Brevet FR2871336A1 — publié le 20051209

CIRCUIT IMPRIME FLEX-RIGIDE PAR COLLAGE La présente invention se rapporte au domaine des circuits imprimés. La présente invention se rapporte plus particulièrement à la liaison entre deux circuits imprimés pour constituer un circuit imprimé hybride de type flexrigide. Les deux circuits reliés sont, l'un, de type rigide et, l'autre, de type flexible ou souple. L'art antérieur connaît déjà, par la demande de brevet japonais JP 08 335 472 (Shin Etsu Polymer), un procédé de liaison d'un circuit rigide avec un circuit souple. Ledit circuit souple est constitué d'une couche électriquement conductrice déposée sur un matériau isolant flexible tel que le polyéthylène téréphtalate (PET). Le circuit souple est ensuite collé au moyen d'un adhésif isolant réactif à la chaleur contenant des particules électriquement conductrices. Une autre couche isolante flexible est déposée, par sérigraphie, sur la partie conductrice du circuit souple. L'art antérieur connaît également, par la demande de brevet japonais JP 07 105 785 (Matsushita Electronic), un procédé semblable de liaison d'un circuit rigide avec un circuit imprimé souple. Le circuit rigide est collé à une extrémité d'une face imprimée d'un circuit souple. Ledit circuit souple est constitué par l'impression d'un motif de circuit prédéfini sur une résine synthétique à l'aide d'une encre conductrice et par l'ajout d'une pâte isolante sur l'ensemble excepté les extrémités, points de contact. Une patte protectrice est ajoutée entre le circuit souple et le circuit rigide pour prévenir de toute déconnection de circuit. On connaît également, dans l'état de la technique, des procédés de fabrication de circuits flex-rigides réalisés par stratification des différentes couches du circuit. Les étapes successives de la stratification concernent à la fois la partie rigide et la partie souple du circuit de telle sorte que le circuit final ait les parties rigide et souple déjà reliées. Cette technologie est fort coûteuse d'autant plus que les moyens utilisés pour réaliser le système de liaison des contacts électriques entre les deux parties du circuit ont un coût élevé. La présente invention entend présenter un procédé à très bas coûts permettant la liaison d'un circuit rigide avec un circuit imprimé souple (ou flex). La liaison est réalisée par exemple par collage ou par adhésif rapporté sur le circuit imprimé rigide. Puis une encre conductrice assure la connexion électrique entre les deux circuits. A cet effet, l'invention concerne dans son acceptation la plus générale un procédé pour la liaison d'un circuit imprimé rigide avec un circuit imprimé souple, caractérisé en ce qu' il comporte une étape de collage de l'extrémité du circuit imprimé souple sur l'extrémité du circuit rigide, de manière à assurer la superposition dos-à-dos de pastilles de contact électrique des deux circuits, une étape de perçage de cet assemblage au niveau desdites pastilles de contact électrique, et une étape de liaison électrique desdits perçages. De préférence, les deux circuits sont assemblés par collage de la surface isolante de l'extrémité du circuit imprimé souple sur la surface isolante de l'extrémité du circuit rigide. Avantageusement, ladite étape de liaison électrique desdits perçages est réalisée par insertion d'une encre conductrice. Selon un mode de mise en oeuvre, ladite encre 10 conductrice est une encre polymère. Selon une variante, ladite encre conductrice est une colle conductrice. De préférence, ladite encre conductrice est déposée par sérigraphie. Selon une variante, ladite encre conductrice est déposée par aspiration. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, ladite étape de liaison électrique desdits perçages est réalisée par métallisation desdits perçages. De préférence, ladite étape de collage met en oeuvre des moyens assurant la superposition du circuit souple sur le circuit rigide. Avantageusement, lesdits moyens assurant la superposition des deux circuits comprennent des trous sur le circuit rigide et des trous correspondants sur le circuit souple, et des ergots de positionnement traversant les deux circuits dans lesdits trous qui correspondent deux à deux. Selon un autre mode de mise oeuvre, lesdits moyens assurant la superposition des deux circuits mettent en oeuvre un marquage sur le circuit rigide, ledit marquage correspondant à la position d'accueil du circuit souple. Avantageusement, ledit circuit rigide est un circuit imprimé rigide. Selon une variante, ledit circuit imprimé rigide est un circuit simple face. Selon une deuxième variante, ledit circuit imprimé rigide est un circuit double face. Selon une autre variante, ledit circuit imprimé rigide est un circuit multicouches. L'invention concerne également un circuit hybride comprenant au moins un composant rigide et un circuit imprimé souple collé sur ledit composant rigide, le composant rigide présentant des pastilles de contact électrique superposées avec des pastilles de contact homologues prévues du circuit imprimé souple, lesdites pastilles de contact du circuit imprimé souple étant reliées électriquement aux dites pastilles de contact du composant rigide par une encre conductrice. De préférence, le composant rigide est constitué par un circuit imprimé rigide. Selon une variante, le composant rigide est constitué 20 par un écran à cristaux liquide. Selon une autre variante, le composant rigide est constitué par un clavier. Selon un mode de mise en oeuvre, ledit circuit hybride comporte au moins deux composants rigides reliés par un 25 circuit imprimé souple. 