Brevet FR2484183A1 — publié le 19811211

La présente invention concerne un procédé de fabrication de circuits imprimés, de préférence à voies conductrices très fines. On connaît déjà des procédés de fabrication de circuits imprimés mais ceux-ci ont certains inconvénients, Un inconvénient de la technique dite "sous- tractive' réside par exemple dans le fait qu'on est obli- gé d'éliminer de grandes quantités du revêtement du De- tériau de base après avoir réalisé le dessin des conduc- teurs. Il se produit en m9me temps une attaque par en dessous des traits conducteurs avec tous les dommages connus, qui sont d'autant plus graves et qui augmentant en pourcentage d'autant plus vite que les voies conduc- trices sont plus étroites. Ces phé'nomènes font donc obstacle à une miniaturisation plus poussée dans le cadre de la technique soustractive. D'un autre c8té, un inconvénient de la technique dite "additive" réside dans le fait que la matière risque de se déposer aussi, plus ou moins, sur les surfaces isolantes. Un autre inconvénient est que toute la plaque enduite d'un adjuvant d'adhérence doit ttre at- taquée chimiquement. Après avoir subi ce traitement hu- mide énergique l'adjuvant d'adhérence a des caractéristiques électroisolantes nettement plus mauvaises que celles d'une résine époxydique, ce qui, là encore, impose des limites étroites à la fabrication de circuits miniatu- risés, Il fallait donc trouver un procédé permettant de fabriquer des circuits imprimés tout en évitant les dép8ts métalliques adventices et, en m9me temps, tout en améliorant les caractéristiques électro-isolantes, Ce problème technique est résolu selon l'in- vention par un procédé du type décrit ci-dessus, carac- térisé en ce que le matériau de base est d'abord muni d'un dessin à trous correspondant au dessin des conduc- teurs en vue de la métallisation ultérieure des traits conducteurs à appliquer sur les deux faces de la plaque, puis il est enduit d'une couche d'un polymère photo- sensible, laquelle couche, après avoir été irradiée sélectivement et avoir été développée, laisse à nou- veau libresles zones et trous du matériau support qui, en tant que voies conductrices, yeux de soudure et connexions entre le recto et le verso de la plaque, sont munis d'une couche conductrice, de préférence métallique. Voici quelques formes d'exécution très appréciées de ce procédé: - pour donner de la rugosité à la surface de l'adjuvant d'adhérence, cela dans le but de réaliser un accrochage des couches métalliques à appliquer dans une opération ultérieure, on soumet à un début de dissolution par un solvant et/ou on attaque par un agent de mordançage, de préférence par un mélange sulfo- chromique (mélange d'acide sulfurique et d'acide chro- mique), les zones des supports isolants munis d'une couche d'adjuvant d'adhérence qui ont été mises à nu par irradiation et développement d'une couche en un photopolymère; - l'irradiation sélective est effectuée à l'aide d'une pellicule qui est appliquée directement par aspiration au moyen du vide contre la plaque per- forée et qui est irradiée à l'aide d'une lampe à rayons ultraviolets, ce qui permet d'obtenir une résolution élevée grfce à la faible réflexion de la lumière ultraviolette par l'adjuvant d'adhérence; - la couche de photopolymère irradiée sert de couche de réserve à l'égard du sulvant et de l'agent de mordançage; - les zones qui ont été mises à nu sous l'effet de l'irradiation et du développement de la couche de photopolymère sont munies, après avoir été activées, d'une première couche métallique déposée par voie chimique; - après la première métallisation la couche de réserve ("photoresist") est éliminée par un solvant, de préférence un solvant organique ou une solution aqueuse alcaline; - le dép8t non galvanique d'une couche de cuivre épaisse sur le dessin des conducteurs est réali- sé sélectivement sans masquage des zones de la plaque destinéesà servir de surface isolante. Le procédé qui fait objet de l'invention permet de fabriquer des circuits imprimés sans forma- tioin de déps métalliques inopportuns. Il. aen outre le grand avantage