FR2527216A2 - Procede de dissipation, par un traitement par rayonnement, des tensions d'un article en polymere - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR DISSIPER PAR UN TRAITEMENT PAR RAYONNEMENT LES TENSIONS D'UN ARTICLE EN POLYMERE. LEDIT PROCEDE CONSISTE A EXPOSER LEDIT ARTICLE A UN RAYONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE PENDANT UNE PERIODE DE TEMPS SUFFISANT A L'ABSORPTION D'UNE QUANTITE SUFFISANTE D'ENERGIE POUR DISSIPER LES TENSIONS DU POLYMERE ETOU LE STABILISER CONTRE LES FISSURATIONS DE TENSION. L'EXPOSITION A LIEU A UNE OU PLUSIEURS GAMMES DE FREQUENCES SUSCEPTIBLES D'ETRE ABSORBEES PAR LE POLYMERE ET DISSIPANT EFFICACEMENT LES TENSIONS SANS PROVOQUER DE DEFORMATION SOUS L'EFFET DE LA CHALEUR PAR RAMOLLISSEMENT OU ECOULEMENT DU POLYMERE. LE RAYONNEMENT EST CHOISI PARMI LES RAYONNEMENTS DE MICRO-ONDES, INFRAROUGES OU ULTRAVIOLETS. APPLICATION A LA FABRICATION DE CIRCUITS IMPRIMES TELS QUE CELUI REPRESENTE SUR LA FIGURE 1F OU 10 REPRESENTE LE FLAN, 16 ET 18 REPRESENTENT DES TROUS PARTIQUES DANS CE FLAN, 24 REPRESENTE UNE PHOTORESERVE PERMANENTE ET 22 LE DESSIN CONDUCTEUR EN CUIVRE.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé pour traiter par

rayonnement un article constitué d'un polymère extrudé ou moulé en vue de dissiper les tensions induites dans ce polymère ou de stabiliser ce polymère contre les fissures de tensions Plus précisément, l'inven-

tion concerne un procédé pour dissiper rapidement les ten-

sions dans un article constitué d'un tel polymère ou pour stabiliser cet article contre les fissures de tensions du polymère dans la fabrication de plaquettes de circuits

imprimés.

Il est bien connu que l'on peut appliquer un placage électrolytique sur des matières plastiques variées,

dans des buts décoratifs par exemple, après les avoir sou-

mises à un traitement chimique par des acides oxydants forts, par exemple l'acide chromique Parmi les matières plastiques qu'on a pu plaquer avec succès, on citera les copolymères acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), les

oxydes de polyphénylène (PPO), les polysulfones, les poly-

éther-sulfones, les polycarbonates et le "Nylon" Certaines de ces matières plastiques ne peuvent pas résister à la température de soudage, c'est-à-dire 260 'C environ Ainsi, par exemple, 1 'ABS présente à température ambiante une adhérence de 1 newton/mm seulement et une température de ramollissement de 80 à 1000 C Par conséquent, une plaquette de circuit imprimé constituée d'ABS ne peut pas résister

aux températures de soudage.

L'utilisation dé polymères thermoplastiques en tant que matières de support pour des plaquettes de cir

cuits imprimés s'est trouvée limitée en raison de la mau-

vaise compatibilité chimique de nombreuses matières bon-

marché avec les solutions de traitement préalable et les bains de placage dont on se sert dans la fabrication des

plaquettes de circuits Dans certains cas o les traite-

ments chimiques pourraient être supportés par la matière

plastique, les conditions sévères nécessitées par l'assem-

blage des composants et la soudure, ainsi que par les cycles de nettoyage par solvants et/ou par détergents pratiqués après soudure pour éliminer les fondants ont écarté de

nombreuses matières en compétition Une matière thermo-

plastique appropriée doit pouvoir résister aux opérations chimiques pratiquées dans la fabrication des plaquettes de circuits, elle doit être usinable sur les appareillages existants, elle doit être soudable et nettoyable, et elle

doit constituer un matériau diélectrique approprié.

Un grand nombre de pellicules, feuilles ou arti-

cles extrudés ou moulés en polymères thermoplastiques exi

gent un traitement spécial servant à éviter les fendille-

ments par tension après des opérations mécaniques quelcon-

ques Par exemple le perçage, l'usinage, le cisaillage,

l'ébarbage, etc, peuvent provoquer des formations de clo-

ques ou des fissures de tension dans la matière polymère.

Des matières de base pour circuits imprimés com-

prenant un polymère thermoplastique à haute température telles que des feuilles de polyétherimide revêtues d'une feuille de cuivre ont été proposées mais n'ont pas trouvé d'application étendue en raison des difficultés extrêmes

de traitement et du prix élevé du système de résines.

La présente invention se propose de fournir des procédés perfectionnés pour dissiper les tensions d'un article en polymère extrudé ou moulé tel qu'un article constitué d'un polymère thermoplastique à température

élevée présentant un squelette aromatique.

La présente invention se propose encore de fournir des procédés perfectionnés pour dissiper les tensions dans des articles constitués d'un polymère du type polyéther

aromatique.

L'invention se propose encore de fournir un pro-

cédé perfectionné pour dissiper efficacement les tensions d'un article constitué de tels polymères qui évite le recuit du polymère ou son maintien entre des plaques de support pour qu'il conserve sa forme pendant l'étape de dissipation

des tensions, ou la déformation physique.

Un autre but de la présente invention es-t de fournir des procédés pour dissiper les tensions d'articles constitués d'une couche superficielle de polymères laminés

ou fixés par adhésion à un substrat.

Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'un flan convenant à la préparation de plaquettes de circuits imprimés, le flan comprenant une pellicule, une feuille ou un substrat de polymère thermoplastique à haute température, d'une

épaisseur d'au moins 75 ym.

