FR3133266A1 - Composant a motif(s) electro-conducteur(s) pour dispositif electrique, radioelectrique ou electronique, et dispositif comprenant un tel composant - Google Patents
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Abstract
Composant à motif(s) électro-conducteur(s) pour dispositif électrique, radioélectrique ou électronique, et dispositif comprenant un tel composantL’invention concerne un composant (1) pour dispositif électrique, radioélectrique ou électronique, comprenant un substrat (3) pourvu d’une surface diélectrique (4) portant un motif électro-conducteur (5) qui présente une surface inférieure (5A) en contact avec la surface diélectrique (4) et une surface supérieure (5B) opposée, ledit motif électro-conducteur étant en métal, la surface supérieure du motif électro-conducteur présentant une rugosité Sa qui est inférieure ou égale à 500 nm, ledit motif électro-conducteur présentant une épaisseur (e) comprise entre 10 nm et 500 nm. L’invention concerne en outre dispositif électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un tel composant.Composants à motifs électro-conducteurs ; dispositifs électriques, radioélectriques ou électroniques à composants à motifs électro-conducteurs.Figure pour l’abrégé : Fig. 1.
Description
La présente invention se rapporte au domaine technique général des composants pour dispositifs électriques, radioélectriques ou électroniques, tels qu’en particulier pour des dispositifs radioélectriques émetteurs et / ou récepteurs d’ondes radiofréquences ou pour des capteurs / détecteurs, comprenant un substrat pourvu d’une surface diélectrique portant au moins un motif électro-conducteur.
L’invention concerne plus précisément un composant pour dispositif électrique, radioélectrique ou électronique, comprenant un substrat pourvu d’une surface diélectrique portant au moins un motif électro-conducteur, ledit motif électro-conducteur présentant une surface inférieure en contact avec ladite surface diélectrique et une surface supérieure opposée. L’invention concerne par ailleurs un dispositif électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un tel composant.
Dans le domaine des composants pour dispositifs électriques, radioélectriques ou électroniques à motif(s) électro-conducteur(s), on connaît depuis quelques années des composants fabriqués selon des techniques dites d’«électronique imprimée» qui consistent à réaliser des motifs électro-conducteurs à la surface d’un substrat par impression (par une technique de jet d’encre ou par sérigraphie par exemple) à l’aide d’une encre ou d’une pâte conductrice. Ces encres ou pâtes conductrices comprennent typiquement une phase liquide ou pâteuse polymérique, dans laquelle sont dispersées des particules d’un matériau électro-conducteur. Après impression, l’encre ou la pâte déposée est soumise à une étape de séchage / durcissement pour former ainsi des motifs électro-conducteurs à matrice polymérique au sein de laquelle sont piégées les particules de matériau électro-conducteur qui assurent le caractère électro-conducteur des motifs formés.
Parmi les dispositifs intégrant un tel composant, on connaît ainsi en particulier des antennes radiofréquences, comme par exemple des radio-étiquettes RFID, dont l'élément rayonnant d’antenne est formé par un motif électro-conducteur imprimé sur un substrat diélectrique conformément à ce qui précède. Si de tels dispositifs et composants connus donnent généralement satisfaction, ils n’en restent pas moins perfectibles en matière de maîtrise des propriétés de conductivité électrique de leurs motifs électro-conducteurs imprimés et, de là, en matière de niveau de performances radioélectriques, et ce en particulier pour des applications dans des domaines d’ondes radiofréquences allant des ultra hautes fréquences (UHF) aux fréquences Téra-hertz (THz).
