Brevet FR2871334A1 — publié le 20051209

CIRCUIT IMPRIMÉ SEMI-FLEXIBLE La présente invention se rapporte au domaine des circuits imprimés. La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d'un circuit imprimé semi-flexible mettant en oeuvre des techniques de fabrication appliquées aux circuits imprimés rigides. On connaît déjà dans l'état de la technique des procédés de fabrication de circuit semi-flexible mettant en oeuvre un circuit rigide et un circuit flexible, connectés l'un à l'autre par un procédé de liaison. Cela est le cas dans les demandes de brevet japonais JP 08 335 472 (Shin Etsu Polymer) et JP 07 105 785 (Matsushita Electric). Ces procédés sont coûteux notamment au regard des moyens mis en oeuvre pour réaliser la connexion des deux circuits. L'art antérieur connaît également, par la demande de brevet PCT WO 9 638 026 (Dynaco), un procédé de fabrication de cartes de circuit imprimé monocouche et multicouche présentant des parties rigides et au moins une partie souple. Ledit procédé de fabrication consiste à recourir aux techniques de fabrication des circuits imprimés pour produire la carte dont la flexibilité est obtenue par découpage en fenêtres de couches d'interconnexion pour les cartes et, dans au moins un mode de réalisation, d'une partie des substrats dans la zone souple. Lorsque seules des couches d'interconnexion sont prévues, au moins une des couches, mais pas toutes, est découpée en fenêtres dans la zone souple. Une matière d'enrobage souple est de préférence prévue sur toute partie d'un substrat sur laquelle se trouvent des circuits, au moins dans la partie souple de ce dernier. Un matériau composite à fibres d'aramide enrobées de résine est utilisé pour les substrats et les couches d'interconnexion dans les modes de réalisation dans lesquels un grand nombre de zones de flexion et/ou une grande stabilité en température sont requis. Cette solution présente l'inconvénient d'adapter les couches d'interconnexion et certaines couches de substrat en découpant des fenêtres pour assurer la flexibilité de l'ensemble. L'art antérieur connaît également, par le brevet américain US 5 142 448 (Horst Kober), un procédé pour la fabrication d'une carte de circuit imprimé multicouches flex-rigide, mettant en oeuvre le moulage par compression de plusieurs couches de matériaux comprenant une couche rigide, une couche isolante souple, des produits adhésifs et un métal conducteur pour former la stratification. La flexibilité est réalisée dans la carte de circuit imprimé par une fente dans la couche rigide qui définit la région flexible, par l'application d'un matériau isolant flexible sur ladite région flexible, et par le retrait du matériau rigide occupant ladite région flexible. Ce procédé reste cependant complexe avec un ajout spécifique d'un matériau isolant flexible sur la zone de 25 flexion du circuit. La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé de fabrication d'un circuit imprimé semi-flexible à bas coûts. Le procédé applique des procédés de fabrication de circuit imprimés à la fabrication des circuits imprimés semiflexibles. A cet effet, l'invention concerne dans son acceptation la plus générale un procédé de fabrication d'un circuit imprimé semi-flexible à dissipation thermique comprenant une étape de fabrication d'un circuit imprimé C comprenant un substrat isolant, une couche conductrice et un substrat métallique de dissipation thermique, la couche conductrice et le substrat isolant formant un circuit flexible, et d'une étape de découpage dudit circuit imprimé C, caractérisé en ce que: ledit substrat métallique comprend des zones évidées. De préférence, ladite étape de découpage comprend une étape préliminaire de création de zones de rupture sur ledit circuit imprimé C et une étape de rupture dudit circuit imprimé C selon lesdites zones de rupture. Avantageusement, ladite étape de création de zones de rupture est réalisée par fraisage de ladite plaque 20 métallique. De préférence, ladite étape de fabrication dudit circuit C est un procédé par stratification. Selon une variante, ladite étape de fabrication dudit 25 circuit C est un procédé par collage. Avantageusement, ledit substrat isolant est en Polyimide. Selon un mode de mise en uvre, ledit substrat métallique est en aluminium. Selon une variante, ledit substrat métallique est un alliage à base d'aluminium. Selon une deuxième variante, ledit substrat métallique est en cuivre. Selon une autre variante, ledit substrat métallique est un alliage à base de cuivre. L'invention concerne également un circuit imprimé semi-flexible à dissipation thermique comportant au moins un sous-circuit souple et au moins deux sous-circuits rigides, chacun desdits sous-circuits comportant au moins un substrat isolant et une couche conductrice, caractérisé en ce que le substrat isolant et la couche conductrice de tous les souscircuits sont d'un seul tenant. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ciaprès à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux figures annexées où : la figure 1 représente l'agencement des trois couches composant un circuit imprimé, la figure 2 représente une vue en oblique d'un circuit imprimé en cours de fabrication selon la présente invention, la figure 3 représente une zone de rupture en forme de V d'une plaque de circuits imprimés, et la figure 4 représente une coupe transversale d'un circuit imprimé semi- flexible après l'étape de découpe selon la présente invention. La présente invention met en oeuvre un procédé de fabrication d'un circuit imprimé semi-flexible se basant sur les techniques de fabrication des circuits imprimés rigides. L'intérêt du procédé de la présente invention est de réaliser à bas coûts un circuit semi-flexible en une pièce à partir des technologies déjà maîtrisées de fabrication de circuits imprimés rigides. L'art antérieur connaît déjà des procédés de 5 fabrication de circuits imprimés rigides par stratification ou par collage des différentes couches. Comme illustré par la figure 1, le circuit se compose de trois couches. La base du circuit est un substrat métallique (1) d'environ 1 à 2 mm d'épaisseur. De par son épaisseur et le type de matériau utilisé, cette couche est rigide. Dans la pratique, ce substrat métallique est dissipateur d'énergie afin d'évacuer l'énergie dégagée par les composants du circuit, comme des diodes électroluminescentes. De préférence, on utilisera du cuivre ou de l'aluminium voire un alliage à base d'aluminium ou de cuivre pour obtenir un substrat métallique plus rigide. Une couche isolante (2) dont l'épaisseur est d'environ 100 m, est déposée sur le substrat métallique. Au vu de la structure désirée par la présente invention, cette couche est flexible. Le substrat isolant peut par exemple être déposé par sérigraphie ou être une plaque directement déposée sur la base métallique. Ce substrat isolant peut, par exemple, être du verre époxy, du Polyimide, du PEN (polyéthylène naphthalate) ou du PET (polyéthylène téréphtalate), ou encore une encre époxy ou acrylique. L'association de cette couche isolante avec le substrat métallique constitue un puit thermique favorisant la dissipation de la chaleur émise par les composants du circuit. Enfin, la couche conductrice (3), usuellement du feuillard de cuivre d'environ 30 à 200 m d'épaisseur mais idéalement 35 m d'épaisseur, est ensuite déposée sur la couche isolante. Dans un mode de réalisation de la présente invention, la plaque de substrat métallique est préalablement ajourée en diverses zones. Ces zones sont de dimensions spécifiques et sont choisies de telle sorte qu'elles correspondent aux dimensions et aux parties flexibles du circuit imprimé semiflexible obtenu par le procédé de la présente invention. Les zones évidées ou lumières sont disposées de telle sorte que la plaque de substrat métallique reste rigide. On peut par exemple conserver un bord d'un centimètre (1 cm) d'épaisseur tout autour de la plaque. En référence à la figure 1, la plaque de substrat métallique (1) présente trois zones évidées (11) allongées dans le sens de la longueur. Le circuit résultant sera composé de trois zones flexibles parallèles entre elles, les parties pleines de la plaque correspondant aux zones rigides du circuit. Il est évident que cette figure n'illustre qu'à titre d'exemple la description et qu'il est possible d'utiliser une ou plusieurs lumières, de donner des formes variées à ces lumières et de les agencer de façon plus ou moins complexe afin de permettre de nombreux mouvements du circuit. Dans une variante, cette plaque peut être un circuit imprimé rigide simple face ajouré. Cette variante permet d'obtenir des circuits doubles faces sur les zones rigides du circuit semi-flexible. En référence à la figure 2, les parties ajourées (11) du substrat métallique (1) sont recouvertes par la superposition du substrat isolant (2) avec la couche conductrice (1). L'assemblage obtenu par la stratification de ces trois couches est soumis à un procédé traditionnel de fabrication de circuit imprimé rigide: pressage, gravure des pistes, dépôt d'un vernis isolant de protection. La polymérisation des couches est effective même sur les zones où la plaque a été ajourée. Le circuit peut ensuite être travaillé de façon traditionnelle