Brevet FR2802763A1 — publié le 20010622

La présente invention concerne un procédé d'assemblage de structures multicouches hyperfréquence comprenant des circuits électroniques. Elle s'applique notamment pour l'obtention de panneaux actifs. Des panneaux ou peaux actifs sont notamment utilisés pour des applications de fu rtivité. Ces panneaux captent des ondes électromagnétiques puis les diffractent. Ces fonctions sont assurées par des composants hyperfréquence disposés sur un circuit imprimé. L'ensemble constitué du circuit imprimé et des composants est lui-même fixé sur un support diélectrique transparent aux ondes électromagnétiques, les composants étant en regard de ce support. Ce dernier et donc les composants hyperfréquence sont alors disposés face aux sources hyperfréquence potentielles incidentes, destinees à être brouillées. Un radôme et/ou une couche diélectrique supplémentaire peuvent par exemple être superposés au support diélectrique. Le support diélectrique équipé du circuit imprimé doit éventuellement pouvoir être conformé. A, cet effet, l'épaisseur du circuit imprimé ne doit être trop importante. Elle est par exemple de l'ordre de quelques dizaines de microns. Le support doit de son côté pouvoir aussi être éventuellement conformé, en plus de ses qualités diélectriques. Plusieurs structures sont envisageables. On peut par exemple prendre comme matériau de support une mousse ou une structure en nid d'abeille, et plus généralement tout diélectrique conformiable suffisamment transparent aux ondes électromagnétiques. La densité de composants hyperfréquence câblés sur le circuit peut être très importante. A titre d'exemple, un circuit imprimé de dimensions 300x3OO MM2 peut comporter de l'ordre de 3000 composants. Cette densité peut entraîner des problèmes techniques au niveau de la réalisation d'une structure multicouche, par exemple un panneau actif, constituée essentiellement d'un ou plusieurs circuits imprimés équipés de composants hyperfréquence et d'un support diélectrique, le circuit imprimé étant collé sur le support avec les composants en regard de ce support. Le fait de plaquer le circuit imprimé muni de composants sur le support diélectrique, les composants étant face à ce dernier, peut évidemment endommager ces composants ainsi que leurs connexions qui sont souvent très fragiles. Il s'agit en effet de fils d'or ayant un diamètre de quelques microns. On prévoit bien sûr un évidement dans le support à l'endroit prévu des composants. Cependant, la densité de ces derniers n'empêche pas le risque de destruction, notamment des connexions, lors de l'assemblage du circuit imprimé et du support. Une première solution consiste à protéger les connexions par des vernis. Cependant une telle solution a l'inconvénient de perturber les performances diélectriques de l'ensemble multicouche. En particulier, les qualités de couplage aux ondes électromagnétiques s'en trouvent affectées. Une autre solution peut consister à prévoir des évidements dans le support en forme de grosses rainures pour accueillir les composants hyperfréquence et leurs connexions. Cependant, la surface de support collée sur le circuit imprimé se trouve considérablement réduite. La structure multicouche n'est alors plus en mesure de subir des contraintes mécaniques, plus ou moins standards, sans risque de décollement. Un but de l'invention est de permettre la réalisation d'une structure multicouche telle que précédemment décrite, notamment de haute densité en composants, capable de subir des contraintes tout en présentant de bonnes performances électromagnétiques. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'assemblage d'un circuit imprimé équipé de composants sur un support, les composants étant en regard du support, le circuit imprimé étant fixé sur le support par un film de colle. Le procédé comporte au moins : - une étape de réalisation d'évidements dans le support destinés à accueillir les composants et de trous dans le film de colle, les évidements et les trous correspondant à l'emplacement des composants sur le circuit imprimé ; - une étape de positionnement du film de colle sur le support de façon à ce que les trous tombent sensiblement en face des évidements ; - une étape de positionnement du circuit imprimé sur le support recouvert du film de colle, le circuit imprimé étant maintenu plan pendant la phase de pose par des moyens d'aspiration disposés au contact de sa face opposée aux composants. L'invention a pour principaux avantages qu'elle permet réaliser des structures multicouches de grandes dimensions, que ces structures peuvent être mises en forme et qu'elle est simple à mettre en #uvre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure 1, un exemple de structure multicouche réaliser selon le procédé de l'invention ; les figures 2a, 2b, 2c un