FR2585210A1

FR2585210A1 - Procede de fabrication de plaquettes a circuits d'interconnexion

Info

Publication number: FR2585210A1
Application number: FR8609790A
Authority: FR
Inventors: Brian Edward Swiggett; Ronald Morino; Raymond J Keogh; Jonathan Clark Crowell
Original assignee: Kollmorgen Technologies Corp
Current assignee: Kollmorgen Technologies Corp
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1987-01-23
Anticipated expiration: 2006-07-04
Also published as: GB8617364D0; AU591689B2; GB2180408B; FR2585210B1; EP0217019B1; ATE64516T1; DE3679754D1; EP0217019A2; JPH0770813B2; CA1250960A; JPS6284587A; DE3624630A1; GB2180408A; AU6035286A; EP0217019A3

Abstract

UN PROCEDE POUR TRACER UN CONDUCTEUR DANS UN PROFIL PREDETERMINE SUR LA SURFACE D'UN SUBSTRAT 10 COMPRENANT LES ETAPES CONSISTANT A FOURNIR AU MOINS UN CONDUCTEUR 14 ET UN SUBSTRAT DONT LA SURFACE DOIT ETRE SOUMISE A UN TRACAGE ET UN ADHESIF 16 POUR LIER LE CONDUCTEUR A LA SURFACE; A TRACER LE CONDUCTEUR SUR LA SURFACE DU SUBSTRAT EN SUIVANT UN TRAJET PREDETERMINE, EST CARACTERISE EN CE QUE L'ADHESIF EST ACTIVE SUIVANT LE TRAJET PREDETERMINE EN DIRIGEANT DES IMPULSIONS D'UN FAISCEAU LASER SENSIBLEMENT UNIFORME VERS L'ADHESIF; EN MINUTANT LES IMPULSIONS DE FACON QUE LE TAUX DE REPETITION DE CELLES-CI SOIT FONCTION DE LA VITESSE DE TRACAGE. APPLICATION A LA FABRICATION DES PLAQUETTES A CIRCUITS D'INTERCONNEXION.

Description

1. La présente invention concerne la fabrication de plaquettes à circuits

imprimés d'interconnexion et, plus particulièrement, l'utilisation d'une entrée laser pour lier et dénuder des conducteurs pendant le processus de traçage. Dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 671 914 et n0 3 674 602 on décrit un procédé et un

dispositif pour tracer des conducteurs sur un substrat iso-

lant qui a été pré-revêtu d'une couche d'adhésif en intro-

duisant en continu un fin fil isolé sur la surface du subs-

trat, en fixant les conducteurs au substrat et en les coupant à des points prédéterminés. Le processus décrit est capable

de produire un réseau de conducteurs suivant un motif pré-

déterminé d'interconnexion.

Le motif de conducteurs est formé en collant le fil isolé à la couche d'adhésif au moyen d'un élément de traçage qui chauffe localement la couche d'adhésif. L'adhésif fond,est amené à entourer au moins partiellement le conducteur, puis lors du refroidissement, crée un lien entre le conducteur

et le substrat.

2.

La demande de brevet européen n 0 110 820 dé-

crit un dispositif pour tracer un fil dans la couche activée d'un adhésif pouvant être photodurci. L'adhésif est activé en utilisant une énergie ultrasonique, puis durci au moyen d'énergie optique qui peut être l'énergie d'un laser. La demande de brevet japonais publiée n 57-136391 décrit un procédé dans lequel des fils sont tracés dans un motif prédéterminé sur une surface revêtue d'adhésif d'un

substrat. De l'énergie laser en combinaison avec de l'éner-

gie ultrasonique sert à ramollir l'adhésif et à comprimer le

fil à l'intérieur de l'adhésif alors que celui-ci est tra-

cé.

Cependant, il existe de nombreux problèmes et obsta-

cles auxquels on a à faire face lorsqu'on utilise un faisceau laser comme source d'énergie pour activer un adhésif employé dans le processus de traçage, que l'adhésif soit situé sur la surface à tracer ou sur le conducteur. En dirigeant l'énergie laser vers l'adhésif sous forme de faisceau continu on obtient

un niveau cohérent d'activation le long du motif prédétermi-

né des conducteurs seulement si le faisceau laser est dépla-

cé le long de l'adhésif à une vitesse constante, ou si son intensité est modulée suivant des variables complexes de commande. L'énergie reçue par une section particulière de

l'adhésif augmente avec la durée de son exposition à l'éner-

gie. La durée d'exposition est inversement proportionnelle

à la vitesse à laquelle le faisceau laser se déplace sui-

vant le motif prédéterminé sur l'adhésif. Ainsi, si la vites-

se de traçage d'un conducteur change, le temps d'exposition

de l'adhésif dans des zones différentes varie également.

