Éliminer les approximations au niveau de la production de cristaux industriels
Le saphir synthétique est monnaie courante dans la vie quotidienne, ses propriétés optiques, mécaniques, thermiques, chimiques et structurelles étant très appréciées dans un large éventail d’applications fascinantes. On l’utilise par exemple dans les glaces de montre-bracelet, les systèmes chirurgicaux, comme composant dans les applications militaires et aérospatiales ou comme substrat pour les composants électroniques à semi-conducteurs, tels que les diodes électroluminescentes (LED) blanches. Toutefois, malgré cette forte demande commerciale, il n’est pas si simple de produire ce matériau de manière reproductible avec le niveau de qualité le plus élevé. Grâce au financement du projet SAPPHIRO par l’UE, Scientific Visual a été en mesure d’identifier et de quantifier les défauts internes du saphir à des stades plus précoces du cycle de production qu’auparavant. Son nouveau système permet de remédier au manque de normes internationales de qualité, qui finit par susciter une certaine incertitude du côté des utilisateurs finaux quant à la qualité du produit qu’ils achètent ou vendent. Rendre visible l’invisible Scientific Visual a mis au point les tout premiers systèmes permettant d’identifier de manière fiable les défauts internes d’un saphir non poli. Le nouveau scanner de contrôle de qualité automatisé, baptisé SapphiroScan™, visualise et analyse les défauts de volume, notamment les bulles, les fissures, l’opacité, les inclusions et les distorsions du réseau dans le saphir brut. Cette technologie est idéale pour identifier les imperfections des verres de montre, des lingots et des plaquettes en saphir avant et après polissage. «SapphiroScan™ s’appuie sur la correspondance entre les indices de réfraction de différentes substances liquides et solides pour améliorer la transparence globale. Ces données sont combinées à un logiciel de tomographie et de traitement d’image qui permet de restituer en 3D les défauts détectés. Cette nouvelle technologie d’inspection automatisée est non destructive et permet de cartographier avec précision tous les défauts, quels que soient leur type, leur taille et leur emplacement dans les cristaux industriels», explique M. Ivan Orlov, fondateur de Scientific Visual. Il est important de noter que cela permet aux fabricants de savoir à l’avance où se trouvent les défauts et de décider en conséquence de la meilleure façon d’exploiter le matériau. Des gains de temps et d’argent Les cristaux industriels, comme le saphir et le carbure de silicium, possèdent une dureté remarquable, proche de celle du diamant, ce qui rend difficile des productions de grande qualité en grandes quantités. Des machines de découpage, de meulage et de polissage coûteuses sont utilisées du matin au soir afin de produire l’objet final. «Actuellement, la recherche de défauts dans les plaquettes de semi-conducteurs, les verres de montre ou de caméra de smartphone n’est effectuée qu’après avoir terminé le traitement et le polissage. Étant donné qu’environ 10 à 15 % des verres de montre sont rejetés après traitement pour cause de défauts, une usine classique de production de saphir gaspille au moins une demi-journée par semaine à polir les pièces rejetées», explique M. Frédéric Falise, directeur des opérations de Scientific Visual. SapphiroScope™, un autre système d’inspection, détecte les défauts du saphir pour l’industrie des semi-conducteurs avant son meulage et son polissage, garantissant que seuls des matériaux de haute qualité puissent entrer dans la chaîne de valeur des LED. Le scanner permet non seulement aux matériaux de répondre aux normes de qualité, mais réduit également les délais et les coûts de production. Il offre une alternative rapide et très rentable au contrôle de qualité manuel, et permet d’augmenter le rendement de production ainsi que d’économiser jusqu’à 15 % des coûts d’exploitation industrielle globaux. Combinés avec la métrologie et l’inspection des plaquettes, l’examen, l’analyse et la classification des défauts s’avèrent essentiels pour la production de cristaux, en permettant de surveiller et de contrôler la qualité des étapes successives de la séquence de fabrication des cristaux. Scientific Visual aspire à redéfinir les pratiques actuelles du marché en matière de traitement des cristaux synthétiques, en faisant de sa technologie révolutionnaire un standard inter-applications mondial à l’échelle industrielle. D’ici 2022, sa technologie permettra de réduire de moitié le taux de défectuosité des cristaux industriels. Grâce à la technologie de Scientific Visual, l’augmentation du rendement en cristaux permettra d’accélérer la production électronique, en particulier pour les secteurs des énergies renouvelables, des véhicules électriques et des LED. La société est disposée à s’associer à d’autres acteurs industriels pour céder sous licence sa technologie dans des marchés verticaux spécifiques, comme l’optique de précision ou l’inspection des verres et des céramiques pour laser.
Mots‑clés
SAPPHIRO, saphir, défaut, Scientific Visual, SapphiroScan™, cristal industriel, scanner, semi-conducteur, montre, rubis, fluorite, SapphiroScope™