D'autres buts et avantages de l'invention ressor-

tiront de la description qui va suivre, ou peuvent être mis

en évidence par la mise en oeuvre de l'invention, les buts et avantages étant atteint grâce aux procédés mentionnés

en particulier dans les revendications annexées.

On désigne par l'expression "polymère du type

polyéther aromatique" un polymère thermoplastique caracté-

risé par des motifs aromatiques et éther récurrents dans la chaîne polymère Des exemples représentatifs, mais non

limitatifs, en sont les polyétherimides et les polyéther-

éthercétones.

On désigne par l'expression "polymère thermoplas-

tique à haute température" un polymère présentant un sque-

lette aromatique qui ne se liquéfie pas ni ne se décompose à ladite température Le polymère présente une température

de déformation de 1700 C ou plus.

Pour atteindre les buts ci-dessus, la présente invention fournit un procédé pour dissiper les tensions d'un article en polymère ou d'un article comprenant un tel

polymère, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il con-

siste à exposer ledit article à un rayonnement électro-

magnétique choisi parmi les rayonnements de micro-ondes, infrarouges et ultraviolets à une ou plusieurs gammes de fréquences susceptibles d'être absorbées par ledit article et dissipant efficacement les tensions sans essentiellement provoquer de ramollissement ni d'écoulement par chauffage dudit polymère et pendant une période de temps suffisante pour qu'une énergie suffisante soit absorbée pour dissiper les contraintes et/ou stabiliser ledit polymère contre une

fissuration de tension.

L'article peut être constitué d'un polymère ther- moplastique à haute température et peut, par exemple, être formé par extrusion ou moulage et il peut avoir la forme d'une feuille, d'un flan, d'une pellicule, ou avoir toute

autre forme géométrique La fissuration de tension de l'ar-

ticle polymère peut résulter d'une étape d'extrusion, de moulage ou de dépôt métallique, ou d'un traitement mécanique ou d'un gonflement et d'une attaque chimique ou d'une autre

étape de traitement chimique comme défini ultérieurement.

On a constaté que la dissipation des tensions

d'un polymère par exposition de ce polymère à un rayonne-

ment infrarouge, ultraviolet et/ou de micro-ondes n'engen-

drait sensiblement pas de chaleur et ne dépendait pas d'une génération de chaleur En l'absence de génération notable de chaleur, le procédé de dissipation des tensions de la présente invention ne provoque pas de ramollissement ou d'écoulement de la matière polymère et ainsi de changement dans sa forme géométrique ou ses dimensions, et elle peut ainsi subir une dissipation des tensions sans nécessiter de supports de fixation, etc, généralement utilisés dans

la technique.

La présente invention concerne également des pro-

cédés perfectionnés de préparation d'un flan, d'un substrat isolant revêtu de métal, d'une plaquette de circuit imprimé, et de plaquettes de circuits imprimés produites par le ou les procédés susmentionnés L'article en polymère peut avoir une épaisseur d'au moins 75 hum et de préférence inférieure

à environ 6250 um.

La présente invention fournit un procédé simple et économique pour préparer un substrat isolant constitué d'un polymère thermoplastique à haute température, par exemple un polymère du type polyéther aromatique dont une surface est destinée à recevoir une couche ou dessin de

métal conducteur par des techniques de dépôt anélectroly-

tique Le procédé de préparation du substrat isolant poly-

mère ou flan à utiliser dans la préparation d'un circuit imprimé consiste à exposer une pellicule, feuille ou subs- trat de polymère ayant la forme géométrique désirée à un rayonnement électromagnétique à une-ou plusieurs gammes de

fréquences susceptibles d'être absorbées par ladite pelli-

cule, feuille ou le substrat et dissipant efficacement les

tensions du polymère sans essentiellement ramollir ou pro-

voquer d'écoulement du polymère par un effet thermique, pendant une période de temps suffisante pour que l'énergie absorbée soit suffisante pour dissiper les tensions et/ou sta biliser le polymère contre la fissuration de tension, le

rayonnement électromagnétique étant choisi entre un rayon-

nement de micro-ondes, infrarouge et ultraviolet; à traiter mécaniquement la pellicule, la feuille ou le substrat pour y pratiquer des perforations; à répéter le traitement au rayonnement après la réalisation des perforations ou toute autre étape de traitement mécanique; à traiter chimiquement la surface de la pellicule, de la feuille ou du substrat avec un solvant polaire capable de faire gonfler la surface extérieure de la pellicule, de la feuille ou du substrat et à traiter la surface de la pellicule, de la feuille ou du substrat avec une solution fortement oxydante ou un autre agent ou avec un plasma à une température et pendant une

durée suffisantes pour produire des sites de liaison chi-

mique et/ou mécanique de la surface à une couche métallique

qui y est fixée.

L'invention concerne également un procédé de pré-

paration d'un composite destiné à être utilisé dans la fa-

brication de plaquettes de circuits imprimés, ce procédé consistant à former une pellicule ou feuille de polymère ayant une épaisseur sensiblement uniforme, de préférence supérieure à 75 pm; à stratifier la pellicule ou feuille de polymère traité par rayonnement avec une feuille de matière thermodurcie renforcée en utilisant une couche adhésive entre les deux matières ou dans des conditions

de chauffage et de pression ou les deux; à traiter méca-

niquement ou d'une autre façon le composé stratifié pour y pratiquer une ou plusieurs perforations; et à exposer ledit composite au rayonnement électromagnétique à une ou

plusieurs gammes de fréquences susceptibles d'être absor-

bées par la pellicule ou la feuille dans ledit composite et dissipant efficacement les tensions essentiellement sans induire par la chaleur de déformations par ramollissement ou écoulement du polymère, pendant une durée suffisante pour

que l'énergie absorbée soit suffisante pour dissiper les ten-

sions et/ou stabiliser le polymère contre une fissuration de tension Ladite pellicule ou feuille peut être stratifiée sur la feuille thermodurcie dans des conditions de chauffage

et de pression ou au moyen d'une couche intercalaire d'ad-

hésif ou par une combinaison des deux.