Pendant le processus de traçage, l'élement de traçage peut

changer la vitesse de traçage dans au moins trois circonstan-

ces: lorsque l'élément de traçage accélère entre l'arrêt et

une vitesse de marche prédéterminée; lorqu'un point d'infle-

xion ou un tour est effectué (nécessitant la décélération de l'élément de traçage avant de faire le virage, de s'arrêter 3. de manière à faire l'inflexion,et de s'accélérer jusqu'à la

vitesse de marche après avoir effectué le virage); et lors-

que l'élément de traçage décélère jusqu'à un arrêt à l'is-

sue d'un parcours de conducteur. Il en résulte que, lorsque la vitesse de l'élément de traçage est inférieure à la vi-

tesse de marche, l'adhésif reçoit un excès d'énergie, provo-

quant l'éraflement ou l'endommagement de l'adhésif ou des matériaux l'entourant. Si on abaisse le niveau de l'énergie

laser pour compenser l'énergie en excès aux vitesses plus fai-

bles, la quantité de l'énergie reçue par d'autres sections de l'adhésif à la vitesse de marche peut être insuffisante

pour activer l'adhésif.

Par conséquent, un objet de la présente invention est

un procédé de traçage d'un conducteur suivant un motif prédé-

terminé sur un substrat en utilisant un ou plusieurs faisceaux laser commandés de manière précise afin d'activer l'adhésif

utilisé pour lier les conducteurs au substrat.

Un autre objet de la présente invention est un procédé pour lier effectivement un adhésif et dénuder par

fil des conducteurs tracés en utilisant un ou plusieurs fais-

ceaux laser.

Par "substrat" on entend le matériau isolant sur

lequel est formé un motif de conducteurs.

Par "conducteur" on entend au moins un filament allongé, pré-formé, comportant au moins une partie appelée partie conductrice, capable de conduire l'énergie, telle que l'énergie électrique ou l'énergie lumineuse. Des conducteurs

peuvent être revêtus d'une couche isolante.

Par "traçage" on entend le processus d'application et de fixation de conducteurs sur un substrat dans un motif prédéterminé.

Par "énergie laser" on entend la quantité d'éner-

gie émise par une source d'énergie laser, et est le produit

de la puissance et du temps.

Par "adhésif" on entend le matériau utilisé pour 4. lier un conducteur à la surface d'un substrat. L'adhésif peut être un revêtement d'enrobage d'un conducteur, peut être placé sur la surface du substrat ou peut être fourni

séparément en tant que pellicule.

Par "activation", on entend le processus permet-

tant de rendre l'adhésif collant et capable de former un lien.

Le procédé de la présente invention pour le tra-

çage d'un conducteur dans un motif prédéterminé sur la surfa-

ce d'un substrat comprend les étapes consistant à fournir au moins un conducteur, un substrat sur la surface duquel on

doit procéder à un traçage, et un adhésif pour lier le conduc-

teur à la surface; et à tracer le conducteur sur la surface

du substrat en suivant un trajet prédéterminé, est carac-

térisé en ce que l'adhésif est activé suivant le trajet prédéterminé en dirigeant les impulsions d'un faisceau laser

sensiblement uniforme sur l'adhésif; et en ce que le minuta-

ge des impulsions est tel que le taux de répétition des impul-

sions est fonction de la vitesse de traçage.

