Brevet FR2972596A1 — publié le 20120914

i Domaine de l'invention L'invention se rapporte à un procédé permettant de former un schéma de câblage par irradiation par laser et en particulier à un procédé selon lequel on utilise un rayonnement laser pour irradier s un matériau sensible à la lumière de façon à former un schéma et le matériau sensible à la lumière fixe des nano particules métalliques pour former un schéma de câblage métallique. L'invention se rapporte également à un circuit câblé réalisé par la mise en oeuvre d'un tel procédé. io Etat de la technique Les procédés d'impression classiques pour réaliser des schémas de câblage sur un substrat peuvent se classer de manière générale en des procédés soustractifs et de procédés additifs. Un procédé soustractif utilise généralement la photolithographie ou un ls masque de schéma pour graver une partie d'une couche métallique sur le substrat en formant ainsi un schéma de câblage. On enlève ensuite la couche photosensible. L'un des inconvénients de ce procédé est de nécessiter de multiples étapes de traitement électrochimiques telles que la galvanoplastie, la gravure chimique, le décapage chimique et le 20 nettoyage. Ces différentes étapes de procédé génèrent une quantité importante de déchets chimiques pouvant être une source de pollution si ces déchets sont évacués dans l'environnement sans être traités. Un procédé additif consiste de manière générale à former un schéma de câblage métallique sur le substrat par des techniques de 25 dépôt tels que le dépôt par évaporation, le dépôt par pulvérisation ou le dépôt chimique en phase vapeur. Toutefois, l'appareillage utilisé dans un procédé additif, est souvent plus coûteux et encombrant. De plus, un procédé additif nécessite des conditions et un environnement de traitement plus stricts. En outre, un entretien approprié d'appareillage 30 influence directement la qualité des produits obtenus par ce procédé qui nécessite ainsi une procédure de contrôle plus stricte. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de réalisation d'un schéma de câblage par irradiation par laser 2 remédiant aux inconvénients évoqués ci-dessus des procédés classiques. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type s défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - application d'un revêtement de matière photosensible sur un substrat pour réaliser une couche photosensible, - irradiation par un faisceau laser de la matière photosensible du substrat pour former un schéma qui comprend au moins une région 10 exposée et au moins une région non exposée, et - formation d'un schéma de câblage métallique en immergeant le substrat dans une solution contenant des nanoparticules métalliques qui se fixent alors à la région exposée, - la structure moléculaire de la matière photosensible de la région 15 exposée étant modifiée par l'irradiation par le faisceau laser. Le procédé selon l'invention comprend les étapes consistant à appliquer un revêtement d'une matière photosensible sur un substrat pour former une couche photosensible, à irradier cette couche photosensible avec un faisceau laser et à former un schéma de 20 câblage métallique. Lors de l'étape d'irradiation par faisceau laser, on place le substrat dans un appareillage d'exposition à un faisceau laser, puis on utilise un faisceau laser pour irradier la couche photosensible du substrat pour former un schéma qui se compose d'une région exposée au faisceau laser et d'une région non exposée à ce faisceau. 25 Selon un mode de réalisation, la matière photosensible contient du TDB01 (contenant des dérivés de thiophénol-azobenzène). Par exemple, dans les régions exposées, la structure moléculaire du TDB01 est modifiée pour donner une structure moléculaire plus droite d'isomère trans, alors que dans les régions non exposées la structure 30 moléculaire du TDB01 reste une structure moléculaire incurrée d'isomère cis. Selon un autre mode de réalisation, la longueur d'onde du faisceau laser qui modifie la structure moléculaire de la matière photosensible, est située dans la plage de l'ultraviolet. 3 Dans l'étape de formation d'un schéma de câblage métallique, le substrat qui a des régions exposées et des régions non exposées, est plongé dans une solution liquide contenant des nanoparticules métalliques. Du fait de la structure moléculaire plus s droite d'isomère trans dans les régions exposées, les nanoparticules métalliques s'y fixent facilement à la matière photosensible pour former un schéma de câblage métallique. L'invention a également pour but d'utiliser l'irradiation par faisceau laser pour former des structures moléculaires plus droites 10 de façon que des particules métalliques puissent s'y fixer facilement pour former un schéma de câblage métallique. Le procédé d'irradiation par faisceau laser selon l'invention a pour avantage une forte puissance une forte densité et une forte directivité ainsi qu'un caractère monochromatique, ce qui permet de régler efficacement la qualité du 15 produit obtenu. De plus, la matière photosensible irradiée par le faisceau laser, constitue une structure moléculaire qui se fixe facilement aux particules métalliques pour former le schéma de câblage. Cela permet de réduire de manière considérable les déchets chimiques produits par les procédés classiques. 