Brevet FR2846188A1 — publié le 20040423

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un agencement de circuit comprenant un support de circuit pouvant être traversé optiquement, qualifié ci-après de transparent optiquement, dans une gamme de longueurs d'onde, des pistes conductrices disposées sur le support de circuit, et au moins un composant électrique 5 relié aux pistes conductrices, le composant étant relié par brasage, en des emplacements de brasage, aux pistes conductrices. Un tel procédé est connu par DE 100 19 888 Ai. Le support de circuit est dans ce cas constitué d'un substrat transparent sur lequel est déposée une couche conductrice, transparente dans la gamme de longueurs d'onde visible, qui est 10 structurée pour la fabrication des pistes conductrices au moyen d'un laser. Le support de circuit est garni de composants qui sont brasés sur les pistes conductrices. Le brasage s'effectue dans un four à fusion ou dans un bain de brasage à la vague. Comme matières pour le support de circuit, on peut citer des substrats aussi bien en verre qu'en matière plastique. En raison des températures élevées de processus lors 15 du processus de brasage, il n'est possible d'utiliser que des matières plastiques résistant aux températures élevées, lesquelles sont toutefois chères et rendent nécessaire un traitement particulier. En outre, par la Note Technique d'Application ATI 1131 "Supports de circuit à trois dimensions moulés par injection" publiée par la société Bayer AG, il est connu de 20 fabriquer des composants en matière plastique conformément à ce qu'il est convenu d'appeler la technique MID (" moulded interconnect device ") à trois dimensions. Dans ce cas, des surfaces de pièces moulées par injection, en matière thermoplastique, de forme pratiquement quelconque peuvent en même temps être utilisées en tant que supports de composants et de circuits électriques. Comme procédé courant pour la 25 fabrication de composants MID à trois dimensions, il est cité le moulage par injection 2K suivi d'une métallisation sélective, ainsi que l'emboutissage à chaud de feuilles métalliques sur des surfaces de substrat moulées par injection. Comme autre procédé, on cite l'injection par derrière de feuilles structurées par des pistes conductrices. Dans ce cas, on place d'abord des schémas de circuit sur la feuille, puis la feuille ainsi 30 fabriquée est soumise à une injection par derrière. Une impression décorative est alors notamment placée sur une première face de la feuille et le schéma de circuit sur l'autre face. On ne trouve pas d'indication concernant un procédé approprié de brasage pour relier des composants aux pistes conductrices. Par la demande de brevet allemand DE 102 34 125.7 non publiée 35 antérieurement, on connaît également une pièce moulée par injection en matière plastique qui est réalisée en tant que pièce préformée à trois dimensions et est pourvue de pistes conductrices. La pièce préformée en matière plastique peut par exemple être réalisée en tant que capuchon de bouton-poussoir. On ne trouve là non plus aucune indication concernant un procédé approprié de brasage pour la liaison de composants avec les pistes conductrices. Même dans le cas du brasage de composants sur des pièces préformées à 5 trois dimensions, il se présente l'inconvénient, déjà indiqué plus haut, que des pièces en matière plastique résistant aux températures élevées, qui sont chères, doivent être utilisées. Des températures élevées dans le processus de fusion peuvent en outre entraîner un étirement de la pièce préformée MID à trois dimensions. Un autre inconvénient peut être une qualité différente des résultats de brasage en raison des 10 gradients de température dans le four de fusion. C'est pourquoi l'invention a pour but de fournir un procédé de fabrication d'un agencement de circuit qui, pendant le processus de brasage, n'applique qu'une faible sollicitation thermique au support de circuit, de façon qu'il soit également possible d'utiliser des supports de circuit en des matières plastiques ne présentant pas de 15 stabilité particulière à la température. Dans ce but, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un agencement de circuit comprenant un support de circuit transparent optiquement dans une gamme de longueurs d'onde, des pistes conductrices disposées sur le support de circuit, et au moins un composant électrique relié aux pistes conductrices, le 20 composant étant relié par brasage, en des emplacements de brasage, aux pistes conductrices, caractérisé en ce que le brasage s'effectue au moyen d'un faisceau laser présentant une longueur d'onde située dans la gamme