Brevet FR2344203A1 — publié le 19771007

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif électronique miniaturisé et un dispositif obtenu par ce procédé. Elle trouve une application dans la réalisation notamment de montres électroniques, de minicalculatrices, de circuits implantés pour applications médicales, etc... On connut de nombreux procédés de réalisation de dispositifs électroniques miniaturisés. Parmi les plus impor tants, on peut citer ceux qui utilisent des supports en céra mique et ceux qui font intervenir des circuits imprimés. Les procédés de fabrication de dispositifs électroni ques miniaturisés utilisant des#suoports en céramique consis tent essentiellement en la réalisation de couches épaisse obtenues par sérigraphie, a partir de pâtes conductrices et de pates isolantes, suivie d'une cuisson au four. Les inconvénients de ces procédés sont bien connus tout d'abord, la densité des dispositifs électroniques-qui peut etre obtenue est doublement limitée, d'une part par le fait que l'épaisseur du support en céramique ne peut descendre, pour des raisons mécaniques, en-Hessous d'une valeur limite de 11 ordre du millimètre et, d'autre part, par le fait que l'écartement entre les conducteurs ne peut descendre, pour des raisons d'isolement électrique, en-dessous d'une valeur de l'ordre de 0,3 0,4 mm. Ensuite, les croisements de lignes conductrices doivent obligatoirement se faire par changement de niveau, une ligne devant passer au-dessus ou en-dessous de celle qu'elle traverse.A chaque traversée, une place importante est perdue pour la métallisation des trous de connexion entre les dif férentes couches et le diamètre minimum de ces trous ne peut descendre pratiquement en-dessous de 0,5 mm environ Enfin si l'on dispose les composants électroniques sur les deux faces de la céramique, il est nécessaire, pour réaliser les liaisons électriques entre ces deux faces, d'effectuer des perçages qui posent des problèmes délicats d'usinage car ils ont un diamètre de l'ordre de 0,5 mm. En plus de tous ces inconvénients, le support en céra mique présente celui de conduire a un prix de revient relati vement élevé. Les procédés de fabrication des dispositifs électroni ques miniaturisés utilisant des circuits imprimés consistent essentiellement en la réalisation d'un support en verre époxy d'épaisseur d'environ 0,8 mm, gravé sur les deux faces, notamment par photogravure chimique Le support comporte des trous métallisés permettant d'établir une connexion électrique entre les deux faces. La densité des composants pouvant être obtenue dans un circuit réalisé de cette manière est sensiblement la même que celle des-circuits obtenus par le procédé précédent, mais le poids du dispositif est un peu plus faible et le prix de revient est abaissé. La présente invention a justement pour objet un procédé de fabrication de dispositifs électroniques miniaturisés qui permet d'augmenter la densité du circuit et, corrélativement, de diminuer son encombrement ; il conduit également à une diminution du prix de revient Le procédé de l'invention consiste essentiellement I répartis les éléments du circuit (microcomposant et/ou source d'alimentation, et/ou élément d'affichage) sur une pluralité de supports qui sont réunis entre eux par des liaisons souples les connexions électriques entre éléments appartenant à deux supports voisins sont réalisées par l'intermédiaire d'un microcable obtenu en collant des fils souples isolés sur la liaison souple qui réunit les supports.Lorsque toutes les connexions sont effectuées, le circuit peut être plié au niveau des liaisons souples de sorte que les différents supports munis de leurs éléments se trouvent repliés les uns sur les autres ; mais le circuit pourrait être simplement courbé, ou enroulé sur luimême, ou incurvé pour épouser la forme d'un objet, ou encore cambré, et d'une manière générale déformé pour lui donner une forme appropriée. De préférence, on réalise les connexions entre éléments d'un même support en collant également des fils isolés sur ce support. De préférence encore, on utilise, pour les supports, un matériau souple. L'invention a également pour objet un dispositif électronique miniaturisé obtenu par le procédé qui vient d'être défini. Ce dispositif comprend un circuit électronique formé de plusieurs# éléments interconnectés, notamment du cne microcomposant électronique et/o source d'alimentation et ou éléments d'affichage, et il est caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de supports sur lesquels sont répartis lesdits éléments interconnectés, des liaisons souples entre les supports, un microc#ble de connexion sur chaque liaison souple formé par des fils isolés souples collés sur la liaison, lesdits supports munis de leurs éléments interconnectés étant repliés les uns sur les autres au niveau des liaisons. De préférence, les connexions entre les éléments d'un même support sont également réalisées en fils isolés collés sur le support. De préférence encore, les supports sont en matériau souple. Un dispositif particulier conforme 1 l'invention