Chez Surcotec, nous avons conçu et fabriqué LoadLock, une machine multi‑chambres dédiée aux couches minces hautes performances. Son principe : enchaîner préparation de surface et dépôts entièrement sous vide, pour garantir propreté, répétabilité et durabilité des revêtements sur pièces horlogères et composants industriels. La LoadLock réunit, dans une seule plateforme, décapage RF/DC, pulvérisation cathodique (DC), HiPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering) et PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), avec la possibilité de réaliser jusqu’à quatre dépôts successifs dans des environnements dédiés — sans casser le vide.
Architecture : 6 chambres, convoyeur interne et traitements en parallèle
Le cœur de la machine, c’est une architecture à 6 chambres couplée à un convoyeur interne. Les pièces passent du vide primaire au vide secondaire et avancent d’une chambre à l’autre ; plusieurs étapes peuvent ainsi se dérouler en parallèle, ce qui augmente la productivité tout en stabilisant le procédé. La conception permet d’atteindre une homogénéité d’épaisseur sur des surfaces allant jusqu’au format A3, grâce à l’optimisation de la géométrie et du nombre de magnétrons (1 à 3 par chambre).
Cette chaîne sous vide “de bout en bout” supprime les reprises d’air et leurs défauts induits (oxydation, contamination particulaire), et assure une adhérence accrue et une densité supérieure des couches minces — des paramètres déterminants pour la tenue mécanique, la résistance à l’usure, la barrière de diffusion et la stabilité des teintes en horlogerie.
Procédés disponibles : décapage, couches fonctionnelles et capes protectrices
La LoadLock embarque tous les procédés clés pour constituer un empilement complet :
- Décapage RF ou DC (nettoyage/désoxydation) pour préparer l’adhérence ;
- Pulvérisation cathodique DC pour les couches d’accroche et fonctionnelles ;
- HiPIMS pour des dépôts haute densité avec microstructure resserrée ;
- PECVD pour déposer des couches protectrices (barrières, antitaches, passivation) avec d’excellentes propriétés de surface.
Dans la pratique, nous enchaînons par exemple décapage RF → couche d’accroche → couche fonctionnelle (DC ou HiPIMS) → couche de protection (PECVD), le tout sans sortie du vide. Des recettes internes documentent ces séquences — par exemple des stacks Ti/Cu sur substrats en verre, illustrant notre maîtrise des paramètres (gaz, puissances, temps, débits) et la stabilité du process.
Autre exemple d’application : dépôt d’Erbium sur toiles inox recto/verso avec configuration adaptée (retournement et reprise de cycle pour traiter les deux faces), démontrant la capacité de la machine à traiter des supports atypiques et des séries pilotes.
Contrôle, instrumentation et sécurité : capteurs rapides, pompes et PLC
La répétabilité tient à une instrumentation robuste :
- Capteurs de pression “load‑lock” réactifs (par ex. Micropirani/Piezo 901P) pour un suivi précis du pompage et des transitions, ce qui réduit les temps de cycle et fiabilise les séquences automatiques ;
- Automates (PLC) et interlocks de sécurité orchestrant pompes primaires/turbo, vannes, gaz (mass‑flow), alimentations RF/DC/HiPIMS, avec journalisation des états et verrouillages ;
- Une architecture électrique et fluidique détaillée (EPLAN) : distribution puissance, interfaces opérateur, chaînes de sécurité, gestion des générateurs par chambre.
Ces briques de contrôle permettent un pilotage fin : pressions, débits, puissances et temps sont maîtrisés pour garantir des profils d’épaisseur réguliers, des vitesses de dépôt stables et des changements de recettes rapides — de la R&D aux petites et moyennes séries.
Homogénéité et mise au point : optimisation des magnétrons
Pour atteindre l’homogénéité visée, nous avons conduit des campagnes d’essais : optimisation de la disposition des aimants, vérification des interactions entre magnétrons, adaptations pour lisser le profil vertical/horizontal et réduire les effets de bords. Ces travaux ont été réalisés sur plaques silicium format A3, avec boucles d’itération dépôt → mesure → ajustement. Résultat : des couches plus uniformes, des couleurs plus stables et une répétabilité accrue d’un lot à l’autre.
Pour qui, pour quoi ?
- Horlogerie (PVD décoratif & fonctionnel) : couches d’adhérence, couleurs stables (teintes, reflets), capes protectrices PECVD augmentant résistance à l’abrasion et durabilité des finitions (boîtiers, lunettes, maillons, boucles).
- Industrie : films barrières, couches conductrices, anti‑diffusion, anti‑corrosion, traitements sur substrats variés (verre, silicium, aciers inox, toiles métalliques), recto/verso si nécessaire.
Pourquoi une LoadLock “made in Surcotec” ?
- Maîtrise du procédé : contrôler la chaîne de vide de l’entrée à la sortie, c’est garantir propreté, adhérence et densité.
- Flexibilité : jusqu’à 4 dépôts successifs configurables, changement de recettes rapide, adaptation à des géométries et matériaux variés.
- Productivité : convoyeur et traitements en parallèle dans 6 chambres ; temps morts minimisés par des capteurs réactifs et une automatisation robuste.
- Qualité : homogénéité A3, profils d’épaisseur lissés grâce à l’optimisation magnétron et au contrôle serré des paramètres.
Ce que vous gagnez
- Performances matériaux : meilleure adhérence, densité élevée, tenue à l’usure et à la corrosion, teintes et brillances plus constantes.
- Répétabilité : lot‑à‑lot sous contrôle, base solide pour qualification et industrialisation.
- Time‑to‑market : passage R&D → série sur la même plateforme, sans changer de philosophie procédé.
Exemples d’empilements (illustratifs)
- Décapage RF → Ti (couche d’accroche) → Cu (fonctionnel) → PECVD (protection), sur verre.
- Décapage → Erbium (recto/verso) sur toiles inox avec retournement contrôlé.
Ces recettes démontrent la polyvalence de la LoadLock et la clarté de notre méthodologie. (Détails procédés disponibles sur demande).
Parlez‑nous de votre besoin
Vous souhaitez qualifier une couleur, renforcer la résistance d’une finition, ou explorer un revêtement fonctionnel spécifique ? Parlons substrats, géométrie, contraintes et cahier des charges : nous concevrons la recette PVD/PECVD la plus adaptée et la validerons sur notre LoadLock. Contactez‑nous ou rendez‑vous sur surcotec.ch.