Brevet FR2531011A1 — publié le 19840203

REPRESENTATION GRAPHIQUE SUR UN SUBSTRAT TRANSPARENT ET SON APPLICATION A LA FABRICATION DE CIRCUITS IMPRIMES La présente invention est relative à une représentation gra phique sur une plaque de substrat transparent et à son application Particulièrement intéressante à un typon de fabrication de circuits imprimés. Les deux principaux domaines d'application de l'invention sont les suivants : le premier est celui de la fabrication en série, par procédé de photogravure, de circuits imprimés et le second est celui de la reproduction d'images ornementales, et dont il sera question à la fin de la description qui va suivre. Dans la première partie de cette description et qui concerne l'application de l'invention à la réalisation d'un typon de fabrication de circuits imprimés, par procédé de photogravure, vont être rappelées brièvement les différentes étapes d'un tel procédé, selon une méthode traditionnelle et vont être mis en évidence les prXn- cipaux inconvénients auxquels l'invention a pour but de remédier. Selon la méthode dite indirecte, sont utilisés dans un premier temps d'une part un support diélectrique cuivré, recouvert d'une couche photosensible par un procédé classique de laminage et d'autre part un film photographique représentant le circuit imprimé à réaliser. Ce film est constitué par un support milar recouvert d'une gélatine comprenant du Brome et des sels d'Argent. Le support cuivré photosensible et le film photographique sont mis en contact très intime dans un châssis à vide, ce qui constitue la première étape du procédé décrit. La seconde étape est l'insolation avec des lampes à rayons ultra-violet de l'ensemble support-film photo de façon à polymériser la couche photosensible aux endroits où elle n'est pas protégée par les parties noircies du film photographique c'est à dire aux endroits ne correspondant pas aux conducteurs. Ensuite on sépare le film photo du support cuivré. La troisième étape consiste à éliminer par un procédé de révélation chimique cette couche photosensible du support cuivré, là où elle n'a pas été polymérisée. La polymérisation a durci cette couche photosensible aux endroits insolés par la lumière, de sorte que les endroits qui n'ont pas été touchés par les rayons ultra-violet s'enlèvent facilement au passage dans une machine à pulvérisation. Dans une quatrième étape, on dépose de l'or ou de l'étain plomb sur le support cuivré au niveau des conducteurs à réaliser pour constituer le circuit imprimé. Ces métaux n'adhèrent pas sur la couche photosensible mais seulement sur le cuivre mis à nu aux endroits révélés par l'étape précédente. Lors d'une cinquième étape, on ôte les dernières traces de couche photosensible restant sur le support cuivré, par révélation chimique, l'or devenant alors une protection du cuivre contre cette attaque. Enfin, dans une ultime étape, une attaque chimique enlève le cuivre partout où il n'est pas protégé par l'or de sorte que l'on obtient un circuit imprimé dont les conducteurs sont constitués par du cuivre recouvert d'or, et déposés sur un substrat diélectrique. Ainsi, a été réalisé un exemplaire d'un circuit imprimé, ce procédé devant être répété autant de fois que l'on veut de circuits. Selon la méthode directe, le film photographique est le négatif du circuit imprimé à réaliser de sorte qu'au cours de l'étape d'insolation, la couche photosensible est polymérisée au niveau des conducteurs eux-nêmes. L'étape suivante de révélation chimique ôte la couche photosensible partout sauf aux endroits des conducteurs, cette couche protégeant ensuite le cuivre lors de l'attaque chimique. Ainsi, selon cette méthode, le circuit imprimé est réalisé par des conducteurs en cuivre déposés sur un substrat. Le principal inconvénient de ce procédé est la fragilité du film photographique, fragilité due essentiellement à la gélatine qui se raye très facilement. Or, la moindre rayure de cette gélatine, notamment sur ses parties noircies, entraîne un défaut de réalisation du circuit imprimé, défaut pouvant être très préjudiciable au bon fonctionnement du circuit. En effet, une rayure au niveau du tracé d'un conducteur entraîne sa coupure au niveau même du circuit. Si une rayure a été faite aussi sur les parties restées transparentes de la gélatine, cela entraîne la -création, au niveau du circuit cuivré, d'une portion de conducteur non désirée dans ce circuit. Ces rayures se produisent