Brevet FR2374730A1 — publié le 19780713

L'invention concerne les composants électroniques multi-couches, et plus particulièrement les condensateurs multi-couches. Sans enrobage ni fils de connexion, un condensateur multi-couches se présente comme un pavé de céramique frittée enfermant des plages conductrices internes ou armatures, généralement planes. Deux électrodes superficielles sont déposées sur la céramique, et chaque armature est normalement reliée àl'une des électrodes. Il est souvent nécessaire d'ajuster la capacité du condensateur à une valeur désirée. Un procédé connu à cet effet consiste à ajouter une armature supplémentaire sur la surface externe du pavé de céramique. La taille de cette armature est alors choisie, et éventuellement modifiée, pour obtenir la valeur voulue de la capacité. Ce procédé connu présente un inconvénient majeur l'existence d'une armature supplémentaire à l'extérieur de la céramique détruit la plupart des avantages de la structure multi-couches, ces avantages étant liés au fait que tous les conducteurs définissant les caractéristiques du composant sont noyés dans la céramique Le procédé de l'invention utilise une autre technique d'ajustement, suivant laquelle on creuse localement la céramique jusqu'à atteindre au moins l'un des conducteurs internes, de façon à le réduire partiellement d'une maniere prédéfinie. Au lieu d'ajouter un conducteur supplémentaire, on diminue donc la taille d'un ou plusieurs conducteurs existants. Après cela, le bord du conducteur atteint affleure sur le bord du trou dans la céramique, et il se produit une perturbation du champ électrique à cet endroit. La présente invention propose alors une technique d'attaque chimique sélective du matériau des conducteurs internes, qui permet de restaurer pratiquement le champ électrique dans son homogénéité initale. Dcnc, selon l'invention, on effectue les opérations suivantes a) creuser localement la céramique du composant pavé 3usqu'à atteindre au moins l'un des conducteurs internes de façon à en réduire la taille d'une manière prédéfinie, b) masquer à l'aide d'un revêtement résistant aux attaques chimiques les zones des électrodes superficielles, c) soumettre temporairement les composants, en milieu vibré, à l'action d'un réactif chimique attaquant le matériau des conducteurs internes, et d) démasquer les électrodes superficielles. Dans le mode préférentiel, l'opération d'attaque chimique comprend les étapes suivantes 1) immerger les composants dans la solution d'attaque chimique pendant un temps prédéterminé, 2) laver les composants dans un milieu de rinçage 3) les soumettre temporairement à l'action d'une solution tampon, 4) les laver à nouveau en milieu de rinçage, et 5) sécher lesdits composants. Très avantageusement, on effectue encore une opération supplémentaire consistant à reboucher le trou de la céramique à l'aide d'un matériau de bouchage de constante diélectrique voisine de celle de la céramique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement pour illustrer à titre d'exemple non limitatif un mode d'exécution de l'invention, et sur lesquels La figure 1 représente un condensateur multi-couches classique avant enrobage et sans fils de connexion, et les figures 2 à 4 représentent le même condensateur à différents stades du procédé de l'invention. Une première série d'armatures 11, 12 et 13, en palladium ou en platine, sont reliées à une électrode superficielle 10. Une seconde série d'armatures du même métal 21 à 23 sont reliées à une seconde électrode superficielle 20. Les différentes armatures sont séparées par des couches de céramique, et se trouvent noyées dans la céramique. On trouvera un procédé de fabrication d'un condensateur de ce genre dans les brevets français nO 70 19106 (publié sous le numéro 2 087 613) et n 70 19107 (publié sous le numéro 2 087 614). Si le condensateur doit servir comme composant discret, pour des circuits câblés, des fils conducteurs sont fixés aux électrodes 10 et 20, et le condensateur est muni d'un enrobage d'où ntémergent que ces deux fils conducteurs. Le procédé de l'invention St applique avant enrobage et avant pose des fils de connexion. L'enrobage d'un condensateur fait varier sa capacité, mais on sait prévoir cette variation. Et il sera supposé dans ce qui suit qu'on en a tenu compte pour définir la valeur désirée de la capacité. La première