Par ailleurs, les dispositifs et composants connus manquent parfois de fiabilité et de durabilité, les propriétés de leurs motifs électro-conducteurs imprimés tendant à se dégrader avec le temps, sous l’effet d’un vieillissement de la matrice polymère des motifs, d’une migration des particules de matériau électro-conducteur, etc. Cela peut notamment entraîner une variation indésirable des propriétés des motifs électro-conducteurs en fonction de variables environnementales (humidité, température, etc.). De plus, si l’introduction des techniques d’électronique imprimée a permis des avancées en matière de réduction des coûts de fabrication, de réduction du poids et de facilité d’intégration des composants, des progrès restent encore à faire en la matière. En particulier, les encres conductrices utilisées sont encore généralement relativement onéreuses, et les motifs doivent être imprimés selon des épaisseurs relativement importantes afin d’obtenir une conductivité électrique suffisante.
Les objets assignés à l'invention visent par conséquent à apporter une réponse aux problématiques et besoins susvisés, et à proposer en particulier un nouveau composant à motif(s) électro-conducteur(s) pour dispositif électrique, radioélectrique ou électronique dont le(s) motif(s) électro-conducteur(s) présente(nt) d’excellentes propriétés électriques, en particulier adapté pour la fabrication de dispositifs radioélectriques fonctionnant dans des domaines d’ondes radiofréquences très élevées ou pour de dispositifs électroniques de type capteur.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau composant pour dispositif électrique, radioélectrique ou électronique qui, tout en présentant d’excellentes propriétés électriques, est particulièrement peu encombrant et facilement intégrable.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau composant pour dispositif électrique, radioélectrique ou électronique qui, tout en présentant d’excellentes propriétés électriques, est particulièrement peu onéreux à fabriquer.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau composant pour dispositif électrique, radioélectrique ou électronique qui, tout en présentant d’excellentes propriétés électriques, est particulièrement durable et fiable.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un composant à motif(s) électro-conducteur(s) dont le fonctionnement électrique, radioélectrique ou électronique est particulièrement performant.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un composant à motif(s) électro-conducteur(s) qui est peu encombrant et facilement intégrable.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un composant à motif(s) électro-conducteur(s) qui est peu onéreux à fabriquer.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un composant à motif(s) électro-conducteur(s) qui est durable et fiable.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif radioélectrique, tel qu’un dispositif émetteur et / ou récepteur d’ondes radiofréquences, dont l’élément rayonnant d’antenne radiofréquence, présente un facteur de qualité et une efficacité de rayonnement particulièrement élevés.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif électronique constituant un capteur / détecteur présentant une excellente résolution de mesure.
Les objets assignés à l’invention sont atteints à l’aide d’un composant pour dispositif électrique, radioélectrique ou électronique, comprenant un substrat pourvu d’une surface diélectrique portant au moins un motif électro-conducteur, ledit motif électro-conducteur présentant une surface inférieure en contact avec ladite surface diélectrique et une surface supérieure opposée, ledit composant étant caractérisé en ce que ledit motif électro-conducteur est en métal, la surface supérieure du motif électro-conducteur présentant une rugosité Sa qui est inférieure ou égale à 500 nm, ledit motif électro-conducteur présentant une épaisseur comprise entre 10 nm et 500 nm.
Les objets assignés à l’invention sont atteints en outre à l’aide d’un dispositif électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un tel composant.
D’autres particularités et avantages de l’invention apparaîtront et ressortiront plus en détails à la lecture de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, parmi lesquels :
L’invention concerne en premier lieu un composant 1 pour dispositif 2 électrique, radioélectrique ou électronique, c’est-à-dire un élément ou un sous-ensemble fonctionnel destiné à être intégré à un dispositif 2 électrique, radioélectrique ou électronique pour en assurer (ou à tout le moins contribuer à assurer) une fonction électrique, radioélectrique ou électronique particulière. Le composant 1 comprend un substrat 3 pourvu, directement ou indirectement, d’une surface diélectrique 4 portant au moins un motif électro-conducteur 5. Par «surface diélectrique», on entend ici avantageusement une surface non électro-conductrice, c’est-à-dire isolante électrique, et en particulier une surface non métallique. Par «motif électro-conducteur», on entend ici de manière générale une couche d’un matériau électro-conducteur adhérant à la surface diélectrique 4 et présentant une forme particulière, singulière, choisie en considération de la fonction électrique, radioélectrique ou électronique du dispositif 2 à laquelle le composant 1 est destiné à participer. Des exemples d’un composant 1 conforme à l’invention sont illustrés de manière schématique aux figures 1 et 2. L’invention concerne en outre, en tant que tel, un dispositif 2 électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un tel composant 1.