L'invention fournit également un procédé de pré-

paration d'une plaquette de circuit imprimé à plusieurs couches, procédé qui consiste à disposer d'un substrat présentant un dessin de circuit sur l'une au moins de ses faces; à stratifier une pellicule ou feuille de polymère thermoplastique à haute température sur sa surface revêtue de métal; à pratiquer dans le composite ainsi formé une ou plusieurs perforations; à exposer la pellicule ou

feuille de polymère à un rayonnement infrarouge ou ultra-

violet à une ou plusieurs gammes de fréquences susceptibles

d'être absorbées par la pellicule ou la feuille et de dis-

siper efficacement les tensions essentiellement sans défor-

mation, par ramollissement ou écoulement du polymère, sous l'effet de la chaleur, pendant une durée suffisante pour dissiper les tensions et/ou stabiliser la pellicule ou feuille de polymère contre une fissuration de tension; à traiter la surface de polymère avec un solvant et un agent

oxydant pour rendre ladite surface microporeuse et hydro-

phile; à répéter ledit traitement par rayonnement pendant une durée suffisante pour stabiliser le polymère contre une fissuration de tension; et à déposer sur la surface traitée et les parois du ou des trous un dépôt métallique

pour former un second dessin de circuit.

Dans la forme de réalisation préférée, la feuille ou pellicule de polymère thermoplastique a une épaisseur

d'au moins 75 Pm.

Le second dessin de circuit peut être formé par

dépôt anélectrolytique suivi ou non d'un dépôt électroly-

tique ou de tout autre procédé connu.

Les polymères du type polyéther aromatique sont des polymères thermoplastiques à haute température qui présentent un squelette aromatique et ne se liquéfient pas ni ne se décomposent après une exposition de cinq secondes à une température d'environ 2450 C.

Les polymères du type polyéther aromatique con-

venant aux fins de la présente invention comprennent le

polyétherimide et la polyétheréthercétone.

On a constaté que les feuilles et pellicules de polymère pour haute température nécessitaient des recuits prolongés pour empêcher une fissuration de tension On sait

par exemple que des matière du type polyétherimide néces-

sitent un recuit de 2 à 4 heures à 2000 C après des étapes

de fabrication telles qu'une liaison En outre, on a main-

tenant découvert que les matières du type polyéther aroma-

tique nécessitaient un recuit après le traitement mécanique de la plaquette, avant le dépôt anélectrolytique de métal, afin d'empêcher une fissuration de tension dans un solvant de gonflement et une-solution d'oxydation Des tensions sont imposées aux feuilles de polymère par le perçage de trous rapprochés comme le nécessite, par exemple, un boîtier à double rangée de broches, c'est-à-dire 7 à 20 trous de 1 mm

de diamètre espacés de 2,54 mm centre à centre.

Lorsque les feuilles de polymère sont exposées à la solution de gonflement au solvant, il se produit une corrosion de tension qui peut fissurer ou rompre la feuille en deux ou plusieurs morceaux pendant le gonflement au solvant Dans les pièces moulées,-les tensions résiduelles subsistant dans la matière peuvent de même provoquer une corrosion de tension D'autres contraintes peuvent être imposées par les supports et pinces utilisés pour maintenir

les articles en polymère pendant le gonflement au solvant.

Si les tensions résiduelles provenant d'un traitement de

moulage ou mécanique n'ont pas été dissipées avant le gon-

flement au solvant, les autres tensions imposées par le

châssis de support accélèrent la corrosion de tension.

On a constaté que la corrosion de tension est beaucoup plus importante dans les feuilles minces, par

exemple en polyétherimide de 0,4 mm d'épaisseur, comparati-

vement à celle des feuilles épaisses, par exemple en poly-

étherimide de 1,6 à 3,2 mm d'épaisseur Les feuilles minces sont plus sujettes à une rupture et un déchirement du fait de la corrosion de tension Une autre forme de fissuration

de tension consiste en l'apparition de fines fissures super-

ficielles qui ne sont pas décelées tant que le métal n'est pas plaqué sur l'article en polymère Ces fissures sont reproduites dans la couche métallique et la rendent trop

inégale pour être utilisée comme surface de contact élec-

trique. Comme indiqué ci-dessus, dans la technologie de l'art antérieur, un cycle prolongé supplémentaire de recuit est nécessaire après usinage de la matière avant l'attaque de la surface en vue de dépôts métalliques ultérieurs Les avantages de l'utilisation de polyéthers aromatiques moulés

rigides sont très importants pour les utilisateurs qui doi-

vent faire face à des conditions électriques rigoureuses dans des applications à haute fréquence Dans ce cas, la

matière est théoriquement appropriée mais nécessite de labo-

rieuses étapes de recuit pour la rendre apte au traitement.

Cependant, comme décrit dans le présent mémoire, la dissi-

pation des tensions par le traitement par rayonnement et la production du flan et/ou du stratifié de la présente

invention se produisent simultanément en une seule étape.

On a constaté que les pellicules, feuilles et composites de polymère mentionnés ci-dessus et les circuits imprimés de la présente invention pouvaient être débarrassés des tensions ou stabilisés contre une fissuration de tension en quelques minutes ou moins par exposition à-des gammes

préalablement choisies de fréquences d'ondes électromagné-

tiques Cette découverte élimine la nécessité de l'art antérieur de procéder comme ci-dessus mentionné à des étapes

secondaires de recuit fastidieuses et prenant du temps.

