Brevet FR2622042A1 — publié le 19890421

PROCEDE POUR LA FABRICATION DE RESISTANCES ELECTRIQUES A PARTIR D'AU MOYES mE FEUILLE IBTÂLLIQUE FIXEE SUR UN SUPPORT ISOLANT La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de résistances électriques1 notamment pour de Jauges de contrainte etZou de sondes à résistance d2 température, à partir d'au moins une feuille métallique fixe* sur un support isolant. Divers procèdes mettant en oeuvre une gravure de a feuille métallique soit par usinage électrochimique soit tar bombardement ionique ont déjà éte proposés. Un exemple de gravure électrochimique est donné dans le brevet français 1 324 156. De tels procédés sont limités dans leur emploi en raison du fait qu'il est très difficile de réaliser des gravures très fines. Les résistances obtenue suivant ce type de procède présentant des valeurs nominales faibles, n1 excédant pas 3 000 ohms. Une gravure sous faisceaux d'ions est décrite dans 'ec brevets français 2 354 617, 2 372 499, 2 111 5'1 et dans la demande allemande 2 144 6=6. Le procède par faisceaux ''ions consiste a fixer une feuille métallique sur un support isolant. à appliquer sur ladite feuille métallique un masque comportant le contour du circuit résistant électrique à graver, et a soumettre l'ensemble support-feuille métallique-masque a un faisceau d'ions d'un gaz inerte de manière d arrache les parties de la feuille métallique non protégées par le masque. Bien entendu, le temps d'exposition sous le faisceau ionique dépend essentiellement du temps nécessaire à l'arrachage complet du métal non protégé par le masque. Le perfectionnement proposé dans le brevet français 2 354 617 consiste à utiliser une feuille métallique présentant des épaisseurs identiques pour toute une serie de valeurs ohmiques désirées, et un masque présentant des sillons de configurations identiques mais dont les épaisseurs varient en fonction de la quantité de métal à enlever, la vitesse d'érosion du masque étant plus grande que celle de la feuille métallique de façon que ledit masque soit totalement éliminé par l'action du faisceau ionique. Toutefois, un tel procédé exige l'utilisation d'une couche de résine photosensible relativement épaisse et meme quelquefois très épaisse, ce qui tend à renforcer les défauts sur le produit final. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et a pour objet un procédé de fabrication de résistances électriques, dans lequel on utilise un masque métallique fixe dit *perdu" qui s'avère hêtre beaucoup plus résistant et plus précis que les résines photosensibles. On appelle masque métallique "perdu" un masque métallique qui n'est utilisé qu'une seule fois, contrairement aux masques métalliques traditionnels qui sont utilisés plusieurs fois. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de résistances électriques, du type consistant å graver par bombardement ionique un ensemble constitué par un masque, une feuille métallique à graver et un support isolant et il est caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser comme masque un masque fixe, à disposer sur ledit masque une couche photosensible positive qui est recouverte par un masque amovible portant le dessin du composant à graver sur ladite feuille métallique, ledit dessin du composant étant transféré sous forme d'image sur ladite couche photosensible positive par l'action d'une source lumineuse, puis à graver chimiquement ladite image sur ledit masque. D'autres avantages et caractéristiques apparaitront à la lecture de la description d'un mode préféré de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un empilage d'eléments à partir duquel sont réalisées les résistances suivant le procédé de la présente invention. Les figures 2 à 6 sont des vues schématiques en coupe des éléments représentés sur la figure 1 mais à des étapes différentes du procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention consiste à réaliser un empilage comprenant un support isolant, une feuille métallique à graver, un masque fixe, une couche de résine photosensible positive et un masque amovible comportant les composants à graver sur ladite feuille métallique ; à exposer ledit empilage à l'action d'une source lumineuse, de manière à éliminer totalement les parties de la couche de résine photosensible ne comportant pas les images des composants transférées sur ladite couche de résine photosensible, à graver chimiquement lesdites images seulement sur le masque fixe ; à exposer le reste de l'empilage à un bombardement ionique de manière à transférer les images du masque fixe sur ladite feuille métallique à graver. Dans d'autres opérations, on coupe la planche obtenue pour avoir des jauges ou résistances ou sondes unitaires qui sont ensuite ajustées à la valeur nominale soit par polissage mécanique avec un abrasif neutre soit par laser. On va maintenant décrire dans le détail les différentes étapes du procéde selon l'invention. Dans une première étape, on dessine de façon connue et à grande échelle le dessin des composants que l'on souhaite obtenir, tels que résistances, jauges de contrainte et autres sondes. Puis on réduit ce dessin à l'échelle unitaire et on photographie le dessin unitaire un certain nombre de fois sur un masque amovible qui peut etre un film, une fine plaque de verre photographique recouverte de gélatine ou de métal approprié tel que du chrome. De ce fait, ledit masque amovible comporte plusieurs fois le dessin unitaire de base. Dans une autre étape qui peut hêtre effectuée avant, après ou simultanément 9 la réalisation du masque amovible, on réalise un empilage 1 comprenant un support isolant 2 sur lequel est collée ou fixée par tout moyen approprié une feuille métallique 3 dans laquelle seront realises les composants, un masque fixe 4 