Brevet FR2412227A1 — publié le 19790713

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un module électronique pour pièce d'horlogerie. le soudage des composants des modules électroniques s'effectue, le plus généralement, par addition de matière, le plus souvent d'étain. l'opération est délicate engendre le risque que de l'étain se répande sur le module, et ne permet pas#d'obtenir une soudure très résistante, ce qui est d'autant plus gênant que les composants électroniques du module ne sont retenus sur le substrat de celui-ci que par le soudage de leurs connecteurs électriques aux connecteurs électriques dudit substrat. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvenients. A cet effet, suivant l'invention, on ménage dans le substrat du module des ouvertures situées en regard des emplacements où des soudures doivent être effectuées, on appose sur au moins une partie dudit substrat une couche métallique électriquement conductrice recouvrant lesdites ouvertures, on élimine ladite couche métallique là où sa présence n'est pas désirée, réalisant ainsi le réseau des conducteurs du module, on met en place les composants du module sur le substrat, les parties desdits composants destinées à être soudées auxdits conducteurs du module reposant sur ceux-ci en regard desdites ouvertures, et on soude électriquement lesdits composants aux conducteurs du module en utilisant, pour chaque opération, deux électrodes dont l'une traverse l'ouverture correspondante du substrat et qui sont mises en contact avec les deux éléments, respectivement, à souder l'un à l'autre, réalisant ainsi le soudage par électrocompression. Le dessin illustre, à titre d'exemple, un mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. les figures 1 à 4 sont des vues en plan d'un tronçon de film souple dans quatre phases différentes du processus de fabrication des modules. la figure 5 est une coupe d'un détail du module à plus grande échelle. La figure 6 représente, schématiquement, un stade particulier de la fabrication du module et de l'appareillage nécessaire utilisé à ce stade de la fabrication. La figure 7 est une vue en plan, à plus petite échelle que les figures n à 4, d'un tronçon de film souple au stade de la fabrication représenté à la figure 4. la figure 8 est une vue en plan d'un module électronique pour pièce d'horlogerie, terminé, obtenu par la mise en oeuvre du présent procédé. la figure 9 est une coupe d'un détail du module, à plus grande échelle. La figure 10 est une vue en plan d'un détail du module, également à plus grande échelle, et La figure Il est une coupe d'un détail du module à l'échelle de la figure 9. Selon. le présent procédé, on utilise un film en matière plastique 1, souple et mince, son épaisseur étant de l'ordre de 50 à 125 microns, muni latéralement de deux séries de perforations 2, à l'instar d'un film cinématographique, permettant d'assurer son avance, pas à pas, au cours du travail, à l'aide de roues dentées de l'installation, dont les dents s'engagent dans lesdites perforations, celles-ci permettant également de déterminer avec précision la position du film dans les différents postes de travail de la ou des machines servant à la réalisation, en continu, des modules. On ménage dans le film 1 des trous ou ouvertures 3, par découpage-étampage ou par voie chimique, par exemple, dont au moins une partie sont situés en regard des emplacements où le module terminé devra comporter des soudures reliant ses composants à des connecteurs électriques. il est à remarquer que, parmi ces ouvertures 3, l'une d'elles, désignée par 3a, est destinée à recevoir, ultérieurement, un circuit intégré. On appose ensuite par collage un ruban métallique mince 4, par exemple de cuivre, sur le film n laissant découvertes les zones voisines de ses deux bords longitudinaux où sont ménagées les perforations 2. Cette couche métallique 4 est destinée à former le réseau des connecteurs électriques du module, y compris, en 4a, la bride de la pile d'alimentation du module. la film se présente alors tel qu'illustré à la figure 1. L'opération suivante consiste à éliminer la couche métallique 4 là où sa présence n'est pas utile. Cette élimination s'effectue par voie chimique. il est à remarquer que, après élimination partielle, la couche métallique 4 continue de recouvrir certains des trous 3, qu'elle s'étend sous forme de deux bandes 4b audessus de l'une des ouvertures 3, désignée par 3b, et qu'elle forme des pattes 4c, dont une extrémité est libre, s'étendant au-dessus de l'ouverture 3a mentionnée précédemment. Le réseau des zones conductrices subsistantes a alors l'allure représentée à la figure 2. Lors d'une nouvelle opération de découpage-étampage qui pourrait, le cas échéant, etre réalisée en même temps que sont obtenus les trous et ouvertures 3 mentionnés précédemment, on découpe dans le film es ouvertures 5a destinées à recevoir ultérieurement des composants du module, ainsi que des ouvertures 5b qui sont des avant-ouvertures de séparation du module du film On place ensuite le circuit intégré (puce) 6 que l'on engage, nu, c'est-à-d#re sans connecteurs intermédiaires, dans l'ouverture 3a du film; on le fixe en soudant, par exemple à l'étain, ses "bumba",- c'est-à-dire les perles d'or ou d'étain 7 qui constituent les bornes de ce circuit, directement aux pattes 4c du ruban métallique 4 s'étendant au-dessus de ladite ouverture Ta. Ainsi, on évite d'avoir à munir le circuit 6 de conducteurs soudés auxdites perles (araignée), servant à la liaison avec la grille du module, comme cela est usuel. En d'autres termes on n'effectue que la liaison intérieure ILB (Inner Lead Bonding) et on évite la liaison extérieure OLB (Outer Lead Bonding), nécessaire avec les connecteurs intermédiaires. Comme le montre la coupe de la figure 5, l'ouverture 3a ménagée dans le film 1 pour recevoir le circuit intégré 6 est à peine plus grande que ce dernier de manière à empêcher que la goutte 8 de résine époxy que l'on place