exemple de réalisation support de la structure précitée ; les figures 3a et 3b, un exemple de réalisation moyens de guidages utilisés par le procédé selon l'invention ; les figures 4a, 4b et 4c, respectivement le masque circuit imprimé destiné à être assemblé, un film de colle destiné à fixer le circuit imprimé sur le support et une vérification de l'emplacement de trous réalisés dans le film plastique en regard des emplacements des composants du circuit imprimé prévus par le masque -, les figures 5a et 5b, une illustration du positionnement du circuit imprimé sur le support à l'aide de moyens d'aspiration du circuit imprimé; la figure 6, les éléments d'une structure multicouche assemblés avant la prise du film de colle. figure 1 illustre un exemple de structure multicouche a réaliser. Cette structure comporte un support diélectrique 1 et un circuit imprimé 2 muni de composants 3. S'il s'agit d'un panneau actif, ces composants sont notamment des composants hyperfréquence. Le circuit imprimé 2 fixé sur le support 1 au moyen d'un film de colle 4. Les composants 3 sont situés face au support. Ce dernier a notamment pour fonction protéger mécaniquement les composants électroniques 3 ainsi que leurs connexions et de supporter l'ensemble du circuit électronique ou hyperfréquence lors de phase d'assemblage. Le support est situé en regard des ondes électromagnétiques incidentes 5 dans le cas d'un panneau actif. Ces ondes traversent donc le support 1 pour atteindre les circuits hyperfréquence formés à partir des composants, et pour être ensuite couplées à ces circuits. A cet effet, le support doit présenter de bonnes qualités de transparence aux ondes électromagnétiques. Il est ainsi par exemple en mousse diélectrique. La souplesse de la mousse permet par ailleurs de conformer l'ensemble de la structure 1, 2, 3, 4 selon une configuration donnée. Le support peut encore avoir une structure à nid d'abeille. Plus généralement, il doit présenter les performances diélectriques voulues tout en se prenant éventuellement des formes données non planes. Les performances de furtivité requises peuvent imposer un grand nombre de composants hyperfréquence 3 et donc une grande densité de composants. Le câblage de tous ces composants exige alors un assemblage multicouche, comportant un ou éventuellement plusieurs circuits imprimés. Le panneau actif peut par exemple être assemblé avec un radôme. Elle doit alors prendre une forme adaptée à ce dernier. Une couche de séparation diélectrique peut éventuellement être intercalée entre le panneau actif et le radôme. Dans une première étape du procédé selon l'invention, les pièces constitutives de la structure multicouche sont réalisées en vue de leur assemblage par la suite. Les figures 2a, 2b et 2c illustrent la réalisation du support diélectrique 1. Des évidements 21 sont créés sur la surface de ce dernier. Les figures 2a et 2b montrent un évidement élémentaire 21 respectivement par une vue dessus et par une vue en coupe selon AA. Pour obtenir par exemple une forme sensiblement oblongue adaptée aux dimensions d'un composant hyperfréquence, de forme plutôt allongée, deux trous circulaires contigus sont par exemple réalisés à l'aide de deux forets. Les évidements peuvent être réalisés à l'aide de forets comme indiqués précédemment. Ils peuvent aussi par exemple être réalisés par découpe à jet d'eau ou par découpe laser. Cet usinage du support peut se faire par commande numérique. Le procédé selon l'invention utilise des moyens de guidage comme l'illustrent les figures et 3b. Le support 1 comporte par exemple quatre trous calibrés 31. Chaque trou est destiné au passage d'une tige 32. Ces moyens guident les éléments de la structure multicouche pour leur empilement. La figure 4a présente le masque 41 d'un circuit imprime 2 destiné à être assemblé avec le support précédent 1. Ce masque comporte les emplacements 42 des composants du circuit imprimé. La figure 4b présente le film de colle 4 destiné à fixer le circuit imprimé 2 au support 1. Ce film de colle 4 comporte par ailleurs mêmes trous de guidage 31 que ceux du support 1. Il pourra ainsi être guidé vers le support 1 au moyen des tiges de guidage 32 comme l'illustre la figure 3b. Des trous 44 sont réalisés dans le film de colle aux endroits correspondant aux composants du circuit imprimé 2. Ces trous sont par exemple réalisés par jet d'eau ou par découpe laser, avec par exemple les mêmes éléments de commande numérique que celle appliquée pour la réalisation des évidements du support. Le positionnement du film de colle sur le support, par exemple l'aide des moyens de guidage, est tel que ses trous 44 tombent en face des évidements 21. La figure 4c illustre une vérification de l'emplacement des trous 44 en regard des emplacements des composants caractérisés par le masque du circuit