Brevet FR3125941A1 — publié le 20230203

Les modes de réalisation de l’invention fournissent une carte de circuits imprimés multicouche (10) destinée à connecter des composants électroniques (304), la carte (10) comprenant un empilement de plusieurs couches conductrices (100), les couches conductrices (100) comprenant deux couches en surface (101) et une ou plusieurs couches internes (102), la carte (10) comprenant un ou plusieurs trous de type contre-percé (202), chaque trou de type contre-percé (202) comprenant une partie avec métallisation (2021) s’ouvrant sur l’une des deux couches en surface (101) et une partie sans métallisation (2022) s’ouvrant sur l’autre couche en surface (101), la carte de circuits imprimés multicouche (10) peut avantageusement comprendre une ou plusieurs pastilles métalliques d’isolation (301), chaque pastille métallique d’isolation (301) étant assemblée sur l’une des deux couches en surface (101) de manière à venir occulter un trou de type contre-percé (202) correspondant au niveau de sa partie sans métallisation (2022). Figure pour l’abrégé : Fig. 2 CARTE DE CIRCUITS IMPRIMES MULTICOUCHE Art antérieur La présente invention concerne de manière générale les circuits imprimés pour les systèmes électroniques et en particulier une carte de circuits imprimés multicouche et un procédé de fabrication de la carte de circuits imprimés multicouche. Les systèmes électroniques mettent classiquement en œuvre des traitements complexes impactant l’encombrement et la consommation d’énergie de tels systèmes. Par exemple, le fonctionnement d’un système électronique de type radar repose généralement sur des signaux électromagnétiques générés et émis dans l’espace au moyen d’un module d’émission équipé d’une antenne dédiée. Le radar comprend en outre un module de réception destiné à détecter des signaux électromagnétiques réfléchis par des cibles, et un module de traitement destiné à déterminer à partir des signaux détectés des informations relatives aux cibles telles que leur position et leur vitesse de déplacement. Les radars peuvent être fixes au sol, embarqués sur un véhicule terrestre ou sur un navire, ou aéroportés au moyen d’un aéronef. Dans tous les cas, le radar doit satisfaire de nombreuses contraintes liées, en particulier, à l’encombrement. En effet, dans le domaine des radars à antennes actives par exemple, l’orientation est d’intégrer de plus en plus de fonctionnalités dans la partie antenne du radar. Au départ limitée aux fonctions hyperfréquences (émission et réception de signaux avec leurs servitudes), la partie antenne du radar doit héberger une partie toujours croissante du traitement numérique des signaux. En parallèle, le radar doit être capable de mettre œuvre de plus en plus de fonctionnalités afin de s’adapter aux cibles d’intérêt qui sont de plus en plus petites et/ou manœuvrantes. Afin de satisfaire les contraintes d’encombrement dans un radar, il est connu d’utiliser une ou plusieurs cartes de circuits imprimés monocouche comprenant chacune plusieurs composants électroniques. Les composants électroniques d’une même carte de circuits imprimés sont électriquement connectés au moyen de pistes électriques et selon un schéma électrique donné de manière à réaliser des fonctions électroniques sur les différents signaux requis dans le fonctionnement du radar. De telles fonctions électroniques comprennent, par exemple et sans limitation, la génération de signaux, le filtrage, la modulation et la transposition en fréquence. Ainsi, les signaux électriques circulant dans les pistes électriques d’une carte de circuits imprimés monocouche peuvent être de différentes formes (numérique ou analogique), de différentes fréquences (signaux en bande de base et signaux radiofréquences) et/ou de différentes puissances. Cependant, les dimensions d’une carte de circuits imprimés monocouche est fortement liés au nombre et à la longueur des pistes électriques connectant les différents composants électroniques agencés sur la carte de circuits imprimés monocouche. Ceci rend les cartes de circuits imprimés monocouche incompatibles avec les radars d’aujourd’hui qui incorporent un nombre significatif de fonctions électroniques requérant un nombre significatif de composants électroniques. Afin de pallier les limitations liées à l’utilisation d’une carte de circuits imprimés monocouche dans un radar, il est connu d’utiliser une carte de circuits imprimés multicouche comprenant un empilement de plusieurs couches (deux couches en surface et une ou plusieurs couches internes). Dans ce cas, un composant électronique peut être connectés