Brevet FR2800970A1 — publié le 20010511

Procédé de perçage d'au moins un circuit imprimé, contreplaqué d'entrée correspondante. Le domaine de l'invention est celui de la fabrication circuits imprimés. Plus précisément, l'invention concerne l'une des étapes de cette fabrication, à savoir l'étape de perçage mécanique du circuit imprimé, réalisée ' l'aide d'un foret. On rappelle qu'un circuit imprimé se compose classiquement d'un substrat isolant, recouvert sur une ou deux faces d'un feuillard conducteur, en cuivre dans la grande majorité des cas. L'opération de perçage doit respecter différents critères qualité - précision de positionnement des trous - paroi des trous de faible rugosité ; - absence de résidus étrangers accrochés sur les parois des trous - diminution de l'échauffement induit par le travail du foret, afin de limiter les phénomènes de souillures ("smearing en anglais) dus au ramollissement de la résine contenue dans le substrat ; - absence ou très faible apparition d'une bavure cuivre, autour du trou, sur la surface du substrat ; - absence de rayures sur la ou les surfaces cuivrées. Afin de respecter ces critères de qualité, on utilise classiquement une contreplaqué d'entrée (aussi appelée contreplaque d'attaque), généralement associée à une contreplaque de sortie. On place alors le circuit imprime entre la contreplaqué d'entrée et la contreplaque de sortie. Pour percer le circuit imprimé, le foret passe d'abord à travers la contreplaque d'entrée, qui agit comme un canon de perçage pour guider le foret. En outre, cette contreplaque d'entrée protège les surfaces de cuivre de tous risques de rayures et limite de façon satisfaisante la bavure cuivre. Traditionnellement, pour des raisons économiques et qualitatives, les contreplaques d'entrée sont fabriquées, au moins en partie, avec de l'aluminium "dur". En effet, ce matériau est couramment utilisé pour ses caractéristiques mécaniques, économiques et dissipatrices de chaleur. Par "dur", on entend ici un aluminium écroui présentant une dureté Brinell supérieure à 6, valeur donnée par le deuxième chiffre de la symbolisation Brinell représentée par un "H" suivi de deux chiffres. deux structures de contreplaque d'entrée les plus connues sont les suivantes feuillard d'aluminium "dur", d'une épaisseur comprise entre 0,15 mm 0,40 mm; stratifié, d'une épaisseur comprise entre 0,18 mm et 0,50 mm, et compose d'une âme en papier imprégné, plaquée sur ses deux faces d'une mince feuille d'aluminium "dur" d'une épaisseur comprise entre 25 et 60 mm. La première structure connue (feuillard d'aluminium "dur") est la plus souvent utilisée car économique et aisément recyclable (utilisation d'un seul matériau). Mais elle ne permet pas de percer des micro-trous, avec une précision satisfaisante et dans bonnes conditions de productivité (difficultés à optimiser les paramètres de perçage, tels que la vitesse de rotation et la vitesse d'avance, et à utiliser des empilages maximisés plusieurs substrats pendant le perçage). La seconde structure connue (stratifié plaqué aluminium "dur") offre une précision satisfaisante et de meilleures conditions de productivité. Mais elle est très coûteuse et difficilement recyclable (utilisation de deux matériaux). En outre, la miniaturisation des schémas des circuits imprimés a conduit à une diminution très sensible du diamètre des trous. De ce fait, les foret utilisés présentent des diamètres plus en plus faibles, et donc une certaine fragilité et une certaine flexibilité. Il en résulte lorsque l'on utilise les contreplaques d'entrées traditionnelles décrites ci- dessus, soit casses intempestives de forets très coûteux, soit des déviations pendant le perçage qui ont pour résultat une précision insatisfaisante. L'invention a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de technique. Plus précisément, l'un des objectifs de la présente invention est de fournir un procédé perçage de circuit imprimé, qui permette de satisfaire aux impératifs de précision. L'invention a également pour objectif de fournir un tel procédé qui permette d'optimiser les paramètres de perçage et de travailler avec la meilleure productivité possible. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé qui soit peu coûteux en matériaux utilisés pour la contreplaque d'entrée. Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé qui permette un recyclage aise et complet de la contreplaqué d'entrée. Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîÎtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un procédé de perçage d'au moins un circuit imprimé, du type consistant à placer une contreplaqué d'entrée contre ledit au moins un circuit imprimé, et à utiliser un foret pour percer ledit au moins un circuit imprimé, à travers ladite contreplaqué d'entrée qui agit comme un canon de perçage pour guider ledit foret, ladite contreplaqué d'entrée comprenant : corps principal, possédant une première face contact avec ledit au moins un circuit imprimé et une seconde face, dite face externe, opposée a ladite première face, film de positionnement du foret, collé sur ladite face externe dudit corps principal, de façon à éviter tout glissement foret lorsqu'il vient contact avec ladite contreplaqué d'entrée. Le principe général de l'invention consiste donc à améliorer positionnement du foret sur la contreplaqué d'entrée, en recouvrant la face externe de cette dernière d'un film de positionnement du foret. Ce film est réalisé, d'une façon générale, dans un matériau relativement "mou", de façon qu'à son contact le foret ne glisse pas sur la contreplaqué d'entrée. Par "mou", on entend avantageusement un aluminium à l'état recuit ou écroui avec une dureté Brinell inférieure ou égale à 6, valeur donnée par le deuxième chiffre de la symbolisation Brinell représentée par "H" suivi de deux chiffres, ou encore un film polymère avec une dureté crayon inférieure ou égale à 10 H. Ainsi, par rapport aux techniques connues précitées, obtient un meilleur positionnement et un meilleur guidage du foret. Les tests comparatifs de perçage, en diamètre 0,30 mm sur un empilage de 3 circuits imprimés (substrats d'épaisseur 1 mm), montrent une amélioration minimale de 15 % par rapport au perçage classique utilisant un feuillard d'aluminium. De plus, l'examen des parois des trous révèle que celles-ci ne présentent aucun défaut, ni pollution. Enfin, après usage, le film peut être séparé du corps, et chacun d'eux peut être recyclé séparément. Il est important de noter que ce film de positionnement du foret est clairement distinct d'un film de protection de surface, tel qu'utilisé notamment dans le domaine de l'emboutissage, bien que ces deux types de film (de positionnement et de protection de surface) puissent être, éventuellement, fabriqués à partir de matériaux semblables. De façon avantageuse, ledit corps principal possède une épaisseur inférieure à 0,5 mm, et préférentiellement comprise entre 100 #tm et 250 #tm. Avantageusement, ledit film de positionnement du foret possède une épaisseur inférieureàO mm, et préférentiellement comprise entre 40 #tm et 100 itm. De façon préférentielle, ledit corps principal est réalisé dans un matériau appartenant au groupe comprenant: les métaux (et notamment l'aluminium et le cuivre), les stratifiés (et notamment ceux de type papier bakélisé et papier mélamine), les composites, les thermoplastiques, ... Cette liste n'est pas exhaustive. Préférentiellement, ledit film de positionnement du foret est réalisé dans un matériau appartenant au groupe comprenant : les polymères (et notamment le polyéthylène, le polypropylène et le PVQ, les pellicules cellulosiques, les feuillards métalliques, enductions organiques sur substrats transporteurs, ... Cette liste n'est pas exhaustive. De façon avantageuse, ledit film de positionnement du foret est collé sur ladite face externe dudit corps principal avec une masse adhésive appartenant au groupe comprenant : masses acryliques, les masses caoutchoucs, les laques thermo-collantes, les vernis thermo-collants, ... Cette liste n'est pas exhaustive. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, ledit corps principal est un feuillard métallique "dur" et ledit film de positionnement est un feuillard métallique Ivrnou". Dans mode de réalisation avantageux de l'invention, ledit film de positionnement est une enduction organique sur substrat transporteur, ledit film de positionnement collé sur ladite face externe du corps principal par laminage. Avantageusement, on place une superposition d'au moins deux circuits imprimés contre ladite contreplaqué d'entrée. La présente invention est donc compatible avec cette technique d'empilage, connue en elle-même, qui permet d'augmenter la productivité. L'invention concerne également une contreplaqué d'entrée, du type destinée à être utilisée pour la mise en oeuvre d'un procédé de peryage tel que précité, cette contreplaqué d'entrée comprenant: corps principal, possédant une première face contact avec ledit au moins un circuit imprimé et une seconde face, dite face externe, opposée a ladite