La demanderesse a trouvé qu'un faisceau laser peut être utilisé pour activer des adhésifs dans un processus de traçage de conducteurs d'une manière aisément maîtrisée grâce à une série d'impulsions finies de faisceau laser dirigé vers l'adhésif. Les impulsions sont pré-réglées de manière à contenir des quanta uniformes d'énergie en fonction des conditions, tels que la section en coupe du faisceau laser (désignée ciaprès par foyer), l'efficacité de la source, les conditions d'activation de l'adhésif etc. Une impulsion

est émise chaque fois qu'une partie incrémentielle prédéter-

minée du conducteur est tracée suivant le trajet du conduc-

teur. De cette façon, chaque unité de longueur, et donc de surface suivant le trajet du conducteur reçoit sensiblement

la même quantité d'énergie quelle que soit la vitesse du tra-

çage. Le procédé de la présente invention fournit ainsi un moyen simple, précis et homogène pour activer un adhésif

et tracer des conducteurs afin de former un motif d'intercon-

nexion. L'énergie laser peut être également utilisée pour obtenir la séparation de l'isolant, le soudage et la coupure 5.

des conducteurs aux points de raccordement.

La présente invention sera bien comprise lors

de la description suivante faite en liaison avec les dessins

ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'une tête de

traçage pour lier par laser un fil isolé à un substrat revê-

tu d'adhésif;

La figure 2 est une vue en coupe d'une tête de tra-

çage selon un autre mode de réalisation de la présente inven-

tion, dans lequel l'adhésif est fourni séparément; Les figures 3A, 3B et 3C sont des vues en coupe

à des grossissements différents, illustrant un mode de réali-

sation à faisceau laser double dans lequel un adhésif est

fournicomme étant revêtu sur le fil.

La figure 1 représente une tête de traçage qui

convient pour lier par laser des conducteurs tracés, o l'adhé-

sif est appliqué à la surface du substrat. Le substrat 10 est

de préférence monté sur une table X-Y au mouvement contrôlé.

De préférence, le positionnement de la table est commandé numé-

riquement en conformité avec un programme d'ordinateur. Une tê-

te de traçage 12 dispense un fil isolé 14 et peut tourner de manière que le fil soit distribué dans le sens du mouvement de la table. Dans une séquence typique, la table se déplace dans une direction alors qu'il y a traçage d'un fil d'une longueur de

conducteur prédéterminée; alors la table s'arrête pour permet-

treet la rotation de latête et affectuer un tour ou une infle-

xion dans le parcours du conducteur; la table se déplace alors dans une nouvelle direction indiquée par la position de la tête. De cette façon, un trajet de conducteur est fourni sur

la surface du substrat.

Le substrat 10 est revêtu d'une couche d'adhésif

16 afin de lier le fil isolé au substrat.

Le fil isolé 14 est fourni via un dispositif d'in-

troduction de fil 20 comportant un rouleau d'entraînement 21 et une paire de rouleaux fous 22.- Le rouleau d'entraînement 21 6. est de préférence commandé de façon que le fil 14 soit

introduit à une vitesse coïncidant avec la vitesse à laquel-

le le substrat 10 est déplacé par la table (non représentée).

Le fil 14 passe du dispositif 20, par l'intermédiaire d'un guide de fil 23, jusqu'à la surface 16 revêtue d'adhésif du

substrat et est poussé vers le bas par un rouleau de guida-

ge nervuré 24 monté à l'extrémité libre d'un bras pivotant

26 qui est sollicité vers le bas par un ressort 28.

Un faisceau laser 30 est focalisé par une lentille

32 et refléchi par un miroir 34 vers là surface de l'adhé-

sif au droit,ou légèrement en tête, du point de contact en-

tre le fil isolé et la surface de l'adhésif. Le faisceau laser

a la forme d'impulsions d'énergie fixe fournies en conformi-

té avec les déplacements incrémentiels de la table de maniè-

re à activer l'adhésif au-dessous du fil pendant le traçage de ce dernier. Le rouleau pousse le fil pour l'introduire

dans l'adhésif activé ramolli. Ensuite, l'adhésif se solidi-

fie rapidement formant un lien sûr entre le fil et le subs-

trat. La figure 2 illustre un autre mode de réalisation dans lequel l'adhésif est fourni séparément et le fil est comprimé pour pénéter dans l'adhésif au moyen d'un style

ultrasonique. Une pellicule d'adhésif 50 passe entre un rou-

leau d'entratnement 52 et un rouleau fou 53 de façon que la pellicule avance simultanément au fil 14. La pellicule est légèrement plus large que le fil. La pellicule 50, au moment o elle sort des rouleaux d'alimentation 52 et 53 traverse un guide 54 et est appliquée sur le substrat 10

