Brevet FR2602947A1 — publié le 19880219

Titre: "Circuit imprimé et procédé pour le préparer". La présente invention se rapporte à un circuit imprimé et un procédé pour le préparer. le brevet des Etats Unis 4 572 764 décrit un circuit imprimé multicouche. Ce circuit imprimé est constitué d'un premier isolant photosensible sur un substrat. On forme un premier trou traversant dans le premier isolant en utilisant un procédé de photogravure. 10 Sur le premier isolant on forme un second isolant photosensible présentant un second trou traversant aligné avec le premier trou traversant. Le second trou traversant a un diamètre supérieur à celui du premier trou traversant, formant ainsi un trou traversant combiné 15 présentant une portion étagée entre le premier et le second isolants. Sur les parois latérales des trous traversants alignés on dépose un dessin de circuit conducteur. On fait adhérer une couche de poudre de cuivre aux parois latérales du trou traversant combiné 20 et on fait cuire dans un four et prendre le stratifé. Toutefois, il y a un risque de laisser du matériau photorésistant dans la portion étagée pour donner un risque potentiel d'incidents dans l'électroplaquage avec un risque de coupure sur le conducteur électroplaqué. C'est donc un but de l'invention de proposer un circuit imprimé qui soit exempt de coupures sur le dessin du circuit et qui élimine la nécessité d'un alignement précis des photomasques. On atteint ce but en formant dans un isolant 30 un trou traversant effilé vers le bas et en déposant un dessin de circuit conducteur sur la paroi latérale du trou traversant pour donner un excellent contact électrique avec un dessin de circuit conducteur situé par-dessous. Selon un premier aspect de l'invention, on propose un circuit imprimé comportant un substrat, un premier dessin de circuit conducteur sur le substrat, et un isolant sur le premier dessin de circuit conducteur. L'isolant présente un trou traversant qui s'étend 5 vers le bas jusqu'au premier dessin de circuit conducteur et qui est effilé dans la direction de ce premier dessin. On forme un second dessin de circuit conducteur sur la paroi latérale du trou traversant et sur une portion du premier dessin de circuit conducteur. Selon un second aspect de l'invention, on propose un circuit imprimé multicouche présentant un premier et un second stratifiés empilés. Le premier stratifié est composé d'un premier dessin de circuit conducteur formé sur un substrat commun et d'un isolant 15 sur le premier dessin de circuit conducteur. L'isolant présente un trou traversant qui s'étend jusqu'au premier dessin de circuit de conducteur et qui est effilé dans la direction de ce premier dessin du circuit conducteur. On forme un second dessin de circuit conducteur sur 20 la paroi latérale du trou traversant et sur une portion du premier dessin de circuit conducteur. On construit le second stratifié de façon semblable au premier stratifié à l'exception que l'on forme son premier dessin de circuit conducteur sur le second dessin de circuit 25 conducteur du premier stratifié. Le premier dessin de circuit conducteur du premier stratifié et le second dessin de circuit conducteur du second stratifié sont reliés à un circuit extérieur. De préférence, on prépare l'isolant en 30 formant une première couche isolante sur le premier dessin de circuit conducteur. On forme alors un trou traversant dans la première couche isolante pour exposer une portion du premier dessin de circuit conducteur. Sur la première couche isolante on forme une seconde 35 couche isolante de façon telle que le trou traversant de la première couche isolante se remplisse et qu'une dépression se forme dans la seconde couche isolante, par-dessus le trou traversant rempli. La dépression est effilée dans la direction du premier dessin conduc5 teur. On enlève une portion de la seconde couche isolante sous la dépression pour former le trou traversant de l'isolant. On va décrire l'invention plus en détail en se référant aux dessins joints sur lesquels: - les figures la à lh sont des coupes transversales représentatives des étapes du procédé de de préparation d'une portion d'un circuit imprimé multicouche; et - la figure 2 est une section transversale d'une portion d'un circuit imprimé multicouche préparé 15 selon le procédé des figures la à lh. Les figures la à 1h représentent un procédé de fabrication des circuits imprimés multicouche conforme à l'invention. Sur la figure la, on forme une première couche conductrice, 20 ou dessin de circuit conducteur, 11, sur un substrat céramique 10 en utilisant un procédé photolithographique. Sur la couche conductrice 11 et sur le substrat 10 on dépose une couche de polyimide 12 de façon qu'elle présente une surface plate 12a