presque inévitablement lors des manipulations, manipulations d'autant plus nombreuses du même film photographique que le nombre de circuits imprimés a reproduire est grand. Etant donné le cout relativement élevé d'un film photographique, on est amené à corriger manuellement ces rayures, ce qui coûte également du temps et de la main d'oeuvre. Une solution envisagée pour résoudre ce problème des rayures a été de faire durcir les gélatines des films, en cours, de fixage photographique. Mais les résultats obtenus se sont avérés insuffisants pour résister valablement aux rayures mécaniques. Le but de la présente invention est de pallier ce gros inconvénient des rayures en réalisant un typon de fabrication à surface métallique non rayable. Pour cela, on réalise ce typon à partir d'une représentation graphique sur une plaque de substrat transparent, dont une caractéristique essentielle est qu'elle est constituée par une couche métallique opaque non payable, gravée sur une plaquette de substrat transparent stable géométriquement. Selon une autre caractéristique du typon, il est réalisé à partir d'une plaquette de substrat verre époxyde recouvert de cuivre. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui suit, illustrée par les figures 1 et 2 représentant la première, un typon de fabrication selon l'invention et la seconde, une représentation graphique ornementale. Le rôle du typon inventif représenté sur la figure 1 est notamment de remplacer le. film photographique dans le procédé de fabrication d'un circuit imprimé, décrit précédemment. Ce typon doit présenter les mêmes qualités de transparence et de stabilité géométrique que le film. En effet, il doit laisser passer lå lumière, en particulier les rayons ultra-violet tout en restant de dimensions parfaitement fixes de manière à reproduire exactement le circuit imprimé désiré. En effet le typon ne doit pas se dilater sous l'effet de la chaleur rayonnée par les lampes ultra-violet, ce qui modifierait les dimensions du circuit. Mais le typon, objet de l'invention présente une qualité très appréciable pour une reproduction très fidèle et aisée d'un grand nombre de circuits imprimés: il est non rayable. Selon un mode de réalisation préférentiel, représenté sur la figure I il est constitué par une plaquette de substrat transparent 1, composé de fibres de verre amalgamées dans une resine époxyde sur laquelle est gravée une couche métallique 2 - du cuivre par exemple - représentant le circuit imprimé 3 à reproduire. La résine époxyde permet d'obtenir un tissu de fibres de verre en les collant les unes aux autres, tissu qui reste transparent aux rayons ultra-violet et dont les dimensions restent stables à la chaleur provoquée par ces rayons. La couche de cuivre présente l'avantage très important de ne pas se rayer, donc de pouvoir etre manipulée aisément et sans risque un très grand nombre de fois. Ceci est par conséquent économique puisqu'un tel typon ne nécessite plus de retouche ou même d'être détruit. Il est réalisé par un procédé de photogravure classique selon une des deux méthodes décrites auparavant à partir d'un film photographique, identique à celui utilisé précédent, mais qui ne sert cette fois-ci qu'une seule fois. Afin de garder une bonne transparente, il est préférable que le support en substrat ne dépasse pas 2/10 mm d'épaisseur mais elle ne doit pas cependant être inférieure à 1/10 mm pour des raisons évidentes de fragilité par brisure. Pour obtenir la meilleure définition d'image possible, I'épaisseur du cuivre doit être d'environ 17 microns mais ces valeurs ne sont nullement limitatives. Avant l'étape d'insolation, il s'agit de parfaitement positionner le film photographique sur chaque support diélectrique cuivré photo -sensible qui servira à la réalisation d'un circuit imprimé ; pour cela, les typons photographiques de l'art antérieur ainsi que les supports cuivrés présentent des trous de localisation - autrement appelés locating - situés sur leur pourtour et que l'on fait coïncider aux moyens de pions mécaniques. La fragilité du film photographique fait qu'il se déchire au niveau des trous ne permettant plus très rapidement une bonne localisation. Le typon, objet de l'invention, présente lui aussi de tels trous 6, que l'on renforce par une métallisation déposée au cours de la fabrication.Ainsi, un nouvel avantage de ces typons est qu'ils permettent une très bonne localisation, tout au long de