technique de permettre le dépOt de voies conductrices extrêmement fines, d'une largeur inférieure à 100 Vm, pour des circuits imprimés, alors que par les procédés courants il est impossible d'atteindre une telle finesse des voies conductrices. Un autre avantage important de ce procédé est que les surfaces isolées, du fait qu'elles sont recouvertes au cours de l'attaque chimique et de l'op6- ration d'activation, ne sont pas rendues rugueuses, et qu'un contact avec les solutions d'attaque et d'acti- vation est empêché. La résistance de l'isolement est donc supérieure d'au moins une puissance de dix par rapport au procédé dans lequel tout le fond adhérent est attaquée Par l'attaque sélective il se forme, dans la région des surfaces à métalliser, un dessin en creux des voies conductrices dans l'adjuvant d'adhérence. Ainsi le dépôt métallique est partiellement noyé de sorte qu'on obtient une protection supplémentaire des flancs des voies conductrices très fines. Comme matériaux de base convenant pour le procédé conforme à l'invention on pourra prendre par exemple une résine époxydique renforcée par des fibres de verre, du papier à résine phénolique, du papier à résine époxydique, le Plexiglas et d'autres matériaux recouverts d'un adjuvant d'adhérence approprié0 Le procédé conforme à l'invention est exécuté de la façon suivante. Le matériau de base, après les opé- rations de perçage et d'estampage usuelles, est revStu d'un photopolymnère sensible à la lumière ultraviolette. Après avoir ajusté au-dessus de la plaque perforée, avec une pellicule dessinée par un phototraceur, un dispositif de fixation nécessaire pour le réglage précis de la posi- tion,on aspire la pellicule directement au moyen du vide sans avoir recours à la feuille à vide usuelle, et on irradie au moyen d'une lampe à rayons ultravioletso Après l'irradiation, et après avoir respecté un certain temps de réaction pour provoquer le durcissement complet des zones touchées par lalumière, on effectue un développement, La couche d'adjuvant d'adhérence qui a été mise à nu est traitée par un solvant et est rendue ru- gueuse au moyen d'un agent de mordançage qui est un mé- lange sulfochromique. Après décontamination on effectue plusieurs opérations de rinçage et une activationo Après réduction ou accélération on effectue une métallisation d'arrêt. Dans une opération spéciale d'entraInement, effectuée par exemple à l'aide d'un solvant organique ou d'une solution aqueuse alcaline, on élimine le photo- polymère. Après décapage on procède à un cuivrage chi- mique sur une assez grande épaisseuro La plaque rincée est soumise à un recuit et elle est ensuite élaborée de la manière voulue. Pour l'exécution du procédé conforme à l'in- vention on peut utiliser: - des adjuvantsd'adhérence connus, par exemple des polymères d'ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène); - des photopolymères connus, par exemple des couches de réserve photopolymérisables à base de monomères éthyléniques; - des solvants connus, par exemple le diméthyl- formamide et/ou des hydrocarbures chlorés; - des agents de mordançage connus, par exemple le mélange sulfochromique, le permanganate de potassium, l'anhydride sulfurique et l'ozone; - - des activateurs connus, par exemple des activateurs métalliques, tels que des sels de palladium; et - des bains de cuivrage chimique connuso L'exemple qui suit illustre le procédé qui fait l'objet de l'invention. EXEMPLE: Uno plaque de conducteurs constituée d'une résine époxydique renforcée par des fibres de verre et rev8tue d'un adjuvant d'adhérence à base de caoutchouc nitrile et d'une résine époxydique est perforée et est débar- rassée, chimiquement et/ou mécaniquement, de la pous- sière de forage, elle est dégraissée et elle est séchée, On enduit ensuite la plaque d'un photopolymère, de ma= nière connue. On la recouvre d'un cache positif corres- pondant à l'image des conducteurs voulue9 puis on applique solidement ce cache sur la plaque en créant une dépres- sion. On expose alors à un rayonnement ultraviolet et ensuite, après un certain temps de réaction, on développe dans