Cette UE regroupe l'ensemble des enseignements traitant des surfaces fonctionnelles, de la structuration de surface, de la fabrication collective, et des technologies associées. Les enseignements sont organisés en 4 parties.
STRUCTURATION de SURFACE et FABRICATION COLLECTIVE
Le cours illustre les applications de la structuration et fonctionnalisation de surface, de la fabrication collective, et les enjeux associés dans les domaines de l’énergie, des télécommunications, des technologies de l’information. Les évolutions majeures et leurs implications technologiques sont identifiées. On présente ensuite les grandes familles de techniques d’apport de matière (dépôt) et de prélèvement de matière (gravure), puis les technologies de localisation des apports et gravures (écriture directe, sérigraphie, lithographie, tamponnage, micro-nano impression), les stratégies de mise en œuvre, avant de détailler les modes d’organisation (process flow) et de description (process chart) d’une chaîne d’opérations correspondant à une filière complète de structuration/fabrication collective de surface.
PROCEDES d’ENDUCTION
Les principaux procédés d’enduction sont présentés : centrifuge (Spin Coating), par immersion (Dip Coating), par pulvérisation liquide (Spray Coating), par condensation de vapeur (CV ). Leurs avantages et inconvénients respectifs sont comparés pour plusieurs exemples modèles de couples Substrat / Revêtement.
PROCEDES à base de PLASMAS
Une introduction aux plasmas et aux concepts de base associés, en particulier la physique et la chimie des plasmas, est présentée. On décrit ensuite, de manière comparative, les principaux modes de génération de plasma et les différentes technologies permettant de mettre en œuvre des décharges plasmas et de les caractériser. Le cours s’attachera ensuite à décrire les grands domaines d’application des procédés plasma comme outil de modification chimique (fonctionnalisation, anodisation plasma, nitruration ionique, etc.), de gravure (dry etching, etc.), de dépôts de couches minces (polymérisation plasma, Magnétron, films minces extra durs, etc.), de dépôts par projection (alliages, couches minces, etc.) en s’attachant à des exemples d’application dans différents domaines innovants (dont la microélectronique, les nanopoudres, les applications bio, etc.).
PROCEDES CHIMIQUES
Les procédés utilisant les interactions chimiques pour la synthèse auto-organisée de couches minces ou pour le greffage, sur une surface, d’espèces moléculaires fonctionnelles seront présentés (techniques de greffage covalent ou ionique de revêtements macromoléculaires fonctionnels (brosses, pseudo-brosses, multicouches, revêtements réticulés). La chimie, la mise en œuvre et la caractérisation de ces couches macromoléculaires seront abordées.
Deux types de travaux pratiques sont prévus :
- INITIATION AU TRAVAIL EN SALLE BLANCHE (d’une journée de travail en salle blanche)
Les étudiants réaliseront toutes les étapes du cycle complet de fabrication collective d’objets fonctionnels simples. Chaque groupe va préparer un substrat, réaliser une opération de dépôt, puis une opération de gravure localisée par lithographie. On terminera par la caractérisation géométrique et fonctionnelle des composants réalisés sur la surface du substrat.
- MISE EN ŒUVRE DE PROCEDES A BASE DE PLASMA.
Une séance de travaux pratiques en groupe permettra de réaliser différents traitements plasma de fonctionnalisation, de polymérisation plasma, de décapage en réalisant la caractérisation des dépôts obtenus par angle de contact.