puis, on la fait cuire à 80 pendant 30 minutes (figure lb). On expose alors la couche de polyimide 12 à une radiation actinique en forme d'image par l'intermédiaire d'un photomasque 13 qui porte une image transparente 13a et on la fait cuire à 80 C pendant 60 minutes (figure lc) puis on 30 la développe pour former un trou traversant 12b dans la couche de polyimide 12 de façon à exposer une portion de la couche conductrice 11 située pardessous comme représenté sur la figure ld. Le processus de développement est suivi d'un processus de prise pour lequel 35 on chauffe la couche de polyimide 12 à une température élevée de 400 C pendant 15 minutes. Comme représenté sur la figure le, sur la première couche de polyimide 12 et sur la portion exposée de la première couche conductrice 11, on dépose une seconde couche de polyimide 5 14 de façon qu'elle présente une dépression 14a au centre du trou traversant 12b. La surface horizontale de la dépression 14a décroît graduellement en fonction de la distance à la surface supérieure de la couche 14. On met alors en oeuvre un processus 10 de cuisson pour chauffer la seconde couche de polyimide 14 à 80 C pendant 30 minutes. On place un photomasque 15 portant une image transparente 15a sur la couche de polyimide 14 pour la soumettre à une radiation actinique en forme d 'image (figure if), l'image transparente 15 15a étant alignée ayec le centre de la dépression 14a. I1 est important que l'image transparente 15a ait un diamètre inférieur à celui de l'image transparente 13a du premier photomasque 13. Puis on fait cuire le stratifié à 80 C pendant 60 minutes. On met alors en 20 oeuvre un processus de développement pour enlever une portion 14b de la couche de polyimide 14, exposant ainsi une portion de la couche conductrice 11. Le processus de développement est suivi d'un processus de, prise en chauffant le stratifié à 400 C pendant 15 minutes (figure 25 lg). Comme représenté sur la figure lg, la couche de polyimide 14 a son bord intérieur qui couvre la paroi latérale du trou traversant 12a qui s'étend verticalement. La dépression 14a et la portion enlevée 14b de la couche de polyimide 14 forment un trou traversant 30 16 qui présente sa portion supérieure avantageusement effilée vers le bas. Sur le trou traversant 16 et les zones qui l'entourent, on forme un second dessin du circuit conducteur 17 selon un dessin de circuit désiré comme représenté sur la figure 1h. Du fait de la paroi 35 latérale, inclinée vers le bas, du trou traversant 16, le dessin de circuit conducteur 17 s'étend vers le bas sans discontinuités jusqu'à la couche conductrice 11 et il établit un contact électrique fiable avec elle. De façon spécifique, du fait de l'absence de portions 5 étagées, il n'y a pas de risque d'apparition de discontinuités dans le second dessin de circuit 17 ni de matériau photorésistant demeurant dans les coins des portions étagées. De plus, l'invention ne nécessite pas que l'image transparente 15a soit alignée avec précision 10 avec le trou traversant 16 puisque sa portion conique vers le bas autorise une certaine plage de tolérance pour l'alignement. On forme ensuite une troisième couche de polyimide 12' sur la seconde couche de polyimide (14) et sur 15 le trou traversant 16 pour présenter une surface plate qui correspond à la surface plate 12a mentionnée cidessus (figure lb): les processus des figures lb à If s'exécutent de façon répétitive pour donner un circuit imprimé multicouche présentant les interconnexions conductrices. 20 Comme représenté sur la figure 2, on recouvre la seconde couche de polyimide 14 d'une couche de polyimide 12' correspondant à la couche 12 préparée selon le processus de la figure lb et on y forme un trou traversant 12'b selon les processus des figures lc et ld. On forme une 25 autre couche de polyimide 14' avec un trou traversant 16' selon les processus des figures if et lg, et sur le dessin de circuit inférieur 17 on forme un dessin de circuit 17' selon le processus de la figure lh pour établir des interconnexions conductrices. On peut coupler 30 un circuit intégré à haut degré d'intégration au circuit intégré multicouche en ayant de multiples contacts 21 soudés aux dessins de circuit 17'. Des broches de connexion 22 passent à travers le substrat céramique 10 et viennent jusqu'aux dessins de circuit 11. La description précédente ne représente qu'une réalisation préférée de l'invention. Des modifications apparaitront à l'homme de l'art sans s'écarter de l'objet de l'invention qui n'est limitée que par les revendications jointes. REVENDICATIONS 1. Circuit imprimé caractérisé en ce qu'il comporte: un substrat (10); un premier dessin de circuit conducteur (11) sur ledit substrat (10); un isolant (12) sur ledit premier dessin de circuit conducteur (11), ledit isolant (12) présentant un trou traversant (12b) qui s'étend jusqu'audit dessin 10 du circuit conducteur (11), ledit trou traversant (12b) étant effilé en direction dudit premier dessin de circuit conducteur (11); et un second dessin de circuit conducteur (17) sur une paroi latérale dudit trou traversant (12) 15 et sur une portion dudit premier dessin de circuit conducteur (11). 