La présente invention est basée sur la découverte selon laquelle des articles ou matières en polymère extrudé

ou moulé tel que des polymères thermoplastiques à haute-

température pouvaient être débarrassés des tensions ou sta-

bilisés contre une fissuration de tension en une courte période de temps sans induire de distorsion ou de tensions dans la matière Ceci est réalisé en exposant la matière polymère à une ou plusieurs fréquences de micro-ondes, d'ultraviolet ou d'infrarouge susceptibles d'être absorbées par le polymère et dissipant efficacement les tensions

essentiellement sans provoquer de ramollissement ou d'écou-

lement du polymère sous l'effet de la chaleur La matière polymère ainsi traitée est débarrassée des tensions et/ou stabilisée contre une fissuration de tension en sorte qu'elle peut être percée ou ultérieurement placée dans les diverses

solutions d'oxydation et de gonflement, etc, sans fissu-

ration de tension En outre, en plus de dissiper rapidement

les tensions ou de stabiliser un polymère contre la fissu-

ration de tension, un autre avantage de la présente inven-

tion réside dans le fait que le risque d'une déformation

des articles est sensiblement éliminé.

Selon un premier aspect de la présente invention,

un article constitué d'un polymère du type polyéther aroma-

tique est exposé à des micro-ondes de fréquences supérieures à 1900 M Hz, de préférence entre 10 et 10 Hz, dans un

four à micro-ondes pour dissiper les tensions de l'article.

Contrairement aux procédés de l'art antérieur, le cycle de

traitement par micro-ondes réduit la déformation à la cha-

leur et on a constaté qu'il éliminait la nécessité de la fixation des matières entre des plaques métalliques que l'on utilise lors du recuit à la chaleur L'étape du trai- tement par micro-ondes est très courte, de 1 à 60 minutes, et typiquement de l'ordre de 30 minutes (pour une matière d'une épaisseur de 1,6 mm); elle varie selon l'épaisseur

de la matière Après traitement dans un four à micro-

ondes, les matières polymères débarrassées des tensions peuvent être usinées et, dans le cas de la fabrication de plaquettes de circuits imprimés, elles peuvent être soumises à la suite des opérations destinées à former des trous par

perçage ou poinçonnage.

Les procédés de la présente invention peuvent également utiliser des micro-ondes pour atteindre le même résultat qu'un second recuit, qui est typiquement recommandé dans les procédés de l'art antérieur La pièce fabriquée

peut être débarrassée des tensions par exposition aux micro-

ondes pendant une période de temps appropriée, par exemple

minutes pour une matière d'une épaisseur de 1,6 mm.

Les étapes des procédés de la présente invention éliminent

les cycles de cuisson prolongés des procédés de l'art anté-

rieur précédemment décrits, tout en rendant la pièce de polymère stable du point de vue dimensionnel et résistante

vis-à-vis des opérations chimiques et de métallisation sub-

séquentes. Selon un autre aspect de la présente invention,

un système de rayonnements infrarouges, tel que, par exem-

ple, celui utilisé pour réticuler les encres de réserve utilisées dans la fabrication de circuits imprimés, peut

être utilisé pour dissiper les tensions de matières polymères.

Le polymère peut être exposé au rayonnement infra-

rouge dans un four à infrarouges à convoyeur Contrairement

aux procédés de recuit de l'art antérieur, le cycle de trai-

tement par infrarouges de la présente invention, en raison de sa courte durée, réduit la déformation par la chaleur et on a constaté qu'il éliminait la nécessité de fixer les matièresentre des plaques métalliques comme on en utilise

lors du recuit thermique L'étape de traitement par infra-

rouges est effectuée par exposition de la matière polymère à un tel rayonnement ayant une longueur d'onde comprise entre 2,5 et 50 Pm, de préférence entre 6 et 20 ?m, pendant

une période de temps d'au moins 35 secondes (pour une ma-

tière d'une épaisseur de 1,6 mm) La période de temps varie selon l'épaisseur de la matière polymère, des périodes plus

longues étant nécessaires pour des matières plus épaisses.

Selon encore un autre aspect de la présente inven-

tion, on peut utiliser une source d'ultraviolets pour trai-

ter le polymère.

Bien que le traitement par rayonnement des arti-

cles en polymère thermoplastique à haute température puisse généralement être indifféremment réalisé, selon la présente invention, par rayonnement de micro-ondes, infrarouge ou ultraviolet, il existe cependant des exceptions Dans un procédé de production de plaquettes de circuits imprimés,

on utilise la technique dite "semi-additive" Le flan iso-

lant de la présente invention est découpé à la dimension voulue et exposé au rayonnement de micro-ondes, infrarouge ou ultraviolet à une fréquence susceptible d'être absorbée par le polymère Ensuite, les perforations sont pratiquées par perçage, poinçonnage, etc En variante, le flan peut être moulé avec des trous Un tel flan moulé ne nécessite pas d'étape mécanique subséquente de perforation et élimine la nécessité de l'étape de dissipation des tensions par

exposition au rayonnement avant une telle étape de traite-

ment mécanique Après la formation des trous, le flan est

exposé au rayonnement de micro-ondes, infrarouge ou ultra-

violet à une fréquence susceptible d'être absorbée par le polymère Ensuite, le flan est prétraité pendant, par exemple,3 à 6 minutes dans une solution de diméthylformamide puis attaqué, par exemple pendant 3 minutes à environ 55 à 650 C

dans une solution fortement oxydante Ceci modifie la sur-

face du flan qui, de brillante,devient terne, tout en four-

nissant des sites de liaison chimique et/ou mécanique à la

surface du flan pour le métal qui y est déposé.

Une mince couche de métal est ensuite déposée de manière anélectrolytique sur la surface et sur les parois du ou des trous du flan Ensuite, la plaquette revêtue de métal peut recevoir une impression d'un dessin de circuit désiré par une technique de photo-réserve ou par impression sérigraphique du négatif du dessin de circuit désiré Du

cuivre pur ou du cuivre et un autre métal est déposé élec-

trolytiquement sur le dessin en une épaisseur désirée.

