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FR2503977A1 - Procede de realisation d'une metallisation sur la tranche d'un support plat, et circuit electronique comportant un tel support - Google Patents

Procede de realisation d'une metallisation sur la tranche d'un support plat, et circuit electronique comportant un tel support Download PDF

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FR2503977A1
FR2503977A1 FR8107297A FR8107297A FR2503977A1 FR 2503977 A1 FR2503977 A1 FR 2503977A1 FR 8107297 A FR8107297 A FR 8107297A FR 8107297 A FR8107297 A FR 8107297A FR 2503977 A1 FR2503977 A1 FR 2503977A1
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Abstract

PROCEDE DE REALISATION DE CIRCUITS IMPRIMES OU DE CIRCUITS HYBRIDES EN MULTIPLE, DANS LEQUEL ON REALISE DES TROUS 1 SUR DES LIGNES 2 DE SEPARATION DES CIRCUITS, CES TROUS AYANT UN ESPACEMENT EGAL A CELUI ENTRE LES PISTES CONDUCTRICES 3 DU CIRCUIT, ET DES DIMENSIONS SENSIBLEMENT EGALES A LA LARGEUR DESDITES PISTES. LES TROUS SONT METALLISES, ET AINSI, LORS DE LA SEPARATION DES CIRCUITS, ON OBTIENT DES METALLISATIONS SITUEES SUR LES TRANCHES ET ISOLEES LES UNES DES AUTRES.