à d’autres composants électroniques au moyen de pistes électriques réalisés dans une ou dans plusieurs couches de la carte de circuits imprimés multicouche. Pour ce faire, des trous métallisés sont généralement utilisés pour assurer la connexion électrique entre les différentes couches de la carte de circuits imprimés multicouche. Par exemple, un trou métallisé de type traversant peut être utilisé pour connecter électriquement toutes les couches de la carte de circuits imprimés multicouche. Il est également connu d’utiliser un trou métallisé de type contre-percé pour connecter électriquement l’une des deux couches en surface à une ou à plusieurs couches internes. De manière générale, un trou de type contre-percé est réalisé à partir d’un trou métallisé de type traversant en supprimant la métallisation inutile ou inutilisée responsable de certains phénomènes de réflexions et/ou de perturbations des signaux utiles. Cependant, dans certains cas, le contre-perçage peut être à l’origine de rayonnements électromagnétiques parasites qui peuvent altérer localement le fonctionnement de certains composants électroniques mis en œuvre dans la carte de circuits imprimés multicouche. Une solution connue pour supprimer les rayonnements électromagnétiques parasites est illustrée sur la . Une telle solution connue consiste à remplir chaque trou de type contre-percé par une résine non conductrice d’électricité, et de boucher le trou de type contre-percé ainsi rempli par une métallisation déposée suivant un procédé similaire à celui mis en œuvre pour la réalisation des pistes métalliques d’interconnexion entre composants électroniques montés en surface. Cependant, une telle solution connue est complexe à réaliser et dégrade considérablement le rendement de fabrication des cartes de circuits imprimés multicouche. En effet, la résine de remplissage peut facilement pénétrer dans d’autres types de trous métallisés tels que les trous métallisés de type traversant, ce qui nécessite des étapes supplémentaires pour les libérer de la résine. En outre, la réalisation des métallisations de bouchage requiert le dépôt de couches métalliques supplémentaires sur les couches en surface de la carte de circuits imprimés multicouche, l’épaisseur finale de métallisation devenant importante et dégradant la finesse et les tolérances de gravure. Ainsi, il existe un besoin pour une carte de circuits imprimés multicouche améliorée. Définition générale de l’invention A cet effet, la présente invention fournit une carte de circuits imprimés multicouche destinée à connecter des composants électroniques, la carte de circuits imprimés multicouche comprenant un empilement de plusieurs couches conductrices, les couches conductrices comprenant deux couches en surface et une ou plusieurs couches internes, la séparation entre deux couches conductrices voisines étant assurée au moyen d’une couche électriquement isolante, la carte de circuits imprimés comprenant un ou plusieurs trous de type contre-percé, chaque trou de type contre-percé étant configuré pour connecter électriquement l’une des deux couches en surface à une ou à plusieurs couches internes et comprenant une partie avec métallisation s’ouvrant sur l’une des deux couches en surface et une partie sans métallisation s’ouvrant sur l’autre couche en surface, la partie avec métallisation et la partie sans métallisation d’un trou de type contre-percé s’étendant dans une direction perpendiculaire à un plan d’empilement de couches. Avantageusement, la carte de circuits imprimés multicouche comprend en outre une ou plusieurs pastilles métalliques d’isolation, chaque pastille métallique d’isolation étant assemblée sur l’une des deux couches en surface de manière à venir occulter un trou de type contre-percé correspondant au niveau de sa partie sans métallisation. Dans un mode de réalisation, des rayonnements électromagnétiques parasites sont susceptibles de se former à l’intérieur des trous de type contre-percé, et les pastilles métalliques d’isolation peuvent être choisies de manière à bloquer, au moins partiellement, la propagation des rayonnements électromagnétiques parasites en dehors des trous de type contre-percé. Dans un autre mode de réalisation, des rayonnements électromagnétiques parasites sont susceptibles de pénétrer à l’intérieur des trous de type contre-percé, et les pastilles métalliques d’isolation peuvent être choisies de manière à bloquer, au moins partiellement, la propagation des rayonnements électromagnétiques parasites à l’intérieur des trous de type contre-percé. Avantageusement, des propriétés géométriques