Brevet FR2457588A1 — publié le 19801219

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication en série de circuits imprimés de faibles dimensions. Par circuit imprimé de faibles dimensions on entend en particulier un ensemble, appelé souvent module, qui est équipé de circuits intégrés ou d'autres composants et comporte un substrat isolant en tant qu'élément de base. Sur ce substrat sont apportées par impression, gravure ou analogue, les voies conductrices métalliques reliant les différents composants de circuit. Les substrats munis des voies conductrices sont souvent appelés brièvement prints, ou plaquettes imprimées, avant leur garnissage par des circuits intégrés ou d'autres éléments électriques ou électroniques. Des circuits imprimés de faibles dimensions sont utilises de plus en plus dans des appareils de mesure électriques, des protheses auditives, des calculateurs électroniques, des montres électroniques, des commandes pour appareils photographiques, des microprocesseurs, ou en tant que composants d'appareils électroniques compliqués tcommandes de machines, etc.). En général, les dimensions de telles unités de circuit ne dépassent pas environ 10 cm. Des unités ou ensembles types de ce genre présentent des longueurs et largeurs comprises par exemple entre 1 et 4 cm. Il est connu de fabriquer de tels circuits imprimes en munissant d'abord une bande ou ruban rigide en matiere isolante de haute qualité des voies conductrices ou conducteurs. Puis les plaquettes imprimées juxtaposées et identiques les unes aux autres peuvent être obtenues par estampage. Ceci signifie qu'elles restent en premier lieu reliées à la bande. Les plaquettes imprimées non encore séparées peuvent apres d'autres opérations éventuelles (nettoyage ou analogue) être équipées d'un circuit intégré ou d'autres éléments de circuit. Au cours de ces autres phases opératoires, la bande formant substrat sert d'élément porteur et de gabarit de positionnement pour les plaquettes imprimées. Afin de permettre un travail rationnel lorsqu'un tel gabarit formant substrat, préparé de façon à présenter des plaquettes imprimées, est introduit dans une machine à équiper les plaquettes imprimées ou à réaliser-des connexions, les plaquettes imprimées doivent occuper une position prédétermi née par rapport au sens longitudinal de la bande. Cette posi tion doit dans la plupart des cas permettre de mettre une microplaquette ou "puce" rectangulaire de circuit intégré en place de telle manière que deux côtés de la pièce soient paralleles à la direction longitudinale de la bande.Cette exigence se traduit souvent par une répartition défavorable des plaquettes imprimées et donc par un-mauvais degré d'utilisation de la matière coûteuse constituant le substrat, et ce d'autant plus qu'entre les plaquettes imprimées doit de toute manière, pour des raisons de fabrication, subsister une quan -tité relativement importante de matière. En effet, les pia- quettes imprimées doivent être espacées l'une de l'autre d'une certaine distance minimale afin de leur permettre d'être traitées sans incident lors de l'opération ultérieure consistant à les équiper, etc.D'autres difficultés peuvent se produire dans le cas de matières formant substrat relativement minces ou flexibles car un positionnement très exact au cours de l'o- pération consistant à équiper les plaquettes imprimées ou au cours de la réalisation des connexions est alors souvent im possible. La présente invention a notamment pour objet de remédier à ces inconvénients. La solution apportée à ce problème sui- tant la présente invention consiste en ce que les plaquettes imprimées, préparées par apport des voies conductrices d'une multiplicité de plaquettes sur un substrat plat en matière isolante, sont mises en place, après avoir été définitivement séparées des parties restantes du substrat, dans des découpes correspondantes d'un châssis de montage plat dans lequel elles sont retenues et positionnées dans une position prédéterminée en vue d'être équipées d'éléments de circuit ou de subir un autre traitement ultérieur. Grâce au fait que le traitement ultérieur des plaquettes imprimées, c1est-à-dire notamment l'opération consistant à équiper des substrats munis des voies conductrices, s'effectue à l'aide d'un châssis de montage recevant les plaquettes imprimées, alors que celles-ci ont été définitivement séparées de la bande formant substrat, on dispose de la possibilité de fabriquer des plaquettes imprimées avec une quantité de