Brevet FR2268287A1 — publié le 19751114

La présente invention a pour objet un procédé pour ltobtention simultanée d'un cliché & d'une soie en vue d'impression sérigraphique plus particulièrement adaptée à la microéiectronique,sans toutefois limiter son application à celle-ci. La microélectronique utilise pour réaliser les circuits dits à couche épaisse le procédé à l'écran de soie appelé:sérigraphie; les circuits sont exécutés sur des plaquettes de cramiques,de silice ou d'alumine:on imprime dessus des réseaux conducteurs,rési:stifs ou iso lants,l'impression après cuisson reçoit une ou plusieurs couches avec cuissons intermédiaires.Ces circuits étant de petites dimensions, de l'ordre de 5 à 10 cms 2 ,nécessitent une très grande précision dtimpr- ession;on utilise pour celà des soies métalliques,néanmoins,l1élasti- cité du tissus provoque des défauts de repérage entre les différentes couches un autre inconvénient est de ne pouvoir imprimer que des petites surfaces,de plus, & celà est très important:la vulnérabilité du cliché;celui-ci est exécuté soit par report, soit par sensibilisation de la soie.Le report assure une définition plus grande- & évite ce que l'on apppelle:l1effet d1escalîer,l'obturation ne se faisant pas obligatoirement suivant la maille, Slalheureusement,les résines ou colloides utilisables n'ont qu'une résistance limitée,le passage de la raclette finit par user le contour.le procédé direct de sensibilisation de la soie permet des tirages plus importants mais la définition est très inférieure.La définition est de plus limitée par les dimensions des fils de la soie;si l'impression était parfaite,il n'y aurait pas continuité de l'impression:en effet,les fils feraient écran & joueraient le rôle d'un cliché,on imprimerait un véritable damier de carreaux non reliés ensemble jen réalité,la dimension relative de la maille est faible. Pour une soie de 165 fils/cm, llou- verture est de 24 microns & la surface libre n'est que de 15 %* On a souvent intérêt à donner une direction préférentielle à la soie, ce qui est impossible pour toutes les parties de l'image. La présente inventionremédie à ces inconvénients en permettant la réalisation simultanée du cliché & de la soie.La dite invention utilise des méthodes photographiques & photochimiques pour réaliser une image de l'impression à exécuter,cette image,conductrice du courant électrîque,permet par dépot électrolytique,puis par pelliculage llob- tention de l'ensemble soie-cliché La présente invention solutionne le problème de la dimension de la maille ainsi que son orientation préférentielle pour toutes les parties de llimage:on peutavoir des orientations très différentes sur le même cliché,on peut de plus,obtenir des dimensions & des rapports de mailles également très différents sur le même cliché. Un grand avantage de l'invention est la résistance de la soie-cliché celle-ci est celle du métal utilisé,la résistance aux agents chimiques encres,solvants est également celle du métal utilisé,on voit par conséquentque ces résistances sont considérablement plus grandes que celles de procédés classiques . Un autre avantage du procédé est la possibilité de pouvoir obtenir l'épaisseur de soie la plus favorable à une impression donnée. Les caractéristiques & avantages de la présente invention ressortiront davantage de la description qui va suivre de modes de réalisations préférés en liaison avec les dessins joints, ces modes de réali- sations étant à titre d'exemples non limitatifs. Exemplel. la figure 1 représente le dessin d'un circuit à grande échelle ( 10 par exempie > ,la Fig.2 sa reproduction photographique à l'échelle 5 en négatif, la fig.3 ce mEme négatif doublé d'une trame type hélio ,la fig.4 la reproduction à échelle 1 de cet ensemble, ce dernier film est copie sur un laminé recouvert d'une résine photosensible,la fig.5 reproduit en coupe le laminé constitué par un isolant verre-époxy 1 recouvert d'un cuivre 2,d'une émulsion 3 & le film 4,la fig.6 est la coupe du meme laminé après copie,dépouillement & gravure,on élimine l'émulsion à l'aide de trichloréthylène puis on recouvre par trempé le circuit de la solution suivante:: Albumine d'oeufs .............1 gre Eau ..............................100 ml. Bichromate d'ammonium 0,5 gr. après égouttage & sèchage,le circuit est exposé à la lumière pour insolubilisation,le laminé est porté dans une solution électrolytique de nickel de formule: Nickel sulfate ...................300 grs./l Nickel chlorure .................. 45 " Acide borique ............. 37,5 Sodium laurylsulfate ......... 0,2 intensité: 5 A/dm2 , température : 550 C. ce bain dépose 1 micron à la minute,il permet en faisant varier le temps de réaliser l'épaisseur désirée ( généralement de 70 à 150 microns,on pellicule ensuite la soie-cliché,la fig.7 représente en plan une telle soie-cliché.