Le dessin peut ensuite recevoir une couche de soudure si on le désire La réserve est enlevée et la mince couche métallique formée anélectrolytiquement ainsi exposée est

supprimée par attaque.

Dans un autre procédé de production de plaquettes de circuits imprimés utilisant le traitement par rayonnement

de la présente invention, un flan isolant approprié cons-

titué d'une matière du type polyéther aromatique est pré-

paré Des trous espacés centre à centre de 2,5 mm ou moins sont perforés dans le flan en des endroits préalablement choisis Avant la perforation, le flan est exposé à un rayonnement de micro-ondes, infrarouge ou ultraviolet, comme décrit précédemment et sa surface ainsi que la ou les parois du ou des trous sont préalablement traitées pour être rendues hydrophiles et microporeuses La surface et les parois du ou des trous sont complètement revêtues d'un complexe aqueux réductible à la lumière ultraviolette et séchées, selon les brevets français N O 7222158, N O 7227534,

?N O 7227533, N O 7521856 et N O 7521857.

Une photo-image est formée par projection ou im-

pression par contact sur le substrat sensibilisé, le revê-

tement photo-réductible non exposé est enlevé par lavage et l'image est fixée par une brève exposition à un bain de

cuivrage anélectrolytique.

Un métal tel que le cuivre est déposé par voie anélectrolytique sur le dessin ainsi formé comprenant la

ou les parois des trous pendant une période de temps suffi-

sante pour atteindre l'épaisseur voulue, par exemple 25 à 125 ym.

Le flan selon la présente invention peut en va-

riante être catalytique, c'est-à-dire comporter des matières

appropriées réparties ou incorporées dans son ensemble pen-

dant l'extrusion de la surface de pellicule thermoplastique du flan; les flans et/ou les stratifiés de la présente

invention sont les polymères tels que définis précédemment.

Dans une forme de réalisation de l'invention, des

matières de support pouvant recevoir une couche superfi-

cielle de matière thermoplastique selon la présente inven-

tion comprennent des substances minérales et organiques telles que le verre, les céramiques, la porcelaine, les

résines, le papier, une étoffe, etc Pour les circuits im-

primés, les matières utilisées comme support comprennent

des résines thermodurcissables isolantes, des résines ther-

moplastiques et des mélanges de ces résines, y compris les fibres de verre, le papier imprégné, etc. L'invention sera décrite plus en détail en se référant aux dessins annexés qui illustrent certaines formes

de réalisation de la présente invention.

Les figures 1 à 3 illustrent des processus aux-

quels on peut avoir recours pour la fabrication de pla-

quettes de circuits imprimés à partir de flans isolants

produits selon la présente invention.

La figure l A montre un flan catalytique isolant 10 constitué d'un polymère du type polyéther aromatique tel qu'un polyétherimide ou une polyétheréthercétone Le flan en polymère 10 est catalytique pour permettre la réception

de dépôts formés par voie anaélectrolytique Avant le per-

çage, le flan 10 est exposé à un rayonnement de micro-ondes

à une fréquence supérieure-à 1960 M Hz pendant 30 minutes.

La figure 1 B représente des trous 16 et 18 pratiqués

*dans le flan 10.

Après la réalisation des trous, le flan 10 est

exposé à un rayonnement de micro-ondes comme décrit précé-

demment Le flan 10 est ensuite plongé dans un solvant, ce qui est suivid'un traitement chimique dans une solution comprenant 20 g/l de Cr O 3, 50 g/l de H 2 SO 4, 25 g/l de Na F et à une température comprise entre 45 et 65 WC pour exposer

le catalyseur et rendre la surface hydrophile et micro-

poreuse (figure 1 C).

Une photoréserve permanente 24 est appliquée à la surface du flan 10 pour masquer les zones ne devant pas

être cuivrées (figure 1 D).

Du cuivre est ensuite déposé par voie anélectro-

lytique par des procédés connus en pratique, sur les parois des trous 16 et 18 et sur les surfaces exposées du flan 10

en formant ainsi le dessin conducteur 22 (figure 1 E).

Un masque de soudure 30 peut ensuite être déposé ainsi que le montre la figure 1 F. Les figures 2 A à 2 E illustrent l'utilisation d'une technique totalement additive de production d'une plaquette de circuit imprimé, la figure 2 A montrant le flan isolant 10

constitué d'une feuille de polymère du type polyétherimide.

La figure 2 B montre un trou 16 pratiqué dans le flan Avant et encore après la perforation du trou 16, le flan est exposé à un rayonnement de micro-ondes comme décrit ci-dessus à propos de la figure 1 et pendant une période de

temps de 1 à 25 minutes, selon la masse du flan et la fré-

quence du rayonnement, pour dissiper les tensions dudit

flan sans essentiellement engendrer un échauffement provo-

quant une déformation ou un écoulement du polymère La sur-

face du flan 10 et les parois du trou 16 sont préalablement

traitées comme décrit précédemment, puis revêtues en tota-

lité d'un complexe de cuivre 20 réductible à la lumière

ultraviolette et séchées (figure 2 C).

Une photo-image est formée en lumière ultravio-

lette sur la surface photosensible ainsi réalisée, par une rapide projection ou impression par contact Ensuite, le revêtement photoréductible 20 non exposé est retiré par lavage et l'image 22 est fixée par une brève exposition à

un bain de cuivrage anélectrolytique (figure 2 D).

Ensuite, du cuivre est déposé par voie anélectro-

lytique sur le dessin de cuivre formé y compris la paroi du trou 16, jusqu'à ce que le dessin de circuit 28 atteigne

l'épaisseur désirée.