au-dessous du fil isolant 14. Le faisceau laser 30 est diri-

gé par un miroir 34 pour activer l'adhésif juste avant le contact avec la surface du substrat. Un style 60 est excité

par des vibrations ultrasoniques et est nervuré à son extré-

mité de manière à former un guide de fil pour positionner ce-

lui-ci sur la surface du substrat. Le style a une forme telle

qu'il fournit un guide de fil relativement petit, sans frot-

tement et comprime le fil pour le faire pénétrer dans l'adhésif activé par les impulsions laser. L'énergie 7. ultrasonique est maintenue à un faible niveau d'amplitude, suffisant pour fournir le guide sans frottement. Le style ne contribue pas ainsi de manière sensible à l'énergie fournie pour activer l'adhésif.Aux faibles niveaux d'énergie utilisés en conformité avec l'invention, on trouve que l'énergie ultrasonique est utilisable sans créer un travail

à froid important ou la rupture du fil isolé. La force des-

cendante exercée par le style est fournie par un ressort 62

qui est fixé à un point nodal fixe 64 du style 60.

Les figures 3A, 3B et 3C illustrent un mode de réa-

lisation à faisceau double pour la coupe, la séparation et le soudage ainsi que l'activation de l'adhésif. Dans ce mode

de réalisation, l'adhésif est pré-revêtu sur le fil isolé.

Le fil revêtu est fourni via un dispositif d'alimen-

tation en fil 72 comprenant un rouleau d'entraînement 74 et une paire de rouleaux fous 76. Ensuite, le fil passe par un guide de fil 78 et audessous d'un style ultrasonique nervuré 80. Le style a la forme générale représentée en figure 3A et est excité par magnétostriction à la suite de la fourniture

d'énergie haute fréquence à une bobine 82 entourant le sty-

le 80. A l'état excité,l'extrémité de travail du style vi-

bre vers le haut et vers le bas. Un faisceau laser 84 fournit

de l'énergie laser en impulsions contrôlées via l'un ou l'au-

tre des deux faisceaux 86 et 88, cela étant déterminé par un

miroir pivotant 90. Le miroir 90 étant dans la position repré-

sentée en trait plein, l'énergie laser est réfléchie par les

miroirs 92, 90, 94,passe par la lentille 95 puis est réflé-

chie par le miroir 96 vers le côté inférieur du fil revêtu au point de contact avec le substrat 10. Lorsque le miroir 90 se trouve dans la position représentée en tiret, l'énergie laser est réfléchie par les miroirs 92, 97, 98, traverse la lentille 99, puis est réfléchie par le miroir 91 vers le côté supérieur du fil isolé en cours de traçage. L'énergie laser réfléchie par le miroir 91 comme on peut le voir en figures 3B et 3C, passe par une ouverture dans un étrier 100 qui maintient le fil en place pendant la séparation, la coupe 8.

et le soudage.

Dans une séquence de fonctionnement typique, l'ex-

trémité du fil est poussée en positionsDus l'étrier 100 par

le dispositif d'introduction de fil 72, puis une énergie suf-

fisante est fournie via le faisceau laser pulsé 88 pour va- poriser l'isolant du conducteur. Une énergie suffisante peut également être fournie pour souder le conducteur à une cosse

de borne 102 sur la surface du substrat. La table X-Y dépla-

ce alors le substrat dans la direction indiquée par la tête de traçage afin de fournir un parcours rectiligne pour le conducteur. L'énergie laser du faisceau 86 active l'adhésif avant le contact avec le substrat et le style 80 comprime le

fil pour l'amener en contact avec la surface du substrat.

Pendant le refroidissement de l'adhésif, un lien est formé entre le fil isolé et le substrat. Si des virages ou des

points d'inflexion sont nécessaires dans le parcours du conduc-

teur, la table s'arrête; la tête de traçage 12 tourne jusqu'à

une nouvelle direction pour fournir le virage ou le point d'in-

flexion dans le conducteur, et la table se déplace alors dans une nouvelle direction indiquée par la position de la tête

de traçage. A la fin du parcours du conducteur, l'énergie la-

ser est fournie via le faiseau 88 de manière à séparer de nou-

veau l'isolant du conducteur et souder le conducteur à une

cosse de borne du substrat. Ensuite, la table peut être dépla-

cée légèrement de façon que le faisceau 88 soit focalisé sur le conducteur juste au-delà de la cosse de raccordement et et une énergie suffisante à la longueur d'onde appropriée est

fournie de manière à couper le conducteur.

