Brevet FR2559960A1 — publié le 19850823

La-présente invention se rapporte à la formation de circuits électriques composés d'une couche mince conductrice ou semi-conductrice déposée sur un substrat isolant électri- que. On connaît divers procédés de formation de circuits électriques du type précité. Selon un procédé connu on utilise des masques permet- tant de protéger la couche mince conductrice ou semi-conduc- trice sur certaines plages et permettant de l'attaquer selon le motif prédéterminé; ce procédé met fréquemment en oeuvre des techniques photographiques; les opérations de fabrication des circuits sont cependant relativement compliquées et d'autre part, manquent de souplesse dans la réalisation descir- dcuits quisont tributaires de la réalisation des masques. Selon un autre procédé connu, pouvant donner d'ail- leurs de bons résultats, on utilise des techniques laser pour détruire précisémment aux endroits voulus la couche mince conductrice ou semi-conductrice déposée sur son subs- trat; cette technique permet de dessiner précisémment des circuits; elle présente l'inconvénient de nécessiterun appa- reillage coûteux. L'invention a pour objet de permettre à partir d'un appareillage simple, peu coQteux, facile à mettre en oeuvre la réalisation de circuits électriques de toute configuration souhaitée et d'excellente qualité. A cet effet, le procédé de formation de circuits électriques composés d'une couche mince conductrice ou semi-conductrice disposée sur un substrat isolant électrique du type dans lequel on part d'une couche mince continue, déposée sur le substrat, et dans laquelle on réalise ensuite des découpes, attaques ou enlèvementspour former ledit cir- cuit, se caractérise selon l'invention en ce que lesdites opérations de découpe, attaque ou enlèvement, se font par une technique d'électroérosion dans un bain d'électrolyte, dont la composition est choisie, de façon, que sous l'action du micro-arc électrique formé dans l'électrolyte, entre la pointe d'un outil d'électro-érosion et ladite couche mince conductrice, il y ait, à cet endroit, formation d'un nouveau composé chimique de réaction entre ledit électrolyte et ladite couche mince, lequel composé est, soit isolant électrique, soit soluble dans un solvant dans lequel la- dite couche mince estsensiblement insoluble. Ainsi par un choix électro-chimique approprié de l'électrolyte associé à la couche mince conductrice ou semi-conductrice utilisée, il est possible au moyen d'une technique d'électro-érosion très simple à mettre en oeuvre, de former dans ladite couche mince tous motifs de circuits désirés. L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence au dessin annexé illustrant de façon schématique une possibilité de mise en oeuvre de l'invention. Selon l'exemple de réalisation schématisé à la figure unique, on a placé à l'intérieur d'une cuve 1, une plaque 2 plongée dans un électrolyte 3. La plaque 2 est par exemple une plaque comportant un substrat en verre sur lequel a été déposée une couche mince conductrice ou semi- conductrice par exemple de SncO ou de ITO. Ces couches peu- vent avoir une épaisseur par exemple comprise entre 700 et O & 000 angstr8m (A) (soit 7.10-5 inm à 8.10-4 mm) Le dépôt peut avoir été obtenu par tout moyen approprié tel que dépôt chimiqueenduction, projection sous vide, évapo- ration, pulvérisation, etc... D'autre part, on relie l'outil d'lectro-gravure, par exemple un stylet conducteur électrique 4,à une source négative de tension - V d'un générateur G dont la masse est reliée -oit à la cuve soit à la couche à graver. Dans l'exemple illustré l'électrolyte est de l'eau. Pour obtenir l'attaque par électro-gravure de la couche mince conductrice ou semi-conductrice, on applique la pointe del'électrode 4 sur la plaque et on l'y déplace selon le chemin désiré, par exemple des lignes telles que 5 traversant la plaque de pait en partpour former des cir- cuits séparés en parallèle, soit des lignes tellesque 6 venant alternativement déboucher sur une tranche et sur l'autre de la plaque pour former un circuit en série, soit selon tout autre motif désiré. Pour des couches dont la résistance par unité de surface est comprise entre 10 et 50 ohms, les tensions mi- nimales ( tensions de seuil) sont en moyenne de l'ordre de 40 V et les courants mis en jeu sont compris entre 30 et mA. Pour les couches dont la résistance par unité de surface est supérieure à 50 ohms, les tensions de seuil varient de 60 à 150 V; cependant les courants mis en jeu restent compris entre 30 et 150 mA. La largeur des rayures dépend directement de la tension de gravure et du profil de l'outil. Elle est généra- lement comprise entre 50 et 200 microns, les rayures les plus fines étant obtenues sur les couches ayant les plus grandes résistances par unité de surface. Quel que soit le type de matériau-à graver, l'iso- lation de part et d'autre d'une rayure est supérieure à 2.