Brevet FR2779900A1 — publié le 19991217

La présente invention concerne un agencement de circuit électrique multicouche, comprenant: a) une plaque de support métallique servant à l'évacuation de chaleur, b) prévue sur celle-ci, une couche intermédiaire électriquement isolante réalisée sous forme d'une feuille adhésive adhérant sur les deux faces, c) une plaquette à circuit imprimé prévue sur la couche intermédiaire et d) au moins un composant électronique prévu sur la plaquette à circuit imprimé et relié à celle- ci d'une manière électriquement conductrice. Par un usage antérieur public, il est connu, pour l'évacuation de chaleur de plaquettes, de coller celles- ci sur des plaques de support métalliques. L'utilisation habituelle de matières thermoadhésives conduit, dans le cas de plaques de support de faible épaisseur, par exemple 2 à 3 mm, à des bombements de la plaque. C'est pour cette raison qu'on en est venu à relier des plaquettes ou plaques de support au moyen d'une bande adhésive adhérant par les deux faces. Selon le procédé de fabrication, on relie d'abord une plaque de support métallique à une plaquette à circuit imprimé au moyen d'une bande adhésive. On soude ensuite sur la plaquette à circuit imprimé des composants électroniques pouvant être montés en surface (Surface Mounted Device (= dispositif de montage en surface) = SMD). A cet effet, on se sert de ce qu'il est convenu d'appeler le soudage par fusion. La matière de soudage est d'abord placée dans la quantité prévue à l'emplacement des surfaces de connexion et elle s'y présente sous forme solide. La chaleur nécessaire à la fusion est fournie, au cours du processus de soudage, au moyen de gaz chaud ou de vapeur, d'un rayonnement thermique ou lumineux ou par conduction thermique à partir d'un étrier chauffant, plus précisément à travers la plaque de support. Après la fusion de la quantité de soudure limitée en volume et limitée aux surfaces de connexion, on réduit l'apport thermique. Avec le refroidissement de l'agencement, la soudure tendre se solidifie et produit la liaison résistante. Du fait de l'apport d'énergie qui n'est pas négligeable pour cette opération de soudage, des solvants gazeux se dégagent de la bande adhésive et créent des bulles dans la couche située entre la plaque de support et la plaquette à circuit imprimé, de sorte qu'il se présente des emplacements de soudure défectueux. Par DE 196 01 649 Ai, on connaît un agencement servant à améliorer l'évacuation de chaleur dans le cadre de composants électriques et électroniques. A cet effet, il est prévu, sur une plaque métallique, une couche adhésive isolante sur laquelle une plaquette à circuit imprimé est fixée. La plaquette à circuit imprimé porte des pistes conductrices et des composants électriques reliés à celles-ci. L'agencement a l'inconvénient que, sous l'effet de la chaleur se dégageant lors de l'opération de soudage, il peut sortir de la couche isolante des gaz qui entraînent des ondulations, surtout dans le cas d'agencements minces. Par DD 258 116 Ai, on connaît un agencement de circuit dans lequel des pistes conductrices sont prévues sur une plaquette à circuit imprimé et des composants électriques sont fixés sur celle-ci par soudage. A cet effet, la plaquette à circuit imprimé comporte des trous traversants de connexion servant à recevoir les broches de connexion du composant. Le soudage des broches de connexion s'effectue en plaçant de la soudure fluide chauffée dans la zone du trou de connexion recevant une broche de connexion, cette soudure devant pénétrer dans l'espace intermédiaire qui subsiste. Cela est toutefois empêché par les gaz se dégageant de l'étain de soudage. C'est pourquoi il est prévu dans la plaquette à circuit imprimé, du côté faisant face au composant, un conduit qui part du trou de connexion et débouche sur le milieu environnant et par lequel les gaz qui se dégagent de la soudure peuvent s'échapper. Ceci étant, l'invention a pour but de perfectionner un agencement de circuit, conforme au type générique considéré, d'une façon telle que le soudage de composants électroniques ait lieu en nuisant le moins possible à l'agencement de circuit. Conformément à l'invention, ce but est atteint au moyen d'un agencement de circuit, du type générique considéré, caractérisé en ce que e) sur au moins une face de la couche intermédiaire, il est prévu des conduits s'étendant vers l'extérieur et servant à évacuer des gaz dégagés par la couche intermédiaire, tandis que f) les conduits sont prévus au moins au