2. Circuit imprimé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit isolant (12) est constitué d'un matériau photosensible. 3. Circuit imprimé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit isolant s'obtient: a) en formant une première couche isolante (12) sur ledit premier dessin de circuit conducteur (11); b) en formant un trou traversant (12b) dans ladite première couche isolante (12) pour exposer une portion dudit premier dessin de circuit conducteur (11); c) en formant une seconde couche isolante 30 (14) sur ladite première couche isolante (12) de façon telle que le trou traversant (12b) de ladite première couche isolante se remplisse et qu'une dépression (14a) se forme dans ladite seconde couche isolante (14) par dessus le trou traversant rempli, ladite dépression 35 (14a) étant effilée dans une direction qui va de la surface de la seconde couche isolante audit premier dessin de circuit conducteur (11); et d) en enlevant une portion de ladite seconde couche isolante (14) sous ladite dépression (14a) pour former ledit trou traversant (16) dudit isolant. 4. Circuit imprimé multicouche caractérisé en ce qu'il comporte: un premier et un second stratifiés empilés sur un substrat commun (10), chacun desdits stratifiés 10 comportant: un premier dessin de circuit conducteur (11, 17); un isolant (12 et 14, 12' et 14') sur ledit premier dessin de circuit conducteur (11, 17), ledit isolant 15 présentant un trou traversant (16, 16') qui s'étend jusqu'audit dessin du circuit conducteur (11, 17), ledit trou traversant (16, 16') étant effilé en direction dudit premier dessin de circuit conducteur (11, 17); et un second dessin de circuit conducteur (17, 17') sur une paroi latérale dudit trou traversant (16, 16') et suTr une portion dudit premier dessin de circuit conducteur (11, 17); et des moyens (20 à 22) pour relier le premier dessin 25 de circuit conducteur (11) dudit premier stratifié et le second dessin de circuit conducteur (17') dudit second stratifié à uncircuit extérieur. 5. Circuit imprimé multicouche selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit isolant 30 se prépare: a) en formant une première couche isolante (12, 12') sur ledit premier dessin de circuit conducteur (11, 17); b) en formant un trou traversant (12b) 35 12'b) dans ladite première couche isolante (12, 12') pour exposer une portion dudit premier dessin de circuit conducteur (11, 17); c) en formant une seconde couche isolante (14, 14') sur ladite première couche isolante (12, 12') 5 de façon telle que le trou traversant (12'b, 12'b) de ladite première couche isolante est rempli et qu'une dépression (14a) se forme dans ladite seconde couche isolante (14, 14') par-dessus le trou traversant rempli, ladite dépression étant effilée dans une direction qui va de la surface de la seconde couche isolante audit premier 10 dessin de circuit conducteur (11, 17); et d) en enlevant une portion de ladite seconde couche isolante (14, 14') sous ladite dépression pour former ledit trou traversant (16, 16') dudit isolant. 6. Procédé de préparation d'un circuit 15 imprimé présentant des interconnexions conductrices, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de: a) former un premier dessin de circuit conducteur (11) sur un substrat (10); b) former une première couche isolante 20 (12) sur ledit premier dessin de circuit conducteur (11); c) former un premier trou traversant (12b) dans ladite première couche isolante (12) pour exposer une portion dudit premier dessin de circuit conducteur 25 (11); d) plaquer une seconde couche isolante (14) sur ladite première couche isolante (12) et sur ladite portion exposée dudit premier dessin du circuit conducteur (11) de façon telle qu'une dépression se 30 forme dans ladite seconde couche isolante (14), ladite dépression étant effilée en direction dudit premier dessin de circuit conducteur (11); e) enlever une portion de ladite seconde couche isolante (14) sous ladite dépression pour exposer 35 une portion dudit premier dessin de circuit conducteur (11) et former un second trou traversant (16') avec la portion enlevée et ladite dépression; et f) former un second dessin du circuit conducteur (17) sur une paroi latérale dudit second trou 5 traversant (16) et sur la portion dudit premier dessin de circuit conducteur (11) exposée lors de l'étape (e).