consis- te en une montre électronique dans laquelle certains éléments du circuit, dont le dispositif d'affichage de l'heure, sont disposés dans le bottier, d'autres éléments étant disposés dans le fermoir, ces deux parties du circuit étant réunies entre elles par un microcêble réalisé en fils isolés souples fixés dans le bracelet. De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront mieux après la description qui suite d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un circuit électronique conforme à l'invention, avant le pliage des supports - la figure 2 représente le circuit de la figure préce- dente après pliage des supports - la figure 3 représente schématiquement une montre électronique obtenue conformément au procédé de l'inventicn. La figure 1 représente un circuit électronique constitué par des éléments 2 qui sont répartis sur une pluralité de supports A, B, C, réunis entre eux par des liaisons souples ree- rencées AB pour la liaison entre les supports A et B, et BC pour la liaison entre B et C. Les microcâbles 6 et 7 réalisant les connexions électriques entre les éléments 2 appartenant 1 deux supports différents sont obtenus en collant des fils souples isolés 8 sur les liaisons AB et BC.Les éléments 2, schématiquement représentés, peuvent être de nature quelconque et notamment consister en micro composants électroniques (circuits intégrés, résistances, condensateurs, self-inductances, etc ) et/ou en source d'alimentation (pile, etc ..., et'ou en liements d'affichage (cellule à cristaux liquides, tubes luminescents d'affichage alphanumérique, etc. De préférence, les connexions 9 entre eléments 2 d'un meme support sont également réalisées en collant sur ledit support un fil isolé. La réalisation de connexions par collage de fils isolés peut s'effectuer par tout procédé connu On peut utiliser notamment le procédé qui est décrit dans la remande c brevet n EN 7218676 déposée par le demandeur le 25 Mai 1972 pour Procédé d'interconnexion de microcomposants électroniques et circuit de mise en oeuvre dudit procédé, On peut utiliser également le procédé décrit dans le brevet américain 3 674 914 du 4 Juillet 1972. Selon une variante privilégiée, on peut utiliser une bande de film souple, par exemple du genre polyamide de la narque Kapton, que l'on perfore des deux côtés, comme dans le cas d'une pellicule de cinéma, ce qui permet d'obtenir une avance et un positionnement automatiques du film vis-à-vis de différents postes de fabrication La bande perforée est métal- lisée sur une face puis aravee de façon à réaliser des plots de fixation des composants On trace ensuite Les liaisons entre composants en utilisant des fils isolés. Les composants sont ensuite montés sur la pellicule munie de son circuit d'interconnexion et soudés par refusion d'étain sur les plots L'ensemble peut être testé par un système c; pointes.Un detcu- rage automatique vient ensuite séparer les circuits et leur donner leur contour définitif. Te poste de dépôt du fil peut se taire en utilisant plusieurs tètes en parallèle, chacune travaillant sur une bande déterminée La réalisation d'un circuit d'interconnection par cC. #taqe de fils souples isolés pré rente de nombreux avantages.En r ,r- ticulier, la densité d'interconnexion qui peut entre btepuc par ce procédé est grande Car les fils isolés ont un diamètre tres faible, de l'ordre de 40 microns et .e pas est également Lils faible, de l'ordre de 50 microns II en résulte que des cir- cuits très compacts et de faible volume peuvent être c'btenis. ce qui n'est pas le cas avec les procédés à support en céramique ou à circuit imprimé comme il a été indiqué plus haut. Un autre avantage de cette technologie à fil isolé tient au fait qu'il est possible de réaliser le câblage à l'aide d'une machine programmée, ce qui permet I l'utilisateur de modifier le circuit par simple changement de programme. Enfin, si l'on utilise un support souple, par exemple du type polyamide de la marque Kapton, on peut réaliser, dans une même opération, le tracé complet du circuit sur l'ensemble des différents supports et les liaisons entre les différents supports. Les microcêbles obtenus par collage de fils souples sont plats et très souples ; ils peuvent avoir, par exemple, de 1 à 2 mm de large et contenir environ 20 fils isolés par millimètre De part et d'autre des liaisons souples, ces microcables s'épanouissent jusqu'aux plots de connexion disposés sur les supports. Ces plots reçoivent 9 l'une des extrémités, le fil souple dénudé et à l'autre extrémité, le composant à connecter. L'un des avantages procuré par l'utilisation, selon l'invention, de liaisons souples associées à des microcâbles souples, est la possibilité de replier le circuit, comme il est indiqué sur la figure 2 Sur cette figure, le circuit de la figure 1 est représenté plié en trois parties, le pliage s'effectuant au niveau des liaisons souples AB et BC. Pour simplifier, les mêmes références sont utilisées pour les deux figures. Le pliage permet de diminuer l'encombrement du ci-cuit ; il est possible en particulier