première face, film de positionnement du foret, collé sur ladite face externe dudit corps principal, de façon à éviter tout glissement foret lorsqu'il vient contact avec ladite contreplaqué d'entrée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et du dessin annexé, dans lequel la figure unique présente un exemple de mise en oeuvre du procédé de perçage selon l'invention. La présente invention concerne donc un procédé de perçage d'un circuit imprimé, ou de plusieurs circuits imprimés simultanément. Dans le mode de réalisation particulier illustré sur la figure unique, le procédé selon l'invention mis en oeuvre pour percer un empilage de trois circuits imprimés 1 à 3, avec un même foret 6. Il est clair la présente invention s'applique plus généralement au perçage d'un nombre quelconque (supérieur ou égal à 1) de circuits imprimés. De même, la présente invention n'est liée au nombre de trous que l'on souhaite faire dans le(s) circuit(s) imprimé(s). Classiquement, on suppose que l'empilage de trois circuits imprimés 1 à 3 est placé entre contreplaqué d'entrée 4 et une contreplaqué de sortie 5. L'ensemble est par exemple pose sur une table (non représentée). En fonctionnement, le foret 6 passe à travers la contreplaqué d'entrée 4, qui agit comme un canon de perçage, puis perce successivement trois circuits imprimés 1 à 3, avant de terminer sa course dans la contreplaqué sortie 5. Enfin, le foret 6 est retiré. Le trou résultant est référencé 7 sur lafigure. Dans cet exemple, chaque circuit imprimé 1 à 3 se compose d'une plaque de substrat isolant 11, 21, 3 1, recouvert sur ses deux faces d'un feuillard de cuivre 12, 13, 22,23,32,33. Dans le mode de réalisation particulier illustré, la contreplaqué d'entrée 4 comprend un feuillard d'aluminium "dur" 41, constituant le corps principal, et un film polymère adhésif 42, constituant le film de positionnement du foret 6. La dureté Brinell du feuillard d'aluminium "dur" de la contreplaque d'entrée 4 est par exemple supérieure à 6, valeur donnée par le deuxième chiffre de la symbolisation Brinell représentée par un "H" suivi de deux chiffres, et la dureté crayon du film polymère est par exemple inférieure ou égale à 10 H. Le film polymère 42 est collé sur la face externe (qui n'est pas en contact avec l'empilage de circuits imprimés) du feuillard d'aluminium 'dur" 41 de la contreplaque d'entrée 4, par exemple avec masse acrylique. Ainsi, lors du perçage, le foret 6 est d'abord en contact avec ce film polymère 42, qui assure un meilleur positionnement et un meilleur guidage du foret. L'épaisseur du feuillard d'aluminium "dur" 41 de la contreplaque d'entrée 4 est par exemple comprise entre 1 250 #tm, et celle du film polymère 42 entre 40 et 100 lim. Selon une variante, film de positionnement est un feuillard d'aluminium "mou", de dureté Brinell inférieure à ou égale à 6, valeur donnée par le deuxième chiffre de la symbolisation Brinell representée par un "H" suivi de deux chiffres. Il est collé au corps principal (feuillard d'aluminium "dur") soit avec une masse adhésive sensible à la pression (du type acrylique caoutchouc par exemple), soit avec une masse adhésive thermo-activable (du type laque ou vernis thermo-collant par exemple). Selon encore une autre variante, le film de positionnement est une enduction organique réalisée sur un substrat transporteur ("carrier" en anglais) positionnable sur le corps principal par laminage, a froid ou à chaud. Il est clair que de nombreuses autres variantes de réalisation de l'invention peuvent être envisagées, sans sortir du cadre de la présente invention On peut notamment prevoir d'autres matériaux pour le corps principal 41 (autres métaux, stratifiés, composites, thermoplastiques, ... ), et/ou pour le film 42 (pellicules cellulosiques, ... ), et/ou pour masse adhésive (masse caoutchouc, ... ). On peut également prevoir d'autres épaisseurs pour le corps principal 41 (d'une façon générale, épaisseur inférieure à 0,5 mm), et/ou pour le film 42 (d'une façon générale, épaisseur inférieure a 0,3 mm). On notera également que le procédé selon la présente invention permet d'effectuer le perçage de tous types de circuits imprimes - circuits rigides, à trous non métallisés - circuits rigides, à trous métallisés - circuits rigides multicouches ; - circuits flex-rigides multicouches - circuits souples à trous non métallisés - circuits souples à trous métallisés. On rappelle que les matériaux utilisés dans fabrication des circuits imprimés comportent un renfort, généralement de type fibre