matière formant substrat aussi réduite que possible , et par suite, de diminuer considérablement leur coût de fabrication. La présente Invention concerne également un châssis de montage pour la mise en oeuvre du procédé. Suivant l'invention, ce châssis de montage, que lton pourraít également qualifier de gabarit de Xravailtest plat et présente des découpes orientées les unes par rapport aux autres pour la mise en place de plaquettes amSividuelles. A cet égard, il est avantageux pour la transformation des plaquettes imprimées en circuits imprimés proprement dits (plaquettes imprimées équipées d'éléments de circuit) que les distances entre les plaquettes imprimées ainsi maintenues soient sensiblement plus grandes que sur la bande formant substrat.Lorsque les plaquettes imprimées sont placées correctement dans le châssis de montage,elles occupent automatiquement la position la plus favorable après l'introduction du châssis dans la machine à équiper les plaquettes imprimées et/ou à réaliser les connexions L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation du procédé et du châssis de montage illustré au dessin annexé, dans lequel :: - la figure 1 représente une bande en matière synthétique comportant des plaquettes imprimées ou prints" préparés mais non encore complètement estampés - la figure 2 représente une bande en matière synthétique fondamentalement du mEme genre avec des plaquettes imprimées non encore estampées , ces plaquettes imprimées étant cependant le plus possible rapprochées les unes des autres ; - la figure 3 représente une partie d'un châssis de montage présentant deux découpes pour la mise an place de plaquettes imprimées; - la figure 4 représente une partie de châssis de montage correspondant à celle de la figure 3 et dans laquelle sont placées des plaquettes imprimées; ; - la figure 5 représente la mebme partie de chas ais de montage avec des plaquettes imprimées partiellement équipées; et - la figure 6 représente la partie de châssis de-montage Torrespcndant à celle des figures 3 à 5 et dans laquelle sont actées des plaquettes Imprimées complètement équipées. Il convient de noter dès le départ que la figure 1 se limite à l'état actuel de la technique et qu'il s'agit, comme d'ailleurs également en ce qui concerne les autres figures, de a fabrication de plaquettes imprimées, c'est-à-dire de circuits imprimés, pour montres à quartz électroniques modernes (par exemple des modules électroniques pour montres à quartz à affichage analogique).Les figures 2 à 6, par contre, illustrent le mode de réalisation pratique et les avantages du procédé suivant 11 invention et l'une des formes de réalisation possibles du châssis de montage Dans le procédé habituellement utilisé jusqu'à présent, on part en principe, comme représenté sur la figure 1, d'une bande en matière synthétique relativement rigide 1 dont l'épaisseur correspond à l'épaisseur du substrat des plaquettes imprimées prédécoupées désignées par 2. En tant que matière constitutive du substrat peut être utilisée une matière isolante de haute qualité comme par exemple une résine époxy. Sur chacune des plaquettes imprimées, dont# a périphérie correspond partiellement à la forme du calibre de montre, se trouvent appliqués plusieurs conducteurs 3 et une surface de contact 4. Cette surface de Contact est ultérieurement reliée au pôle positif de la pile et sert, entre autres, de protection électrostatique. Des repères de positionnement 5 sont poinçonnés à des intervalles réguliers dans les bords longitudinaux de la bande 1. Ces repères permettent une avance régulière dans la machine à équiper les plaquettes et la réalisation des connexions.Compte tenu du mode de fonctionnement de la machine à équiper les plaquettes imprimées (disposition des organes de travail, avance fixe pour chaque opération cadencée, etc.), il est normalement nécessaire que les plaquettes imprimées prédécoupées occupent d'une part une position bien déterminée par rapport à la direction longitudinale de la bande et se trouvent d'autre part à une distance bien définie les unes par rapport aux autres. Une distance minimale relativement importante est aussi nécessaire pour des raisons de stabilité. La figure 1 montre que dans le cas du procédé de la technique antérieure, le rapport de la surface des prints à la surface totale de la bande est relativement faible. Autrement dit, on se trouve en présence de chutes très importantes de matière formant substrat, ce qui augmente d'une manière non