déposé par évaporation sur la feuille métallique 3, une couche de résine photosensible positive 5, disposée sur ledit masque fixe 4, et enfin le masque amovible 6 avec ses dessins unitaires. Le support isolant 2 peut hêtre un film plastique souple ou rigide, ou un isolant ou céramique ou en verre, ou tout autre produit convenant dans la technique considérée. La feuille métallique 3 présente une épaisseur qui est fonction de la nature du composant à graver et de la valeur finale de composant une fois fabriqué. Le matériau utilisé pour la feuille métallique peut être du cuivre, du balco, du nickel, du nickel chromé, du constantan, du platine ou un alliage de platine, et en général n'importe quel métal ou alliage ayant des caracteristiques extensométriques ou une sensibilité à la température. Le masque fixe 4 peut etre, par exemple du chrome ou un autre métal ou alliage compatible avec le matériau utilisé pour la feuille métallique 3. L'épaisseur du masque fixe 4 est au moins égale à celle de la feuille métallique 3. La couche de résine photosensible positive 5 est du type commercialisé sous la référence AZ 1 400 et elle est étalée sur le masque fixe 4 par centrifugation à une vitesse de rotation de l'ordre de 4 000 tr/mn. Le sous-ensemble constitué par le support 2, la feuille metallique 3, le masque fixe 4 et la résine photosensible 5 est soumis a un recuit à go. C pendant trente minutes de façon a obtenir une couche homogène et apte à recevoir et conserver les images des composants. L'empilage 1 est soumis à l'action d'une source lumineuse 7 pendant vingt secondes, dans un local approprié, et apte à transférer le dessin des composants du masque amovible 6 sur la résine photosensible positive 5 qui comprend alors les images desdits composants. On développe ensuite dans un bain qui est une solution aqueuse du type de celle commercialisée par la Société SHIPLEY sous la référence "AZ 351". Dans une autre étape, on procède à un recuit pendant trente minutes a ioo C pour obtenir un sous-ensemble (8) tel que représenté sur la figure 2. Le sous-ensemble 8 est soumis à une gravure chimique dans un bain de gravure tel que L'KETCH 5 vendu par la Société MIT SOLINGEN, pendant environ une minute 45 secondes. La qualité de la gravure obtenue est contrôlée éventuellement au microscope. Le sous-ensemble 9 représenté sur la figure 3 comprend toujours le support 2, la feuille métallique 3, des parties 4a du masque fixe 4 et des parties 5a de la résine photosensible 5, qui n'ont pas été attaquées par la gravure chimique qui a, en définitive, attaqué toutes les parties du masque fixe comprises entre les parties 4a sans avoir attaqué la feuille métallique 3. Les parties 5a de la résine photosensible positive 5 sont enlevées en plongeant le sous-ensemble 9 deux fois dans un bain de strippage pendant une minute de manière & obtenir un sousensemble 10 tel que représenté sur la figure 4 et comprenant le support 2, la feuille métallique 3 et les parties restantes du masque fixe 4. Le sous-ensemble l0est expose à un bombardement ionique dans un dispositif du type KAUFKANN dans lequel les conditions opératoires sont comme suit cathode : 5a gaz : argon courant de décharge : 12 A alimentation champ magnétique : 5 A extracteur d'ion : 4 W 4oe V : 10 mA accélérateur : 1 200 V ; 0,95 mA pression chambre de gravure : 5.10--5- torr pression chambre de décharge : 2.10-4 torr durée d'arrachage : 2 h 45 mm. L'action du bombardement ionique a pour résultat d'éliminer toutes les parties de la feuille métallique 3 qui ne sont pas au-dessous du masque fixe 4 restant tout en permettant la gravure des images dudit masque sur la feuille métallique 3 et ceci, grâce à la vitesse d'érosion plus faible ou égale du masque que celle de la feuille métallique 3 - (figure 5). Les résidus du masque 4a sont ensuite enlevés dans un bain de nettoyage de manière à obtenir un sous-ensemble 11 qui comprend le support 2 et les parties 3a gravées de la feuille métallique 31 (figure 6). Le sous-ensemble 11 est ensuite soumis au découpage et à l'ajustage comme indiqué précédemment. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées sans s'écarter du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de résistances électriques, du type consistant à graver par bombardement ionique un ensemble cor,stitué par un masque r4:. une feuille métallique (3 > a graver et un support isolant (2). caractérise en ce qu'il consiste à utiliser comme masque métallique fixe utilisable une seule fois. a disposer sur ledit masque (4) une couche photosensible positive (5) qui est recouverte par un masque amovible ' portant ie dessin db composant a graver sur ladite feuille métallique. ledit destin du composant étant transféré sous forme d' image sur ladite couche photosensible positive par l'action d'une source lumineuse, puis à graver chimiquement ladite image sur ledit masque fixe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que préalablement à la gravure chimique, on enlève les parties de la couche photosensible positive qui sont brulées par l'action de la source lumineuse sont enlevées. 3. Procédé selon la revendication 4, caractérise en ce que la couche de résine photosensible (5) est soumise après dépôt à un recuit à 90 C pendant trente minutes environ. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le masque fixe (4) est déposé par évaporation sous vide sur la feuille métallique (3). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le masque fixe est en chrome. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse d'érosion du masque fixe (4) est inférieure ou égale à celle de la feuille métallique (3). 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur du masque fixe est au moins égale à celle de la feuille métallique.