Microscope interférométrique

Processus d'adhésivage

Spot sans outil

 

Description du produit

Ce microscope assemblé par PEM est mis en vente par le groupe.

Eléments de base

L'appareil est construit autour d'une base de microscope optique métallurgique droit (on observe les échantillons en lumière réfléchie).

Cette base doit disposer au minimum :

•  d'un éclairage uniforme en lumière blanche ;

•  d'une sortie caméra ;

•  une motorisation autorisant des mouvements en x, y, autour de z.

Pour exploiter l'interférométrie par balayage en lumière blanche, il est nécessaire de compléter cet équipement de la façon suivante :

•  un ou plusieurs objectifs interférométriques (schéma) ;

•  un système de translation (moteur) précis et rapide de l'objectif ou de l'échantillon selon la direction z ;

•  une caméra avec un taux d'images élevé (> 20 images/s) ;

•  un ordinateur et un logiciel d'acquisition et de traitement des données.

Les objectifs

Pour permettre la caractérisation de la topographie, il est indispendable d'utiliser des objectifs interférométriques. Suivant les besoins, le grossissement de ces objectifs peut être adapté dans les plages suivantes:

- Fig. 7b x2.5 et x5,

- Fig. 7a: x10, x20, x50 et x100

 

Le moteur

Afin d'obtenir une résolution et une vitesse d'acquisition élevées, le déplacement en z est assuré par un moteur piézoélectrique qui permet des déplacements d'une résolution de l'ordre du nm à une fréquence de plusieurs centaines de hertz. L'inconvénient de ces systèmes est leur dynamique limitée à quelques centaines de µm.

 

Les logiciels

L'acquisition et le traitement des données sont réalisée sous environnement Java (acquisition et traitement) et C++ (acquisition ). Ces logiciels sont développés respectivement par le National Institute of Health ( ImageJ ) et le laboratoire Vale de l'Université de Californie de San Francisco (Micro-Manager) ainsi que par toute la communauté scientifique qui les utilise : comme il s'agit de freewares, les codes sont accessibles et il est possible de les modifier et d'ajouter des plugins pour des usages spécifiques. C'est précisément ce que nous avons fait. Une description détaillée de ces logiciels peut être consultée sur les sites web correspondants :

•  ImageJ http://rsbweb.nih.gov/ij/;

•  Micro-Manager http://www.micro-manager.org/ .

 

 

Schéma illustrant deux types d'objectifs interférométrique : (a) Mirau ; (b) Michelson.

 

Performances de l'appareil

Caractéristiques des mesures

Les tableau II indique les performances atteintes en terme de résolution latérale et de taille du champ d'investigation suivant le dispositif optique mis en place.

Tableau: Caractéristiques des images en fonction du dispositif optique.

 

Vitesse d'exécution

Vitesse d'acquisition

La vitesse d'acquisition des données (= série d'images) est de l'ordre de 25 à 50 images/s au format VGA (640x480 pixels). Elle est principalement limitée par la fréquence du moteur piézoélectrique.

Vitesse de traitement

Elle est comprise entre 30 et 100 images par seconde (avec un PC standard bas de gamme) selon l'algorithme utilisé qui dépend du type de surface à analyser.

Au total, la vitesse d'exécution est au minimum d'environ 15 images/s soit une vitesse de balayage de 1 µm/s en mode haute résolution (pas 65 nm) ou 3 µm/s en faible résolution (pas 200 nm). Elle peut atteindre au maximum environ 30 images/s soit 2 µm/s en haute résolution et 6 µm/s en faible résolution.

PEM, spécialiste de l'adhésivage avant revêtement, pour la réalisation de pistes revêtues sur bandes pleines ou pré-découpées, propose la cession de ses procédés, sous forme "clés en main".

Deux technologies distinctes sont possibles :

• Découpe de l'adhésif à dimension souhaitée après pose sur le substrat. Dans ce cas, la découpe est réalisée par des systèmes laser.
• Pose de l'adhésif à dimension après découpe dans un outillage spécifique mécanique

Caractéristiques des process :

• Les précisions de pose sont de ± 0.2 mm dans les deux cas.
• Les vitesses de production oscillent en fonction des produits et du nombre de pistes à réaliser de 15 m/mn à 40 m/mn.
• Les adhésifs utilisés sont des adhésifs "standards", non spécialisés.

PEM a développé un système de masquage chimique pour la réalisation de revêtements spotés de petites dimensions.Ce process peut-être cédé par PEM, sous forme "clés en mains".

Le principe du procédé est le suivant :

• Insertion dans une ligne de traitement de surfaces classique, après les étapes de réalisation de la sous-couche de revêtement, d'une étape d'enduction, suivie d'une étape d'ablation partielle de l'encre précédemment déposée.
• Puis, après les étapes finales de revêtements (typiquement dorure), le process impose l'ajout d'une étape d'ablation finale et totale de l'encre servant de masques.

 

Caractéristiques du process :

• Vitesse : calibrage de la vitesse en fonction du besoin de capacité et du ratio investissement / productivité.
• Précision géométrique des spots : ± 0.1 mm
• Forme géométrique du spot libre
  • Spot simple face ou double face possible.
  • Tranches des pièces masquées.
• Surface minimum revêtue : 0.5 mm2