Les figures 3 A à 3 F illustrent un procédé compor-

tant un électroplacage, la figure 3 A représentant un flan isolant 10 constitué de polyétheréthercétone Avant et après la réalisation des trous, le flan est exposé à un rayonnement infrarouge à une fréquence comprise entre 2,5

et 40 pm, pendant une période de temps de l'ordre de 1 mi-

nute ou moins, selon la masse du flan, pour dissiper les tensions sans essentiellement engendrer un échauffement

provoquant une déformation ou un écoulement du polymère.

Le flan subit ensuite un traitement préalable pendant envi-

ron 3 à 6 minutes dans une solution de diméthylformamide et pendant environ 3 minutes à 35-700 C dans une solution fortement oxydante ou en atmosphère oxydante Ceci modifie la surface du flan 10 qui, de brillante, devient terne

tout en produisant des sites de liaison chimique et méca-

nique de ladite surface au métal qui y est déposé.

Le flan 10 ainsi traité est rendu récepteur à un dépôt métallique anélectrolytique par une immersion dans une solution comprenant le produit réactionnel de Sn C 12 et

Pd C 1 i à la température ambiante pendant 1 à 3 minutes.

Pendant cette immersion, des sites catalytiques 20 sont déposés sur la totalité du flan, y compris sur la ou les

parois du ou des trous (non représentés) (Figure 3 B).

Une couche métallique 22 formée par voie anélec-

trolytique est déposée sur ladite surface et dans les trous (non représentés) du flan 10 (figure 3 C), en utilisant un procédé connu de dépôt anélectrolytique Un dessin désiré

de circuit est imprimé au moyen d'une technique de photo-

réserve sur la couche métallique 22 du flan 10 Une couche photosensible 24 est appliquée sur toute la surface du flan 10 Après exposition de la couche 24 à la lumière

ultraviolette,un masque 26 est formé en laissant à décou-

vert les zones qui correspondent au dessin du circuit à réaliser (figure 3 D). Du cuivre 28 est déposé par voie électrolytique

sur ces zones et jusqu'à l'épaisseur désirée (figure 3 E).

Le masque de réserve est ensuite retiré et -la pellicule de cuivre résultant du dépôt anélectrolytique

ainsi exposée est retirée par attaque (figure 3 F).

Les exemples suivants illustrent certaines appli-

cations de la présente invention.

EXEMPLE 1

Une feuille extrudée de polyétheréthercétone (PEEK), d'une épaisseur de 1 mm, est traitée de la façon suivante: ( 1) on perce deux trous de montage qui constituent un moyen de maintien de la feuille pendant le traitement; ( 2) on expose la feuille à un rayonnement de micro-ondes d'une fréquence de 2450 M Hz pendant 1 minute dans un four à micro-ondes; ( 3) on immerge la feuille dans une solution aqueuse de diméthylformamide (densité de 0, 955 à 0,965) pendant 3 à 6 minutes; ( 4) on immerge la feuille dans une solution aqueuse chaude à 0,1 % d'un surfactif anionique, un nonyl-phénylpolyéthoxyphosphate (GAFAG RE-610 RTM), à 35-45 C pendant 5 à 60 secondes; ( 5) on immerge la feuille dans un* solution aqueuse d'acide phosphorique ( 100 ml/l),

d'acide sulfurique ( 500 ml/l) et de 0,05 % d'un perfluo-

ralkyl-sulfonate anionique à 55 C pendant 5 minutes; ( 6) on traite la feuille pendant 5 minutes dans une solution de 400 g/l de Cr 03, 250 ml/l de H 2 SO 4, 50 ml/l de H 3 PO 4 et 0,5 g/l d'un perfluoralkyl-sulfonate anionique à 70 C, et on la rince dans le l'eau distillée; ( 7) on immerge la feuille dans une solution de 40 ml de peroxyde d'hydrogène à 35 % et 10 ml d'acide sulfurique à 96 % et on la rince à l'eau; ( 8) on immerge la feuille dans une solution de nettoyage alcaline (ALTREX RTM) et on la rince de nouveau à l'eau; ( 9) on immerge la feuille, successivement, dans

une solution préparative de chlorure stanneux et de chlo-

rure de sodium, une solution de chlorure stanneux et de chlorure de palladium comprenant un activateur, une eau de rinçage et dans de l'acide fluoroborique à 5 % comme accé

lérateur; ( 10) on dépose du cuivre par voie anélectroly-

tique sur la feuille jusqu'à une épaisseur de 2,5 pm; ( 11) la feuille revêtue de cuivre est rincée à l'eau et séchée

à 125 C pendant 10 minutes, ce qui donne une feuille extru-

dée revêtue de cuivre, comme représenté sur la figure 3 C. La feuille revêtue de cuivre reçoit un placage électrolytique dans un bain de placage au sulfate de cuivre jusqu'à une épaisseur de 35 pm On mesure une résistance à l'arrachement de 2,6 N/mm Après un essai de flottaison sur de la soudure à 288 C pendant 20 secondes, on n'observe ni

boursouflures ni déstratification.

EXEMPLE 2

On répète le processus de l'Exemple 1 en utilisant une feuille de polyétherimide extrudée d'une épaisseur de 1,6 mm à la place de la feuille de polyétheréthercétone d'une épaisseur de 1 mm On constate que la résistance à l'arrachement du cuivre est de 1 N/mm L'échantillon résiste à l'essai de flottaison sur la soudure à 260 C pendant 10 secondes.

EXEMPLE 3

On prépare des flans moulés en résine de polyéther-

imide La résine à mouler contient 0,12 % de pigment de di-

oxyde de titane pour rendre les flancs opaques Certains des flans sont moulés avec une charge de 10 % de fibres de verre et certains avec une charge de fibres de verre plus une charge minérale à des fins de renforcement Les flans

moulés sont traités selon le processus de l'Exemple 1, éta-

pes ( 2) à ( 8), à la différence que l'étape ( 6) d'activation

de l'adhérence est de 3 minutes.

