PRINCIPE -----------------------------------------------------------------------------------------------------

Le principe consiste à placer les matériaux à traiter dans une chambre sous vide d'air, dans laquelle on injecte un gaz de procédé comme l'argon ou l'oxygène, etc. à basse pression (entre 0.01 et 1 mbar). Par l'apport d'énergie sous la forme d'un champ électrique dont la fréquence peut varier du continu jusqu'aux fréquences micro-ondes, le gaz se décompose partiellement : c'est l'état de plasma. Les espèces issues de cette décomposition sont formées d'ions, d'électrons et de radicaux divers.

Ces radicaux créés sont des espèces très réactives. Ils peuvent réagir entre eux et avec les surfaces environnantes dont celle du matériau à traiter. Ils ont donc une durée de vie finie à l'issue de laquelle ils sont recombinés ou sont retombés dans leur état d'énergie fondamental. Il en découle des réactions en surface qui conduisent à une modification fonctionnelle de celle-ci; ces réactions dépendant bien sûr du gaz de procédé utilisé.

Parmi les espèces générées par le plasma, on retrouve des métastables qui ont de longues durées de vie. Elles ont donc un "rayon" d'action très grand. On peut ainsi traiter des pièces de grandes dimensions et de formes complexes.

On peut utiliser cette technique pour traiter des surfaces soit dans le plasma mais également en dehors; c'est le traitement en post décharge.

Le temps d'exposition peut varier de quelques secondes à quelques minutes selon le cas. La quantité de gaz utilisée lors de ces procédés est faible.

APPLICATIONS -------------------------------------------------------------------------------------------------

Les principales interactions entre les espèces générées par le plasma et la surface peuvent être classées en 3 catégories :

Le greffage :
De nouvelles fonctions chimiques spécifiques sont créées en surface par rupture de chaînes polymères, éjection de certains types d'atomes et greffage d'atomes connus pour leurs propriétés particulières et confèrent ainsi de nouvelles propriétés à la surface : oxydation, fluoration .... Ainsi l'énergie de surface se trouve totalement modifiée.

Les principales applications sont : Activation de surface: (énergie de surface > 65 mJ/m²) promotion de l'adhésion (polymères, céramiques, métaux.... ) avant collage, surmoulage, peinture... Traitement hydrophobe : énergie de surface <15 mJ/m².

La gravure et nettoyage :
Les espèces du plasma peuvent réagir avec les impuretés en surface pour les transformer en composés volatils. Selon la nature des gaz de procédé utilisés, il est possible de graver un bon nombre de matériaux.

Les principales applications sont :
Gravure de substrats dans l'industrie microélectronique
Nettoyage de finition de pièces polymères, métalliques, inorganiques …

Le dépôt de couches minces :
Certains radicaux du plasma viennent se " condenser " sur la surface du produit pour former une couche mince amorphe. Selon les gaz de procédés utilisés, la couche obtenue peut avoir des propriétés particulières : barrière à la diffusion de gaz, dureté, hydrophile…

Les secteurs d'applications sont multiples :
Emballage, optique, automobile, aéronautique, électronique, …