sur le circuit intégré 6 et les pattes de connexion 4c pour les protéger ne coule sous le film 1, mais qu'elle se maintienne, par capillarité, en 7a,entre la paroi du trou 3a et le circuit intégré 6, avant sa polymérisation. il est à remarquer que le circuit intégré pourrait ne pas etre engagé dans l'ouverture 3a mais entre placé sur le film en regard de celle-ci, ladite ouverture étant alors légèrement plus petite que le circuit et livrant passage à l'outil de soudate des pattes de connexion 4c. On place ensuite les autres composants du module dans les ouvertures respectives du film 1, à savoir la bobine 9 du moteur, avec son armature 10, un résonateur à quartz 11, un condensateur variable (trimmer) 12, permettant de régler la fréquence du résonateur, et une lame de contact 13. Les sorties des composants 9, Il et 12, constitués par des fils 14 dans le cas de la bobine 9 et par des pattes 15 et 16 dans le cas du résonateur Il et du condensateur 12, respectivement, sont soudées au réseau 4 des connecteurs. Il est à remarquer que chaque point de soudage se trouve situé en regard d'une ouverture ménagée dans le film, ce qui permet d'amener des électrodes 17 et 18 (figure 6) en contact respectivement avec la couche 4 de matière conductrice recouvrant l'ouverture 3 ménagée dans le film 1 et avec l'organe de sortie, par exemple une des pattes 15 )du résonateur, du composant du module. Le soudage s'effectue ainsi par thermo-compression. La lame 13, élastique, qui appartient à un contact électrique se fermant lors de la remise à l'heure de la pièce d'horlogerie, se soude directement à la couche métallique 4, à travers les deux trous 3 en regard desquels se trouve une de ses extrémités. le module est alors terminé, sinon qutil est encore attenant au film 1, lequel porte une suite de modules comme le montre la figure 7 où un court troBgon de ce film, muni de trois modules, a été représenté. il suffit alors, par une opération de découpageétampage, de supprimer les attaches représentées par les zones hachurées la de la figure 4 demeurant encore entre les avant-ouvertures de séparation 5a ménagées précédemment, pour séparer chacun des modules du film 1. le module terminé apparat tel que représenté à la figure 8. Grâce au fait que le ruban métallique 4 est flexible, de meme que le film 1, il est possible de plier le substrat du module de façon à l'adapter au relief de la platine du mouvement de la montre sur laquelle il est monté, ce qui évite d'avoir à plier les pattes des composants du module comme c'est'le cas avec les substrats rigides. C'est ainsi que, dans l'exemple de la figure 9, le résonateur à quartz 11 est placé au fond d'une creusure 19 de la platine du mouvement, désignée par 20, sur la face 21 de laquelle est appliqué le film 1 du module. On voit que le ruban métallique 4 est plié de façon à suivre le relief de la platine. il est à remarquer que, grâce à la forme spéciale de l'ouverture 3b (figure 10) en regard de laquelle s'étendent les pattes 15 du résonateur, le film 1 présente deux parties, désignées par lb et îc, qui sont séparées du reste du film et maintenues par le ruban métallique 4. lea deux parties subsistantes du film (figure 9) ont pour effet que le pliage du film ne peut s'effectuer qu'en des points bien déterminés de celui-ci. La figure 11 illustre le montage de la pile d'alimentation du mouvement d'horlogerie, désignée par 22, logée dans une creusure 23 de la platine 20, reposant sur le ruban métallique 4 coudé deux fois à angle droit en 4d et 4e de façon à se conformer au relief de la platine 20. Comme dans le cas précédent, le film 1 présente deux parties séparées du reste du film, désignées par ld et le, situées, la première, sous la pile 22, l'isolant ainsi de la platine, et, la seconde, sur la partie du ruban métallique 4 située entre les coudes 4d et 4e Grâce à cette disposition, ltemplace- ment des deux coudes est bien détermine. il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et l'on pourrait le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication C'un module électronique pour pièce d'horlogerie, caractérisé par le fait qui on ménage dans le substrat dudit module des ouvertures situées en regard des emplacements ou des soudures doivent etre effectuées, on appose sur au moins une partie dudit substrat une couche métallique électriquement conductrice recouvrant lesdites ouvertures, on élimine ladite couche métallique là o sa présence n'est pas désirée, réalisant ainsi le roseau des conducteurs du module, on met en place les composants du nodule sur le substrat, les parties desdits composants destinées àêtre soudées auxdits conducteurs du module reposant sur ceux-ci en regard desdites ouvertures, et on soude électriquement lesdits composants aux conducteurs du module en utilisart, pour chaque operation, deux électrodes dont l'une traverse l'ouverture correspondante du substrat et qui. sont mises an contact avec les deux éléments, respectivement, s. souder l'un à vautre, réalisant ainsi le soudoge par électro-comprasslon. 2, Procédé suivant la revendication l, caractérisé par le fait qu'on appose ladite couche métallique en fixant un ruban métallique, par collage, sur ledit substrat. 3. Procéda suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on utilise, comme ruban métalIiq#e, un ruban de cuivre, 4. Procédé suivant la -eevendication 1, caractérisé par le fait qu'on élimine la couche métallique préalablement apposée sur le substrat par singe chimique. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise, comme substrat, un film souple. 6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait Qu'on ménage, dans le substrat, pour au moins une partie des composants du module, des ouvertures dans lesquelles on engage lesdits composants, ces derniers presentant des connecteurs électriques dont les extrémités sont en contact avec la coucha métallique en des points situés en regard des ouvertures de soudage énagées dans le substrat.