On produit une image d'un dessin de circuit im-

primé par le processus du brevet français N 75 21856 et on applique un placage de cuivre sur une épaisseur de 35 Pm dans un bain de cuivrage anélectrolytique Les flans sont séchés pendant 1 heure à 160 C On mesure les résistances à l'arrachement suivantes: Résistance à Composé de moulage l'arrachement Polyétherimide + 0,12 % de Ti O 2 1,75 N/mm Polyétherimide + 0,12 % de Ti O 2 + 10 % de fibres de verre 1,40 N/mm Polyétherimide + 0,12 % de Ti O 2 + '10 % de fibres de verre + charge minérale 1,20 N/mm

EXEMPLE 4

On prépare un circuit imprimé par la technique

semi-additive sur une feuille extrudée de polyétherimide.

On découpe le flan à la dimension désirée, on dissipe les

tensions conformément à la présente invention et on y pra-

tique des perforations On le traite ensuite par le pro-

cessus de l'Exemple 1, étapes ( 2) à ( 11) Le flan est en-

suite muni d'un masque de placage imprimé et reçoit un placage électrolytique de cuivre; après avoir retiré le masqueon enlève le mince dépôt de cuivre ainsi exposé, ce

qui laisse un dessin conducteur de circuit imprimé en cui-

vre avec des trous métallisés On mesure une résistance à

l'arrachement du conducteur de cuivre de 1 N/mm.

EXEMPLE 5

On revêt un panneau de stratifié verre-résine époxy avec une feuille de cuivre de 35 pm d'épaisseur sur les deux faces On réalise un dessin conducteur par la

technique bien connue d'impression et d'attaque.

On prépare un adhésif du type polyétherimide en dissolvant des pastilles de résine de polyétherimide dans

du chlorure de méthylène On applique une feuille de poly-

étherimide de 75 1 m d'épaisseur avec l'adhésif et on lamine dans une presse de laminage rotative avec un rouleau en

caoutchouc de silicone chauffé à 75 WC en exerçant une pres-

sion de 15 newtons par millimètre de largeur du panneau, le panneau traversant la presse de laminage rotative à raison

de 20 mm par minute.

On perce dans le panneau des trous dont les pa- rois doivent être métallisées et on enlève les débris à la brosse Avant et après la réalisation'des trous, on dissipe les tensions du panneau par exposition à un rayonnement

infrarouge d'une fréquence de 2,5 à 40 mm pendant une pé-

riode de temps de 35 secondes dans un four à fusion à infra-

rouges On traite le panneau selon une configuration de circuit imprimé à plusieurs couches en suivant le processus de l'Exemple 1 à la différence que le temps d'activation de

l'adhérence n'est que de deux minutes.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1 Procédé selon la revendication 1 du

brevet principal pour dissiper les tensions d'un arti-

cle en polymère ou d'un article comprenant un tel polymère, caractérisé en ce qu'il consiste à exposer ledit article à un rayonnement électromagnétique choisi entre un rayonne- ment de micro-ondes, infrarouge et ultraviolet à une ou plusieurs gammes de fréquences susceptibles d'être absorbées par ledit article et dissipant efficacement les tensions

sans essentiellement provoquer de ramollissement ou d'écou-

lement-dudit polymère sous l'effet de la chaleur; et pen-

dant une période de temps suffisante pour que l'énergie absorbée soit suffisante pour dissiper les tensions et/ou

stabiliser ledit polymère contre la fissuration de tension.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'article en polymère est un article extrudé ou

moulé constitué d'un polymère thermoplastique à haute tem-

pérature ayant un squelette aromatique qui ne se liquéfie ni ne se décompose à une température d'environ 2450 C après

cinq secondes d'exposition à ladite température.

3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'article extrudé ou moulé est constitué d'un

polymère du type polyéther aromatique.

4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé

en ce que ledit polymère est choisi entre les polyéther-

imides et les polyétheréthercétones.

Procédé selon l'une des revendications 1 à 4

pour la préparation d'un flan à utiliser dans la fabrica-

tion d'une plaquette de circuit imprimé, caractérisé en ce qu'il consiste à exposer une pellicule, une feuille ou un substrat en polymère ayant une forme géométrique choisie, constitué d'un polymère thermoplastique à haute température présentant un squelette aromatique qui ne se liquéfie pas ni ne se décompose à une température d'environ 245 WC après

cinq secondes d'exposition à ladite température, à un rayon-

nement électromagnétique à une ou plusieurs gammes de fré-

quences susceptibles d'être absorbées par la pellicule, la

feuille ou le substrat et dissipant efficacement les ten-

sions sans essentiellement provoquer de ramollissement ou

d'écoulement du polymère sous l'effet de la chaleur, pen-

dant une période de temps suffisante pour que l'énergie absorbée soit suffisante pour dissiper les tensions et/ou stabiliser le polymère contre la fissuration de tension,

le rayonnement étant choisi entre un rayonnement de micro-

ondes, infrarouge et ultraviolet; à traiter mécaniquement la pellicule, la feuille ou le substrat pour y réaliser des perforations; à répéter le traitement par rayonnement;

à traiter chimiquement la pellicule, la feuille ou le subs-

trat avec un solvant polaire capable de faire gonfler sa

surface extérieure; et à traiter la surface de la pelli-

cule, de la feuille ou du substrat avec une solution ou un

autre agent fortement oxydant ou avec un plasma à une tem-

pérature et pendant une période de temps suffisantespour former des sites de liaison chimique et/ou mécanique de la

surface à une couche métallique qui y est fixée.