de longueurs d'onde dans laquelle le support de circuit est transparent optiquement, et le faisceau laser est dirigé, à travers le support de circuit, vers les emplacements de brasage. Le procédé selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le support de circuit est une matière plastique; - le composant est un composant à montage en surface; - sur les pistes conductrices, il est déposé une couche d'étain au moins aux 30 emplacements de brasage, puis le support de circuit est garni du composant et enfin le brasage a lieu; - la couche d'étain est déposée par voie galvanoplastique ou au moyen d'un procédé de dépôt physique en phase gazeuse; - le support de circuit est garni de plusieurs composants qui sont brasés aux 35 pistes conductrices au moyen du faisceau laser; - le support de circuit est réalisé sous forme d'une pièce préformée à trois dimensions; - le support de circuit est réalisé sous forme d'une pièce préformée MID à trois dimensions. Le support de circuit utilisé est constitué d'une matière transparente pouvant être traversée par le faisceau laser. Cette propriété du support de circuit est également 5 qualifiée ci-après de "transparence au laser". En ce qui concerne le support de circuit, il peut par exemple s'agir d'une matière ayant la transparence du verre, donc d'une matière qui est transparente dans toute la gamme de longueurs d'onde optique. Il est toutefois également possible d'utiliser des matières dont la transparence optique n'existe que dans une gamme de longueurs d'onde plus limitée. Ce qui est important 10 est que la matière du support de circuit soit transparente optiquement pour le faisceau laser utilisé. Le faisceau laser est envoyé, en traversant le support de circuit, vers les différents emplacements de brasage. Du fait de la transparence optique du support de circuit, celui-ci ne s'échauffe pratiquement pas. L'énergie du faisceau laser qui est utilisée pour le brasage est transmise directement à l'emplacement de brasage. A cet 15 emplacement de brasage, l'énergie du faisceau laser est absorbée et entraîne un échauffement de l'emplacement de brasage, de sorte qu'un brasage est obtenu. En principe, le procédé est utilisable avec tous les supports de circuit transparents au laser, notamment même avec des supports de circuit en verre. Toutefois, du fait de la faible sollicitation thermique du support de circuit, il convient 20 notamment pour l'utilisation de supports de circuit en matière plastique, comme par exemple le PC (polycarbonate) ayant la transparence du verre. Comme composants, des composants SMD (" surface mounted device ") ou composants à montage en surface de type quelconque sont notamment préférés. Ceux-ci peuvent être posés directement sur le support de circuit ou les pistes 25 conductrices au moyen de robots de garnissage spéciaux. Un traitement supplémentaire du support de circuit à cet effet n'est pas nécessaire. De préférence, sur les pistes conductrices, il est d'abord déposé une couche d'étain au moins aux emplacements de brasage, puis le support de circuit est garni du composant et enfin le brasage a lieu. La fusion de la couche d'étain située sur la piste 30 conductrice a alors lieu, le faisceau laser échauffant partiellement la piste conductrice à l'endroit de l'emplacement de brasage en traversant la matière transparente au laser. De ce fait, la chaleur est transmise par conduction thermique à l'emplacement de brasage du composant, de sorte que, là également, le dépôt d'étain fond et s'assemble à l'étain de brasage de la piste conductrice en formant un point de brasage solide. La couche d'étain peut être déposée sur la piste conductrice au moyen de différents procédés, un dépôt galvanoplastique ou une application par dépôt par un processus de dépôt physique en phase gazeuse (PVD ou " physical vapor déposition ") étant notamment préféré. A l'aide du procédé conforme à l'invention, il est notamment également possible de braser des composants sur des pièces préformées à trois dimensions, comme par 5 exemple une pièce préformée MID à trois dimensions. Du fait de la transparence au laser du support de circuit, le brasage au laser peut également avoir lieu en des emplacements de la pièce préformée à trois dimensions qui, sans cela, étaient jusqu'à présent inaccessibles. L'invention est exposée ci-après en détail à l'aide d'un exemple de réalisation et 10 du dessin annexé. La figure unique représente une coupe de l'agencement de circuit. Le support de circuit peut notamment être réalisé sous forme d'une pièce préformée MID à trois dimensions. L'application de pistes conductrices sur la pièce préformée à trois