imprimé. Une vérification du bon positionnement des évidements 21 et trous 44 peut être réalisé en effectuant un assemblage à blanc qui consiste à empiler, sans fixer, le support 1 avec ses évidements, le film de colle 2 avec ses trous et le masque 41 du circuit imprimé au moyen des tiges de guidage. A cet effet, le masque 41 comporte notamment des trous de guidage 31 identiques à ceux du support et du film de colle. On entend par trous identiques, des trous dont les diamètres sont sensiblement égaux et dont les positions relatives des centres sont aussi sensiblement égales. Les figures 5a et 5b illustre le positionnement du circuit imprimé 2 équipé de ses composants 3, le film de colle 4 étant au préalable positionné sur le support 1, par exemple à l'aide des moyens de guidage précédemment décrits. Le procédé selon l'invention utilise des moyens d'aspiration 51 qui retiennent le circuit imprimé 2 en suspension. Le circuit est notamment maintenu en suspension au-dessus du support 1, ce dernier étant par exemple recouvert du film de colle 4. Plus particulièrement, les moyens d'aspiration 51 accompagnent le circuit imprimé 2 dans une trajectoire de descente vers le support 1 pour finalement poser le circuit imprimé 2 sur le support. Les moyens d'aspiration comportent par exemple une chambre 52 règne un vide partiel, cette chambre étant au contact du circuit imprimé 2, plus précisément avec la face du circuit imprimé opposée aux composants 3. La chambre à vide est comprise entre une cloison supérieure 53 une cloison inférieure 54. La cloison inférieure 54 comporte des orifices 55 conduisant de la chambre à vide à la face du circuit imprimé. Un joint 56 impose par exemple la hauteur de la chambre à vide 52 tout en assurant son étanchéité. La cloison supérieure comporte par exemple un orifice prolongé par un conduit 57 relié à un générateur de vide. Les moyens d'aspiration sont posés sur la face arrière du circuit imprimé 2 avant que le vide soit effectué à l'intérieur de ces moyens. Ces derniers comportent par exemple des trous 58 qui sont placés en face des trous 31 du circuit imprimé, dans le but notamment de permettre le guidage de l'ensemble vers le support 1. Une fois que les moyens d'aspiration sont correctement posés sur le circuit imprimé, le vide est créé à l'intérieur des moyens d'aspiration de sorte qu'ils aspirent le circuit imprimé par les conduits 55 réalisés dans la paroi inférieure. L'ensemble constitué du circuit imprimé 2 et des moyens d'aspiration 51 est ensuite guidé vers le support 1 recouvert du film de colle 4. Les moyens d'aspiration 51 permettent avantageusement de présenter le circuit imprimé 2 bien à plat sur le film de colle, la paroi inférieure 54 des moyens d'aspiration au contact du circuit imprimé étant plane. Ce dernier est en effet très peu épais, son épaisseur est par exemple de quelques dizaines de microns, et cela pour pouvoir adopter diverses formes non planes. Sans moyens auxiliaires, tels que les moyens d'aspiration 51, il serait alors très difficile de présenter le circuit imprimé bien à plat sur le film, en raison notamment de sa grande flexibilité due à faible épaisseur. La figure 5b illustre le placement du circuit imprimé 2 sur le support 1, ce dernier étant par exemple disposé sur un support fixe 60. Le circuit imprimé 2 équipé de ses composants 3 est bien maintenu à plat tout en étant guidé vers le support 1 recouvert du film de colle 4. Les composants 3 vont loger dans les évidements 21 réalisés sur le support et non recouverts par le film de colle. Le circuit imprimé descend vers le support en aveugle, 'est-à-dire que le positionnement des composants dans les évidements est préétabli, notamment en fonction des masques de réalisation des différents constituants de la structure multicouche et des moyens de guidage. En d'autres termes, il n'y a pas d'ajustement du positionnement du circuit imprimé sur le support, et particulièrement des composants dans les évidements, au cours de la pose du circuit imprimé sur le support. fois le circuit imprimé 2 posé sur le support 1, le vide n'est plus maintenu dans les moyens d'aspiration. Ces derniers peuvent alors être éloignés support selon un parcours inverse du précédent. De préférence, avant de supprimer le vide moyens d'aspiration, et donc avant de désolidariser ces derniers du circuit imprimé, ce dernier est immobilisé par rapport au support, par exemple par des moyens d'immobilisation provisoire tels que des bandes autocollantes. Une fois les moyens d'aspiration dégagés, le circuit imprimé peut exemple être monté serré sur le support comme l'illustre la figure 6, par exemple au moyen d'une ou plusieurs vis 61. L'ensemble ainsi assemblé est par exemple ensuite disposé dans un four un autoclave en vue de coller le circuit imprimé 2 sur le support 1. Le chauffage