Brevet FR2657217A1 — publié le 19910719

Carte à circuit imprimé comportant des barreaux conducteurs de forte section, et son procédé de fabrication La présente invention concerne une carte à circuit imprimé pourvue de barreaux conducteurs de forte section reliés électriquement à des éléments du circuit de la carte. Jusqu'à présent, ces barreaux conducteurs étaient constitués de pièces rapportées en métal conducteur fixées sur le circuit imprimé par des moyens appropriés, par exemple par vissage. Ces barreaux conducteurs servent principalement au transport de courants de forte intensité etlou à faible perte de potentiel entre deux points d'une carte à circuit imprimé, mais peuvent également être utilisés comme dissipateurs thermiques etlou éléments mécaniques de fixation ou de rigidité. L'encombrement de ces barres métalliques rapportées est important, et elles nécessitent, outre la gestion d'un approvisionnement en pièces supplémentaires, des opérations de fabrication et de fixation spécifiques. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en proposant une solution diminuant de façon importante l'encombrement de ces barreaux conducteurs, réduisant leur coût et intégrant leur fabrication à celle de la carte à circuit imprimé. À cet effet, conformément à la présente invention, les barreaux sont des barreaux non rapportés formés par des métallisations épaisses déposées par masquage sur certaines pistes prédéterminées du circuit imprimé. Ceci permet d'utiliser pour la fabrication de ces barreaux conducteurs les techniques de masquage et dépôt propres à la technologie de fabrication des cartes à circuit imprimé. On peut ainsi intégrer la fabrication des barreaux à celle de la carte à circuit imprimé proprement dite. En outre, du fait que les barreaux font partie intégrante du circuit, les performances électriques de ce dernier en sont améliorées, du fait de l'absence de discontinuité susceptible de créer des résistances de contact et autres phénomènes perturbateurs. Le matériau du barreau comprend de préférence du cuivre, par exemple déposé électrolytiquement. L'épaisseur du barreau est avantageusement comprise entre 0 et 1,5 mm, et sa largeur est d'au moins 2 mm. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle carte à circuit imprimé, procédé qui comprend, selon l'invention, les étapes successives de: préparation d'un substrat, ~formation d'une couche conductrice, ~masquage et gravure des pistes du circuit imprimé, ~dépôt d'une résine de masquage dans une région com plémentaire de certaines pistes prédéterminées du cir cuit imprimé, et ~dépôt d'une métallisation épaisse dans des régions en épargne définies par cette résine de masquage, de manière à former à ces endroits sur lesdites pistes prédéterminées des barreaux conducteurs de forte sec tion reliés électriquement à des éléments du circuit de la carte, et ~retrait de la résine de masquage. De préférence, on prévoit également, avant le dépôt de la résine de masquage, une étape de dépôt d'un vernis de protection sur une région de faible largeur en périphérie desdites pistes prédéterminées. La largeur du vernis de protection est avantageusement comprise entre 1 et 2 mm, et la résine de masquage est de préférence déposée en recouvrement partiel du vernis de protection, la largeur de ce recouvrement partiel étant typiquement comprise entre 0,5 et 1 mm. 0 On va maintenant décrire plus en détail l'invention, en référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue perspective schématique d'une carte à circuit imprimé comportant des barreaux conducteurs selon l'invention. La figure 2 est une vue de détail en coupe montrant la structure des différents éléments constituant cette carte. 0 La figure 1 est une vue d'ensemble d'une carte à circuit imprimé réalisée selon les enseignements de l'invention. Celle-ci comporte, sur un substrat isolant 1 tel qu'un stratifié, des pistes conductrices telles que 2 et des pastilles et des vias métallisés tels que 3, l'ensemble de ces éléments constituant le circuit imprimé proprement dit. En ce qui concerne les pistes devant transporter des faibles intensités ou ne devant introduire que de faibles pertes de potentiel entre deux points du circuit, on prévoit, de façon caractéristique de l'invention, de réaliser un renfort épais localisé 4 de manière à obtenir un barreau conducteur de forte section. Le barreau a une largeur c d'au moins 2 mm, et une épaisseur e pouvant, typiquement, aller jusqu'à 1,5 mm. On s'arrangera de préférence pour équilibrer symétriquement les barreaux sur les deux faces de la carte à circuit imprimé, afin de limiter le cambrage de celui-ci lors des cycles thermiques successifs. Ce barreau selon l'invention est réalisé par des techniques en elles-mêmes connues de masquage et de dépôt de métallisation, typiquement par dépôt électrolytique de cuivre, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de disposer d'outillages spécifiques ou supplémentaires pour la réalisation des barreaux conducteurs. On va maintenant donner le détail du procédé de fabrication, en référence à la figure 2 qui montre, en coupe, les différentes couches successives des matériaux servant à obtenir la carte à circuit imprimé selon l'invention. Les étapes de ce procédé de fabrication sont les suivantes, les étapes (3) à (9) étant des étapes optionnelles prévues pour des circuits multicouches: 1. Débit du substrat isolant plaqué de cuivre (stratifié 1 et 5). 