du trichloréthylèneo Cela fait, on fait gonfler dans un solvant l'image des conducteurs à métalliser que l'on a ainsi mise à nu et on rince à l'eau. On procède alors à l'attaque au moyen d'un mélange sulfochromique renfermant de 200 à 300 ml de H2S04 concentré par litre et de 10 à 100 grammes de CrO3 par litre. On rince à l'eau, puis on traite par une solution sulfurique de sulfate de fer(II), et on rince la plaque à l'eau. Après cela on active la plaque dans un acti- vateur usuel, par exemple à base de palladium. La prémétallisation est ensuite effectuée dans un bains de cuivrage chimique aqueux qui a par exem- ple la composition suivante s de 5 à 10 g/litre de CuSO405 H20 de 15 à 40 g/litre de tartrate de potassium-sodium de 5 à 10 g/litre de formaldéhyde de 5 à 15 g/litre de NaOH pH: 12,8. On rince les plaques à l'eau et on les sèche. On élimine le photopolymère de la plaque en traitant celle-ci par du chlorure de méthylène, on la décape dans une solution acidifiée par de l'acide sulfurique et on la rince à l'eau. Le dép8t de cuivre sur les traits conducteurs, les yeux de soudure et les parois des trous est ensuite effectué dans un bain de cuivrage chimique aqueux qui a par exemple la composition de base suivante s de 5 à 15 g/lithe de CuSO405 H20 de 25 à 40 g/litre d'acide éthylène-diamine-tétraacétique de 10 à 30 g/litre de NaOH de 5 à 10 g/litre de formaldéhyde avec, en plus, des stabilisants et mouillants usuels. On obtient une image de conducteurs de grande résolution, ayant une largeur de traits et une distance entre traits inférieures.à100 Vm et une épaisseur de couche correspondant à l'application. La solidité d'adhérence est supérieure à 1,6 N/mm et la résistance de l'isolement est de 1.1012o. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de circuits imprimés, procédé caractérisé en ce que le matériau de base est d'abord muni d'un dessin à trous correspondant au dessin des conducteurs en vue de la métallisation ultérieure des traits conducteurs à appliquer sur les deux faces de la plaque, puis il est rev8tu d'une couche de poly- mère photosensible, couche qui, après avoir été irra- diée sélectivement et avoir été développée, laisse à nouveau à nu les zones et trous du matériau support qui, en tant que voies conductrices, yeux de soudure et connexions entre le recto et le verso de la plaque, sont munis d'une couche conductrice, de préférence métallique. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'irradiation sélective est effectuée à l'aide d'une pellicule qui est appliquée sur la plaque perforée directement par aspiration au moyen d'un vide et qui est irradiée par une lampe à rayons ultraviolets. 3.- Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que, afin de rendre rugueuse la surface de l'adjuvant d'adhérence, cela dans le but d'améliorer la fixation des couches métalliques à appliquer lors d'une opération ultérieure, on soumet à un début de dis- solution par un solvant et/ou on attaque par un agent de mordançage, de préférence par un mélange sulfochromique, les zones des supports isolants munis d'une couche X d'adjuvant d'adhérence qui ont été mises à nu par irra- diation et développement d'une couche d'un photopolymère, - Procédé selon la revendication 1, carac- -térisé en ce que la couche de photopolymère irradiée et développée sert de couche de réserve à l'égard du solvant et/ou de l'agent de mordançage, 5." Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les zones mises à nu par l'irradiation et le développement de la couche de photopOlymère, après avoir été renduesrugueuseset avoir été activées, sont munies d'une première couche métallique déposée par voie chimique. 6.- Proc6dé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'après la première métallisation on éli- mine la couche de photopolymère par un solvant, de pré- férence un solvant organique ou une solution aqueuse alcaline. 7.- Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le cuivrage-non galvanique de l'image des conducteurs est effectué sélectivement sans mas- quage des régions de la plaque devant servir de:surfaces isolantes.