Brevet FR2818490A1 — publié le 20020621

La présente invention concerne un procédé de fixation sur un support métallique d'au moins un module électronique hyperfréquence réalisé sur un substrat dont une des faces forme plan de masse. Dans le domaine des hyperfréquences, l'élaboration de circuits réalisant des fonctions électroniques telles que des mélangeurs, des amplificateurs ou autres, peut être réalisée sur des substrats de différentes natures en utilisant des lignes gravées. La réalisation d'un sous-ensemble hyperfréquence consiste à mettre en série ou en parallèle plusieurs fonctions qui sont reliées entre elles par des systèmes d'interconnexion tels que des lignes gravées ou des fils de câblage. En général, plusieurs fonctions sont réalisées sur un même substrat en utilisant une technologie du type circuit imprimé qui a été adaptée aux matériaux et aux épaisseurs spécifiques pour des applications hyperfréquence. Ainsi, comme représenté schématiquement sur la figure 1, un module électronique hyperfréquence peut être constitué par un circuit gravé 1 réalisé sur un substrat 2 en un matériau tel que du verre Téflon , à savoir du Téflon tissé avec des fibres de verre. Ce substrat, en général peu rigide et présentant une épaisseur relativement faible par rapport à ses autres dimensions, est revêtu sur sa face inférieure d'un plan de masse métallique 3. Ces modules électroniques sont le plus souvent montés sur un support 4 ou boîtier métallique. Différents types d'assemblage sont donc utilisés pour fixer le substrat 2 sur le support 4 ou boîtier métallique. Toutefois, l'utilisation de circuits électroniques à des fréquences voisines du millimétrique, notamment à des fréquences de plusieurs gigahertz, impose un bon contact électrique entre le plan de masse 3 du substrat 2 situé sur la face inférieure du substrat et la masse métallique du support 4. Pour répondre à cette contrainte, différentes méthodes sont utilisables pour l'assemblage du substrat sur le support ou boîtier métallique. Ainsi l'on pourrait utiliser un procédé de vissage qui présente l'avantage d'être très simple, facilement automatisable et peu onéreux. Toutefois, ce procédé n'est pas applicable aux fréquences millimétriques, car l'épaisseur du substrat 2 est très fine par rapport à ces autres dimensions, ce qui peut entraîner des problèmes de déformation des circuits gravés et/ou montés sur le substrat pouvant induire des fissures dans les joints de soudure. D'autre part, le contact entre la masse du substrat et la masse du support métallique est très ponctuel. L'autre technique largement utilisée dans le domaine des hyperfréquences est une technique de collage qui permet d'obtenir un report fiable ayant de bonnes caractéristiques électriques. Plusieurs méthodes de collage existent pour assembler deux matériaux. Ainsi, on peut citer l'utilisation d'un film qui permet d'obtenir un assemblage de très grande fiabilité mais dont le coût en matière est relativement élevé et la mise en oeuvre complexe, car nécessitant l'application d'une pression pendant tout le cycle de polymérisation de la colle. Une autre technique consiste à employer des colles époxy conductrices mono ou bi-composants, les particules conductrices étant le plus souvent constituées par de l'argent ou de l'or. Dans ce cas, la colle est déposée en utilisant, par exemple, une seringue. Si cette technique est moins onéreuse que la précédente, elle nécessite une bonne maîtrise de la colle de manière à déposer une couche quasi-uniforme en épaisseur et en surface. Selon un autre mode de réalisation, la colle époxy peut être déposée par sérigraphie, ce qui permet d'obtenir une couche uniforme en épaisseur et en surface. Cette technique présente aussi l'avantage d'être rapide mais utilise une quantité non-négligeable de colle. Dans le domaine des hyperfréquences, on utilise une des techniques de collage mentionnée ci-dessus en répandant la pâte sur toute la surface du circuit à coller de manière à obtenir un bon report de masse, les colles étant chargées en particules conductrices de type argent ou or. La technique ci-dessus présente comme inconvénient d'être particulièrement onéreuse du fait de la quantité importante de colle nécessaire. La demanderesse, lors d'études réalisées sur le collage d'un substrat comportant au moins un module électronique hyperfréquence sur un support ou boîtier métallique, s'est aperçue à l'inverse des enseignements donnés, qu'il n'était pas nécessaire de déposer la colle sur toute la surface du substrat. La colle peut être déposée en des endroits spécifiques permettant d'éviter une non-conductivité du signal sans entraîner de problèmes dans le fonctionnement du module électronique. En conséquence, la présente invention a pour objet un procédé de fixation sur un support métallique d'au moins un module électronique hyperfréquence réalisé sur un substrat dont une des faces forme plan de masse, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer entre la face formant plan de masse et le support métallique au moins une bande de colle conductrice au niveau des zones de rupture des plans de masse. Ces zones de rupture apparaissent le plus fréquemment au niveau des transitions. Le rôle de la transition est de permettre le passage du signal d'un mode de propagation à un autre (ex : du mode TE10 du guide rectangulaire au mode quasi TEM de la ligne microruban) en garantissant une bonne adaptation de l'ensemble et un minimum de pertes pour le signal traversant la transition. Si la continuité de masse n'est plus assurée entre les 2 modes de propagation : des désadaptations apparaissent se traduisant par une perte d'énergie du signal par réflexion, et une partie du signal peut se propager à