Brevet FR2006792A1 — publié le 19700102

La présente invention a pour objet des procédés de revêtement qui comprennent les étapes de pulvérisation, trempage, immersion etc...'de l'objet à recouvrir avec une substance de revêtement, la suppression de tout excès de substance de revêtement, et la fixation de ladite substance de revêtement par 5 l'utilisation d'étapes thermiques. Les procédés pour l'application de revêtement protecteur à des panneaux électroniques sont bien connues dans l'art antérieur. De tels revêtements en général, sont faits d'une substance résineuse ou plastique. Une telle substance est plus facilement appliquée en trempant le panneau de circuits dans une 10 solution de résine non traitée et ensuite en faisant tourner le panneau de circuits pour distribuer de façon uniforme la résine et pour supprimer tout matériau excessif, et ensuite en traitant la résine. Réciproquement, on peut appliquer le revêtement sur le panneau de circuits électroniques pendant qu'il est en train de tourner, obtenant ainsi le même effet. Les problèmes de cette 15 méthode particulière, sont que l'on applique au panneau de circuits électroniques des forces centrifuges qui peuvent avoir tendance à déloger les composants qui y sont montés. Similairement, il y a tendance à créer des revêtements excessifs sur les bords aigus du panneau à circuits et sur les objets du panneau à circuits. 20 D'autres méthodes de revêtement comprennent le trempage du panneau de cir cuits dans la substance de revêtement, et l'élimination de l'excèdent. Alternativement, la substance de revêtement peut être pulvérisée directement sur le panneau de circuits. Ces deux méthodes soulèvent des problèmes. Le procédé par pulvérisation peut ne pas recouvrir de façon adéquate le panneau de cir-25 cuits où les composants sont montés car le produit pulvérisé peut ne pas aller sous ou autour des composants montés. Similairement, il peut ne pas y avoir uniformité dans la procédure dë pulvérisation. Des revêtements uniformes par ce procédé sont difficiles. Comme pour le trempage, si une solution de résine très fine est utilisée,un revêtement inégal peut se produire, aussi bien 30 qu'un revêtement trop fin.Inversement, si un revêtement épais est utilisé, ce revêtement peut ne pas couler complètement sous et autour des composants montés sur le panneau de circuits, entraînant des domaines qui ne sont pas recouverts . En général, quelle que soit la méthode utilisée, la solution de résine est 35 généralement traitée par une étape thermique qui élimine le solvant, et poly-mérise le revêtement, permettant que le revêtement soit quelque peu étanche aux substances chimiques, et particulièrement à l'humidité.L'étape thermique favorise également l'écoulement du revêtement sur le substrat pour que le revêtement soit conforme. 40 De ces méthodes connues, la pulvérisation et le trempage sont les moins 69 05654 2 2006792 employés, car elles sont les moins susceptibles de produire le plus uniforme et le plus conforme revêtement protecteur. La combinaison du trempage plus la rotation, ou la rotation durant laquelle 1s revêtement est appliqué, est la méthode la plus communément utilisée. Les problèmes considérés ici comprennent 5 l'incapacité d'obtention des revêtements relativement épais, qui donne une plus grande assurance d'uniformité que les revêtements très fins, et les possibilités de détacher les composants montés sur le panneau de circuits par les forces créées durant l'opération de rotation. Similairement, pour les procédés de production, une telle technique de rotation qui nécessite le mon-10 tage individuel du panneau de circuits n'est pas particulièrement souhaitable. Ainsi c'est un objet de cette invention de permettre que les panneaux de circuits soient recouverts avec une substance de plastique de telle sorte qu'elle forme un revêtement conforme, d'une façon nouvelle. Un autre objet de cette invention est de minimiser la probabilité de 15 dommage aux composants se trouvant sur un panneau de circuits en minimisant la quantité de mouvements que le panneau de circuits est appelé à rencontrer dans l'application de revêtement. Un autre objet de cette invention est de permettre des techniques de revêtement pour la production en masse d'une façon peu coûteuse. 20 Un autre objet de cette invention est de permettre l'application de films en polyimide AI très stables sur un panneau de circuits électronique d'une façon simple. Ces objets et d'autres objets sont obtenus par le procédé de revêtement de cette invention. Ce procédé comprend en résumé le revêtement du substrat 25 à recouvrir avec une solution de matériau en polyimide AI ; la gélification de ladite solution en la mettant en contact avec un solvant tel que l'alcool benzylique j l'agitation dudit substrat pendant qu'il est en contact avec ledit solvant, par quoi le gel excessif est éliminé du substrat laissant un film mince conforme sur ledit substrat; le traitement'par la chaleur dudit 30 film pour former un film de polyimide conforme, et étanche sur ledit substrat. En général ledit substrat est un panneau de circuits électroniques et plus particulièrement, un1 panneau de type connu comme le module SLT. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront mieux dé l'exposé qui suit. • 35 Les panneaux de circuits électroniques comportent généralement des compo sants de circuit tels que des transistors, condensateurs, diodes, etc... Ces composants sont généralement de nature relativement fragile.- Dans un type particulier de panneau de circuits électroniques, connu sous le nom de-SLT module, de petits blocs semi-conducteurs, qui comprennent la diode ou lé transistor ou 40 un autre élément actif, sont montés sur la surface de substrat en céramique. 6905654 3 2006/92 Ces blocs semi-conducteurs sont très petits, de lfordre de, par exemple, 0,76 rrm de côté, et très fins, de l'ordre, de par exemple, 0,25 mm d'épaisseur. En conséquence, ces composants sont très fragiles. Après le montage de ces composants sur un module SLT, par exemple, il est 5 souhaitable de protéger ces composants et les circuits associés sur le module de la corrosion aussi bien que de la maladresse , qui pourraient détruire les contacts électriques ou le dispositif, ou le module lui-même. Une méthode habituelle de le faire est de protéger le module en recouvrant les surfaces de ce module supportant les composants actifs. Pour obtenir un bon 10 revêtement, il est nécessaire que les éléments actifs aussi bien que le module lui-même soient complètement enrobés dans ses zones actives avec le matériau de revêtement. Le revêtement par rotation fait généralement une grande quantité de dommage aux modules par perte ou autre dégradation des composants actifs qui y sont. 15 Le procédé de la présente invention comporte l'application d'un revête ment en polyimide à de tels modules SLT et, plus généralement à des panneaux de circuits ce qui élimine ce problème. Les matériaux polyimide-polyamides, sont stables à la température, et sont insensibles aux attaques chimiques de la plupart des corps chimiques. Ils sont de plus très résistants à l'humidité. 20 De tels matériaux sont donc très souhaitables comme substances de revêtement. Un tel matériau polyimide-polyamide est communément connu sous le nom de polyimide, AI, et est le matériau utilisé dans cette invention. Un tel revêtement peut être appliqué de la façon oui suit pour satisfaire aux objets de cette invention, c'est-à-dire un revêtement stable à la tem-25 . pérature qui peut être appliqué dans un procédé de production et qui résout les problèmes normalement rencontrés par les techniques de revêtement par rotation. De plus, bien que le revêtement soit suffisamment mince pour être conforme, il ne l'est pas au point d'être incertain. Cette méthode consiste essentiellement à dissoudre dans un solvant de 30 DMAC (di-méthyl-acidamide) entre 15 et 25% en poids d'une poudre de polyimide AI. Naturellement, un morceau à l'état solide pourrait être dissout dans le solvant, mais cela nécessiterait une durée plus longue de dissolution. Bien que ce domaine de 15-25% soit acceptable, il est préférable d'utiliser- une composition en poids de 20% de poudre de polyimide AI solide dissoude dans 35 le DMAC. Ce matériau a une consistance comme le miel et est de couleur ambre. Quand on travailla avec un module SLT, il faut protéger les broches de contact de tels modules SLT en les masquant, soit en enfonçant le module dans un support, soit par tout autre moyen de masquage. Le substrat est alors trempé dans la solution afin de revêtir les zones que l'on désire recouvrir. 40 Naturellement, on peut ainsi revêtir le module entier, ou juste les parties 69 05654 4 2006792 du modules, panneau de circuits, ou tout autre surface que l'on désire revêtir sur un module électronique, ou toute surface en général, La zone recouverte est considérée comme étant le substrat, pour facilité de définition. Après, trempage, on élimine l'excèdent. Toutes les bulles qui ont pu s'accumuler 5 sous un élément actif d'un module SLT par exemple, ont tendance à partir quand la solution est purgée. Un film d'épaisseur égal à 0,38-0,51 mm reste dès lors sur le substrat. Dans l'art antérieur, à ce stade, on fait tourner le module pour distribuer de façon uniforme le matériau de revêtement, et pour dégager les accumu-10 lations de dépôt qui se trouvent sous de tels éléments tels que les blocs et c'est à ce stade que se produit la plupart des dommages. Ainsi, pour éliminer les accumulations de dépôt sans recourir à l'effet de revêtement par rotation, on trempe alors le module dans un solvant qui provoquera la géli-fication du film. Le solvant causant la formation du gel doit avoir la proprié-15 té de faire gonfler le revêtement, mais ne doit pas dissoudre ce dernier, et doit permettre ainsi, par agitation dans le solvant, que l'excès de la solution de revêtement soit éliminé du substrat par mise en suspension d'un tel excès tel que les brins ou bulles. Une réalisation préférée pour un tel solvant est l'alcool benzylique mais cela peut être aussi du dioxane ou de 20 la cyclohexanone. Qn ne supprime pas toute la solution dans le solvant servant à la gélification, mais seulement l'excèdent. Un revêtement fin reste sur le substrat. Ce revêtement apparait comme un film laiteux translucide-transparent. Ce film est alors traité par la chaleur. Le traitement élimine les sol-25 vants du film, et l'on aboutit à un film de couleur uniforme sans irrégularité. Dans le cas du polyimide AI ci-dessus, le film a une couleur d'smbre après le traitement, alors qu'avant le traitement ledit film était de couleur laiteuse. Cette modification dans la couleur est aussi une indication montrant que le cycle des traitements est terminé. 