Plasmas atmosphériques sous atmosphère contrôlée
 

 Nos plasmas sont du type « Plasmas Froids » à base de Décharges à Barrière Diélectrique (DBD)

 La zone de la décharge électrique, définissant le réacteur plasma, est localisée entre les électrodes et le cylindre de la machine qui est relié à la terre et qui sert de contre-électrode. Elle est confinée à l’intérieur d’une hotte, elle-même protégée de l’environnement extérieur par un jeu de deux couteaux d’azote, à l’entrée et à la sortie dans les sens du mouvement du film et deux barrières statiques latérales. Le contrôle de l’atmosphère à l’intérieur de l’enceinte est complété par un extracteur dont le débit est variable et qui s’ajuste aux débits des gaz injectés de façon à assurer une faible pression positive à l’intérieur de l’enceinte. Ce dispositif empêche l’entrée d’air extérieur dans l’enceinte et assure un fonctionnement avec une concentration résiduelle d’oxygène de l’air, O2 , inférieure à 50 ppm. Selon les besoins du procédé, il est possible de régler les paramètres du système de façon à limiter la concentration résiduelle d’oxygène entre 10 et 50 ppm.

 Un deuxième rôle des couteaux d’azote est de supprimer la couche limite d’air véhiculée par le film en mouvement et la remplacer par le gaz inerte assurant ainsi un parfait contrôle d’atmosphère dans la zone du plasma.

 Le design des électrodes et des injecteurs est assuré par les ingénieurs de NORCOP et procure une excellente distribution spatiotemporelle des formulations gazeuses injectées. Ceci conduit à :

o De vitesses de traitement plasma élevées variant de 30 à 300 m/min

o Des vitesses de dépôt de couches nanométriques intéressantes, de 15 à 75 m/min selon les cas

o Des surfaces dont le traitement ou le dépôt est très homogène dans les deux directions, celle du mouvement du film et la
direction transversale

o Notre approche d’analyse multi-paramètres de divers régimes de plasma susceptibles de se produire (nettoyage, activation,
polymérisation, ablation…) nous permet de définir avec une bonne précision les zones énergétiques appropriées de façon à
obtenir l’effet souhaité sur la surface du film

 La distance entre les électrodes et le cylindre est variable, elle peut être ajustée très facilement pour permettre de conserver la zone de plasma géométriquement constante et ainsi traiter de films dont l’épaisseur varie de 10 à 250 µm

 Il est de même du réglage de la distance entre les couteaux d’azote et le châssis, qui conservent ainsi toute leur efficacité sans avoir à recourir à des surconsommations de gaz de protection.

 

La station plasma est conçue par NORCOP et sa fabrication est confiée à un constructeur allemand leader dans la fabrication des
équipements Corona et Plasma.
 

 Nous proposons deux types d’armoires :

o Une première armoire qui sert à fabriquer des mélanges gazeux entre des gaz porteurs et des gaz ou des vapeurs de liquides réactifs. Les mélanges formés constituent nos formulations de fonctionnalisation. Le gaz porteur le plus couramment utilisé est l’azote, N2 , gaz diatomique présent dans l’atmosphère à hauteur de 71%.

o Une armoire de vaporisation de précurseurs liquides qui délivre des vapeurs organiques dont la concentration souhaitées est ajustée par dilution soit directement dans un gaz porteur, soit dans une formulation gazeuse préformée dans l’armoire de mélange précédente.

o Nous disposons d’une série complète de modèles d’armoires nous permettant d’adapter les débits nécessaires au bon fonctionnement du procédé pour des équipements de taille et vitesse minimale, c’est-à-dire de laize 500mm et de vitesse 20m/min et maximale, c’est-à-dire de laize 3.600mm et de vitesse 300m/min.

o Les armoires sont conçues par NORCOP et leur fabrication est assurée par des sous-traitants qu’elle a agréés.

 Le contrôle de l’atmosphère consiste en la vérification de l’étanchéité de l’enceinte qui entoure les électrodes et les injecteurs de gaz et donc de la zone de plasma qui est notre « réacteur chimique ». Pour vérifier cette étanchéité, nous procédons à l’analyse de la concentration résiduelle de l’oxygène, O2 , qui pourrait y être présent malgré la présence des protections dynamiques ou statiques dans la direction du mouvement du film ou latérales. Le gaz contenu dans l’enceinte est analysé à plusieurs endroits de celle-ci en statique (sans mouvement du film) et en dynamique (avec le film en mouvement) mais toujours en absence de plasma pour éviter la destruction de la cellule d’analyse par les particules excitées et/ou ionisées engendrées par ce dernier. L’ajustement de différent débits entrants et sortants et l’application d’une légère surpression de quelque Pa à l’enceinte permet un fonctionnement en présence d’une concentration résiduelle d’oxygène inférieure à 50 ppm. Quand elles sont requises par le procédé, des concentrations résiduelles d’oxygène de l’ordre de 10-15 ppm peuvent être obtenues aux légers dépens de la consommation d’azote de protection.

 L’analyseur d’oxygène est monté sur un circuit gaz conçu par NORCOP. Il est encastré dans un coffret et peut fonctionner en mode automatique ou en mode manuel. Sa fabrication est confiée aux sous-traitants agréés de NORCOP.