d’une pastille métallique d’isolation peuvent être choisies en fonction d’une ou plusieurs caractéristiques des rayonnements électromagnétiques parasites susceptibles de se former et/ou de pénétrer dans le trou de type contre-percé correspondant. En variante, des propriétés électriques d’une pastille métallique d’isolation peuvent être choisies en fonction d’une ou plusieurs caractéristiques des rayonnements électromagnétiques parasites susceptibles de se former et/ou de pénétrer dans le trou de type contre-percé correspondant. Dans un mode de réalisation, les pastilles métalliques d’isolation peuvent être identiques. Dans un autre mode de réalisation, les pastilles métalliques d’isolation peuvent être des composants passifs ne requérant pas une alimentation électrique. Il est en outre proposé un procédé de fabrication d’une carte de circuits imprimés multicouche et de report de composants, la carte de circuits imprimés multicouche étant destinée à connecter des composants électroniques. Avantageusement, le procédé comprend les étapes consistant à : réaliser un empilement de plusieurs couches conductrices, les couches conductrices comprenant deux couches en surface et une ou plusieurs couches internes, la séparation entre deux couches conductrices voisines étant assurée au moyen d’une couche isolante ; réaliser des connexions électriques entre les couches conductrices au moyen d’un ou plusieurs trous métallisés de type traversant ; transformer au moins un trou métallisé de type traversant en un trou de type contre-percé, le trou de type contre-percé comprenant une partie avec métallisation s’ouvrant sur l’une des deux couches en surface et une partie sans métallisation s’ouvrant sur l’autre couche en surface, la partie avec métallisation et la partie sans métallisation d’un trou de type contre-percé s’étendant dans une direction perpendiculaire à un plan d’empilement de couches ; réaliser des pistes électriques et des pastilles de connexion sur au moins l’une des deux couches en surface. Avantageusement, le procédé de fabrication d’une carte de circuits imprimés multicouche et de report de composants peut en outre comprendre des étapes consistant à : assembler une ou plusieurs pastilles métalliques d’isolation sur l’une ou sur les deux couches en surface, chaque pastille métallique d’isolation étant assemblée de manière à venir occulter un trou de type contre-percé correspondant au niveau de sa partie sans métallisation. assembler un ou plusieurs composants électroniques sur des pastilles de connexion appartenant à l’une ou aux deux couches en surface. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit et des figures dans lesquels : illustre un trou de type contre-percé, selon une solution de l’état de la technique ; représente une carte de circuits imprimés multicouche, selon des modes de réalisation de l’invention ; représente un procédé de fabrication d’une carte de circuits imprimés multicouche et de report de composants, selon des modes de réalisation de l’invention ; , et illustrent les étapes mises en œuvre pour assembler une pastille métallique d’isolation sur une couche en surface d’une carte de circuits imprimés multicouche, selon des modes de réalisation de l’invention ; , , , , , et illustrent les étapes de réalisation d’un trou de type contre-percé et d’un trou de type traversant, selon une solution de l’état de la technique ; et , , et illustrent les étapes de réalisation d’un trou de type contre-percé et d’un trou de type traversant, selon des modes de réalisation de l’invention. Carte de circuits imprimés multicouche (10) destinée à connecter des composants électroniques (304), la carte de circuits imprimés multicouche (10) comprenant un empilement de plusieurs couches conductrices (100), les couches conductrices (100) comprenant deux couches en surface (101) et une ou plusieurs couches internes (102), la séparation entre deux couches conductrices (100) voisines étant assurée au moyen d’une couche électriquement isolante (120), la carte de circuits imprimés comprenant un ou plusieurs trous de type contre-percé (202), chaque trou de type contre-percé (202) étant configuré pour connecter électriquement l’une des deux couches en surface (101) à une ou à plusieurs couches internes (102) et comprenant une partie avec métallisation (2021) s’ouvrant sur l’une des deux couches en surface (101) et une partie sans métallisation (2022) s’ouvrant sur l’autre couche en surface (101), la partie avec métallisation (2021) et la partie sans métallisation (2022) d’un trou de type contre-percé (202) s’étendant dans une direction