négligeable le cout de fabrication. Dans le procédé suivant l'invention, les conditions sont différentes. Du fait que le traitement ultérieur des plaquettes imprimées s'effectue à l'aide de châssis de montage, la position des plaquettes imprimées préparées les unes par rapport aux autres n'a pas besoin d'être prise en considération, permettant ainsi d'utiliser la matière formant substrat au maximum. Une comparaison des figures 1 et 2 permet de se rendre compte de l'économie ainsi réalisée. La bande la de la figure 2 est non seulement plus étroite que la bande de la figure 1, mais elle porte en outre sur une même longueur à peu près deux fois plus de plaquettes imprimées. Les plaquettes imprimées désignées également sur la figure 2 par 2 ne sont pas encore découpées, raison pour laquelle leurs contours sont représentés en pointillé. Pour le reste, ces plaquettes imprimées 2 sont identiques aux plaquettes imprimées de la figure 1. Elles sont en conséquence également munies de voies conductrices 3 et d'une surface de contact 4. Les perforations Sa sont nécessaires pour l'avance et pour permettre de respecter la position exacte de la bande formant substrat la lors de l'apport des voies conductrices métalliques. Le châssis de-montage 7 illustré partiellement sur la figure 3 est en forme de bande et se compose d'une matière plus résistance à l'usure ou plus rigide que la matière formant substrat utilisée pour la fabrication des plaquettes imprimées. Le châssis de montage 7 peut également présenter une épaisseur supérieure à celle de la matière formant substrat. Dans le cas de l'exemple représenté, le châssis en forme de gabarit est réalisé en tôle d'acier de même épaisseur que le substrat des plaquettes imprimées. I1 peut avoir une certaine longueur et recevoir par exemple douze plaquettes imprimées.A cette fin il présente douze ouvertures ou découpes 8 dont la forme diffère des contours des plaquettes imprimées mais est choisie de façon que les plaquettes imprimées 2 définitivement découpées se trouvent, après leur mise en place, positionnées d'une façnn très précise et immuable (voir la figure 4). Afin de faciliter la mise en place et assurer un positionnement impeccable, il est prévu des ressorts de flexion en forme de languettes 9 qui, faisant partie du châssis de montage et réalisées d'ure pièce avec celui-ci, exercent une action de serrage sur la plaquette im primée 2. On observe que les plaquettes imprimées 2 placées dans le châssis de montage 1 occupent la même position rela tive que les plaquettes imprimées non encore estampées repré sentées sur la figure 1.Les découpes 8 sont donc orientées les unes par rapport aux autres. I1 en est de même pour les repères de positionnement 10 exécutés par poinçonnage. Après la mise en place des plaquettes imprimées 2, les châssis de montage 7 sont par exemple introduits dans une machine dans laquelle les châssis 7 avancent de manière caden cée et les plaquettes imprimées sont équipées successivement d'une puce de circuit intégré 11 et d'un autre élément de cir cuit 12 qui peut être un condensateur ou analogue (figure 5). La puce 11 est en même temps collée sur la surface conductri c#-4.# L'opération de liaison, c'est-à-dire la réalisation de la connexion des petits fils de raccordement de la puce avec les voies conductrices, peut s'effectuer dans une phase opéra toire ultérieure. Cette technique de connexion est universellement connue. Enfin, la figure 6 montre de quelle manière le-châssis de montage peut encore remplir une autre fonction. Il est à cet égard supposé qu'une plaquette isolante 13 doit être collée sur les prints équipés, cette plaquette présentant une surface métallisée orientée vers l'observateur du dessin. Cette plaquette isolante dépasse chaque fois le print. Le fait de donner aux découpes 8 une forme appropriée adaptée au contour de la plaquette isolante 13, permet un positionnement exact de cette plaquette ou d'autres éléments. On pourrait également imaginer un châssis de montage présentant des éléments de positionnement additionnels pour faciliter l'opération consistant à équiper les plaquettes imprimées et il serait à cet égard tout à fait possible de fixer ces éléments sur le châssis. Les plaquettes imprimées ou prints devraient alors être mis en place et retirés par le cté inférieur du châssis. Dans certains cas, le châssis de montage pourrait être relié de manière amovible ou définitive à un "gabarit de garnissage" fixant la position des éléments de circuit. Le