dimensions peut avoir lieu au moyen de différentes méthodes de structuration. Par exemple, les pistes conductrices peuvent être appliquées sur le 15 support de circuit au moyen d'un moulage par injection 2K, un emboutissage à chaud, une galvanoplastie partielle, des matières plastiques pouvant être activées par laser ou un revêtement par dépôt physique en phase gazeuse. Pour des raisons de simplicité, il n'est représenté sur la figure qu'un support de circuit 1sur lequel une piste conductrice 2 est appliquée. Sur la piste conductrice 2, une couche d'étain 3 est appliquée en un 20 emplacement à l'endroit duquel la piste conductrice 2 est garnie d'un composant à montage en surface 4. Au moyen de la pipette de garnisseur 5 d'un robot de garnissage, le composant à montage en surface 4 est posé à l'endroit de l'emplacement de brasage approprié sur la piste conductrice 2 comportant la couche d'étain 3. Au moyen d'un laser 6, il est produit un faisceau laser qui est envoyé vers la 25 piste conductrice 2 à l'endroit de l'emplacement de brasage en traversant le support de circuit 1. Du fait de la transparence au laser de la matière plastique du support de circuit 1, il ne se produit dans celui-ci aucune absorption, ou qu'une très faible absorption du faisceau laser, de sorte qu'un échauffement du support de circuit 1 est évité dans une large mesure. Par contre, la piste conductrice 2 absorbe le faisceau 30 laser, de sorte qu'il se présente à l'endroit de l'emplacement de brasage un échauffement au moyen duquel la couche d'étain 3 fond et un brasage de la piste conductrice 2 avec le composant à montage en surface 4 a lieu. Ensuite, le faisceau laser est envoyé vers l'emplacement de brasage suivant et, à l'endroit de celui-ci, le composant à montage en surface est également brasé à une 35 autre piste conductrice. Ce processus est répété jusqu'à ce que tous les composants soient brasés sur le support de circuit. Grâce au procédé de brasage conforme à l'invention, il est possible d'utiliser une matière de moulage par injection standard pour le support de circuit, de sorte que les techniques d'outillage et processus de moulage par injection habituels servant à la fabrication d'une pièce préformée MID à trois dimensions sont utilisables. Il se 5 présente de ce fait des avantages en cot en raison du prix de matière plus faible en comparaison de matières plastiques résistant aux températures élevées. Le processus de fusion habituel disparaît complètement, avec les inconvénients qui y sont liées concernant la sollicitation thermique du support de circuit. Avec le procédé conforme à l'invention, seule une faible sollicitation thermique du support de circuit, ou pas de 10 sollicitation du tout, pendant le processus de brasage est liée au procédé conforme à l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un agencement de circuit comprenant un support de circuit (1) transparent optiquement dans une gamme de longueurs d'onde, des pistes conductrices (2) disposées sur le support de circuit (1), et au moins un composant 5 électrique (4) relié aux pistes conductrices (2), le composant (4) étant relié par brasage, en des emplacements de brasage, aux pistes conductrices (2), caractérisé en ce que le brasage s'effectue au moyen d'un faisceau laser présentant une longueur d'onde située dans la gamme de longueurs d'onde dans laquelle le support de circuit (1) est transparent optiquement, et le faisceau laser est dirigé, à travers le support de 10 circuit (1), vers les emplacements de brasage. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support de circuit (1) est une matière plastique. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le composant (4) est un composant à montage en surface. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, sur les pistes conductrices (2), il est déposé une couche d'étain (3) au moins aux emplacements de brasage, puis le support de circuit (1) est garni du composant (4) et enfin le brasage a lieu. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en 20 ce que la couche d'étain (3) est déposée par voie galvanoplastique ou au moyen d'un procédé de dépôt physique en phase gazeuse. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support de circuit (1) est garni de plusieurs composants (4) qui sont brasés aux pistes conductrices (2) au moyen du faisceau laser. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le support de circuit (1) est réalisé sous forme d'une pièce préformée à trois dimensions. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le support de circuit (1) est réalisé sous forme d'une pièce préformée MID à trois dimensions.