opération, illustrée sur la figure 2, consiste à creuser localement la céramique du condensateur pavé jusqu a atteindre au moins ltun des conducteurs internes de façon à en réduire la taille d'une manière prédéfinie. L'opération de creusement peut être effectuée soit au rayon laser soit avec un jet de -gaz charge en sable, soit d'une autre façon susceptible d'attàquer mécaniquement ou chimiquement à la fois la céramique et ses conducteurs internes. Par jet de sable ou laser, le trou obtenu est de forme générale conique ce qui apparat préférable pour la suite du procédé de l'invention. Sur la figure 2, l'éléctrode Il est largement entamée, et l'électrode 21 est un peu moins entamée au fond du trou 30. Ensuite, les électrodes superficielles 10 et 20 sont recouvertes par un matériau de masquage 31 et 32, respectivement. Le matériau de masquage peut être une résine de polyuréthane, et il peut etre appliqué sous forme d'un vernis polyuréthane du genre utilisé en galvanoplastie. On sait que ces vernis résistent à des agents d'attaque chimique violents comme eau régale. En servante, on peut utiliser une résine époxy, avantageusement chargée par un agent de remplissage siliceux, ou une résine fluorée, ou encore une paraffine. L'opération suivante est illustrée sur la figure 3. Elle consiste à soumettre temporairement le condensateur, en milieu vibré, à l'action d'un réactif chimique attaquant le matériau des conducteurs internes. Pour des électrodes en palladium, il est apparu convenable d'utiliser un réactif chimique comprenant essentiellement de l'acide nitrique concentré. Conviennent également le chlorure de fer, les halogènes, ou l'acide sulfureux en atmosphère humide, par exemple. Dans le cas d'électrodes en platine, est approprié un réactif chimique comprenant essentiellement de l'eau régale. Le meme réactif convient également aux électrodes en palladium. Pour le platine, on peut encore employer des cyanures, ainsi que des composés de plomb ou de fer en milieu réducteur. Comme on le voit sur la figure 3, après cette operation, le matériau constitutif des électrodes 11 et 21 est rongé sur une partie de sa longueur à partir du trou 30, ce qui fait que ce matériau n'affleure plus sur la surface du trou. Des "épargnes" sont ainsi créées selon l'invention dans le matériau des électrodes 11 et 21. il est apparu suffisant que ces épargnes soient de l'ordre de dix à vingt microns, pour que le champ électrique au voisinage des armatures Il et 21 recouvre son homogénéité initiale. Sur la figure 3, ces épar- gnes sont représentées sous la forme de minces échancrures 35; toutefois, comme l'épaisseur du matériau constituant les électrodes est très faible, ces épargnes ne devraient normalement pas apparaître si l'échelle était respectée. De façon à mieux contrôler l'action du réactif d'attaque chimique, il est apparu préférable que l'attaque chimique proprement dite soit précédée d'une opération de dégraissage, et suivie de plusieurs opérations de lavage, de l'action d'une solution tampon au pH neutre, ainsi que d'un séchage. On va décrire ci-après un:exemple d'une telle attaque chimique, dans le cas de l'eau régale, puisque celle-ci convient aussi bien pour le platine que pour le palladium. EXEMPLE Les pavés condensateurs utilisés forment une population de valeur moyenne 120pu, à +/- 20 (distribution tronquée à 20%). Par l'opération de creusement, tous les condensateurs ont été ramenés à 100 pF +/- 0,5%. Le traitement ultérieur des condensateurs est chaque fois effectué à la température ambiante, en milieu liquide soumis à agitation par ultra-sons (milieu vibré). a) pendant deux minutes, les composants ont été sousmis à l'action d'une solution d'acide acétique concentré, à des fins de dégraissage et dé-passivation de la surface. b) ensuite, les composants ont été immergés dans de l'eau régale constituée pour deux tiers d'acide nitrique et pour un tiers d'acide chlorhydrique. Le temps d'immersion est égal à trois minutes. c) plusieurs rinçages à l'eau ont été effectués à température ambiante, toujours en milieu agité par ultrasons. d) les composants ont ensuite été soumis à l'action d'une solution tampon, constituée d'acétate d'ammonium normal. Deux trempées de cinq minutes ont été effectuées en deux bains séparés. e) les composants ont ensuite été rincés à l'eau, et soumis à une légère élévation de température sous