de disposer les composants de telle sorte qu'ils s'imbriquent les uns dans les autres lorsque le circuit est replié sur lui-meme > ce qui permet de réduire à son minimum l'encombrement du dispositif. Des trous peuvent être prévus dans les supports A, B, ou C, de façon à permettre éventuellement le passage d'un composant plus épais. Il va de soi que le nombre de supports du circuit de l'invention peut être quelconque, l'exemple de la figure 1 d'un circuit à trois supports, n'étant donné qu'à titre explicatif ; le circuit peut, en particulier, comporter plus de trois supports, notamment dans le cas de dispositifs électroniques miniaturisés très complexes devant remplir un grand nombre de fonctions, ce qui est le cas notamment des miniélectroniques, il semble qu'un nombre de supports de l'ordre de Lrois peut suffire. Un tel circuit comprend alors un quartz, un condensateur ajustable, un circuit intégré, des résistances, des condensateurs, un circuit d'affichage de l'heure et des piles. La latitude offerte pour la répartition des éléments du circuit, par l'utilisation d'une pluralité de supports reliés par des liaisons souples, permet, précisément dans le cas d'une montre électronique, de ne placer dans le boîtier de celle-ci qu'une partie des circuits électroniques, notamment l'élément d'affichage, afin de lui donner un encombrement très faible, les autres éléments du circuit pouvant être répartis I l'exterieur du boîtier et notamment dans le fermoir lie au bracelet, ces différentes parties du circuit étant électriquement reliées par un microcâble placé dans ou sur le bracelet. C'est ce qui est illustré schématiquement sur la figure 3 ot la montre représentée comprend un boîtier 10, comprenant notamment un élément d'affichage 12, un fermoir 14 à l'extrémité du bracelet 18. Les circuits disposés dans le fermoir sont reliés au boîtier par le microcàble 16. Dans ce cas, le pliage du circuit n'est pas total, car le bracelet ne fait qu'épouser la forme du poignet. Mais il entre dans le cadre de l'invention toute forme de pliage du circuit, conforme mément à la définition qui a été donnée plus haut. Cette grande liberté qui est offerte par l'invention, dans la disposition des différents éléments du circuit, laisse également toute latitude pour résoudre les problèmes d'ordre esthétique que le constructeur peut rencontrer s'il veut donner à la montre un aspect original et agréable, problelrtes qui ne sont pas négligeables pour ce genre de produits à grande diffusion. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un dispositif électronique miniaturisé comprenant un circuit électronique formé de plusieurs éléments interconnectes, notamment du genre microcomposant électronique et/ou source d'alimentation et/ou élément d'affichage, caractérisé en ce que : on répartit les éléments du circuit sur une pluralité de supports réunis entre eux par des liaisons souples, on effectue les connexions entre éléments appartenant I deux supports différents par l'intermédiaire d'un microc#le obtenu en collant des fils souples isolés sur la liaison souple réunissant les deux supports. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on replie les uns sur les autres les différents supports munis de leurs éléments interconnectés en pliant le dispositif au niveau des liaisons souples. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise les connexions entre éléments d'un même support en collant des fils isolés sur ledit support 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'on utilise, pour les supports, un matériau souple. 5. Dispositif électronique miniaturisé, comprenant un circuit électronique formé de plusieurs éléments interconnectés notamment du genre microcomposant électronique et/ou source d'alimentation et/ou élément d'affichage, ledit dispositif étant obtenu par le procédé selon la revendication 1 et étant carac térisé en ce qu'il comprend une pluralité de supports sur lesquels sont répartis lesdits éléments interconnectés, des liaisons souples entre les supports, un microcable de connexion sur chaque liaison souple, formé par des fils isolés souples colles sur ladite liaison 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits supports munis de leurs éléments interconnectés sont reliés les uns sur les autres au niveau des liaisons. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les connexions entre éléments d'un même support sont réalisées en fil isolé collé sur le support. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5, 6 et 7, caractérisé en ce qu'au moins l'un des supports est souple. 9. Dispositif électronique selon la revendication 5, du genre montre électronique, comprenant un bottier relié I un bracelet muni d'un fermoir, caractérisé en ce que le boîtier comprend au moins un support et ses éléments interconnectés dont un élément d'affichage, le fermoir comprend au moins un support et ses éléments interconnectés, les éléments du fermoir et les éléments du bottier étant électriquement connectés par un microcêble réalisé en fils isolés souples fixé dans le bracelet.