6 Procédé selon une ou plusieurs des revendica-

tions 1 à 4 pour la préparation d'un composite convenant

à une Utilisation dans la fabrication de plaquettes de cir-

cuits imprimés, caractérisé en ce qu'il consiste à former

une pellicule ou une feuille constituée d'un polymère ther-

moplastique à haute température ayant un squelette aroma-

tique qui ne se liquéfie pas ni ne se décompose à une tem-

pérature d'environ 2450 C après cinq secondes d'exposition à ladite température; à exposer ladite pellicule ou ladite

feuille à un rayonnement électromagnétique à une ou plu-

sieurs fréquences susceptibles d'être absorbées par la

pellicule ou la feuille et dissipant efficacement les ten-

sions sans essentiellement provoquer de déformation sous l'effet de la chaleur; et à stratifier ladite pellicule ou ladite feuille en polymère traitée par rayonnement avec une feuille de matière thermodurcie renforcée; et à traiter mécaniquement ou d'une autre façon le composite stratifié de manière à y pratiquer des perforations; et à exposer ledit composite à un rayonnement électromagnétique à une

ou plusieurs gammes de firquences susceptibles d'être absor-

bées par ladite pellicule ou ladite feuille du composite, pendant une période de temps suffisante pour que l'énergie absorbée soit suffisante pour dissiper les tensions et/ou

stabiliser ledit polymère contre une fissuration de tension.

7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite pellicule ou ladite feuille a une épaisseur

supérieure à 75 pm.

8 Procédé selon les revendications 6 ou 7,

caractérisé en ce que ladite pellicule ou ladite feuille

est stratifiée avec la matière thermodurcie dans des con-

ditions de température et de pression.

9 Procédé selon les revendications 6, 7 ou 8,

caractérisé en ce que ladite pellicule ou ladite feuille est stratifiée avec la matière thermodurcie en plaçant une couche adhésive entre la pellicule ou la feuille et la

matière thermodurcie.

Procédé selon une ou plusieurs des revendi-

cations 1 à 4, caractérisé en ce que l'article en polymère

est un article en polymère thermoplastique à haute tempéra-

ture moulé par injection, et dans lequel sont pratiquées

une ou plusieurs perforations.

11 Procédé selon une ou plusieurs des revendica-

tions 1 à 4 pour préparer une plaquette de circuit imprimé à plusieurs couches, caractérisé en ce qu'il consiste à partir d'un substrat présentant un dessin de circuit sur au moins l'un de ses faces; à stratifier une pellicule ou une feuille de polymère thermoplastique à haute température

sur le substrat revêtu de métal; à pratiquer une ou plu-

sieurs perforations dans le composite ainsi obtenu; à expo-

ser la pellicule ou la feuille de polymère à un rayonnement

infrarouge ou ultraviolet à une ou plusieurs gammes de fré-

quences susceptibles d'être absorbées par la pellicule ou

la feuille et dissipant efficacement les tensions sans essen-

tiellement provoquer de déformation sous l'effet de la cha-

leur par ramollissement ou écoulement du polymère, pendant une période de temps suffisante pour dissiper les tensions et/ou stabiliser la pellicule ou la feuille de polymère contre la fissuration de tension; à traiter la surface du polymère avec un solvant et un agent oxydant pour rendre cette surface microporeuse et hydrophile; à répéter l'étape du traitement par rayonnement pendant une période de temps suffisante pour stabiliser le polymère contre la fissuration de tension; et à déposer un métal sur la surface traitée et les parois des perforations pour former un second dessin

de circuit.

12 Procédé selon la revendication 11, caracté-

risé en ce que ladite pellicule ou ladite feuille a une

épaisseur supérieure à 75 Fm.

13 Procédé selon la revendication 2 ou 3, carac-

térisé en ce que ledit rayonnement est un rayonnement infra-

rouge d'une longueur d'onde comprise entre 2,5 et 40 rm

et la durée d'exposition est inférieure à une minute.

14 Procédé selon la revendication 2 ou 3, carac-

térisé en ce que ledit rayonnement est un rayonnement de

micro-ondes d'une fréquence d'environ 1960 mégahertz.

Procédé de placage d'un article en polymère constitué d'un polymère thermoplastique à haute température présentant un squelette aromatique qui ne se liquéfie pas ni ne se décompose à une température d'environ 2450 C après

cinq secondes d'exposition à cette température, ledit pro-

cédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à exposer le-

dit article en polymère à un rayonnement électromagnétique à une ou plusieurs gammes de fréquences susceptibles d'être absorbées par ledit article et dissipant efficacement les tensions sans essentiellement provoquer de déformation sous l'effet de la chaleur par ramollissement ou écoulement du polymère, pendant une période de temps suffisante pour que

l'énergie absorbée soit suffisante pour dissiper les ten-

sions et/ou stabiliser l'article contre la fissuration de tension, ledit rayonnement étant choisi entre un rayonnement

de micro-ondes, infrarouge et ultraviolet; à traiter chi-

miquement la surface de l'article en polymère avec un sol-

vant polaire capable de faire gonfler la surface extérieure dudit article pour activer l'adhérence d'un métal gravé à sa surface extérieure après une étape de gravure; à traiter ladite surface avec un agent fortement oxydant pour former

des sites de liaison chimique et/ou mécanique de la sur-

face au métal; et à déposer une couche de métal sur au

moins une partie de la surface dudit article.

16 Procédé selon la revendication 15, caracté-

risé en ce que ledit article est en polymère du type poly-

éther aromatique.

17 Procédé selon la revendication 5, 11 ou 15, caractérisé en ce que le métal fixé audit flan, à ladite pellicule, à ladite feuille ou audit article consistant en ou comprenant ledit polymère traité par rayonnement est formé par un dépôt anélectrolytique de métal suivi ou non

d'un dépôt électrolytique.