Comme illustré schématiquement aux figures 1 et 2, le motif électro-conducteur 5 présente une surface inférieure 5A en contact avec la surface diélectrique 4 et une surface supérieure 5B opposée. Selon une variante illustrée à la , le motif électro-conducteur 5 est agencé en contact direct avec une surface du substrat 3. Dans ce cas, ledit substrat 3 est en matériau diélectrique, et la surface du substrat 3 forme donc directement ladite surface diélectrique 4. Selon une autre variante illustrée à la , une surface du substrat 3 est recouverte d’un revêtement intermédiaire 6, tel que par exemple une couche de vernis ou une couche d’apprêt, formant ladite surface diélectrique 4 pourvue dudit motif électro-conducteur 5. Le revêtement intermédiaire 6 est donc alors en un matériau diélectrique, et présente une surface inférieure adhérant à la surface du substrat 3 et une surface supérieure opposée, laquelle forme alors avantageusement la surface diélectrique 4 portant le motif électro-conducteur 5. Dans une telle variante, le substrat 3 peut éventuellement ne pas être lui-même en matériau diélectrique 4, bien qu’il est toutefois préférable qu’il le soit.
De préférence, le substrat 3 est en matériau polymère, en matériau composite ou hybride à matrice polymère, en papier, en verre, en textile, en cuir (cuir animal (peau), végétal ou encore synthétique) ou en matériau céramique. Il reste pour autant envisageable, bien que de manière moins préférée, que le substrat 3 soit en matériau métallique, non diélectrique, dans l’hypothèse où la surface du substrat 3 est recouverte d’un revêtement intermédiaire 6, comme envisagé ci-dessus, qui est lui-même en un matériau diélectrique de sorte que ce revêtement intermédiaire 6 forme une surface diélectrique 4 en contact de laquelle est agencé le motif électro-conducteur 5.
Conformément à l’invention, le motif électro-conducteur 5 porté par le substrat 3 est en métal, c’est-à-dire que le motif électro-conducteur 5 est donc formé, à d’éventuelles impuretés non métalliques près, d’au moins un métal élémentaire (ou «corps simple élémentaire»), d’au moins un mélange de métaux élémentaires, ou encore d’au moins un alliage métallique. Autrement dit, le motif électro-conducteur 5 est en métal massif, et forme ainsi une couche continue de métal. En outre, la surface supérieure 5B du motif électro-conducteur 5 du composant 1 conforme à l’invention présente une rugosité Sa qui est inférieure ou égale à 500 nm. La «rugosité Sa» (ou «paramètre Sa de rugosité») est l'extension du paramètre Ra de rugosité («rugosité Ra») à une surface, de sorte qu’elle permet donc d’évaluer, de caractériser la rugosité moyenne arithmétique d’une surface. La «rugosité Sa», et les moyens et méthodes de mesure de cette dernière, sont définis en particulier dans la norme ISO 25178:2016. Par exemple, la rugosité Sa peut être mesurée à l’aide d’un microscope à force atomique, par interférométrie, ou encore à l’aide d’une sonde confocale. Qui plus est, le motif électro-conducteur 5 du composant 1 conforme à l’invention présente une épaisseurequi est comprise entre 10 nm et 500 nm.