pour l'intégration des composants, pour le perçage de trous, Dans la pratique, à des fins de réduction de coûts, la plaque comporte plusieurs circuits imprimés qui seront séparés les uns des autres par découpage de la plaque. L'ensemble ainsi obtenu constitue à cette étape un circuit imprimé rigide. Afin d'obtenir des circuits imprimés semi-flexibles, cette plaque rigide est découpée selon des zones définies afin de libérer les contraintes de rigidités de la plaque grâce à la présence des zones évidées. Par la découpe comme illustré par la figure 4, les deux parties (31) de part et d'autre d'un ajour (11) sont libérées l'une de l'autre et la partie du circuit présente sur cet ajour (11) fait alors office de zone flexible entre les deux parties du circuit. Le circuit ainsi obtenu est semirigide, semi-flexible. On notera, du coup, que la piste conductrice (3) obtenue par le procédé de la présente invention est d'un seul tenant. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux illustré par la figure 3, la plaque rigide obtenue après le pressage est usinée, par exemple par fraisage d'une fente en V (41) de part et/ou de l'autre de la plaque laissant apparaître les lumières (42), pour créer des zones de rupture qui libéreront les contraintes de rigidité des circuits semiflexibles. Les plaques peuvent être ainsi vendues, le client découpant alors les circuits selon ces zones de rupture. Le circuit ainsi obtenu présente la particularité d'avoir en un seul tenant les parties flexibles du circuit et l'association substrat isolant-couche conductrice des zones rigides, c'est-à-dire que l'on peut considérer le circuit comme étant un circuit souple unique supporté dans les zones rigides pas un substrat métallique rigide. Dans la pratique, les parties rigides constituent des sous-circuits imprimés rigides sur lesquelles sont intégrés les composants et les zones flexibles des moyens d'interconnexion de ces sous-circuits imprimés rigides. Ces zones flexibles permettant d'articuler les sous-circuits imprimés rigides les uns par rapport aux autres. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un circuit imprimé semiflexible SF à dissipation thermique comprenant une étape de fabrication d'un circuit imprimé C comprenant un substrat isolant, une couche conductrice et un substrat métallique de dissipation thermique, la couche conductrice et le substrat isolant formant un circuit flexible F, et d'une étape de découpage dudit circuit imprimé C, caractérisé en ce que ledit substrat métallique comprend des zones évidées. 2. Procédé de fabrication d'un circuit imprimé semiflexible à dissipation thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de découpage comprend une étape préliminaire de création de zones de rupture sur ledit circuit imprimé C et une étape de rupture dudit circuit imprimé C selon lesdites zones de rupture. 3. Procédé de fabrication d'un circuit imprimé semi- flexible à dissipation thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite étape de création de zones de rupture est réalisée par fraisage de ladite plaque métallique. 4. Procédé de fabrication d'un circuit imprimé semiflexible à dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite étape de fabrication dudit circuit C est un procédé par stratification. 5. Procédé de fabrication d'un circuit imprimé semiflexible à dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite étape de fabrication dudit circuit C est un procédé par collage. 6. Procédé de fabrication d'un circuit imprimé semiflexible à dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit substrat isolant est en Polyimide. 7. Procédé de fabrication d'un circuit imprimé semiflexible à dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit substrat métallique est en aluminium. 8. Procédé de fabrication d'un circuit imprimé semiflexible à dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit substrat métallique est un alliage à base d'aluminium. 9. Procédé de fabrication d'un circuit imprimé semiflexible à dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit substrat métallique est en cuivre. 10. Procédé de fabrication d'un circuit imprimé semiflexible à dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit substrat métallique est un alliage à base de cuivre. 11. Circuit imprimé semi-flexible à dissipation thermique comportant au moins un sous-circuit souple et au moins deux sous-circuits rigides, chacun desdits sous- circuits comportant au moins un substrat isolant et une couche conductrice, caractérisé en ce que le substrat isolant et la couche conductrice de tous les sous-circuits sont d'un seul tenant.