2. Premier perçage et pose des pions d'alignement. (3.) Nettoyage des substrats. (4.) Dépôt d'une résine de masquage recouvrant les pistes. (5.) Gravure du cuivre non masqué. (6.) Élimination de la résine de masquage déposée à l'étape (4). (7.) Préparation au collage des substrats. (8.) Stratification des substrats. (9.) Nettoyage des trous. 10. Perçage des trous à métalliser 3. 11. Nettoyage du circuit. 12. Dépôt chimique et complément par dépôt électrolyti que d'une couche de cuivre (6) de 10 wn. 13. Dépôt d'une couche de résine de masquage sur les régions complémentaires des pistes 2 et des pastil les 3. 14. Dépôt d'une couche de cuivre électrolytique 7, sur une épaisseur de 20 Fm environ. 15. Dépôt sur la couche de cuivre d'un alliage étain plomb 8. 16. Élimination du masque de gravure déposé à l'étape (13). 17. Gravure du cuivre, sur toute son épaisseur, dans les zones précédemment recouvertes par la résine de masquage et où le cuivre, non revêtu d'étain-plomb, apparaît à nu. 18. Surfusion de l'alliage étain-plomb. 19. Dépôt, en périmètre de la piste devant recevoir la métallisation épaisse, d'un vernis de protection 9 sur une faible largeur (c'est-à-dire une largeur a de l'ordre de 1 à 2 mm, typiquement 1,5 mm). Ce vernis de protection est un vernis d'épargne, appliqué de manière classique au travers d'un écran de sérigraphie ; il n'est pas destiné à être éliminé ultérieurement. 20. Dépôt d'une résine de masquage 10 sur la zone com plémentaire de la surface devant recevoir la métalli sation épaisse. Cette résine de masquage est un vernis pelable, appliqué également de manière classique au travers d'un écran de sérigraphie, et servant en particulier à protéger les trous métallisés 3 et les zones adja centes lors de la phase ultérieure de dépôt de la métallisation épaisse. De préférence, cette résine de masquage 10 recouvre partiellement le vernis de protection périphérique 8, la largeur b du recouvrement pouvant être par exemple de l'ordre de 0,70 mm. 21. Élimination de l'alliage étain-plomb dans la zone en épargne des couches de vernis de protection 9 et de résine de masquage 10, de manière à mettre à nu la couche de cuivre 7 au travers de parties en dépouille d'étain-plomb telles que celle repérée en 11. 22. Dépôt d'une couche épaisse de métallisation 12, des tinée à former le barreau conducteur. Le métal utilisé est de préférence le cuivre, mais on pourrait également utiliser d'autres métaux tels que le nickel, l'or, l'argent, ... pour assurer un dépôt guidé, par voie électrolytique. L'épaisseur de la métallisation est choisie en fonc tion de la densité de courant que devra supporter le barreau conducteur, et variera entre 0 et 1,5 mm, avec une valeur typique de l'ordre de 0,6 mm. 23. Dépôt électrolytique d'une couche d'étain de passiva tion 13 à aspect de surface brillant. On notera que la figure 2 correspond au produit obtenu à ce stade du processus. 24. Élimination de la résine de masquage 10. 25. Perçage des trous mécaniques (c'est-à-dire les trous autres que ceux des vias) et découpe finale du cir cuit. 26. Contrôle final. 27. Nettoyage et conditionnement. On notera que les opérations ci-dessus sont, chacune, des opérations faisant appel à des techniques classiques, bien connues de la technologie de fabrication des cartes à circuit imprimé. En ce qui concerne l'enchaînement des différentes opérations, la séquence est classique, à l'exception des opérations (13), (19), (22) et (24) qui, bien que ne faisant appel qu'à des techniques en elles-mêmes classiques, sont spécifiques à la mise en oeuvre la présente invention. REVENDICATIONS 1. Une carte à circuit imprimé, pourvue de barreaux conducteurs (4) de forte section reliés électriquement à des éléments du circuit de la carte, caractérisée en ce que les barreaux sont des barreaux non rapportés formés par des métallisations épaisses (12, 13) déposées par masquage sur certaines pistes (2) prédéterminées du circuit imprimé. 2. La carte de la revendication 1, dans laquelle le matériau du barreau comprend du cuivre (12). 3. La carte de la revendication 1, dans laquelle le matériau du barreau est déposé électrolytiquement. 4. La carte de la revendication 1, dans laquelle l'épaisseur (e) du barreau est comprise entre 0 et 1,5 mm. 5. La carte de la revendication 1, dans laquelle la largeur (c) du barreau est d'au moins 2 mm. 6. Un procédé de fabrication d'une carte à circuit imprimé, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives de: ~préparation d'un substrat (1), ~formation d'une couche conductrice (5, 6, 7), ~masquage et gravure des pistes (2) du circuit imprimé, ~dépôt d'une résine de masquage (10) dans une région complémentaire de certaines pistes prédéterminées du circuit imprimé, et ~dépôt d'une métallisation épaisse (12, 13) dans des régions en épargne définies par cette résine de mas quage, de manière à former à ces endroits sur lesdites pistes prédéterminées des barreaux conducteurs de forte section reliés électriquement à des éléments du circuit de la carte, et - retrait de la résine de masquage. 7. Le procédé de la revendication 6, dans lequel on prévoit également, avant le dépôt de la résine de masquage, une étape de: ~dépôt d'un vernis de protection (9) sur une région de faible largeur en périphérie desdites pistes prédéter minées. 8. Le procédé de la revendication 7, dans lequel la largeur (a) du vernis de protection (9) est comprise entre 1 et 2 mm. 9. Le procédé de la revendication 7, dans lequel la résine de masquage (10) est déposée en recouvrement partiel du vernis de protection (9). 10. Le procédé de la revendication 9, dans lequel la largeur (b) de recouvrement partiel est comprise entre 0,5 et 1 mm.