Brevet FR2153383A1 — publié le 19730504

lie proccdé de poinçonnage de circuit imprimés est largement utilisé et souvent préféré, no-ta.nment dans la production en série. C'est notamment le cas dans 1'industrie automobile par exemple où les circuits poinçonnés sont beaucoup utilisés, de préférence aux circuits attaqués de façon plus classique. Dans un procédé par exemple, le circuit imprimé est poinçonné à partir d'une feuille de cuiv#re revêtue drun#olle, placée au contact d'un substrat souple ou rigide convenable, de manière que, lors du poinçonnage du circuit, celui-ci soit légèrement associé au substrat. D'autres feuilles, par exemple d'aluminium, de nickel ou de "Monel" sont aussi utilisables. lie substrat peut etre formé d'une plaque de matière phénolique, d'une plaque de résine époxyde renforcée de verre, d'un film de polyester ou de polyimide. Après poinçonnage, la partie indésirable de la feuille est chassée de la plaque ou du film et le circuit restant est solidement associé au substrat au cours d'une opération ultérieure de laminage par des cylindres ou de pressage à l'aide de plateau à température et pression élevées. Ce procédé met en oeuvre un adhésif activé par la chaleur et un poinçon chauffé très coûteux, nécessaire pour l'as- sociation légère de la partie de circuit de la feuille au substrat lors du poinçonnage. lie coût du poinçon est élevé étant donné qu'il faut que celui-ci soit uniformément chauffé, tout en travaillant dans une plage étroite de tolérances pour la température maintenue qui peut atteindre une valeur comprise entre 120 et 2200C. Le prix est aussi accru par la durée ré- duite du poinçon à ces températures élevées. li'utilisation d'une colle activée par la chaleur est nécessaire au cours du procédé cité, car une telle colle d'une part colle instantanément ou légèrement lors du poinçonnage, puis peut assurer une association plus robuste au atours d'une phase ultérieure de laminage ou de pressage, assurant l'association robuste nécessaire au circuit final. L'invention concerne un procédé perfectionné de réali sation de circuits imprimés poinçonnés, mettant en oeuvre des colles de composition particulière pour l'association d'un circuit formé d'une feuille métallique au substrat de base, si bien qu'un poinçon non chauffé peut être utilisé au cours de l'opération de poinçonnage à la place des poinçons chauffés coûteux actuellement nécessaires pour l'association du circuit métallique au substrat. La colle utilisée est suffisamment collante à la température ambiante pour permettre l'association de la feuille au substrat, et elle possède un second niveau d'association à température et pression élevées, formant ainsi une liaison permanente entre la feuille et le substrat. Ce second niveau de collage est obtenu par durcissement ou cuisson, et n'est que potentiel lors du poinçonnage et du collage initial. Plus précisément, le procédé de l'invention comprend le poinçonnage de circuits imprimés à l'aide d'un poinçon froid, découpant la configuration du circuit dans une feuille, une colle étant appliquée à la feuille ou au substrat de manière à associer initialement la configuration du circuit de la feuille au substrat. La colle doit aussi avoir un second niveau d'association, développé au cours d'une phase ultérieure de laminage ou de pressage, si bien que le circuit final a de fortes propriétés de liaison. Une propriété nécessaire pour le circuit final est l'aptitude à l'association de la feuille métallique au substrat de façon suffisamment robuste pour empêcher que la feuille ne soit retirée, meme sous des contraintes modérées de cisaillement ou de retrait latéral, exercées sur le circuit.Celui-ci une fois qu'il est terminé peut aussi etre soudé, et dans ce cas la colle doit résister aux températures pouvant atteindre 2900C pendant de courtes périodes. lies colles spéciales utilisées selon l'invention ont d'excellentes caractéristiques d'association, une excellente résistance à la chaleur et assurent un collage à température ambiante, suffisamment pour assurer l'association initiale