l'extérieure de la transition et perturber d'autres éléments du circuit. L'utilisation de la méthode ci-dessus permet de minimiser la quantité de colle déposée sur le substrat et, en conséquence, le coût du procédé. D'autre part, pour assurer un collage efficace de l'ensemble avec une meilleure tenue du circuit aux contraintes d'environnement (variations de température, taux d'humidité, dilatation thermique), selon une autre caractéristique de la présente invention, l'on dépose des bandes supplémentaires de colle conductrice formant renfort métallique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation préférentiel, cette description étant faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : Figure 1 déjà décrite est une vue en perspective schématique d'un module électronique hyperfréquence collé sur un support auquel s'applique la présente invention. Figure 2 est une vue en plan de dessus d'un récepteur millimétrique réalisé sur un substrat qui sera collé conformément à la présente invention. Figure 3 est une vue correspondant à celle de la figure 1, montrant les zones de collage nécessaires. Figure 4 est une vue en plan de dessous du circuit de la figure 1 montrant l'emplacement des différentes zones de collage. Pour simplifier la description dans les figures, les mêmes éléments portent les mêmes références. On décrira avec référence aux figures 2,3 et 4, l'application de la présente invention au cas d'un récepteur millimétrique à 40 GHz. Comme représenté sur la figure 2, sur un substrat 10 qui peut être réalisé de manière connue en verre Téflon , on a réalisé tout d'abord une transition 11 entre un guide circulaire 12 et une ligne microruban 13 pour la réception du signal millimétrique, à savoir du signal à 40 GHz. Le circuit comporte aussi un filtre passe-bande 14 recevant en entrée le signal millimétrique transporte par ta ligne microruban 13. Le filtre passe-bande 14 est réalisé en technologie ligne microruban suspendue, son but est de filtrer le signal utile et de rejeter la fréquence image et les fuites de l'oscillateur local. En sortie du filtre passebande 14 est monté un mélangeur 15 connecté au filtre par une ligne microruban 16. D'autre part, un oscillateur local non représenté est connecté au mélangeur 15 par une ligne microruban 17, ce qui implique au niveau de l'extrémité de la ligne microruban 17 opposée au mélangeur une transition ligne microruban/ligne coaxiale en fonction du mode de réalisation de l'oscillateur local. Comme représenté sur la figure 2, la sortie du mélangeur est reliée à la sortie de l'ensemble du bloc récepteur par une ligne microruban 18, ce qui donne lieu aussi dans ce cas, à une transition ligne microruban/ligne coaxiale. Avec le circuit de la figure 2 et comme représenté sur la figure 3, une parfaite continuité de masse doit être obtenue entre les différents modes de propagation. Les zones où cette continuité de masse doit être obtenue, ont été représentées par un trait gras. Il s'agit notamment de la sortie du guide d'ondes circulaire 12, du pourtour du filtre passe-bande 14 et des transitions 19 et 20 respectivement entre l'oscillateur local non-représenté et la ligne microruban 17 de connexion au mélangeur et entre la sortie du bloc récepteur et la ligne microruban 18 de connexion à la sortie du mélangeur. Conformément à la présente invention et en prenant en compte les problèmes de continuité de masse mentionnés ci-dessus, pour éviter toute rupture du plan de masse, on réalise le collage du substrat verre téflon 10 sur un support métallique non-représenté en déposant des bandes de colle, uniquement dans les zones représentées par des traits gras, à savoir les zones 12', 14', 19'et 20'. Conformément à une caractéristique supplémentaire de la présente invention, pour assurer une meilleure tenue aux contraintes, des bandes de colle sont aussi appliquées comme renfort mécanique, à savoir les bandes 21,22 et 23. Conformément à la présente invention, les bandes de colle sont constituées par une colle époxy conductrice qui peut être une colle mono ou bi-composants telle que les colles vendues par la société Epo-Tek sous la référence H20E, ce type n'étant donné qu'à titre d'exemple. Ces colles sont chargées par des particules d'argent ou d'or assurant leur conductibilité. D'autre part, conformément à la présente invention, la colle est déposée en utilisant de préférence un dépôt par sérigraphie. Toutefois, il est évident pour l'homme de l'art que d'autres types de dépôt, notamment un dépôt par seringue ou tout dépôt similaire utilisé dans la technologie des colles époxy peut être employé. REVENDICATIONS 1-Procédé de fixation sur un support métallique d'au moins un module électronique hyperfréquence réalisé sur un substrat dont une des faces forme plan de masse, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer entre la face formant plan de masse et le support métallique, au moins une bande de colle conductrice (12', 14', 19', 20') au niveau des zones de rupture du plan de masse. 2-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dépose des bandes supplémentaires (21,22, 23) de colle conductrice formant renfort mécanique. 3-Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bandes formant renfort mécanique sont déposées sur le pourtour (21) de la face du module formant plan de masse. 4-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la colle est une colle époxy conductrice mono ou bicomposants. 5-Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la colle conductrice est chargée en particules conductrices telles que l'argent ou l'or. 6-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la colle est déposée en utilisant un dépôt par sérigraphie ou un dépôt par seringue.