FR2489072A1 - Procede pour la fabrication de composants electrotechniques, et resistance variable par rotation ou par glissement d'un curseur fabriquee selon ce procede - Google Patents

Procede pour la fabrication de composants electrotechniques, et resistance variable par rotation ou par glissement d'un curseur fabriquee selon ce procede Download PDF

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Abstract

ON RAPPORTE TOUT D'ABORD SUR UN SUPPORT INTERMEDIAIRE 1 AU MOINS UNE COUCHE ELECTRIQUEMENT CONDUCTRICE 2. ON DURCIT ENSUITE CETTE COUCHE 2. PUIS ON TRANSFERE CETTE COUCHE 2 SUR LA BASE 4 ET ON ENLEVE LE SUPPORT INTERMEDIAIRE 1. DE CE FAIT, LA PHASE SITUEE DU COTE OPPOSE A LA BASE DE LA COUCHE ELECTRIQUEMENT CONDUCTRICE PEUT RECEVOIR TOUTE STRUCTURE SOUHAITEE DE SURFACE.

Description

L'invention se rapporte à un procédé pour la fabrication de composants électrotechniques qui comportent une base électriquement non conductrice et au moins une couche électriquement conductrice gui y est rapportée, ainsi qu'à une résistance variable par rotation ou par glissement d'un curseur fabriquée selon ce procédé.
Dans le procédé connu, par exemple dans la fabrication de cartes conductrices pour circuit imprimé, pour cartes codées ou pour résistances, il est habituel de rapporter par impression, sur une base (substrat) électriquement non conductrice, une couche électriquement conductrice, (circuit moteur ou circuit résistant), ce qui se fait généralement par impression par sérigraphie. Après le processus d'impression, le substrat garni est durci à température ambiante ou à température plus élevée.
Dans ce procédé connu, il se présente toutefois un certain nombre de problèmes. Du fait du processus d'impression, la structure de surface de la couche électriquement conductrice est relativement irrégulière du côté opposé au substrat. Ceci est particulièrement désavantageux pour les résistances variables par rotation ou par glissement d'un curseur, pour lesquelles un contact par curseur se fait par glissement le long de cette surface, du fait que les inégalités provoquent une usure rapide de la couche résistante et donc une faible durée de vie à la résistance. Les procédés connus sont également désavantaguex dans d'autres cas d'utilisation où la structure de surface de la couche électriquement conductrice rapportée ou imprimée à une influence essentielle par exemple pour les capteurs d'humidité ou la valeur de la résistance de la couche varie en fonction de l'humidité de l'air.
D'autres problèmes apparaissent du fait qu'il n'est possible de procéder à un contrôle du composant qu'après sa fabrication complète, ce qui est économiquement désavantageux, en particulier dans le cas d'utilisation de substrats de haute valeur, qu'il faut jeter en cas de refus du composant.
Enfin, il apparaît encore d'autres problèmes lors du durcissement, du fait que les substrats habituellement utilisés comme par exemple le papier au phénol ou même les plastiques ne supportent sans destruction que des températures relativement faibles. Il apparait alors des temps de durcissement relativement longs (a basse température). Du fait de la différence des coefficients de dilatation thermique du substrat et de la couche éléctriquement conductrice, il apparaît également lors du durcissement des problèmes de retrait. De nombreux matériaux constituant le substrat, deviennent également cassants lors d'un durcissement à température plus élevée et il n'est plus alors possible par exemple de les poinconner.
L'objet de l'invention est d'améliorer le procédé mentionné au début, de façon à éviter les inconvénients signalés. En particulier, on doit pouvoir obtenir avec des moyens simples-et en évitant des temps trop longs de durcissement, toute structure souhaitée de la couche électriquement conductrice coté opposé au substrat.
L'invention a pour objet un procédé pour la fabrication de composants électrotechnique comportant une base électriquement non conductrice et au moins une couche électriquement conductrice qui y est rapportée, caractérisée par les phases suivantes a) Apport d'au moins une couche électriquementconductrice sur un support intermédiaire.
b) Durcissement de la couche conductrice sur le support intermédiaire.
c) Transfert de la couche conductrice sur la base.
et, d) Enlèvement du support intermédiaire.
La ou les couches électriquement conductrices sont tout d'abord rapportées sur un support intermédiaire, ce qui se fait de préférence par impression par sérigraphie, mais peut également se-faire par tout autres procédés connus comme application au pistolet, voie galvanique, voie électrostatique entre autres.
Le support intermédiaire est de préférence constitué d'une feuille métallique mince, dont une face présente la structure de surface souhaitée et par exemple est polie jusqu'à l'obtention d'un fort brillant. Naturellement on peut utiliser comme support intermédiaire tous les autres matériaux appropriés comme par exemple, le verre, le plastique ou un support soluble dans l'eau.
Le support intermédiaire une fois garni est ensuite durci, de préférence dans un four à des températures de, par exemple, 1200 C. En particulier dans le cas d'un support intermédiaire métallique on atteint des temps de durcissements faibles du fait de sa bonne conductibilité.
Après le processus de durcissement on peut déjà exécuter un contrôle intermédiaire de la couche électriquement conductrice obtenue, étant entendu qu'il est préférable d'utiliser un support intermédiaire métallique en aluminium anodisé, du fait que la couche d'oxyde d'aluminium n'est pas électriquement conductrice et que l'on peut donc exécuter également une mesure électrique de la couche électriquement conductrice rapportée.
Si cette mesure indique que l'on est en présence d'un composant défectueux, on peut alors le rejeter sans grande perte économique.
Le stade suivant consiste à rapporter sur la base de la couche électriquement conductrice.On met ici en contact le support intermédiaire avec la basepar sa face qui porte la couche électriquement conductrice. Selon le matériau dont est fait la base, on peut encore rapporter un liant, comme par exemple, une colle, une laque pour scellement à chaud ou une feuille thermoplastique entre la base et le support intermédiaire. Si la base est ellememeen matériau thermoplastique, il n'est pas absolument nécessaire d'avoir un tel liant. On presse alors l'un contre l'autre la base et le support intermédiaire, ce qui peut éventuellement se faire sous l'effet supplémentaire de la chaleur.De ce fait, la couche électriquement conductrice adhérente au support intermédiaire se lie fortement à la base
