Brevet FR2642255A1 — publié le 19900727

- 1 - PLAQUETTE A CIRCUITS IMPRIMES AVEC CONTROLE AMELIORE DU FLUX DE COURANT ELECTRIQUE La présente invention se-rapporte à des plaquet- tes ou cartes à circuits imprimés qui assurent un meil- leur contrôle du flux de courant électrique dans et à travers celles-ci. Il est connu d'utiliser des plaquettes à cir- cuits imprimés à travers lesquelles, dans le sens de l'épaisseur, sont situés des niveaux multiples de con- ducteurs électriques, qui comportent des couches de puissance, des couches de mise à la terre, et des cou- ches munies de traces ou voies de signaux, les différen- tes couches et traces étant en communication électrique avec certaines broches de contact en interaction avec la plaquette à circuits imprimés et n'étant pas en communi- cation avec d'autres broches, les broches s'étendant sur toute la traversée des trous dans la plaquette de même diamètre dans toute l'épaisseur de plaquette. Il est également connu, dans des plaquettes à circuits imprimés munies de voies électriquement conduc- trices uniquement sur leurs deux surfaces extérieures, de prévoir des trous traversants à surface conductrice de grand diamètre (en fait des contre-alésages) en di- rection d'une surface (pour recevoir des broches dans les contre-alésages) et des trous de plus petit diamètre en direction de l'autre surface pour permettre une den- sité de traces accrue sur cette autre surface, certains seulement des plus grands trous qui acceptent les bro- ches étant des trous traversants, les autres étant des trous borgnes, voir à cet égard le brevet US-4 787 853 de Igarashi "Printed Circuit Board with Through Hole Connection", délivré le 29 novembre 1988. On a constaté qu'une régulation améliorée du flux ou passage du courant électrique était réalisable en prévoyant des voies de conducteurs internes disposées de façon générale perpendiculairement à l'épaisseur de la plaquette à circuits imprimés et coopérant avec les voies de conducteurs internes s'étendant de façon géné- rale dans le sens de l'épaisseur de la plaquette, ces dernières voies comportant des dimensions extérieures inférieures à la dimension extérieure des alvéoles de broches en communication avec ces dernières voies. Dans des modes de réalisation préférés, un trou borgne dans un capuchon est en communication avec un trou traversant de plus petit diamètre dans une sous- plaquette de transmission, des pastilles étant prévues autour des deux trous au niveau des surfaces extérieures de plaquette, et une voie conductrice étant pratiquée à travers une pastille, le trou borgne, le trou traver- sant, et l'autre pastille par des couches comprenant al- ternativement du cuivre chimique et du cuivre électroly- tique. L'invention propose donc une plaquette à circuits imprimés, caractérisée en ce qu'elle comprend: - une première surface extérieure, une seconde surface extérieure, - un élément conducteur électriquement s'éten- dant de façon générale parallèlement aux deux surfaces extérieures et entre celles-ci et - un élément conducteur électriquement s'éten- dant dans une direction de façon générale perpendicu- laire à ces surfaces, - ce dernier élément comportant une portion réceptrice de broches contiguë à la surface extérieure, - la portion réceptrice de broches étant de dimensions supérieures à la portion de ce dernier élément au niveau dans cette plaquette de l'élément conducteur électriquement mentionné en premier. La plaquette peut comporter un capuchon stratifié sur une sous-plaquette, - cette portion réceptrice de broches étant dans ce capuchon, et - cet élément conducteur électriquement mentionné en premier étant dans cette sous-plaquette. La plaquette peut comporter une multiplicité de chacun des éléments conducteurs électriquement. Chaque élément peut être une couche conductrice au-dessus d'un contrealésage et de son trou traversant raccordé. La couche peut comprendre des sous-couches de cuivre électrolytique et de cuivre chimique. Le mode de réalisation actuellement préféré est montré dans les dessins et sa structure, ainsi que sa fabrication et son fonctionnement sont décrits ci-des- sous. - La figure 1 montre une vue en coupe, en écor- ché et partiellement schématique d'une plaquette à cir- cuits imprimés selon l'invention. - La figure 2 est une vue en coupe schématique d'une portion de la sousplaquette 12, la coupe étant dans un plan s'étendant à travers les traces 18. Ces figures montrent une plaquette à circuits imprimés désignée de façon générale par la référence numérique 10 et qui comprend une sous-plaquette "multi-- couche" désignée de façon générale par la référence nu- mérique 12 et un capuchon ou revêtement récepteur de broche 14, "stratifié" sur la sous-plaquette 12 à tra- vers la couche 16 pré-imprégnée. A travers la sous-plaquette 12 qui constitue la portion principale de transmission de ce mode de réali- sation, s'étendent dans le sens de l'épaisseur sur un niveau une multiplicité de traces 18, sur un autre ni- veau une couche d'alimentation en puissance électrique , sur un troisième niveau une couche de mise à la ter- re 22, et sur un quatrième niveau une multiplicité de traces 24. La couche