voisinage de chaque composant. Le coeur de l'invention réside dans le fait qu'au moins sur une face de la couche intermédiaire ou de la bande adhésive, il est prévu des conduits par lesquels les solvants gazeux peuvent s'échapper vers l'extérieur. De cette manière, il ne peut se former aucune bulle de gaz qui pourrait nuire à la qualité des emplacements de soudage. L'agencement de circuit conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - les conduits sont ménagés vers l'extérieur en traversant la plaque de support, - les conduits sont ménagés vers l'extérieur en traversant la plaquette à circuit imprimé, - les conduits sont réalisés sous forme de parties en retrait dans la face de la plaque de support qui est située à l'opposé de la couche intermédiaire, - les conduits sont ménagés dans la couche intermédiaire, - les conduits sont prévus sous forme de réseau régulier. D'autres particularités, détails et avantages de l'invention ressortent de la description des exemples de réalisation qui suit en regard des dessins. On voit: à la figure 1, une vue de dessus d'un agencement de circuit conforme à une première forme de réalisation, à la figure 2, une vue à plus grande échelle du détail II de la figure 1, à la figure 3, une vue en coupe de l'agencement de circuit par la ligne III-III de la figure 1, à la figure 4, une vue de dessus de la plaque de support d'un agencement de circuit conforme à une deuxième forme de réalisation, à la figure 5, une vue à plus grande échelle du détail V de la figure 4, à la figure 6, une vue en coupe de l'agencement de circuit par la ligne VI-VI de la figure 4, à la figure 7, une vue de dessus d'un agencement de circuit conforme à une troisième forme de réalisation et, à la figure 8, une vue en coupe de l'agencement de circuit par la ligne VIII-VIII de la figure 7. Un agencement de circuit électrique multicouche est réalisé sous forme d'un composite plaquette-support 1 multicouche. Une première forme de réalisation représentée aux figures 1 à 3 comprend une plaque de support 2 métallique qui sert à évacuer la chaleur et est de préférence en aluminium, acier, matière plastique, matière plastique chargée de fibres de verre, billes de verre ou copeaux métalliques, plaques de matière plastique à revêtement métallique ou autres matières appropriées conduisant la chaleur. Sur la plaque de support 2, il est prévu une couche intermédiaire 3 électriquement isolante qui est de préférence formée d'une feuille adhésive 4 adhérant par les deux faces. Il est toutefois également possible d'utiliser d'autres matières adhésives convenant pour une jonction mécanique. Sur la couche intermédiaire 3, il est prévu, reliée à celle-ci, une plaquette à circuit imprimé 5 sur laquelle sont là encore disposés des composants électroniques 6 reliés d'une manière électriquement conductrice à la plaquette 5. Au voisinage des composants 6, il est prévu des conduits 7 qui s'étendent de la couche intermédiaire 3 vers l'extérieur en traversant la plaquette à circuit imprimé 5, d'une manière essentiellement perpendiculaire à celle-ci, et qui débouchent à la surface de la plaquette 5 par des orifices 8. Les conduits 7 peuvent être réalisés par exemple par perçage, découpage ou fraisage. La fonction des conduits 7 est décrite ci-après d'une manière précise: lorsqu'on équipe la plaquette à circuit imprimé 5 de composants 6 pouvant être montés en surface (SMD), les connexions électriquement conductrices sont réalisées au moyen de jonctions par soudage. Dans ce qu'il est convenu d'appeler le soudage par fusion, habituel à cet effet, une énergie considérable est appliquée à l'ensemble de la plaquette à circuit imprimé 5, par exemple au moyen d'un gaz chaud ou de vapeur, afin d'élever au-dessus du point de fusion de la pâte à souder la température de la plaquette 5 pourvue des composants 6 et de la pâte à souder. Du fait de l'augmentation de température, des gaz se dégagent de la feuille adhésive 4. Ceux-ci sont évacués vers l'extérieur en passant par les conduits 7, ce qui permet un processus de soudage uniforme et ne nuit pas à la jonction adhésive entre la plaque de support 2 et la plaquette à circuit imprimé 5. Une deuxième forme de réalisation est représentée aux figures 4 à 6. Seules les différences par rapport à l'exemple de réalisation conforme aux figures 1 à 3 sont exposées ci-après. De ce fait, on se réfère pour le reste à la description effectuée ci-dessus pour l'exemple de réalisation. Des parties structurellement identiques sont désignées par les mêmes