(pour la compréhension,l'échelle est grande) Exemple 2. La fig.8 montre très agrandie la soie-cliché; on procède comme pour l'exemple 1 mais après un premier dépot de nickel de 70 microns, on sensibilise à nouveau la soie-cliché à l'aide d'une résine photosensible du type XPR de Kodak puis l'on copie uniquement la trame sur les parties pleines,celà est automatiquement obtenu en supperposant la trame & 11 image positive du circuit & en copiant l'ensemble on obtient après dépouillement & gravure puis recharge électrolytique l'image en relief de la trame, (1 sur la fig.8);ces reliefs permettent sur la face impression un réglage très précis de la distance soie-substrat Exemple 3.La fig.9 représente une plaque d'acier inoxydable 1 recouverte d'une résine photosensible 2 représentée développée après exposition du positif du circuit,recouvert de sa trame,on dépose par voie électrolytique une couche 3 de nickel de 80- microns, ce nickel ne se dépose qu'aux endroits non protégés par la résine, puis on pellicule le nickel. Exemple 4. On procède comme pour l'exemple 3 mais on remplace la feuille d'inox par une plaque de dural ou d'aluminium,pour celà on opère un zincage chimique avant de déposer le nickel électrolytique Formule de zincage: Sodium hydroxyde 525 grs./l Zinc oxyde ............ 98 Ber(III) chlorure ; 1 Sodium potassium tartrate..10 " Exemple 5.La fig.10 représente en coupe une glace 1 recouverte d'argent 2 (c'est à dire un miroir sans tan) on coule sur l'argent une émulsion alcool polyvinylique-bichromate 3 puis oncopie le positif du circuit recouvert d'une trame ,on dissout l'argent non protégé par de l'acide nitrique,on décape l'émulsion à l'aide d'un solvant tel que la diméthylformamide ,on dépose ensuite par voie éleetrolytique une couche de cuivre de 100 microns Formule: Cuivre sulfate 250 grs./l acide sulfurique ........ 32 ml / 1 sodium laurylsulfate 0,2 grs./l Exemple 6. L'extreme précision du procédé permet la réalisation de résistances répondant à une fonction donnée:la fiov 11 représente une telle soie-cliché. -Exemple 7. Un support isolant ( verre époxy ou formophénolique) est recouvert d'une émulsion contenant un poison de métallisation il suffit d'incorporer 1 sodium hypophosphite 25 grs./l Nickel sulfate 25 t, glycine .......................... 5 " acide lactique ................... 35 ml thiourée ....................... 0,008 grs ./1 température 850C temps 12 minutes il faut au préalable sensibiliser le substrat dans la solution: étain chlorure ................... 2 grs./l palladium chlorure ............... 0,2 " acide chlorhydrique ..10 ml température 200C -temps 5 minutes après métallisation chimique on dépose par voie électrolytique 100 microns de cuivre puis on pellicule. Exemple 8. I1 est possible de déposer sur les soie-clichés obtenus par l'un quelconque des procédés cités plus haut,un métal plus résistant,chimiquement et / ou mécanique ment tel le rhodium Exemple 9. I1 est possible , grace à ce procédé de déposer sur les soie-clichés obtenus un métal encrauphobe tel le chrome vis à vis d'une encre grasse. Exemple 10.Le substrat est mordu dans unmêlange sulfochromique acide chromique .................. 75 grs/l acide sulfurique 250 température 300C temps 10 minutes puis sensibilisé & activé dans le bain étain-palladium cité dans l'exemple 7 , après sensibilisation & copie photochimique, on procède à undépot chimique de cuivre de 80 microns par un séjour de 8 heures dans le bain cuivre sulfate ................... 2 grs/l ETA 6 ammonium hydroxyde ............... 50 mls diméthylamineborane .* 4 grs/l thiourée ......................... 0,006 It:EXTDICdIC > NS 1.Procédé permettant l'obtention simultanée d'un cliché & d'une soie en vue d'impression sérigraphique essentiellement constitué d'une soie-eliché obtenu par déposition métallique (chimique ou électrolytique) sur un substrat partiellement conducteur & pelliculage du dit dépot. 2.procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les parties transparentes (ou imprimantes) de la soie-cliché sont constituées par une trame régulière. 3.Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les parties transparentes (ou imprimantes) de la soie-cliché sont formées par des trames irrégulières & d'orientations dérentes. 4.Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les parties transparentes de la soie-cliché répondent, grâce à un tramé sp4- cial , une fonction mathématique donnée. 5.Procédé suivant la revendication t & l'une quelconque des revendications 2,3,4 caractérisé en ce que le substrat de base est constitué d'un isolant recouvert d'une feuille métallique découpée photo chtmiquement. 6.Procédé suivant la revendication 1 & l'une quelconque des revendications 2,3,4 caractérisé en ce que le substrat est un métal sur lequel est déposé un masque isolant par voie photochimique. 7.Procédé suivant la revendication 1 & l'une quelconque des revendications 2,3,4 caractérisé en ce que la soie-cliché comporte une trame en relief dans les parties non imprimantes, ceci étant obtenu par double sensibilisation. 8. Procédé suivant la revendication 1 & l'une quelconque des revendications 2,3,4 caractérisé en ce que le substrat isolant est reeouvert d'une émulsion contenant un poison de métallisation chimique. 9Procédé suivant la revendication 1 & l'une quelconque des reven dications 2,3,4 en combinaison ou non avec la revendication 7 caractérisé en ce que la soie-cliché obtenue est recouverte d'un métal plus résistant mécaniquement & ou chimiquement encrauphobe vis à vis des encres à imprimer.