d'alimentation en puissance 20 est reliée électriquement au trou 26 (diamètre intérieur: 0,058 cm) à travers la couche de cuivre chimique 28 et une couche de cuivre électrolytique 30. La couche de mise & la terre 22 est de façon similaire reliée au trou 27. Les traces 18 et 24 sont de façon similaire reliées à d'autres trous de ce type (non représentés). La couche s'étend également sur le fond et sur la paroi cylin- drique du contre-alésage 32, et constitue les portions extérieures des pastilles supérieures 34 et des pastil- les inférieures 36. Les contre-alésages 32 (diamètre in- térieur: 0,116 cm) sont prévus pour recevoir les bro- ches 38, dont une seulement est montrée en position à la figure 1. Comme cela est montré à la figure 2, trois tra- ces 28 s'étendent entre les trous 26 et 27 (les couches 28 et 30 étant montrées schématiquement sur leur pour- tour à la figure 2 tout comme le pourtour de chaque trou sous forme d'un simple anneau). Pour la fabrication du mode de réalisation pré- féré, la sous-plaquette 12 est produite à l'aide de techniques classiques, en stratifiant le plastique (épo- xyde ignifuge) et les couches conductrices en une unité fusionnée, avec une couche de cuivre au-dessous. Cet en- semble est alors stratifié sur une couche 16 pré-impré- gnée d'époxyde de 0,005 mm jusqu'au capuchon 14, lequel à cet endroit comporte une couche de cuivre. Les trous de diamètres correspondant aux diamètres non revêtus des trous 26, 27 sont alors percés à travers la totalité du second stratifié. Les trous de diamètre correspondant aux trous de contre-alésages non revêtus 32 sont alors percés dans le capuchon 14. La totalité de l'ensemble est alors revêtue de cuivre chimique sur les couches de cuivre des deux surfaces, les surfaces entières des contre-alésages 32 et des trous 26, 27 et la surface de trous de pré-imprégnation 16. Cette même zone d'ensemble est alors revêtue de cuivre par voie électrolytique. Les surfaces extérieures sont alors attaquées à l'acide pour produire des pastilles pour les trous 26, 27 et 32, les pastilles étant d'une épaisseur constituant trois cou- ches correspondant au stratifié de cuivre d'origine plus la couche de cuivre chimique, plus la couche finale de cuivre électrolytique. Etant donné que les trous dans la sous-plaquette 12 sont de dimensions réduites, on pourra placer un plus grand nombre de traces entre toute paire particulière de trous. De même, les couches de puissance et de mise à la terre pourront avoir une plus grande largeur conductrice efficace. D'autres avantages résident dans la réduction du nombre de niveaux de voies conductrices (chaque niveau étant plus efficace), une capacitance réduite, une plus grande souplesse de la conception de la voie de traces, et la possibilité de réaliser des voies de traces plus courtes. De même, l'adaptabilité souhaitée des impédances aux composants sur la plaquette se trouve améliorée. L'homme de l'art appréciera d'autres modes de réalisation. Ainsi, on pourra par exemple prévoir deux capu- chons, un capuchon de chaque côté de la sous-plaquette pour assurer l'acceptation de broches des deux côtés. Ou encore certains des plus petits trous ("transits") peu- vent être borgnes de façon à supprimer toute interféren- ce avec des niveaux conducteurs (qu'il s'agisse de la mise à la terre, de l'alimentation en puissance ou des traces de signaux) situés au-dessous d'eux. On pourra placer un plus grand nombre de traces entre les trous à travers des portions de transmission latérale du courant électrique de la plaque à circuits imprimés, telles que la sous-plaquette 12, par exemple cinq traces d'une largeur de 0,127 mm. REVENDICATIONS 1. Plaquette à circuits imprimés (10), caracté- risée en ce qu'elle comprend - une première surface extérieure, - une seconde surface extérieure, - un élément conducteur électriquement s'étendant de façon générale parallèlement aux deux surfaces extérieures et entre celles-ci et - un élément conducteur électriquement s'étendant dans une direction de façon générale perpendicu- laire à ces surfaces, - ce dernier élément comportant une portion ré- ceptrice de broches contiguë à la surface exté- rieure, - la portion réceptrice de broches étant de di- mensions supérieures à la portion de ce dernier élément au niveau dans cette plaquette (10) de l'élément conducteur électriquement mentionné en premier. 2. Plaquette (10) selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce qu'elle comprend un capuchon (14) stra- tifié sur une sous-plaquette (12), - cette portion réceptrice de broches étant dans ce capuchon (14), et - cet élement conducteur électriquement mentionné en premier étant dans cette sous-plaquette (12). 3. Plaquette (10) selon la revendication 2, ca- ractérisée en ce qu'elle comprend une multiplicité de chacun des éléments conducteurs électriquement. 4. Plaquette (10) selon la revendication 3, ca- ractérisée en ce que chaque élément est une couche con- ductrice au-dessus d'un contre-alésage et de son trou traversant raccordé. 5. Plaquette (10) selon la revendication 4, ca- ractérisée en ce que la couche comprend des sous-couches de cuivre électrolytique (30) et de cuivre chimique (28).