étuve. n- suite, les composants ont été soumis à l'action de l'acétone. Après le temps nécessaire à l'évaporation de celle-ci, les composants ont été passés à l'alcool. Après le temps d'évaporation de l'alcool, les composants se sont avérés pratiquement secs. Les épargnes ainsi réalisées dans les condensateurs étaient de 10 à 15 microns. il s'est avéré que les composants obtenus-après la mise en oeuvre du procédé décrit dans cet exemple pouvaient d'ores et déjà fonctionner avec un champ électrique homogène. Leur capacité finale est de 100 pF +/- 1%, l'accroissement de tolérance étant due aux aléas sur les épargnes de potection de l'invention. TOutefois, notamment lorsque les condensateurs sont destinés à être enrobés, il est apparu préférable de reboucher le trou. il s'est avéré satisfaisant d'utiliser comme matériau de bouchage un vitrocérame, c'est à dire un verre cristallisé à bas point de fusion, chargé en matériau diélectrique. Le matériau de bouchage qui a été utilisé est essentiellement composé de 55 à 650,4 en poids de borosilicate de plomb, 5 en poids d'oxyde de bismuth, et 30 à 40% en poids de titanate de baryum. La charge en titanate de baryum a pour rôle d'ajuster la constante électrique du matériau de bouchage à celle de la céramique. Le bouchage a été trouvé satisfaisant, dès lors qu'il ne laissait pas au niveau des épargnes et en général dans la céramique des alvéoles de dimension supérieure à 5 microns, dimension qui est précisément celle des trous que lton trouve normalement dans la céramique frittée des condensateurs multicouches. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée par le mode de réalisation décrit en détail, et s'étend à toute variante conforme à son esprit. Par exemple, à la place de l'acétate d'ammonium normal, on pourra utiliser un autre type de solution tampon au pH neutre. De même l'opération de dégraissage ou dépassivation peut s'effectuer à l'aide d'un autre agent de nettoyage que l'acide acétique. REVENDICATIONS 1. Procédé d'ajustement de composants électroniques multi-couches, tels que des condensateurs, se présentant comme un pavé de céramique frittée enfermant des conducteurs internes reliés à des électrodes superficielles, caractérisé par les opérations suivantes a) creuser localement la céramique du composant pavé jusqu'à atteindre au moins l'un des conducteurs internes de façon à en réduire la taille d'une manière prédéfinie, b) masquer à l'aide d'un revêtement résistant aux attaques chimiques les zones des électrodes superficielles, c) soumettre temporairement les composants, en milieu vibré, à l'action d'un réactif chimique attaquant le matériau des conducteurs internes, et d) démasquer les électrodes superficielles. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit réactif chimique comprend de l'acide nitrique. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le réactif chimique comprend essentiellement de l'eau régale. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le revêtement résistant est un vernis polyuréthane. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'opération d'attaque chimique c) comprend. les étapes suivantes - dégraisser et dépassiver les composants dans une solution de nettoyage, - immerger les composants dans la solution d'attaque chimique, pendant un temps prédéterminé, - laver les composants dans un milieu de rinçage, - les soumettre temporairement à l'action d'une solution tampon, - les laver à nouveau en milieu de rinçage, et - sécher lesdits composants. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la solution tampon comprend de l'acétate d'ammonium. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que l'étape de séchage comprend un passage à l'acétone, suivi d'un passage à l'alcool. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en outre par l'opération consistant à reboucher le trou de la céramique à l'aide d'un matériau de bouchage de constante diélectrique voisine de celle de la céramique. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit matériau de bouchage est essentiellement en vitrocérame, ou verre cristallisé, chargé en matériau diélec trique 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le-fait que ledit matériau de bouchage est essentiellement composé de 55 à 65% en poids de borosilicate de plomb, 5% en poids d'oxyde de bismuth, et 30 à 40% en poids de titanate de baryum.