-06 ohms. Si l'on utilise un électrolyte mouillant suffisam- ment bien la couche à graver, il est possible de ne pas utiliser de cuve. Par exemple on peut utiliser un mélange d'eau-éthanol qui forme un film mouillant bien la couche à attaquer. Dans ce cas, il suffit de relier une borne du générateur G, par exemple la masse à la couche à graver, et l'autre borne du générateur à l'outil 4 dont la pointe est appliquée sur la plaque. Le micro-arc électrique formé à la pointe de l'outil détruit à cet endroitpar réaction électro-chimique avec l'électrolyte la couche mince semi- conductrice réalisant le circuit souhaité. Bien entendu, plusieurs outils peuvent être utilisés en parallèle, et ceux-ci peuvent prendre diverses formes telles que fil, lame ou tout autre objet conducteur dont une faible section pourra être appliquée sur une certaine longueur de la couche conductrice ou semi-conductrice à attaquer. Comme mentionné plus haut, l'isolation électrique peut être obtenue soit par solution ponctuelle de la couche dans l'électrolyte, soit par formation locale avec l'élec- trolyte d'un oxyde isolant, soit encore par formation d'un composé chimique qui pourra être facilement dissous dans un solvant dans lequel la couche conductrice ou semi-conduc- trice restera sensiblement insoluble. 255996'0 REVENDICATIONS 1. Procédé de formation de circuits électriques composés d'une couche mince conductrice ou semi-conductrice déposée sur un substrat isolant électrique du type dans le- quel on part d'une couche mince continue, déposée sur le substrat et dans laquelle on réalise ensuite des découpes, attaques ou enlèvements, pour former ledit circuit caractéri- sé en ce que lesdites opérations de découpe, attaque ou enlè- vement, se font par une technique d'électro-érosion dans un bain d'électrolyte, dont la composition est choisie, de façon, que sous l'action du micro-arc électrique formé dans l'élec- trolyte, entre la pointe d'un outil d'électro-érosion (4) et ladite couche mince conductrice, il y ait à cet endroit formation d'un nouveau composé chimique de réaction entre le- dit électrolyte et ladite couche mince, lequel composé est, soit isolant électrique, soit soluble dans un solvant dans lequel ladite couche mince est sensiblement insoluble. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit solvant est l'électrolyte lui-même. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendi- cation 2, caractérisé en ce que pour obtenir le motif désiré (5,6) du circuit, on déplace relativement l'un par rapport à l'autre le substrat (2) et l'outil (4) d'électro-érosion. 4. Procédé selon l'une des revendications précé- dentes caractérisé en ce que l'on ajuste la tension de tra- vail de l'outil en fonction de la résistance électrique par unité de surface de la couche conductrice. 5. Procédé selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'on règle la largeur des rayures ou découpes formées dans l'outil par la couche mince en jou- ant sur la résistance électrique par unité de surface de la- dite couche et sur la tension d'attaque. 6. Procédé selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'on utilise comme couche mince SnO2 ou ITO. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche mince a une épaisseur compri- se entre 7 10- 5 mm et 8 10-4 mm environ. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche mince est déposée sur un subs- trat de verre. 9. Procédé selon l'une des revendications précécentes, caractérisé en ce qu'on utilise comme électrolyte, essentiel- lement de l'eau, éventuellement additionnée d'un peu d'étha- nol. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise des tensions de travail comprises entre 40 et 150 V environ et des intensités de cou- rant comprises entre 30 et 150 mA environ. 11. A titre de produits industriels nouveaux, les circuits électriques obtenus selon le procédé de l'une quel- conque des revendications précédentes.