perpendiculaire à un plan d’empilement de couches, caractérisée en ce que la carte de circuits imprimés multicouche (10) comprend en outre une ou plusieurs pastilles métalliques d’isolation (301), chaque pastille métallique d’isolation (301) étant assemblée sur l’une des deux couches en surface (101) de manière à venir occulter un trou de type contre-percé (202) correspondant au niveau de sa partie sans métallisation (2022). Carte de circuits imprimés multicouche (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que des rayonnements électromagnétiques parasites sont susceptibles de se former à l’intérieur desdits trous de type contre-percé (202), et en ce que lesdites pastilles métalliques d’isolation (301) sont choisies de manière à bloquer, au moins partiellement, la propagation desdits rayonnements électromagnétiques parasites en dehors desdits trous de type contre-percé (202). Carte de circuits imprimés multicouche (10) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que des rayonnements électromagnétiques parasites sont susceptibles de pénétrer à l’intérieur desdits trous de type contre-percé (202), et en ce que lesdites pastilles métalliques d’isolation (301) sont choisies de manière à bloquer, au moins partiellement, la propagation desdits rayonnements électromagnétiques parasites à l’intérieur desdits trous de type contre-percé (202). Carte de circuits imprimés multicouche (10) selon l’une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que des propriétés géométriques d’une pastille métallique d’isolation (301) sont choisies en fonction d’une ou plusieurs caractéristiques des rayonnements électromagnétiques parasites susceptibles de se former et/ou de pénétrer dans le trou de type contre-percé (202) correspondant. Carte de circuits imprimés multicouche (10) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que des propriétés électriques d’une pastille métallique d’isolation (301) sont choisies en fonction d’une ou plusieurs caractéristiques des rayonnements électromagnétiques parasites susceptibles de se former et/ou de pénétrer dans le trou de type contre-percé (202) correspondant. Carte de circuits imprimés multicouche (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdites pastilles métalliques d’isolation (301) sont identiques. Carte de circuits imprimés multicouche (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites pastilles métalliques d’isolation (301) sont des composants passifs ne requérant pas une alimentation électrique. Procédé de fabrication d’une carte de circuits imprimés multicouche (10) et de report de composants, la carte de circuits imprimés multicouche (10) étant destinée à connecter des composants électroniques (304), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à : réaliser (51) un empilement de plusieurs couches conductrices (100), les couches conductrices (100) comprenant deux couches en surface (101) et une ou plusieurs couches internes (102), la séparation entre deux couches conductrices (100) voisines étant assurée au moyen d’une couche isolante (120) ; réaliser (52) des connexions électriques entre lesdites couches conductrices (100) au moyen d’un ou plusieurs trous métallisés de type traversant (201) ; transformer (53) au moins un trou métallisé de type traversant (201) en un trou de type contre-percé (202), sans remplir le trou de type contre-percé (202) par une résine de bouchage, le trou de type contre-percé (202) comprenant une partie avec métallisation (2021) s’ouvrant sur l’une des deux couches en surface (101) et une partie sans métallisation (2022) s’ouvrant sur l’autre couche en surface (101), la partie avec métallisation (2021) et la partie sans métallisation (2022) d’un trou de type contre-percé (202) s’étendant dans une direction perpendiculaire à un plan d’empilement de couches ; réaliser (54) des pistes électriques (302) et des pastilles de connexion (303) sur au moins l’une des deux couches en surface (101). Procédé de fabrication d’une carte de circuits imprimés multicouche (10) et de report de composants selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des étapes consistant à : assembler (55) une ou plusieurs pastilles métalliques d’isolation (301) sur l’une ou sur les deux couches en surface (101), chaque pastille métallique d’isolation (301) étant assemblée de manière à venir occulter un trou de type contre-percé (202) correspondant au niveau de sa partie sans métallisation (2022). assembler (56) un ou plusieurs composants électroniques (304) sur des pastilles de connexion (303) appartenant à l’une ou aux deux couches en surface (101).