Pour des opérations de coupe, une énergie laser

à une longueur d'onde plus courte a la préférence pour obte-

nir une plus grande absorption d'énergie par le cuivre. Un la-

ser Garnet aluminium - yttrium dopé au néodymium ayant une longueur d'onde de 1,06 micron est un choix préféré pour

l'opération de coupe.

Le faisceau laser utilisé pour activer l'adhésif afin de tracer un conducteur sur la surface d'un substrat 9.

doit être configuré avec soin et contrôlé dans certaines limi-

tes spatiales et de temps. La configuration et la commande

effectuées avec soin permettent à l'adhésif de recevoir suf-

fisamment d'énergie pour devenir activé et lier le conduc-

teur. Si l'énergie laser n'a pas la configuration et le con- trôle convenables, un lien inadéquat entre le conducteur et

la surface se produit par suite des interstices et irrégula-

rités dans le lien formé. L'énergie en excès, par ailleurs,

peut endommager le conducteur ou les matériaux environnants.

Le procédé de la présente invention 'évite les problè-

mes précédents et permet d'obtenir une activation homogène de l'adhésif sur la totalité de la longueur du conducteur. Pour atteindre ce but, la quantité totale de l'énergie reçue par

unité de surface de l'adhésif doit être constante, indépendan-

te de la vitesse à laquelle le faisceau laser se déplace sur

la surface de l'adhésif.

Comme on l'a indiqué précédemment, l'adhésif peut être placé soit sur la surface du substrat soit revêtu sur le conducteur lui-même, soit fourni séparément. Le point d'impact du faisceau laser se déplace sur l'adhésif avec la tête de traçage suivant le trajet du conducteur. Un quantum fixe d'énergie est émis sous forme pulsée et reçu par une surface prédéterminée de l'adhésif lorsqu'une longueur fixe

du trajet du conducteur est parcourue par la tête de traça-

ge et le faisceau laser. Après activation de l'adhésif, le conducteur est placé sur la surface du substrat. Alors que

l'adhésif perd l'énergie provenant du faisceau laser, il re-

vient à l'état non collant, et forme un lien entre le conduc-

teur et la surface du substrat sur lequel a été tracé le con-

ducteur. Le faisceau laser pulsé est dirigé vers l'adhésif soit sur le fil soit sur la surface, et son lieu de points

d'impact se déplace le long de la surface juste avant ou si-

multanément au placement du conducteur en contact avec le subs-

trat par la tête de traçage.

Les impulsions du faisceau laser ont toutes 10.

sensiblement la même quantité d'énergie. L'énergie de l'impul-

sion est le produit de son amplitude, ou niveau de puissan-

ce de l'impulsion,et de sa largeur ou durée de l'impulsion.

Chaque impulsion doit avoir au moins suffisamment d'énergie pour rendre collante la surface sur laquelle elle tombe pen- dant le laps de temps nécessaire pour tracer cette surface

du conducteur sur la surface du substrat. L'énergie des impul-

sions doit être inférieure à la valeur qui provoque le durcis-

sement au stade C de l'adhésif ou l'endommagement des surfaces environnantes. L'énergie des impulsions est réglée avant le

commencement du processus de traçage.

Une impulsion d'énergie laser est émise chaque fois qu'une distance incrémentielle est parcourue le long de l'adhésif. Le nombre d'impulsions émises par unité de temps, ou "taux de répétition des impulsions", varie par

conséquent nécessairement en fonction de la distance parcou-

rue par unité de temps. En d'autres termes, il varie en fonc-

tion de la vitesse de traçage.

Ainsi, selon le procédé de la présente invention, quelles que soient les variations de la vitesse de traçage,

la quantité d'énergie reçue par unité de surface de l'adhé-

sif reste constante. Cela se traduit par un lien uniforme,

homogène sur toute la longueur du conducteur tracé.

L'élément de traçage maintient momentanément la position désirée du conducteur sur la surface, mais avec le déplacement de la tête de-traçage, son aptitude à contrôler

la position du conducteur est perdue. Par conséquent, l'adhé-

sif doit former rapidement un lien entre le conducteur et la

surface du substrat afin de maintenir la position désirée.