repères. En revanche, d'autres parties fonctionnellement équivalentes sont désignées par des repères affectés d'une apostrophe. Contrairement au premier exemple de réalisation, la plaque de support 2' comporte des conduits 7' qui s'étendent vers l'extérieur d'une manière essentiellement perpendiculaire à la plaque 2' et qui débouchent par des orifices 8'. Les conduits peuvent présenter une forme rendue optimale pour l'évacuation des gaz. Il peut par exemple s'agir de trous 9', de fentes 10' ou de conduits 11' en H. Par ailleurs, les conduits 7' peuvent traverser la plaque de support 2' suivant un réseau régulier (ce qui n'est pas représenté), de sorte qu'une adaptation de la forme et de la position des conduits 7' à l'agencement qu'occupent les composants 6 sur la plaquette à circuit imprimé 5' n'est pas nécessaire. Dans chaque cas, l'évacuation des gaz qui se forment dans la couche intermédiaire 3 au voisinage des composants 6 est d'une importance particulière. Une troisième forme de réalisation est représentée aux figures 7 et 8. Seules les différences par rapport à la première forme de réalisation conforme aux figures 1 à 3 sont décrites ci-après. Des parties structurellement identiques sont désignées par les mêmes repères. En revanche, d'autres parties, fonctionnellement équivalentes, sont désignées par des repères affectés d'une double apostrophe. Contrairement au deuxième exemple de réalisation conforme aux figures 4 à 6, des parties en retrait 12" sont prévues dans la plaque de support 2", dans sa surface 13" située à l'opposé de la couche intermédiaire 3. Les parties en retrait 12" forment les conduits 7" en commun avec la couche intermédiaire 3 qui les recouvre. Les conduits sont réalisés sous forme d'un réseau régulier recouvrant la surface 13". Celui-ci peut également n'être prévu qu'au voisinage des composants 6. Dans le cas o la plaque de support est en tôle, les parties en retrait 12" sont prévues par emboutissage, usinage par enlèvement de copeaux ou attaque corrosive. Dans le cas o la plaque de support 2" est réalisée sous forme de pièce coulée, les parties en retrait 12" sont déjà réalisées au formage lors de la coulée. Bien entendu, les agencements de conduits conformes aux première à troisième formes de réalisation peuvent également être prévus d'une manière cumulée. Il existe par ailleurs la possibilité de prévoir des conduits dans la couche intermédiaire 3. Cela est par exemple rendu possible par le fait que la feuille adhésive 4 est interrompue par des découpes qui permettent un échappement des gaz. On peut poser de telles feuilles en les disposant sur une feuille de support et en les collant d'abord sur la plaque de support 2. Ensuite, la feuille de support est ôtée et la plaquette à circuit imprimé 5 est mise en place par collage. REVENDICATIONS 1. Agencement de circuit électrique multicouche, comprenant: a) une plaque de support (2; 2'; 2") métallique servant à l'évacuation de chaleur, b) prévue sur celle-ci, une couche intermédiaire (3) électriquement isolante réalisée sous forme d'une feuille adhésive (4) adhérant sur les deux faces, c) une plaquette à circuit imprimé (5; 5'; 5") prévue sur la couche intermédiaire (3) et d) au moins un composant électronique (6) prévu sur la plaquette à circuit imprimé (5; 5'; 5") et relié à celle-ci d'une manière électriquement conductrice, caractérisé en ce que e) sur au moins une face de la couche intermédiaire (3), il est prévu des conduits (7; 7'; 7") s'étendant vers l'extérieur et servant à évacuer des gaz dégagés par la couche intermédiaire (3), tandis que f) les conduits (7; 7'; 7") sont prévus au moins au voisinage de chaque composant (6). 2. Agencement de circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits (7'; 7") sont ménagés vers l'extérieur en traversant la plaque de support (2'; 2"). 3. Agencement de circuit suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conduits (7) sont ménagés vers l'extérieur en traversant la plaquette à circuit imprimé (5). 4. Agencement de circuit suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conduits (7") sont réalisés sous forme de parties en retrait (12") dans la face de la plaque de support (2") qui est située à l'opposé de la couche intermédiaire (3). 5. Agencement de circuit suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conduits (7") sont ménagés dans la couche intermédiaire (3). 6. Agencement de circuit suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conduits (7; 7'; 7") sont prévus sous forme de réseau régulier.