la fabrication en grande série de circuits imprimés. Le procédé de fabrication d'un circuit imprimé à partir d'un typon selon l'invention ne diffère du procédé classique précédem ment décrit que lors de la première étape. Il s'agit tout d'abord de réaliser le typon de fabrication selon l'invention à partir d'un film photographique puis de le mettre en contact avec le support cuivré dans un châssis à vide. Les autres étapes restent identiques à celles du procédé classique. Ainsi vient d'être décrit un nouveau typon de fabrication en substrat verre époxyde mince cuivré dont le but est de remplacer avantageusement les typons traditionnels en film polyester dont la couche gélatine est très fragile. Les défauts actuellement constatés sur les circuits imprimés réalisés traditionnellement par photogravure ont très souvent pour origine une rayure, si petite soit elle, provoquée en cours de fabrication sur le typon gélatine. Comme ces rayures ne sont pas toujours immédiatement détectable#s sur le film photographique, cela a pour conséquences soit de nombreuses retouches sur le circuit final soit même un produit fini refusé. Le typon selon l'invention est très fiable et reste intact pendant toute la fabrication en série d'un circuit imprimé puisque la couche métallique remplaçant la couche de gélatine est presque indestructible. Ce typon peut être nettoyé par des solvants comme le trichloréthylène pour enlever toute trace de couche photosensible qui serait restée collée par endroits, ce qui n'est absolument pas possible avec un typon gélatine. Le second domaine d'application de l'invention est la reproduction d'images ornementales comme le montre la figure 2. En effet, de telles représentations graphiques 4 de cuivre gravé sur un substrat transparent 5 peuvent faire l'objet de panneaux décoratifs ou d'abatjour à titre d'exemple non limitatifs. Leurs avantages sont la transparence du substrat laissant passer les éclairages, la solidité puisque le cuivre et le substrat résistent aux rayures et aux solvants et sont ininflammables. REVENDICATIONS 1. Représentation graphique sur une plaque de substrat transparent caractérisée -en ce qu'elle est constituée par une couche métallique opaque, résistante aux rayures mécaniques, gravée sur la plaque de substrat transparent géométriquement stable. 2. Typon de fabrication caractérisé en ce qu'il est réalisé à partir d'une représentation graphique sur une plaque de substrat transparent selon la revendication 1. 3. Typon selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est constitué par une plaquette de fibres de verre mélangées à de la résine époxyde, recouverte par une couche de cuivre. 4. Typon selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la plaquette est déterminée dans sa valeur maximale de façon à ce que le typon reste transparent à la lumière et dans sa valeur minimale de façon à ce qu'il soit résistant aux cassures. 5. Typon selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des trous 6 de localisation métallisés et placés sur son pourtour. 6. Procédé de fabrication en série d'un circuit imprimé par photogravure selon une méthode directe caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - fabrication d'un typon selon la revendication 2, à partir d'un film photographique négatif, selon un procédé de photogravure classique - insolation aux rayons ultra-violet de l'ensemble constitué par le typon et un support diélectrique cuivré, recouvert d'une couche photosensib#e; - élimination de la couche photosensible aux endroits non insolés - élimination du cuivre non protégé par la couche photosensible. 7. Procédé de fabrication en série d'un circuit imprimé par photogravure selon une méthode indirecte caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - fabrication d'un typon selon la revendication 2, à partir d'un film photographique positif, selon un procédé de photogravure classique; - insolation aux rayons ultra-violet de l'ensemble constitué par le typon et un support diélectrique cuivré, recouvert d'une couche photosensible; élimination de la couche photosensible aux endroits non insolés; - dépôt d'or ou d'étain plomb sur le support cuivré, - élimination des dernières traces de couche photosensible; élimination du cuivre aux endroits non recouverts d'or ou d'étain plomb. 8. Utilisation d'une représentation graphique selon la revendication 1 dans la réalisation de panneaux décoratifs ou d'abatjour.