30 De préférence, un tel cycle de traitement peut être d'une heure à 100°C, suivie par une heure à 150°C, suivie par trois heures à 175°C» Dans la réalisation préférée, de l'invention utilisons un traitement de trois heures à 100°C. Le revêtement final restant maintenant sur le substrat a une épaisseur 35 d'environ 5 à S microns, en regard, à une épaisseur de revêtement normal d'environ 2 à 4 microns. Ce revêtement composé d'un matériau colyinlde AI, est étancbe à l'humidité, renforce les liaisons des éléments actifs au module, réduit l'érrosion par poussière, st est en général résistant aux agents chimiques.Cette résistance aux agents chimiques est très importante quand on 40 ésire refroidir un tel ensemble de modules électroniques par utilisation d'un BAD ORIGINAL* 69 05654 5 2006792 réfrigèrent liquide. Ainsi, en résumé le procédé de revêtement selon l'invention comprend la fabrication d'une solution polyamide-polyimide par dissolution d'une résine polyimide AI dans un solvant DMAC s le trempage du substrat dans cette solution et l'élimination de l'excès ; la mise en contact de la solution avec un solvant 5 servant à la gélification, et l'agitation du substrat encore en contact avec un tel solvant servant la gélification pour éliminer le revêtement en excès afin de laisser un film fin de couleur laiteuse sur le substrat, et ensuite le traitement du film pour obtenir un revêtement final conforme par l'utilisation de chaleur durant des périodes données de temps. 10 Bien que la procédure de revêtement ait été décrite particulièrement pour des modules de circuits électroniques, il est clair que partout où un film de polyimide est désiré sur tout objet en général, une telle procédure comme celle que nous avons considérée peut être utilisée. De plus, bien que par simplicité le terme substrat ait été utilisé, un tel terme doit être 15 interprété corme signifiant la zone que l'on désire recouvrir, qui peut être inférieure à la surface totale d'un objet. Un tel substrat, différent des modules à circuits électroniques, peut aussi être constitué d'une bande métallique ou d'un câble sur lequel on désire placer un revêtement isolant ou protecteur. Une bande métallique dont la dis-20 tance entre les fils est de 1,27 ntm peut êtrerecouverte par ce procédé, sans remplir ou créer des ponts dans la toile. Par d'autres procédés, ceci est extrêmement difficile sinon impossible à obtenir. Des bobinages électriques délicats peuvent aussi être revêtus par le procédé de cette invention, quand il est nécessaire de les remuer peu. 25 Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède les caractéristiques essen tielles de l'invention, appliquées à un mode de réalisation préférée de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. 69 05654 6 2006792 REVENDICATIONS 1. Procédé pour obtenir un revêtement mince sur un substrat caractérisé en ce qu'on fait un revêtement d'un substrat avec une solution de 15 à 25% en poids de matériau polyimide AI dissout dans le diméthyl-acidamide en mettant en contact lddite zone avec ladite solution, on fait une gélification de la- 5 dite solution sur ledit substrat par mise en contact avec un solvant consistant d'alcool benzylique, de dioxane, et de cyclohexanone, on fait une agitation dudit substrat tout en mettant en contact ladite solution avec ledit solvant pour éliminer l'excès de ladite solution gélifiée afin de laisser un film gélifié mince recouvrant ledit substrat, et on fait un traitement du film 10 gélifié mince sur ledit substrat par chauffage dudit film à une température et pour une durée suffisante pour éliminer le dissolvant et pour amener ledit film à être sans irrégularité. 2. Procédé selon la revendication 1 où ladite solution comprend 20% en poids 15 de matériau polyimide AI dissout dans le diméthyl-acidamide. 3. Procédé selon la revendication 1 où ledit traitement comprend le chauffage dudit film gélifié sur ledit substrat durant un temps de trois heures è une température de 100°C. 20 4. Procédé selon la revendication 1 où ledit traitement comprend le chauffage dudit film gélifié mince sur ledit substrat durant une heure à 100°C, ensuite durant 1 heure à 150°C, et encore durant 3 heures à 175°C. 5. Un panneau de circuit électronique réalisé d'après le procédé de la reven-25 dication 1.