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: la figure 1 représente une vue latérale d'un circuit imprimé flex et d'un circuit imprimé rigide, la figure 2 représente une vue latérale du collage d'un circuit imprimé flex avec un circuit imprimé rigide, la figure 3 représente une coupe transversale du 5 perçage du circuit constitué par le collage d'un circuit imprimé flex avec un circuit imprimé rigide, la figure 4 représente une coupe transversale d'une liaison entre un circuit imprimé flex et un circuit rigide. La présente invention met en uvre un procédé de liaison d'un circuit rigide avec un circuit imprimé flex. L'intérêt du procédé de la présente invention est de réaliser un circuit flex-rigide à partir de deux circuits indépendants et disponibles à bas coûts. En référence à la figure 1, le circuit rigide (1) peut être un circuit imprimé rigide simple face avec ou sans straps cuivre, argent ou carbone, double face, multicouches, flex-rigide. De préférence, il est fabriqué en utilisant des matières de base telles que le FR1, FR2, FR3, FR4, FR5 ou encore CEM1, CEM3. Il comporte un substrat isolant rigide (11) sur lequel est gravée une piste de cuivre (12). Dans la pratique, l'épaisseur du substrat peut varier de quelques dixièmes de millimètre à plusieurs millimètres et celle de la piste de cuivre de quelques microns à quelques centaines de microns. Selon un mode de mise en uvre particulier, le substrat fait 1,6 mm d'épaisseur et la piste de cuivre environ 35 m. L'extrémité de la piste de cuivre est en forme de pastille (13) et fait office de plage d'accueil pour la liaison électrique entre les deux circuits selon le procédé de la présente invention. Le circuit imprimé flex ou souple (2) est commun à ce qui se fait dans l'industrie du circuit imprimé souple. Il est composé d'un substrat souple (21) de quelques microns à quelques centaines de microns d'épaisseur, idéalement 100 m, sur lequel sont gravées des pistes conductrices (22). Il peut être fabriqué en utilisant, par exemple, du Polyimide, du polyéthylène naphthalate (PEN), du polyéthylène téréphtalate (PET) ou encore du Polyester, et peut être de type flex ou flex-rigide. Les pistes de cuivre se terminent également par des pastilles (23). Le procédé de la présente invention comprend trois étapes. Comme illustré sur la figure 2, lors de la première étape, un adhésif (3) ou substance permettant le collage de deux circuits, est déposé, par report, par sérigraphie ou par pulvérisation, indifféremment sur une extrémité de la face substrat du circuit souple correspondant aux pastilles (23) ou sur l'extrémité du circuit rigide, au verso de l'emplacement des pastilles (13). Selon un mode de réalisation, la substance adhésive (3) utilisée n'est pas électriquement conductrice. On peut, par exemple, utiliser une colle époxy. Les pastilles (13) et (23) correspondent aux zones de chacun des circuits par lesquelles sera réalisée la mise en liaison électrique des différentes couches conductrices des circuits. L'extrémité du circuit souple est ensuite positionnée sur le circuit rigide de sorte que les pastilles dudit circuit souple superposent celles du circuit rigide, les deux circuits étant mis dos-à-dos sans contact direct des pastilles. Le positionnement du circuit imprimé souple sur le circuit rigide peut être réalisé de façon manuelle par la présence de trous sur ledit circuit rigide et de trous correspondants sur ledit circuit souple et par l'utilisation d'un outillage annexe. Cet outillage annexe présente des ergots de positionnement. Ces derniers sont positionnés de façon à traverser successivement le circuit rigide par un trou donné et le circuit souple par le trou correspondant au trou traversé du circuit rigide (ou l'inverse), de sorte à faire coïncider les deux circuits et à assurer la superposition des pastilles. Selon une variante, le positionnement peut se faire 10 par repérage en marquage sur le circuit rigide de la position de l'accueil de circuit souple. Le collage est ensuite assuré par pressage, laminage, ou simple contact et par la polymérisation de la colle si cette dernière est polymère. En référence à la figure 3, la deuxième étape du procédé de la présente invention consiste à percer l'empilage ainsi réalisé pour accueillir l'encre conductrice en vue de réaliser la liaison électrique entre les circuits. En effet, les circuits sont dos-à-dos, couche isolante contre couche isolante, avec une couche adhésive isolante entre les deux circuits, donc sans liaison électrique. Pour cela, est effectué un perçage (4) du circuit hybride obtenu par le collage du circuit imprimé souple sur un circuit rigide comme décrit dans l'étape précédente. Ce perçage (4) est réalisé au niveau des pastilles (13) et (23). Un ordre de grandeur du diamètre du perçage (4) est 0,55 mm. Un moyen pour la réalisation de cette tâche consiste à percer le circuit hybride par des outils communément utilisés dans l'industrie des circuits imprimés (foret, laser, poinçonnage). Le circuit hybride ainsi obtenu possède maintenant des trous (4) au niveau des pastilles mises en superposition lors du collage des deux circuits. Ces trous mettent à nu les différentes couches de chacun des deux circuits. La troisième étape permet la mise en liaison électrique des deux circuits par métallisation ou apport d'encre