de verre, fibre aramide, papier cellulosique, ou encore résine agglomérante (phénolique, époxy (standard et haut TG), polyimide, BT, et cyanate -ester). Pour les circuits souples et flex-rigides, les substrats couramment employés sont les films polyimide et polyester. REVENDICATIONS 1. Procédé de perçage d'au moins un circuit imprimé (l à 3), du type consistant à placer une contreplaque d'entrée (4) contre ledit au moins un circuit imprimé, et ' utiliser foret (6) pour percer ledit au moins un circuit imprimé, à travers ladite contreplaque d'entrée qui agit comme un canon de perçage pour guider ledit foret, caractérisé en ce que ladite contreplaque d'entrée comprend : un corps principal (41), possédant une première face en contact avec ledit au moins un circuit imprimé et une seconde face, dite face externe opposée à ladite première face, un film (42) de positionnement du foret (6), collé sur ladite face externe dudit corps principal (41), de façon à éviter tout glissement du foret lorsqu'il vient en contact avec ladite contreplaque d'entrée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps principal (41) possède épaisseur inférieure à 0,5 mm. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit corps principal (4 possède épaisseur comprise entre 100 #trn et 250 [im. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit film (42) de positionnement du foret possède une épaisseur inférieure à 0,3 mm. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit film (42) de positionnement du foret possède une épaisseur comprise entre 40 [Lm et 100 [trn. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce ledit corps principal (41) est réalisé dans un matériau appartenant au groupe comprenant: - les métaux ; - les stratifiés - les composites - les thermoplastiques. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce ledit film positionnement est réalisé dans un matériau "mou" présentant une dureté Brinell inférieure à ou égale à 6, valeur donnée par le deuxième chiffre de la symbolisation Brinell représentée par un "H" suivi de deux chiffres, ou une dureté crayon inférieure ou égale à 10 H. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caracterisé en ce que ledit film (42) de positionnement du foret est réalisé dans un matériau appartenant au groupe comprenant : - les polymères - les pellicules cellulosiques - les feuillards métalliques ; - les enductions organiques sur substrats transporteurs. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caracterisé en ce que ledit corps principal est un feuillard métallique "dur" présentant une dureté Brinell supérieure à 6, valeur donnée par le deuxième chiffre de la symbolisation Brinell représentée par un "H" suivi de deux chiffres, en ce que ledit film de positionnement est un feuillard métallique présentant une dureté Brinell inférieure ou égale à 6, valeur donnée par le deuxième chiffre de la symbolisation Brinell représentée par un "H" suivi de deux chiffres. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit film (42) de positionnement du foret est collé sur ladite face externe dudit corps principal avec une masse adhésive appartenant au groupe comprenant: - les masses acryliques ; - les masses caoutchoucs - les laques thermo-collantes - les vernis thermo-collants 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit film de positionnement est une enduction organique sur substrat transporteur, et en ce que ledit film de positionnement est collé sur ladite face externe du corps principal par laminage. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'on place une superposition d'au moins deux circuits imprimés (1 à 3) contre ladite contreplaque d'entrée (4). 13. Contreplaque d'entrée (4), du type destinée à être utilisée pour la mise en oeuvre d'un procédé de perçage d'au moins un circuit imprimé (1 à 3), ledit procédé consistant à placer ladite contreplaque d'entrée contre ledit au moins un circuit imprimé, et à utiliser un foret (6) pour percer ledit au moins un circuit imprimé, à travers ladite contreplaque d'entrée qui agit comme un canon de perçage pour guider ledit foret, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps principal (41), possédant une première face en contact avec ledit au moins un circuit imprime et une seconde face, dite face externe, opposée à ladite première face un film (42) de positionnement du foret, collé sur ladite face externe dudit corps principal, de façon à éviter tout glissement du foret lorsqu'il vient en contact avec ladite contreplaque d'entrée.