Selon une autre variante il est également possible de rapporter la base sur le support intermédiaire avec un outillage approprié de moulage ou de pulvérisation (ce que l'on appelle le post-moulage ou la postpulvérisation), ce qui permet également d'obtenir une liaison intime entre la base et -la couche électriquement conductrice adhérente sur le support intermédiaire.
Dans la dernière phase, on enlève alors le support intermédiaire.
Ceci se fait en particulier pour les supports intermédiaires métalliques par mordancage. Si comme support intermédiaire on utilise une feuille de verre, il est également possible de la décoller facilement ou de la retirer latéralement, du fait de l'adhérence relativement mauvaise de la couche électrique- ment conductrice sur la feuille de verre. Comme support intermédiaire on utilise un matériau soluble dans l'eau, ce support intermédiaire peut être enlevé avec de l'eau.
Après avoir enlevé le support intermédiaire, c'est la face de la ou des couches électriquement conductrices rapportées qui adhéraient directement sur le support intermédiaire qui forme maintenant la surface ou la face extérieure de la couche électriquement conductrice du composant chimique. Dans le procédé connu mentionné au début, par contre, c'est la face située du côté de l'outil d'impression, parexemple du côté de la toile de sérigraphie, de la couche électriquement conductrice qui forme également la surface ou la face extérieure de la couche electriquement conductrice du composant terminé.
On peut également utiliser le procédé de a présente invention lorsque plusieurs couches électriquement conductrices se superposent-partiel- lement ou totalement avec ou sans isolation intermédiaire, (par exemple les points de croisement des circuits conducteurs ou des résistances variables par rotation ou par glissement d'un curseur à allure non linéaire). Les différentes couches électriquement conductrices et éventuellement les couches isolantes intermédiaires sont rapportées l'une après l'autre comme on le sait, un processus de durcissement ayant éventuellement lieu entre les différents processus d'impression.
Par rapport au procédé connu décrit au début, le procédé de la présente invention apporte les avantages suivants :
La surface de la couche rapportée électriquement conductrice peut recevoir toute structure souhaitée et en particulier aussi une structure parfaitement lisse, ce qui apporte des avantages essentiels de point de vue de la durée de vie ou de la précisionde mesure dans le cas des résistances variables par glissement d'un curseur ou par rotation mais également dans d'autres domaines d'application comme par exemple les capteurs d'humidité. Pour le support intermédiaire on peut choisir des matériaux quelconques et en particulier des matériauxbon marché, ce qui amène une économie en matière première.
Un rejet lors de l'impression ne concerne maintenant que le support intermédiaire et non la base finale.
Si on utilise des supports intermédiaires métalliques, il se présente des conditions idéales de durcissement et en particulier un durcissement plus rapide, ce qui conduit également à une meilleure al-lure de l'étuve de durcissement.
Lors du durcissement il n'est pas nécessaire de se soucier de la capacité de charge thermique des matériaux constituant le support intermédiaire et en particulier de se soucier de sa fragilisation ou de sa possibilité de poinçonnage.
Le postmoulage ou la postpulvérisation permettent d'intégrer parfaitement des structures imprimées avec des composants incorporés.
Le seul désavantage par rapport au procédé connu réside dans l'utilisation d'un support intermédiaire supplementaire. Ce désavantage est toutefois de loin surpassé par les avantages obtenus.
L'invention est décrite ci-après à laide d'exemples d'éxécution en relation avec les dessins.
Les figures 1 à 3 représentent une coupe schématique d'un composant électrotechnique après la première, troisième et quatrième phase du procédé.
La figure 4 représente une coupe schémat#ique d'une résistance variable par rotation ou par déplacement drun curseur, avec des valeurs de résistance étagées ;
La figure 5 représente une coupe schématique d'une base avec deux circuits conducteurs qui se croisent.
La figure 1 représente un support intermédiaire l sur lequel on a rapporté par impression en trois endroits différents une couche électriquement conductrice 2.
La figure 2 représente la façon dont la base électriquement non conductrice 4 est mise en liaison avec la couche intermédiaire l garnie avec interposition d'un liant 3 sous forme d'une feuille thermoplastique.
La figure 3 montre que le composant fini. Par rapport aux figures 1 1 et 2 la figure 3 est tournée à 1800, la couche liant 3 étant omise. On voit de plus que la surface 5 des couches électriquement conductrices 2 est la face de la couche électriquement conductrice qui auparavant était au contact du support intermédiaire 1. Cette face présente donc essentiellement la structure de surface de cette couche.
; La figure 4 représente schématiquement une résistance variable à glissement ou rotation de curseur. Sa fabrication se fait comme suit : on imprime tout d'abord sur le support intermédiaire (non représenté) la couche la plus encombrante 26 avec sa face formant voie de curseur 51. Ensuite, selon l'étagement désiré, on imprime l'une par dessus l'autre d'autres couches 25, 24, 23, 22, et 21. Dans les résistances traditionnelles, l'étagement se voit à l'extérieur, c'est-à-dire sur le côté de la voie du curseur. Ici c'est par contre une face de la couche 26 que l'on a imprimée en premier lieu qui forme la voie de curseur 51 sur laquelle on peut faire glisser une curseur6.
Le repère 31 désigne une couche de liant qui lie à la base 4 les parties respectives des couches résistantes 21, 26. On imprime enfin la couche de finition 20.
La figure 5 représente schématiquement une coupe d'un circuit imprimé comportant des circuits conducteurs qui se croisent. La couche extérieure 2" est tout d'abord imprimée sur le support intermédiaire (non représenté) puis on imprime une couche isolante 7 puis une autre couche électriquement conductrice 2', qui est ensuite liée à la base finale.
Tous les détails techniques mentionnés dans les revendications, la description et les figures peuvent avoir une signification pour l'invention aussi bien en eux-mêmes qu'en toute combinaison.