Description

PROCEDE DE REALISATION D'UNE METALLISATION SUR LA TRANCHE
D'UN SUPPORT PLAT, ET CIRCUIT ELECTRONIQUE COMPORTANT UN
TEL SUPPORT
La présente invention concerne un procédé de réali
sation d'une métallisation sur la tranche d'un support plat
pour circuits électroniques. Elle concerne également un
circuit électronique comportant un tel support.
Ce type de support est employé dans l'industrie
électronique pour assembler et interconnecter des composants
électroniques. On trouve principalement deux types de sup
ports : des stratifiés porteurs de pistes en cuivre,
appelés "circuits imprimés", et des supports moulés et
frittés, en céramique, porteurs de couches minces ou épais
ses, résistives et conductrices, appelés "circuits hybri
des".
Les supports de ces deux types qui nous intéressent
ici ont la particularité de comporter sur leur tranche une
ou plusieurs métallisations localisées. Celles-ci ont pour
rle, par exemple, dans un support dit "substrat" destiné a
une imprimante thermique, et comportant à cet effet des
résistances chauffantes placées près du bord, de faire pas
ser le courant d'alimentation de ces résistances par la
tranche du substrat, ce qui permet de les placer en lisière
du support et qu'ainsi on puisse lire immédiatement les in
formations imprimées.
Des métallisations sur la tranche sont aussi parti
culièrement intéressantes dans le cas ot on insère un ou
plusieurs supports dans un autre, avec des connexions en
parallèle, par exemple au moyen du procédé décrit dans la
demande de brevet d'invention n0 2 442 570 de la Demande
resse,afin d'éviter l'emploi des pontets rapportés, repré- sentés avec la référence 9 dans les figures 1 et 2 de ladite demande, et également d'améliorer la fiabilité des soudures entre les deux supports.
Dans le cas des circuits imprimés ou des circuits hybrides à couches minces, les métallisations localisées sur la tranche sont réalisées, dans l'art antérieur, au moyen d'une attaque chimique épargnant certaines zones laquées,à partir d'une métallisation recouvrant toute la tranche. Malheureusement, les appareils pour l'insolation des laques photosensibles ne sont pas conçus pour opérer sur la tranche des supports, ce qui conduit dans la plupart des cas à déposer la laque à la main, par exemple avec un petit pinceau. Ce procédé est lent et imprécis et, de ce fait, on ne peut imaginer la réalisation de grandes séries de pièces.
Dans le cas des circuits hybrides à couches épaisses, le dépit des métallisations se fait par sérigraphie et, de même, il n'existe pas de machine pour sérigraphier la tranche des substrats.
Par ailleurs, il est d'usage général d'élaborer plusieurs supports à la fois à partir de grandes plaques qui sont découpées en fin de processus. C'est ce qu'on appelle travailler "en multiple".
Dans tous les cas, l'art antérieur ne permet, bien entendu, la métallisation des tranches qu'après avoir créé ces dernières en découpant les supports, c'est-à-dire a l'unité, support par support, ce qui entraîne un prix de revient élevé.
Le but de l'invention est d'obtenir des circuits comportant des métallisations localisées sur la tranche, réalisables en série de façon mécanisée et avec la possibilité de travailler en multiple.
L'idée de base sur laquelle repose l'invention consiste à créer à l'avance, c'est- & dire avant d'amener le substrat à sa dimension définitive, les parties métallisées de la tranche. Cette idée parait surprenante car on ne voit pas comment réaliser une métallisation sur une tranche non encore créée. La solution consiste à faire des trous, à les métalliser et à découper ensuite la tranche en passant par les trous.
Un procédé selon l'invention est ainsi notamment remarquable en ce que, dans un support de base plus grand que le support désiré, on réalise au moins un trou qui coupe une ligne imaginaire définissant le bord du support désiré, en ce qu'on métallise ensuite la paroi dudit trou et en ce qu'on amène enfin le support à sa dimension déf i- nitive par séparation d'avec le reste du support de base, le long de ladite ligne.
L'avantage de ce procédé est que l'on peut toujours travailler en multiple et que, dans le cas où le support comporte déjà par ailleurs des trous métallisés, on n'a pas à ajouter d'opérations au cycle normal d'obtention des métallisations du support.
Un moyen pour réaliser ladite séparation d'avec le reste du support consiste à effectuer une découpe mécanique du support de base.
L'avantage de ce moyen est la précision dimensionnelle obtenue pour le support.
Un autre moyen pour réaliser ladite séparation d'avec le reste du support consiste à effectuer une casse du support de base.
L'avantage de cet autre moyen est qu'il est très bon marché.
Dans le cas où l'on utilise ce dernier moyen, on crée avantageusement, avant d'effectuer ladite séparation, une pluralité de perforations de diamètre beaucoup plus petit que celui dudit trou, et disposées selon la ligne définissant le bord du support désiré.
Ainsi, lorsque l'on casse le support pour le ramener à sa dimension désirée, la fracture se fait le long de la ligne de perforations et est parfaitement définie.
Si le support de base est moulé, une autre disposition avantageuse consiste, lors du moulage du support, à le munir d'un sillon de fragilisation suivant ladite ligne.
Dans le cas de fabrication en grande série, ce procédé est particulièrement économique.
Dans une variante du procédé, on ne réalise pas de trous mais seulement une partie en retrait dans la tranche du support, on métallise l'ensemble de cette tranche et de la partie en retrait, après quoi on enlève une épaisseur de matière tout le long de la tranche en épargnant la métallisation dans la partie en retrait.
Dans le cas où, pour une raison quelconque, on préfère ne pas travailler en multiple, ce procédé est avantageux parce qu'il évite les problèmes de masquage par une laque ou de sérigraphie sur la tranche, tout en consommant très peu de la matière constitutive du support.
La figure 1 montre un support de base vu en plan, dans différentes variantes.
La figure 2 montre un support terminé vu en perspective.
La figure 3 montre à nouveau un support de base vu en plan avec une rangée de perforations.
La figure 4 montre partiellement un support de base moulé vu en perspective avec un sillon.
La figure 5 montre en perspective un assemblage de deux supports dont un au moins est réalisé selon l'invention.
La figure 1A représente un support plat 6 pour circuits électroniques, comportant des pistes métallisées 3.
Le support de base est plus grand que le support désiré.
En effet, la partie située sur la figure en-dessous de la ligne 2 sera supprimée ultérieurement, réduisant ainsi la dimension du support.
La figure 1B représente un autre support de base, dit multiple, contenant plusieurs supports unitaires qui seront séparés les uns des autres ultérieurement.
Dans ces supports de base, on a réalisé des trous 1 qui coupent une ligne imaginaire 2 définissant le bord du support désiré. La paroi de ces trous est ensuite métallisée par un procédé connu. Dans le cas où les supports sont des circuits imprimés, ce procédé consiste à créer une couche de métal, en général du nickel, par immersion dans un bain de métallisation chimique, puis à recharger électrolytiquement cette couche de métal en créant une couche, généralement en cuivre, de quelques dizaines de microns d'épaisseur. Cette couche est en contact électrique avec la métallisation qui, en général, existe préalablement sur la surface du support, ce qui permet d'une part l'amenée de courant pour la recharge électrolytique, et d'autre part la liaison électrique fonctionnelle entre les deux faces du support via la métallisation des trous.Les métallisations 3 sont délimitées ensuite par gravure dans la couche de surface cependant que les trous sont masqués par une couche de laque.
Dans le cas où les supports sont des substrats pour circuits hybrides en couche mince, un procédé connu pour obtenir des trous métallisés est très voisin de celui qui vient d'être décrit, le cuivre étant en général remplacé par de l'or.
Dans le cas de supports pour circuits à couches épaisses, un procédé connu consiste à disposer le substrat sur une plaque comportant, en face des trous du substrat, des orifices reliés à une source d'aspiration, puis à dépo- ser les conducteurs 3 par sérigraphie d'une patte conductrice. L'aspiration au travers des trous fait passer de la pate conductrice dans les trous dont la paroi est ainsi métallisée. Bien entendu, les supports sérigraphiés seront ensuite passés au four. Enfin, on amène le support à sa dimension définitive, en le-séparant d'avec le reste du support de base, le long de ladite ou lesdites lignes 2.
Dans le cas de la figure 1A, ceci supprime la partie 11. Dans le cas de la figure 1B, ceci sépare les substrats les uns des autres et supprime également la partie 11. La suppression de cette partie 11 entraîne une perte de matière que l'on peut éviter en adoptant la disposition montrée par la figure 1C où les circuits sont disposés "tête-bêche" deux à deux. Seulement une ligne de séparation horizontale sur deux est alors munie de trous 1. Par exemple, la ligne référencée 4 n'en comporte pas.
Pour obtenir le support unitaire de la figure 2 à partir d'un des supports de base des figures 1, on sépare chaque support d'avec le reste du support de base en découpant le support de base au moyen d'une scie ou d'une cisaille, ce qui met à jour sur les tranches la partie métal lisée.
On peut aussi, dans une variante, séparer ces supports en cassant le support de base. Pour obtenir une cassure nette et bien définie entre les trous 1, on a alors intérêt, avant d'effectuer ladite séparation d'avec le reste du support de base, à créer une pluralité de perforations 7 de diamètre beaucoup plus petit que celui du/ desdits trous 1, et disposés selon une ligne traversant le/ les susdits trous 1. Ceci s'applique principalement au cas des substrats pour circuits hybrides en céramique dans lesquels une telle rangée de perforations voisines est réalisée au moyen d'un laser, par exemple un laser à CO20
Une telle ligne de perforations est représentée en 7 sur la figure 3. Elle a pour effet que la cassure du support se produit le long de la ligne de trous.Cette ligne pourrait d'ailleurs ne pas être droite et on peut très bien souhaiter réaliser, par exemple, un substrat circulaire auquel l'invention peut tout aussi bien s'appliquer.
La figure 3 représente une ligne 7 qui est décalée vers le haut par rapport à l'axe des trous 1. Ceci a pour effet que les parties en retrait sur la tranche du support définitif sont moins concaves.
Dans le cas où les quantités à fabriquer sont importantes, on utilise en général un moule réalisé spécifiquement pour le circuit, et il est avantageux que ce moule engendre des supports de base munis d'un sillon de fragilisation suivant ladite ligne. Un tel sillon est représenté en 8 sur la figure 4. Il a pour effet que la cassure du support se produit le long du sillon. Il faut prendre des précautions lors de la gravure des métallisations 3, pour bien éliminer toute métallisation de l'intérieur du sillon 8. En restant dans le cadre de l'invention, on peut également utiliser un autre procédé pour réaliser un substrat du genre représenté sur la figure 2 dans le cas où on part d'un substrat non multiple, comme sur la figure 1A, et où l'on souhaite réduire au maximum la partie perdue 11.On peut alors creuser par un moyen mécanique quelconque une (ou des) partie en retrait, comme en 5 sur la figure 2, dans la tranche du support, métalliser ensuite l'ensemble de la tranche et de la partie en retrait par un moyen semblable à celui utilisé pour réaliser des trous métallisés, graver la piste 3, puis enlever enfin une épaisseur de matière tout le long de la tranche, par exemple au moyen d'une meule diamantée dont la pénétration est suffisante pour enlever le métal conducteur entre les parties en retrait, mais pas pour arriver au fond de ces parties en retrait, dont la métallisation est de ce fait épargnée.
La figure 5 représente un circuit électronique qui comporte un support plat 6, muni sur sa tranche d'une métallisation 5 obtenue par un procédé tel que décrit ci-dessus.
Un tel support permet, par exemple, à la piste 9 de traverser sans solution de continuité la fente du circuit 10 dans laquelle le support 6 est introduit, lorsque ce dernier est raccordé par soudure au circuit 10.