châssis de montage pourrait également être réalisé sous forme de bande sans fin. D'autre part, il n'a cependant pas obligatoirement besoin d'être réalisé sous forme de bande Selon le type des a#--chines de traitement ultérieur utilisées, il pourrait également être circulaire.De plus. il pourrait également présenter la forme géométrique d'une plaque rectangulaire présentant plusieurs rangées de découpes. I1 est concevable et dans certains cas particulièrement pratique de prévoir un châssis en forme de bande comportant deux rangées parallèles de découpes alignées les unes par rapport aux autres, les découpes de chaque rangée étant disposées géométriquement de façon#e#ntique par rapport au bord longitudinal du châssis situé directement .en regard d'elles. Outre l'avantage principal décrit de l'économie de matière, on obtiens en outre suivant l'invention un positionnement plus exact lors de l'opération de garnissage ou lors de la réalisation des connexions, car avant tout un châssis de montage en acier exécuté avec précision présente une exactitude dimensionnelle et une stabilité plus grandes que celles d'une mince bande en matière synthétique. Notamment dans la fabrication de circuits imprimées poar montres, est intéressante la possibilité offerte suivant la présente invention d'utiliser des châssis de montage identiques pour différents calibres, c'est-à#e l'utilisation de châssis nonaalisés présentant des dimensions identiques et des intervalles entre repères de positionnement identiques). Seuls le contour et/ ou les dimensions des découpes varieraient alors. L'adoption de cette mesure permet de rendre la fabrication encore plus simple et moins couteuse. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication en série de circuits imprimés de faibles dimensions par apport des voies oenductri- ces de plusieurs plaquettes imprimées ou "prints" analogues sur un substrat plat en matière isolante, caractérisé en ce que les plaquettes imprimées (21 ainsi préparées sont mises en place, après avoir été séparées définitivement des parties restantes du substrat, dans des découpes correspondantes (8) d'un châssis de montage plat (7) dans lequel elles sont retenues et disposées dans une position prédéterminée en vue d'8tre équipées d'éléments de circuit (11, 12) ou de subir un autre traitement ultérieur. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les voies conductrices (3) sont appu̇ées de telle manière sur le substrat que la surface disponible du substrat soit utilisée sensiblement au maximum par les plaquettes imprimées (2). 3. Châssis de montage ou gabarit pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est plat et présente des découpes (8) alignées les unes par rapport aux autres, pour la mise en place de plaquettes imprimées (2). 4. Châssis de montage suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est en une matière plus résistante à l'usure ou plus rigide que la matière formant substrat utilisée pour la fabrication des plaquettes imprimées (2) et/ou plus épaisse que la matière formant substrat. 5. Châssis de montege suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est en métal. 6. Châssis de montage suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est en forme de bande et présente, d'une part, au moins une rangée de découpes (8) orientées parallèlement les unes aux autres et destinées à recevoir des plaquettes imprimées (2) et, d'autre part, des repères de positionnement (10). 7. Châssis de montage suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il présente deux rangées parallèles de découpes alignées les unes par rapport aux autres et en ce que les découpes de chaque rangée sont disposées géométriquement de manière identique par rapport au bord longitudinal du châssis directement en regard d'elles. 8. Châssis de montage suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous forme de bande sans fin. 9. Châssis de montage suivant 11 une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que les découpes (8) destinées à recevoir les plaquettes imprimées (2) sont exécutées de façon à exercer une action de serrage élastique sur les plaquettes imprimées mises en place. 10. Châssis de montage suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est muni de ressorts de flexion (9) faisant saillie dans les découpes. 11. Châssis de montage suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les-ressorts de flexion (9) sont réalisés d'une pièce avec l'élément de base du châssis.