Claims (11)

Revendications
1. Procédé pour la fabrication de composants électrotechniques comportant une base électriquement non conductrice et au moins une couche électriquement conductrice qui y est rapportée, caractérisé par les phases suivantes
a) Apport d'au moins une couche électriquement conductrice sur un support intermédiaire.
b) Durcissement de la couche conductrice sur le support intermédiaire.
c) Transfert de la couche conductrice sur la base.
d) Enlèvement du support intermédiaire.
et,
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support intermédiaire est en verre, en une feuille de plastique, en un matériau soluble dans l'eau ou en une feuille métallique d'un matériau que l'on peut attaquer par mordançage, tel qu'aluminium anodisé, cuivre ou analogue.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la face du support intermédiaire sur laquelle est rapportée la couche conductrice est polie jusqu'à l'obtention d'un fort brillant.
4. Procédé selon une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'au moins une couche électriquement conductrice est rapportée sur le support intermédiaire de préférence par un procédé du groupe comprenant l'impression par sérigraphie, la pulvérisation, un procédé électrostatique et un procédé galvanique.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le durcissement de la couche conductrice rapportée sur le support intermédiaire se fait à haute température par exemple, 120 C, ou à une température ambiante avec action complémentaire d'une pression mécanique, la couche électriquement conductrice étant constituée d'une laque résistante, d'une laque à l'or, une laque au cuivre ou analogue.
6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le transfert de la couche conductrice sur la base se fait par collage, laminage, doublage, postmoulage, ou postpulvérisation.
7. Procédé selon la revendication 6, caractétisé en ce que l'on utilise éventuellement comme liant entre au moins une couche conductrice, et la base, une colle, une feuille thermoplastique ou une couche de scellement à chaud.
8. Procédé selon une des revendications l à 7 caractérisé en ce que l'enlèvement du support intermédiaire se fait par mordançage, par dissolution du support intermédiaire dans l'eau ou si celui-ci est en verre, par soulèvement du support intermédiaire.
9. Procédé selon une des revendications 4 ou , caractérisé en ce que l'on rapporte l'une sur l'autre plusieurs couches electriquement conductrices, qui se recouvrent partiellement et présenteéventuellement des couches isolantes entre les couches électriquement conductrices.
10. Résistance variable par coulissement ou rotation d'un curseur, comportant une base et plusieurs couches résistantes rapportées sur une face de la base, se recouvrant partiellement, et un curseur mobile qui est en contact avec au moins une des couches, résistances fabriquée par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la plus grande dimension des différentes couches résistantes (21-26) s'étend vers l'extérieur par rapport à la surface de la base (4) et en ce que le curseur n'est au contact que de la surface (51) la plus extérieure des couches résistantes (21-26).
11. Résistance variable par coulissement ou rotation d'un curseur selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'un espace qui existe entre les différentes parties des couches résistantes (22-26) et la face de la base (4) située vers les couches résistantes (21-26) est remplie d'un liant (31).
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