférence, le rouleau de reprise 34 peut être entraîné sélectivement par un moteur électrique. Preferably, the take-up roller 34 can be selectively driven by an electric motor.

De façon à ce que l'enceinte sous vide conserve son étanchéité, en évitant toute entrée d'air par les fentes 10a, 10b, chaque rouleau 30, 34 est reçu dans un boîtier, respectivement 10c, îOd,qui est également sous vide, une étanchéité étant assurée au niveau des arbres de rotation des rouleaux. In such a way that the vacuum enclosure retains its seal, avoiding any entry of air through the slots 10a, 10b, each roller 30, 34 is received in a casing, respectively 10c, îOd, which is also under vacuum, sealing being ensured at the level of the rotation shafts of the rollers.

Le film 32, compte-tenu de l'environnement auquel il est exposé, doit pouvoir supporter des températures élevées, typiquement de l'ordre de 2500C, être transparent aux micro-ondes dans la gamme de fréquences utilisée (typiquement 2,45 GHz), être suffisamment souple et résistant du point de vue mécanique pour pouvoir être déroulé du rouleau 30 par traction à partir du rouleau de reprise 34, résister au milieu plasma formé dans l'enceinte, et en particulier au rayonnement ultraviolet généré, et enfin être hydrophobe. The film 32, taking into account the environment to which it is exposed, must be able to withstand high temperatures, typically of the order of 2500C, be transparent to microwaves in the frequency range used (typically 2.45 GHz) , be sufficiently flexible and resistant from the mechanical point of view to be able to be unwound from the roller 30 by traction from the recovery roller 34, resist the plasma medium formed in the enclosure, and in particular the ultraviolet radiation generated, and finally be hydrophobic .

On utilise de préférence un film à base de silicone. A silicone-based film is preferably used.

En utilisation, on peut périodiquement entraîner le rouleau de reprise 34 pendant une durée et à une vitesse choisies de telle sorte qu'une longueur de film vierge 32 sensiblement égale à la largeur de la fenêtre 20 soit déroulée du rouleau 30 lorsque la quantité de polymère qui s'est déposée sur la longueur de film précédemment en place devant la fenêtre est devenue excessive. In use, it is possible to periodically drive the take-up roller 34 for a duration and at a speed chosen so that a length of blank film 32 substantially equal to the width of the window 20 is unwound from the roller 30 when the quantity of polymer which was deposited on the length of film previously in place in front of the window has become excessive.

Avantageusement, le renouvellement du film 32 s'effectue automatiquement à une cadence déterminée en fonction de l'utilisation de l'appareil de dépôt. Advantageously, the renewal of the film 32 takes place automatically at a rate determined as a function of the use of the deposition apparatus.

En pratique, on renouvelle la longueur de film dès qu'il existe un risque que le dépôt de polymère sur le film se détache pour venir polluer ou contaminer le dépôt effectué sur les réflecteurs. Et en entraînant la longueur de film usagée sur le rouleau de reprise 34, on entraîne en même temps le dépôt. In practice, the length of the film is renewed as soon as there is a risk that the deposit of polymer on the film will come off in order to pollute or contaminate the deposit made on the reflectors. And by driving the length of used film on the take-up roller 34, the deposition is carried out at the same time.

Ainsi le dispositif à film renouvelable de la présente invention permet d'éviter toute opération de nettoyage de la fenêtre 20, nécessitant un arrêt de l'appareil. Thus, the renewable film device of the present invention makes it possible to avoid any operation of cleaning the window 20, necessitating a shutdown of the device.

Bien entendu, dans le cas où l'enceinte 10 comporte plusieurs fenêtres 20 d'entrée du rayonnement micro-ondes, on prévoit autant de dispositifs à film renouvelable, commandés par exemple en synchronisme. Of course, in the case where the enclosure 10 comprises several windows 20 for entering the microwave radiation, as many renewable film devices are provided, controlled for example in synchronism.

En variante, on peut également prévoir un dispositif à film renouvelable unique venant recouvrir un ensemble de plusieurs fenêtres alignées. Alternatively, one can also provide a single renewable film device covering a set of several aligned windows.

Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et représentée sur les dessins, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. Of course, the present invention is in no way limited to the embodiment described above and shown in the drawings, but a person skilled in the art will know how to make any variant or modification in accordance with his spirit.

Claims

1. Apparatus for the deposition of a polymer under vacuum in the vapor phase on articles, by means of a plasma excited by microwaves, in particular for the deposition of a film of polymer type on aluminized surfaces of reflectors motor vehicle headlamps, of the type comprising an enclosure (10) in which the articles (R) on which the deposit is to be placed are placed, means (12) for establishing a high vacuum in the enclosure, means for microwave excitation comprising a microwave generator (16) and microwave guide means (18) opening into the enclosure via at least one gas-tight window (20) and essentially transparent with respect to microwaves, as well as means (22) for diffusing monomer gas in the enclosure so that it is exposed to microwaves to form the deposition plasma, characterized in that it comprises in addition to a protective film (32) extending in front of the a or each microwave passage window, on the side of the window facing the interior of the enclosure, and renewal means (30, 34) of said protective film.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the means for renewing the protective film comprise two rollers (30, 34) between which a continuous protective film can be moved, and means for driving at least one roller for scroll the film in front of the window.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the two rollers (30, 34) are arranged outside the enclosure, in housings (10c, 10d) also subjected to high vacuum, and in that the film passes through slots (10a, 10b) formed in a wall of the enclosure, between the interior thereof and the respective housing.

4. Apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that the film (32) is based on silicone.