du film de colle 4 placé entre le support et le circuit imprimé permet alors la fixation de l'un sur l'autre. Plusieurs structures multicouches comportant des composants électroniques sur circuit imprimé fixé sur un support, par exemple en mousse peuvent être associées et protégées par un radôme externe. La structure multicouche peut être plane ou mis dans une forme quelconque, du type exemple cylindrique, conique ou parabolique. La mise en forme de l'ensemble de la structure est faite a posteriori, une fois que le circuit imprimé, équipé de ses composants est fixé sur le support, c'est-à-dire après assemblage. Les étapes du procédé selon l'invention telles que décrite précédemment sont simples à mettre en oeuvre. L'invention est ailleurs bien adaptée pour des structures de grande dimension. En particulier, les moyens d'aspiration qui maintiennent le circuit imprimé plan lors sa pose sur support sont particulièrement avantageux lorsque le circuit imprimé, qui est souple, est aussi de grandes dimensions. L'invention permet d'obtenir panneaux ou structures multicouche de haute tenue mécanique, en raison notamment du fait que le film de colle fixant le circuit imprimé le support occupe toute la surface disponible en dehors des évidements realisés sur ce dernier. Il n'y a par ailleurs pas de pollution des composants hyperfréquence due à des couches, par exemple de vernis, disposées ces composants. L'invention a été décrite pour la réalisation d'un panneau actif, c'est-à-dire avec un ou plusieurs circuits imprimés équipés par exemple de composants hyperfréquence. L'invention peut également s'appliquer pour la réalisation d'un panneau passif. Dans ce cas, les composants sont par exemple des éléments résistifs. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage d'un circuit imprimé (2) équipé de composants (3) sur un support (1), les composants étant en regard du support, le circuit imprimé étant fixé sur le support par un film de colle (4), caractérisé en ce qu'il comporte au moins : - une étape de réalisation d'évidements (21) dans le support destinés à accueillir les composants (3) et de trous (44) dans le film de colle (4), les évidements (21) et les trous (44) correspondant à l'emplacement des composants (3) sur le circuit imprimé (2) ; - une étape de positionnement du film de colle (4) sur le support (1) de façon à ce que les trous (44) tombent sensiblement en face des évidements (21) ; - une étape de positionnement du circuit imprimé sur le support (1) recouvert du film de colle (4), le circuit imprimé étant maintenu plan pendant la phase de pose par des moyens d'aspiration (51) disposés au contact de sa face opposée aux composants (3). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'aspiration comportent une chambre (52) règne un vide partiel, la chambre à vide étant comprise entre une cloison supérieure (53) et une cloison inférieure (54), la cloison inférieure (54) comportant des orifices (55) conduisant de la chambre à vide à la face du circuit imprimé. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un joint (56) impose la hauteur de la chambre à vide (52) tout en assurant son étanchéité. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la cloison supérieure (53) comporte un orifice prolongé par un conduit (57) relié à un générateur de vide. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'avant de supprimer le vide des moyens d'aspiration (51), le circuit imprimé est immobilisé par rapport au support. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précedentes, caractérisé en ce qu'il utilise des moyens de guidage (31, 32) pour positionner les éléments (1, 2, 4) entre eux, les moyens de guidage étant constitués de trous calibrés (31) réalisés dans les éléments et de tiges (32), les trous étant destinés au passage des tiges. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précedentes, caractérisé en ce que les évidements (21) et les trous (44) sont réalisés par jet d'eau. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les évidements (21) et les trous (44) sont réalisés par découpe laser. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ' 6, caractérisé en ce que les évidements (21) ont sensiblement une forme oblongue obtenue à partir de deux trous contigus forés. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précedentes, caractérisé en ce que l'ensemble du support (1) et du circuit imprimé (2) fait partie d'un panneau actif. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce les composants sont des composants hyperfréquence. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications à 9, caractérisé en ce que l'ensemble du support (1) et du circuit imprimé fait partie d'un panneau passif. 13. Procédé selon la revendications 12, caractérisé en ce les composants sont des éléments résistifs.