du circuit découpé dans une feuille métallique à un substrat convenable, 'ors du poinçonnage. Ces colles ont aussi un second niveau de collage à température et pression élevées, par exemple appliquées au cours d'un laminage ou d'un pressage ultérieur du circuit sur le substrat. Ce second niveau de collage peut être obtenu par mise en oeuvre du caractère thermoplastique de la colle ou par cuisson ou durcissement, qui n'est que potentiel lors du poinçonnage et du collage initial. On constate que trois types de colle donnent satisfaction pour la mise en oeuvre de l'invention. Dans tous les cas, la colle est déposée à partir d'une solution dans un solvant sur la feuille. Evidemment, la colle peut aussi être appliquée au substrat et non pas à la feuille, et cette variante fait aussi partie de l'invention. Dans les exemples qui suivent, la colle est revêtue à partir d'une solution dans un solvant, de manière que l'épais- seur de colle, après séchage, soit de 25 microns, sur une feuille de cuivre obtenue par électrodéposition et ayant un poids de 310 g/m2. lies substrats utilisés comprennent un film de polyester de 0,12 mm d'épaisseur, un film de polyimide de 0,12 mm d'épaisseur et une plaque rigide de polyester renforcé de verre de 1,5 mm d'épaisseur. La feuille est légèrement collée au substrat au cours de la phase de poinçonnage de ltopé- ration.Elle est ensuite collée au cours d'une seconde phase par laminage ou pressage entre 120 et 2000C, pendant un temps compris entre quelques secondes et une heure, à des pressions 2 comprises entre 4 et 70 kg/cm Dans le premier type de colles qui convient selon l'invention, on trouve des systèmes de résine thermoplastique qui peuvent être chauffés de manière à présenter des qualités collantes qui persistent pendant quelques minutes à quelques heures après refroidissement. Ces colles permettent la réalisation du poinçonnage avec un poinçon froid, car la colle a une adhérence suffisante pour associer légèrement la feuille métallique au substrat.On réalise des circuits satisfaisants à l'aide des systèmes collants suivants, par chauffage de la feuille revetue de colle entre 90 et 2000C pendant 30 à 60C se condes, à l'aide d'une lampe à infrarouge, la colle présentant les propriétés modérées de collage conservées lors du refroidissement, puis par refroidissement de la feuille à tem- pérature ambiante, puis poinçonnage d'un circuit à cette température, au contact d'un substrat choisi, et laminage du circuit sur le substrat, au cours d'une opération séparée de laminage ou de pressage. lies colles qui doImentXsatisfaction sont les suivantes (a) colle polyester vendue sous la marque "USM 7925" par USM Chemical Corporation, (b) mélange de 100 parties en poids de colle polyester vendue sous la marque "USM 7925" par USM Chemical Corporation et 10 parties en poids d'isocyanate vendu sous la marque "RC 829" par E.I. DuPont de Nemours & Company, (c) mélange de 100 parties en poids de colle polyester vendue sous la marque "USM 7925" par USM Chemical Corporation et 10 parties en poids d'un isocyanate vendu sous la marque "RC 805" par E.I.DuPont de Nemours & Company, (d) colle thermoplastique d'uréthanne du type vendu sous la marque "Estane 5703" par E.F. Goodrich Chemical Company, (e) mélange de 100 parties en poids de colle thermoplastique d'uréthanne vendue sous la marque "Estane 5703" par B.F. Goodrich Chemical Company et 8 parties en poids dtisocya- nate vendu sous la marque "R C 829" par E.I. DuPont de Nemours & Company. lie second type de colle comprend toutes les colles de la première catégorie auxquelles est ajouté un plastifiant, si bien que la phase d'activation par la chaleur n'est pas nécessaire ou peut tre réalisée à des températures comprises entre 65 et 1500C pendant 50 à 500 secondes.De tels systèmes représentatifs de mélanges de plastifiants avec les colles de la première catégorie qui sont suggérées sont les suivants (a) 100 parties en poids de colle polyester vendue sous la marque "USM 7925" par USM Chemical Corporation, 10 parties en poids dtisocyanate vendu sous la