Brevet FR2969899A1 — publié le 20120629

CIRCUIT IMPRIME A SUBSTRAT METALLIQUE ISOLE La présente invention a pour objet un circuit imprimé à substrat 5 métallique isolé. Un circuit imprimé est un support, en général une plaque, permettant de relier électriquement un ensemble de composants électroniques entre eux, dans le but de réaliser un circuit électronique complexe. On le désigne aussi par le terme de carte électronique. 10 La suite de la description est consacrée aux circuits imprimés à substrat métallique isolé. Un circuit imprimé 1 à substrat métallique isolé, tel qu'illustré à la figure 1, comprend un support métallique 2, typiquement une plaque de cuivre ou d'aluminium, des pistes de cuivre 3 formées dans une couche d'un feuillard 15 de cuivre et sur lesquelles sont implantés des composants électroniques 5 via une couche de brasure 6, ainsi qu'un matériau isolant 4 séparant le support métallique 2 des pistes de cuivre 3. Le matériau isolant 4 est typiquement une résine époxy. Des composants électroniques 5 sont implantés sur les pistes de cuivre 3 au niveau de zones d'implantation 3A des pistes de cuivre 3. 20 Les pistes de cuivre 3 sont classiquement obtenues par sérigraphie. Les zones correspondant aux pistes souhaitées sont masquées, puis un bain chimique ou électrolytique est appliqué. Vient ensuite une étape de finition qui peut comprendre la finition des zones d'implantation 3A pour le brasage, ainsi que la pose d'une couche de 25 vernis 7 qui protège les pistes 3 de l'oxydation et d'éventuels courts-circuits. La structure obtenue est un circuit imprimé à substrat métallique isolé à une couche de pistes de cuivre. Il est également possible de fabriquer un circuit imprimé 1 à substrat métallique isolé à deux couches de pistes de cuivre, tel qu'illustré à la figure 2, 30 sur laquelle les éléments identiques à ceux de la figure 1 portent les mêmes références. Après le premier bain qui a dessiné les pistes 3 souhaitées, on procède à un dépôt sélectif d'une couche de matériau diélectrique 8 sur les zones différentes des zones d'implantation 3A. On dépose ensuite sur la couche de matériau diélectrique 8 une deuxième couche de cuivre 9 puis éventuellement une couche de vernis 7. Il existe ainsi au niveau de la zone d'implantation 3A une différence de hauteur h, appelée surépaisseur, entre la surface des premières pistes de cuivre 3 et la surface de la couche de vernis 7. Cette surépaisseur h définit une cavité dans laquelle on dispose un matériau de brasage destiné à assurer une liaison mécanique et électrique entre les pistes de cuivre 3 et les composants électroniques. Un problème peut survenir lorsque la couche de brasure est trop épaisse. En effet, une couche de brasure trop épaisse, par exemple d'épaisseur supérieure à 150 dam, pose des problèmes du point de vue de la qualité de la brasure et rend la soudure plus difficile. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Elle propose en particulier un circuit imprimé à substrat métallique isolé permettant un brasage efficace des composants électroniques sur les pistes de cuivre. L'invention a ainsi pour objet un circuit imprimé à substrat métallique isolé, comprenant un support métallique, une couche d'isolant et une couche de matériau métallique sur laquelle est implanté au moins un composant électronique au niveau d'au moins une zone d'implantation de la couche de matériau métallique. Conformément à l'invention, chaque zone d'implantation est une zone surélevée de la couche de matériau métallique. Ainsi, comme la zone d'implantation est surélevée, on peut employer une couche de brasure moins épaisse, ce qui rend la soudure plus fiable, en particulier lorsque la zone d'implantation est entourée de couches en surépaisseur de la première couche de pistes métalliques, comme par exemple dans un circuit imprimé à plus de deux couches de pistes métalliques. Le circuit imprimé peut comprendre une couche de brasure entre chaque zone d'implantation et le composant électronique implanté sur ladite zone d'implantation. L'invention peut s'appliquer à une zone d'implantation issue d'un niveau inférieur de pistes métalliques et entourée d'un niveau supérieur de pistes métalliques. En particulier, la zone d'implantation peut être une zone d'une couche inférieure de matériau métallique, la zone d'implantation étant entourée d'une couche de matériau diélectrique disposée sur la couche inférieure de matériau métallique et d'une couche supérieure de matériau métallique disposée sur la couche de matériau diélectrique. Le circuit imprimé peut comprendre : - une première couche de matériau métallique munie d'au moins une zone d'implantation surélevée, - une couche de matériau diélectrique disposée sur la première couche de matériau métallique sur des zones distinctes de la zone d'implantation, de part et d'autre de la zone d'implantation, et - une deuxième couche de matériau métallique disposée sur la couche de matériau diélectrique, de part et d'autre de la zone d'implantation surélevée. La surface supérieure de chaque zone d'implantation peut être située à une hauteur comprise entre la hauteur de la surface supérieure de la couche de matériau diélectrique et la hauteur de la surface supérieure de la deuxième couche de matériau métallique. Chaque couche de matériau métallique peut comprendre une ou plusieurs pistes. Chaque couche de matériau métallique peut être une couche de cuivre. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1, déjà décrite, illustre un circuit imprimé à substrat métallique isolé à une couche de pistes métalliques de l'état de la technique, - la figure 2, déjà décrite, illustre un circuit imprimé à substrat métallique isolé à deux couches de pistes métalliques de l'état de la technique, et - les figures 3A à 3F illustrent différentes étapes d'un procédé de fabrication d'un circuit imprimé selon l'invention. La figure 3A illustre un circuit imprimé 1 avant l'étape de sérigraphie, le circuit imprimé 1 étant muni d'un support en cuivre 2 recouvert d'une couche d'isolant 4 destinée à isoler le support 2 d'une première couche de cuivre 3 sensiblement plane servant de base pour la formation de pistes de cuivre. Une couche de masquage 10 est ensuite disposée sur la plaque de cuivre 3. Les zones correspondant aux pistes souhaitées sont ainsi masquées, puis un premier bain est appliqué de manière à commencer la formation d'une tranchée 11 dans la première couche de cuivre 3 (figure 3B). On procède dans une deuxième étape au masquage de la zone d'implantation destinée à l'accueil d'un composant électronique, à l'aide d'une couche de masquage 12, puis on applique un deuxième bain qui permet de terminer la gravure de la tranchée 11 et de former la zone d'implantation surélevée 3A (figure 3C). La zone d'implantation 3A peut présenter une section trapézoïdale. Tel qu'illustré à la figure 3D, on procède ensuite à un dépôt sélectif d'une couche de matériau diélectrique 8 sur les pistes de cuivre 3, de part et d'autre de la zone d'implantation surélevée 3A, puis on dépose une deuxième couche de cuivre 9, également de part et d'autre de la zone d'implantation 3A. On procède ensuite à la gravure de la seconde épaisseur de pistes 9 à l'aide de masques 13 (figure 3E), puis une couche de vernis 7 finale est déposée (figure 3F). La surface de la zone d'implantation 3A se trouve ainsi sensiblement au même niveau que la surface de la deuxième couche de pistes de cuivre 9, par exemple légèrement en dessous de la surface des pistes de cuivre 9. Le procédé se termine par une étape de brasage destinée à souder un composant électronique sur la zone d'implantation 3A. Une épaisseur classique de la couche de brasure est de l'ordre de 150 dam. Le dépôt de la couche de brasure peut être obtenue par sérigraphie au moyen d'un pochoir. Grâce à la zone d'implantation 3A en saillie de la couche de cuivre 3, la surépaisseur finale h est réduite, ce qui permet d'obtenir une couche de brasure présentant une épaisseur de 150 dam, malgré la surépaisseur liée à la couche de matériau isolant 8 et à la deuxième couche de cuivre 9. Ainsi, le brasage du composant électronique sur la piste de cuivre 3 est amélioré.5 REVENDICATIONS1. Circuit imprimé (1) à substrat métallique isolé, comprenant un support métallique (2), une couche d'isolant (4) et une couche de matériau métallique (3) sur laquelle est implanté au moins un composant électronique (5) au niveau d'au moins une zone d'implantation (3A) de la couche de matériau métallique (3), caractérisé en ce que chaque zone d'implantation (3A) est une zone surélevée de la couche de matériau métallique (3). 2. Circuit imprimé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de brasure (6) entre chaque zone d'implantation (3A) et le composant électronique (5) implanté sur ladite zone d'implantation (3A). 3. Circuit imprimé (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone d'implantation (3A) est une zone d'une couche inférieure de matériau métallique (3), la zone d'implantation (3A) étant entourée d'une couche de matériau diélectrique (9) disposée sur la couche inférieure de matériau métallique (3) et d'une couche supérieure de matériau métallique (10) disposée sur la couche de matériau diélectrique (9). 4. Circuit imprimé (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend : - une première couche de matériau métallique (3) munie d'au moins une zone d'implantation surélevée (3A), - une couche de matériau diélectrique (8) disposée sur la première couche de matériau métallique (3) sur des zones distinctes de la zone d'implantation (3A), de part et d'autre de la zone d'implantation (3A), et - une deuxième couche de matériau métallique (9) disposée sur la couche de matériau diélectrique (8), de part et d'autre de la zone d'implantation (3A). 5. Circuit imprimé (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la surface supérieure de chaque zone d'implantation (3A) est située à une hauteur comprise entre la hauteur de la surface supérieure de la couche de matériau diélectrique (8) et la hauteur de la surface supérieure de la deuxième couche de matériau métallique (9). 6. Circuit imprimé (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en chaque couche de matériau métallique (3,9) comprend une ou plusieurs pistes. 7. Circuit imprimé (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en chaque couche de matériau métallique (3,9) est une couche de cuivre.