20 Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un ordinogramme très simplifié d'un exemple de 25 procédé pour réaliser un schéma de câblage par irradiation par faisceau laser selon l'invention, - les figures 2A-2D sont des vues schématiques des différentes étapes de l'exemple de procédé de la figure 1. Description détaillée de modes de réalisation préférentiels de 30 l'invention. La figure 1 montre un ordinogramme très simplifié d'un procédé S1 pour réaliser un schéma de câblage par irradiation par un faisceau laser selon un mode de réalisation de l'invention. Les figures 2A-2D montrent les différentes étapes du 35 procédé SI. 4 Le procédé S1 comprend l'étape S11 consistant à appliquer un revêtement d'une matière photosensible sur un substrat 10 pour former une couche photosensible 20 comme représenté sur la figure 2A. s Le procédé SI comprend également l'étape S12 consistant à placer le substrat 10 muni de la couche photosensible 20 dans un appareillage d'exposition à un faisceau laser et à irradier la couche photosensible 20 par un faisceau laser pour former un schéma comportant une ou plusieurs région(s) 31, exposée(s) à l'irradiation par 10 le faisceau laser et également une ou plusieurs région(s) 33 non exposée(s) à l'irradiation par le faisceau laser comme le montre la figure 2B. La structure moléculaire de la matière photosensible dans la ou les région(s) non exposée(s) 33, est une structure moléculaire légèrement incurvée d'isomère cis. Après irradiation par le faisceau laser, la 15 structure moléculaire de la matière photosensible dans la ou les région(s) exposée(s) 31, est modifiée et devient une structure moléculaire plus droite d'isomère trans. Le procédé S1 comprend l'étape S15 de formation d'un schéma de câblage. Selon les figures 2C et 2D, on plonge le substrat 10 20 ayant une ou plusieurs région(s) exposée(s) 31 et une ou plusieurs région(s) non exposée(s) 33, dans une solution liquide 40 contenant des nanoparticules métalliques 45. Du fait de la structure moléculaire plus droite, d'isomère trans dans la ou les région(s) exposée(s) 31, les nanoparticules métalliques 45 se fixent facilement à la matière 25 photosensible dans ces régions exposées 31. Après extraction du substrat 10 de la solution 40 et nettoyage et séchage, les nanoparticules métalliques 45 sont fixées à la matière photosensible dans les régions 31 et constituent ainsi un schéma de câblage métallique 50. 30 Selon l'invention, la matière photosensible peut contenir au moins du TDB01 (contenant des dérivés thiophénol-azobenzène). La longueur d'onde du faisceau laser qui modifie la structure moléculaire de la matière photosensible, peut être située dans la plage de l'ultraviolet. L'invention telle que décrite, utilise l'irradiation par faisceau laser de modélisation pour obtenir des structures moléculaires plus droites de façon que les particules métalliques 45 puissent se fixer facilement et former le schéma de câblage métallique 50. L'irradiation s laser a de multiples avantages tels qu'une puissance élevée, une forte densité, une forte directivité et un caractère monochromatique, ce qui permet de régler efficacement la qualité du produit fabriqué. De plus, la matière photosensible irradiée par le faisceau laser, peut former la structure moléculaire plus droite, d'isomère trans, qui fixe facilement les particules métalliques. Cela permet de réduire considérablement les déchets chimiques.15 REVENDICATIONS1» Procédé de réalisation d'un schéma de câblage par irradiation par faisceau laser, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : s - application d'un revêtement de matière photosensible sur un substrat pour réaliser une couche photosensible, - irradiation par un faisceau laser de la matière photosensible du substrat pour former un schéma qui comprend au moins une région exposée et au moins une région non exposée, et 10 - formation d'un schéma de câblage métallique en immergeant le substrat dans une solution contenant des nanoparticules métalliques qui se fixent alors à la région exposée, - la structure moléculaire de la matière photosensible de la région exposée étant modifiée par l'irradiation par le faisceau laser. 1s 2» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière photosensible contient du TDB01. 20 3» Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur d'onde du faisceau laser, se situe dans la plage de l'ondes l'ultraviolet. 25 4» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière photosensible a une structure moléculaire plus droite dans la région exposée. 30 5» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière photosensible a une structure moléculaire incurvée dans la région non exposée.7 6» Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'étape de nettoyage et de séchage du substrat ayant le schéma de câblage métallique. s 7» Circuit câblé, caractérisé en ce qu'il est obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. lo 15