conductrice (5) dans les perçages et à la surface des pastilles, comme illustré par la figure 4. Lesdites pastilles correspondent aux zones conductrices des plages de contact des circuits, aux abords du perçage (4) précédemment effectué. Dans un mode de réalisation préféré, cette étape consiste donc à déposer une encre conductrice (5) à la surface des pastilles (13) et (23) et dans les trous (4) réalisés lors de la deuxième étape du procédé. L'encre ainsi déposée assure la connexion électrique entre les pastilles (13) et (23) et donc la liaison électrique entre le circuit flex (2) et le circuit rigide (1). De préférence, le dépôt de l'encre conductrice (5) est 20 réalisé par sérigraphie. Dans une variante, l'encre conductrice (5) est déposée par aspiration. L'encre conductrice (5) utilisée est, de préférence, de type polymère. Elle peut être, par exemple, à base d'argent, de cuivre ou encore de carbone. Selon une variante, une colle conductrice est utilisée en guise d'encre. Dans un autre mode de réalisation, la liaison est effectuée par métallisation du perçage (4). Par un procédé électrochimique, un matériau conducteur, par exemple du cuivre, est déposé dans le perçage (4) et sur les pastilles (13) et (23) assurant la liaison électrique entre les deux circuits (1) et (2). L'extrémité souple non reliée du circuit hybride obtenu par le procédé de la présente invention, peut être indifféremment accouplée avec un connecteur vers un écran à cristaux liquides ou vers un clavier, ou avec tout autre type de circuit rigide. 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 pour la liaison d'un circuit rigide avec un circuit imprimé souple, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de collage de l'extrémité du circuit imprimé souple sur l'extrémité du circuit rigide, de manière à assurer la superposition dos-à-dos de pastilles de contact électrique des deux circuits, une étape de perçage de cet assemblage au niveau desdites pastilles de contact électrique, et une étape de liaison électrique desdits perçages. 2. Procédé pour la liaison selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deux circuits sont assemblés par collage de la surface isolante de l'extrémité du circuit imprimé souple sur la surface isolante de l'extrémité du circuit rigide. 3. Procédé pour la liaison selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite étape de liaison électrique desdits perçages est réalisée par insertion d'une pâte conductrice. 4. Procédé pour la liaison selon la revendication 25 précédente, caractérisé en ce que ladite pâte conductrice est une encre. 5. Procédé pour la liaison selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite pâte conductrice est une colle. 6. Procédé pour la liaison selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ladite pâte conductrice est déposée par sérigraphie. 7. Procédé pour la liaison selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ladite pâte conductrice est déposée par aspiration. 8. Procédé pour la liaison selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite étape de liaison électrique desdits perçages est réalisée par métallisation desdits perçages. 9. Procédé pour la liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite étape de collage met en oeuvre des moyens assurant la superposition du circuit souple sur le circuit rigide. 10. Procédé pour la liaison selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens assurant la superposition des deux circuits comprennent des trous sur le circuit rigide et des trous correspondants sur le circuit souple, et des ergots de positionnement traversant les deux circuits dans lesdits trous qui correspondent deux à deux. 11. Procédé pour la liaison selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens assurant la superposition des deux circuits mettent en oeuvre un marquage sur le circuit rigide, ledit marquage correspondant à la position d'accueil du circuit souple. 12. Procédé pour la liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit 30 circuit rigide est un circuit imprimé rigide. 13. Procédé pour la liaison selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit circuit imprimé rigide est un circuit simple face. 14. Procédé pour la liaison selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit circuit imprimé rigide est un circuit double face. 15. Procédé pour la liaison selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit circuit imprimé rigide est un circuit multicouches. 16. Circuit hybride comprenant au moins un composant rigide et un circuit imprimé souple collé sur ledit composant rigide, le composant rigide présentant des pastilles de contact électrique superposées avec des pastilles de contact homologues prévues du circuit imprimé souple, lesdites pastilles de contact du circuit imprimé souple étant reliées électriquement aux dites pastilles de contact du composant rigide par une encre conductrice. 17. Circuit hybride selon la revendication précédente, 20 caractérisé en ce que le composant rigide est constitué par un circuit imprimé rigide. 18. Circuit hybride selon la revendication 16, caractérisé en ce que le composant rigide est constitué par 25 un écran à cristaux liquide. 19. Circuit hybride selon la revendication 16, caractérisé en ce que le composant rigide est constitué par un clavier. 20. Circuit hybride selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux composants rigides reliés par un circuit imprimé souple.