De préférence, l'adhésif, après activation, doit revenir à l'état non collant afin de former le lien en moins

d'environ 50 à environ 200 millisecondes de manière à mainte-

nir la position désirée du conducteur. Un avantage de l'utili-

sation d'une impulsion d'énergie prédéterminée, contrôlée,

juste suffisante pour activer l'adhésif est que le temps né-

cessaire au chauffage de l'adhésif,à l'activation, et à la 11. perte d'énergie calorifique (le "cycle thermique") est

considérablement réduit. En adaptant la quantité de l'éner-

gie émise à la quantité de l'énergie requise pour activer l'adhésif, on réduit la durée du cycle tehrmique et forme le lien nécessaire plus rapidement que si on appliquait

un excès d'énergie.

De préférence, on règle le niveau de l'énergie im-

pulsionnelle laser à la valeur minimum nécessaire pour activer

l'adhésif en particules utilisé dans le traçage d'un conduc-

teur. Pour déterminer ce réglage, l'adhésif à utiliser dans le processus de traçage est cuit et on mesure l'augmentation

de température nécessaire pour rendre l'adhésif collant.

Alors, on provoque des impulsions d'un faisceau laser pen-

dant la durée la plus courte possible à une zone particulière de l'adhésif et mesure l'augmentation de la température de cette zone.On ajuste le niveau de l'énergie des impulsions afin de trouver le niveau qui élève de manière fiable la température jusqu'à un degré suffisant pour rendre l'adhésif collant. La distance entre impulsions tombant le long du

conducteur tracé peut également être réglée avant le traça-

ge. La distance doit être suffisamment petite pour permettre un lien continu suivant la longueur du conducteur. On peut déterminer l'étendue du lien continu par examen au microscope

du conducteur tracé.

Les dimensions du spot sont de préférence petites.

Cependant, si les dimensions sont trop petites, un léger man-

que d'alignement peut avoir pour conséquence que le faisceau

laser manque le conducteur et l'adhésif. De préférence, le dia-

mètre du spot est environ quatre à cinq fois le diamètre du con-

ducteur. On doit limiter les dimensions du spot pour éviter le chauffage de l'appareil entourant la zone de traçage, ce

qui peut provoquer des endommagements et mauvais fonctionne-

ments. La distribution de l'énergie dans un spot peut être 12. variable, mais de préférence correspond à la distribution de Gauss à un lobe, dans laquelle la quantité d'énergie

la plus élevée est concentrée au centre du spot et la con-

centration diminue vers la périphérie. De manière à maintenir un niveau homogène d'activation le long du conducteur, les impulsions laser doivent être espacées pour que les spots se chevauchent. L'étendue du chevauchement est fonction de

la distribution de l'énergie des impulsions.Plus la distri-

* bution d'énergie est diffuse, plus grand est le chevauche-

ment. De préférence, les spots doivent se chevaucher jusqu'à environ 10 à environ 90 % du diamètre du spot. Mieux encore, ils doivent se chevaucher suivant environ 80 % du diamètre

du spot.

Lorsqu'on trace des conducteurs sur une surface revê-

tue d'une couche d'adhésif, un laser C02 pulsé est de préféren-

ce utilisé. L'amplitude des impulsiosn est comprise de préfé-

rence entre environ 5 et environ 10 watts. La largeur des impulsions est de 50 à 2000 microsecondes. La distance entre

impulsions est de préférence comprise entre 0,05et 0,25 mm.

Le diamètre du spot est de préférence compris entre 0,18 et 0,75 mm. La vitesse de traçage est comprise entre 0 et 38 cm par seconde ou plus. Les plages préférées pour ces paramètres

peuvent varier en fonction de l'adhésif utilisé.

Le niveau de puissance du faisceau laser peut fluctuer pendant l'emploi, car le signal de sortie d'un laser étanche décroît dans le temps pendant son emploi. En outre, il peut

y avoir des variations momentanées du signal pendant un pro-

cessus unique de traçage. Le procédé de la présente invention

fournit un moyen commode pour compenser les brèves fluctua-

tions de la puissance de sortie.