Claims (7)

- REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation d'une métallisation sur la tranche d'un support plat pour circuits électroniques, caractérisé en ce que, dans un support de base (6) plus grand que le support désiré, on réalise au moins un trou (1) qui coupe une ligne imaginaire (2) définissant le bord du support désiré, en ce qu'on métallise ensuite la paroi dudit trou et en ce qu'on amène enfin le support à sa dimension définitive par séparation d'avec le reste du support de base, le long de ladite ligne (2).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite séparation d'avec le reste du support de base est effectuée par une découpe mécanique du support de base.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite séparation d'avec le reste du support de base est effectuée par casse du support de base.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'avant d'effectuer ladite séparation, on crée en outre une pluralité de perforations (7) de diamètre beaucoup plus petit que celui dudit trou (1), et disposées selon ladite ligne (2) définissant le bord du support désiré.
5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le support de base est moulé, caractérisé en ce que, lors du moulage de ce dernier, on le munit d'un sillon (8) de fragilisation suivant ladite ligne (2).
6. Procédé de réalisation d'une métallisation sur la tranche d'un support plat pour circuits électroniques, caractérisé en ce que, dans un support de base légèrement plus grand que le support désiré, on réalise au moins une partie en retrait (5) dans la tranche du support, en ce qu'on métallise ensuite l'ensemble de cette tranche et de la partie en retrait, et en ce qu'on enlève enfin une épaisseur de matière tout le long de la tranche, en épargnant la métallisation dans les parties en retrait (5).
7. Circuit électronique caractérisé en ce qu'il comporte un support plat (6) muni, sur sa tranche, d'une métallisation obtenue par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
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