marque "RC 829" par E.I. DuPont de Nemours & Company et 3 parties en poids de diacétone alcool (b) 100 parties en poids de colle thermoplastique d'uréthanne du type vendu sous la marque "Estane 5703" par B.F. Goodrich Chemical Company, 8 parties en poids d'isocya- nate vendu sous la marque "RC 829" par E.I. DuPont de Nemours & Company et 5 parties en poids d'un plastifiant vendu sous la marque "RS 8U par Rohm & Haas Company. La troisième catégorie de collestsont les compositions qui durcissent ou qui sont cuites et qui ont cependant des propriétés de collage à l'état non cuit. Pour l'essentiel, ces colles ont une faible durée de conservation à l'état collant, variant entre quelques heures et quelques jours. Elles ne nécessitent pas d'activation, mais doivent etre utilisées pendant la période pendant laquelle elles collent. Des exemples de telles colles qu'on utilise avantageusement sont les suivantes (a) mélange de 100 parties en poids de résine acrylique vendue sous la désignation "56031" par E.I.DuPont de Nemours & Company et 8,6 parties en poids d'un durcisseur de résine époxyde vendu sous la marque Epon 828" par Shell Chemical Company ; (b) mélange de 100 parties en poids de résine polyester vendue sous la marque "USM 7966" par USM Chemical Com- pany, 40 parties en poids d'une résine époxyde vendue sous la marque "Araldite 4fi5" par Glba Co. Inc. et 12 parties en poids de durcisseur d'isocyanate vendu sous la marque "RC 829" par E.I.DuPont de Nemours & Company (c) mélange de 100 parties en poids de résine acrylique vendue sous la désiglation "56031" par E.1. DuPont de Nemours & Company 40 partie en poids de durcisseur époxyde vendu sous la marque "Epon 6084" par Shell Chemical Company et 15 parties en poids d'une résine polyamide vendue sous la marque "Versamid 100" par General Mills, Inc. (d) mélange de 100 parties en poids de polyester vendu sous la marque "USI 7966" par U95 Chemical Company et 15 parties en poids d'isocyanate vendu sous la marque "RC 805" par B.I. DuPont de Nemours & Company. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATI0N# 1. Procédé de réalisation de circuits imprimés poin çonnés du type comportant un circuit constitué d'une feuille métallique collée à un substrat, ledit procédé comprenant la mise en place d'une feuille métallique sur un substrat en feuille, la mise en place d'une colle sur l'une des feuilles, sur la face tournée vers l'autre feuille, la colle pouvant associer la feuille au substrat à température ambiante après d'une application / pression, et pouvant assurer une liaison accrue après application ultérieure d'une pression et d'une température élevées, le poinçonnage d'une configuration prédéterminée d'un circuit imprimé dans la feuille et l'association simultanée de cette configuration au substrat par application d'une pression par le poinçon, le retrait d'une partie ne constituant pas le circuit de la feuille du substrat, et l'application d'une température et dtune pression élevées au substrat et à la feuille fixée ayant la configuration du circuit, de manière à assurer une association entre le circuit constitué par la feuille métallique et le substrat, cette association étant supérieure à celle obtenue à l'origine par poinçonnage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle a des propriétés de collage activées par la chaleur, persistant pendant une courte période après refroidissement. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la colle est un système de résine thermoplastique chauffée à une température de l'ordre de 90 à 2000C pendant environ 50 à 600 secondes avant poinçonnage à température ambiante 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la colle est un système de résine thermoplastique contenant un plastifiant. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la colle est activée par préchauffage à une température comprise entre 65 et 1500C pendant 30 à 300 secondes environ. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle est du type qui durcit et qui a cependant des propriétés de collage à l'état non durci.