Le niveau de puissance d'un faisceau laser étanche doit être échantillonné dans le temps. Avec la décroissance de la puissance de sortie, l'énergie qui atteint l'adhésif diminue. Selon la présente invention, on peut augmenter l'énergie atteignant l'adhésif en accroissant simplement la 13. largeur ou l'amplitude des impulsions ou en diminuant la distance entre impulsions (augmentant le chevauchement des

impulsions tombant sur l'adhésif), ce qui équivaut à augmen-

ter le taux de répétition des impulsions.

Si l'on utilise un laser non scellé, la puissance moyenne de sortie peut être mesurée en faisant diverger une petite fraction du faisceau (environ 5 à 10 %) et mesurant son niveau de puissance. Le niveau de puissance du faisceau qu'on a fait diverger changeant, le niveau de puissance de la

partie principale du faisceau varie en conséquence; par exem-

ple,on peut faire varier la largeur des impulsions pour compen-

ser les fluctuations de la puissance.

EXEMPLE 1

Un motif conducteur pour les connexions de puissan-

ce et de masse d'une plaquette d'interconnexion est formé par attaque des surfaces en cuivre d'un substrat feuilleté en verre époxy revêtu de cuivre, appelé dans l'industrie de

l'interconnexion "plaquette FR-4".

On trace un conducteur isolé ayant une partie conduc-

trice en fil de cuivre et un diamètre hors-tout de 1,5 milli-

mètre sur la surface adhésive en utilisant un style comme élément de traçage. On utilise un laser CO2 qu'on rencontre

dans le commerce sous l'appellation Everlase 150 de la socié-

té dite Coherent Corporation pour activer l'adhésif pendant le processus de traçage. La puissance de sortie disponible à la source laser Everlase 150 est d'environ 150 watts. La puissance de sortie par impulsions nécessaire pour l'adhésif utilisé est comprise entre environ 5 et 10 watts. On choisit le mode de distribution de l'énergie du faisceau de manière à ce qu'il soit le mode électromagnétique transverse TEM,

mode à courbe de Gauss à un lobe.

On lamine une couche adhésive ayant la composition en solides suivante sur le feuilleté en verre époxy sous chaleur et pression: 14. Solides:

Caoutchouc de copolymère d'acrylonitri-

le-butadiène 26,9 % Résine résole alkyle phénolique 13,4 % Diglycidyléther de bisphénol Al, poids moléculaire d'environ 1000 8,9 % Caoutchouc de chlorosulfonate de polyéthylène 8,9 %

Résine novolaque phénolique conte-

nant de l'hexaméthyltriamine 13,4 % Silicate de zirconium (charge) 17,9 % Produit de réaction d'une résine époxy liquide et du chlorure de palladium avec 10 % de palladium 2,6 % Silice obtenue par pyrogénation 4, 5 % Agent d'écoulement - silane de vinyle 0,9 % Pigment en phtalocyanine et cuivre 2,6 % Avant le laminage, la composition incorpore

3-6 % d'acétate de Cellosolve, de naphta à haut point d'ébui-

lition et de méthyléthylcétone comme solvants.

Les dimensions du faisceau laser de sortie, avant sa transmission par un système optique,ou "diamètre du fais-

ceau brut" est de 10 mm. On transmet alors le faisceau brut par l'intermédiaire du système optique et le focalise sur la

surface adhésive suivant un certain angle de manière à for-

mer un spot de forme ovale ayant approximativement 0,5 mm de

large et 0,75 mm de long. On choisit la largeur des impul-

sions à 100 microsecondes. On choisit la distance entre im-

pulsions à 0,1 mm. On dirige le faisceau laser vers un point

situé à approximativement 0,25 mm à l'avant du style de fa-

çon que pendant le processus de traçage, la zone de l'adhésif activé se trouve à 0,25 mm de la pointe du style,point auquel est distribué le conducteur. A une vitesse de traçage de mm/sec., on obtient un lien uniforme sur le substrat sur

toute la longueur du conducteur.

15.

EXEMPLE 2

On recouvre un conducteur constitué d'un fil pré-

formé, par exemple un fil de cuivre de 0,1 mm de diamètre revêtu d'environ 0,5 micromètre d'argent, avec une couche d'isolant en polyuréthane d'une épaisseur de 38 micromè- tres. On applique en outre une couche d'adhésif au conducteur, ayant la composition en poids sec suivante: g d'acrylate de polyuréthane de poids moléculaire élevé, g d'acrylate époxy, 9,8 g d'un polyisocyanurate de

toluène di-isocyanate, 3,5 g d'agent de durcissement aux ul-

traviolets et 0,5 g de 4-méthoxyphénol.

La composition correspondante en poids à sec, prête au revêtement, est la suivante: 333,3 g d'acrylate de polyuréthane de poids moléculaire élevé (solution à 32 %),

15 g d'acrylate d'époxy, 19,6 g de polyisocyanurate (solu-

tion à 50 %), 3,5 g d'agent de durcissement aux ultraviolets, 0,5 g de 4méthoxyphénol et de toluène dans la quantité de

7 % en poids du total.

On utilise comme source d'énergie laser un laser dit modèle RF 165 de la société dite Laakman Electro-Optics, Inc. Le modèle RF 165 est un laser CO2 scellé,ayant un guide

d'ondes excité par les hautes fréquences, une puissance de sor-

tie de 20 watts (ondes entretenues), une forme de faisceau Gaussien (TEM.) et une fréquence maximum de modulation de

10 KHz.

L'énergie laser est déchargée vers le conducteur sous forme de faisceau pulsé. La largeur d'impulsions du

faisceau est environ 200 microsecondes. Le spot est appro-

ximativement circulaire et a un diamètre d'environ 1 mm.

Le faisceau est pulsé lorsque le conducteur est tracé sur environ 0,2 mm. La vitesse de traçage est d'environ 5 mètres par minute. On ajuste les dimensions du spot et la fréquence

des impulsions de façon que chaque section du conducteur re-

çoive environ cinq impulsions laser. Le revêtement adhésif activé perd de l'énergie,devient non collant et forme un lien

avec la surface en moins d'environ 200 millisecondes.

16. Lorsque tous les conducteurs du motif prédéterminé ont fe tracés sur la plaquette, on durcit totalement le

revêtement adhésif par exposition aux ultraviolets.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

17.

Claims

REVENDICATIONS i - Procédé pour tracer un conducteur suivant un motif prédéterminé sur la surface d'un substrat comprenant les étapes consistant à fournir au moins un con- ducteur, un substrat sur la surface duquel on doit pro- céder au traçageet un adhésif pour lier le conducteur à la surface; à tracer le conducteur sur la surface du substrat en suivant un trajet prédéterminé, caractérisé en ce que l'adhésif est activé suivant le trajet prédéterminé en dirigeant des impulsions d'un faisceau laser sensiblement uniforme sur l'adhésif; en minutant les impulsions de façon que le taux de répétition des impulsions soit fonction de la vitesse de traçage.

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le minutage tel que des zones couvertes par des im-

pulsions successives se chevauchent.
3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé

en ce que les zones se chevauchent suivant 10 à 90 % du diamè-

tre du faisceau.
4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'adhésif est appliqué à la surface du substrat avant

l'opération de traçage.

- Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que l'adhésif est appliqué à titre de revêtement au con-

ducteur avant l'opération de traçage.
6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que l'adhésif est appliqué pendant l'opération de tra-

çage. 7- Procédé selon la revendication 1, dans lequel le conducteur est un conducteur isolé, caractérisé en ce qu'au moins les extrémités du conducteur isolé sont séparées de l'isolant en dirigeant dessus un faisceau laser ayant une

énergie suffisante et une longueur d'onde appropriée.
8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le faisceau laser ayant une énergie suffisante et

une longueur d'onde appropriée est un second faisceau laser.

18. 9 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat comprend des points de raccordement par soudure et en ce qu'au moins une extrémité du conducteur est

dénudée -t soudée au point de raccordement en dirigeant des-

sus un second faisceau laser. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel le conducteur est tracé entre deux points de raccordement du substrat, caractérisé en ce que le conducteur est coupé après atteinte du second point de raccordement en dirigeant dessus un faisceau laser ayant une énergie suffisante et une

longueur d'onde appropriée.
11 - Procédé selon les revendications 8 à 10, caracté-

risé en ce que le second faisceau laser fournit une énergie laser pulsée avec un chevauchement de 100 % pour au moins

une partie du temps.
12 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le faisceau laser employé pour la coupe a une longueur

d'onde et un niveau d'énergie différents par rapport au fais-

ceau laser utilisé pour activer l'adhésif.