Il a en effet été observé que, de manière intéressante, la combinaison particulière des caractéristiques susvisées en matière de constitution du motif électro-conducteur 5, de rugosité Sa de la surface supérieure 5B et d’épaisseurede ce dernier confère au composant 1 conforme à l’invention d’excellentes propriétés électriques en matière notamment d’homogénéité des propriétés de conductivité / résistivité du motif électro-conducteur 5. De plus, le fait que le motif électro-conducteur 5 soit en métal et que la surface supérieure 5B de ce dernier présente une rugosité Sa inférieure ou égale à 500 nm permet de conférer à la surface supérieure 5B une conduction de surface élevée et un caractère particulièrement lisse, ce qui permet de minimiser les pertes par conduction. Par ailleurs, la finesse du motif électro-conducteur 5 permet la conception d’un composant particulièrement peu encombrant et facilement intégrable, et présentant un coût matière particulièrement faible.
Outre qu’il autorise une épaisseureparticulière faible du motif électro-conducteur 5, le fait que le motif électro-conducteur 5 soit en métal («oumétal massif»), et non sous la forme d’un matériau composite à matrice polymère dans laquelle sont dispersées des particules électro-conductrices telles que par exemple des particules métalliques, comme dans le cas de l’électronique imprimée classique, confère avantageusement au motif électro-conducteur 5 une grande durabilité et une grande fiabilité dans le temps, ses propriétés de conductivité / résistivité électrique ne variant pas sensiblement dans le temps.
Le composant 1 conforme à l’invention permet ainsi notamment la fabrication d’un dispositif 2 radioélectrique, tel qu’un dispositif émetteur et / ou récepteur d’ondes radiofréquences, dans lequel le motif conducteur 5 du composant 1 forme un élément rayonnant d’antenne radiofréquence, présentant un facteur de qualité et une efficacité de rayonnement particulièrement élevés, en particulier pour une application dans les domaines des Hautes Fréquences (HF), Très Hautes Fréquences (THF), Ultra Hautes Fréquences (UHF), Super Hautes Fréquences (SHF), Extrêmement Haute Fréquence (EHF) ou encore dans le domaine des fréquences Téra-Hertz (THz). Le composant 1 conforme à l’invention permet en outre la fabrication d’un dispositif 2 électronique constituant un capteur / détecteur, dans lequel le motif électro-conducteur 5 du composant 1 forme une électrode de capteur / détecteur, présentant une excellente résolution / sensibilité de mesure.
Bien évidemment, l’invention n’est pas limitée à ces exemples particuliers de dispositifs 2, et d’autres types de dispositifs électriques, radioélectriques ou électroniques pourront avantageusement tirer parti de l’intégration d’un composant 1 à motif(s) électro-conducteur(s) 5 conforme à l’invention. Par exemple, comme cela sera décrit plus loin, le composant 1 de l’invention peut être avantageusement intégré dans un dispositif 2 électrique dans lequel le motif électro-conducteur 5 forme un circuit chauffant, pour former un dispositif électrique chauffant particulièrement performant.
De manière plus avantageuse encore, la rugosité Sa de la surface supérieure 5B du motif électro-conducteur 5 est inférieure ou égale à 300 nm, de préférence inférieure ou égale à 200 nm, de préférence inférieure ou égale à 100 nm, de préférence inférieure ou égale à 50 nm, de préférence inférieure ou égale à 20 nm, et de préférence encore inférieure ou égale à 15 nm. Ainsi, le niveau de perte par conduction au niveau de la surface supérieure 5B du motif électro-conducteur 5 est particulièrement faible et bien maîtrisé.
En outre, il est également avantageux, pour les raisons évoquées précédemment et en particulier pour des applications radioélectriques, que la surface inférieure 5A du motif électro-conducteur 5 présente elle-aussi une très faible rugosité. A ce titre, la surface inférieure 5A du motif électro-conducteur 5 du composant 1 présente ainsi de préférence une rugosité Sa qui est inférieure ou égale à 500 nm. De préférence encore, la rugosité Sa de la surface inférieure 5A du motif électro-conducteur 5 est inférieure ou égale à 300 nm, de préférence inférieure ou égale à 200 nm, de préférence inférieure ou égale à 100 nm, de préférence inférieure ou égale à 50 nm, de préférence inférieure ou égale à 20 nm, et de préférence encore inférieure ou égale à 15 nm.
De préférence, tout en étant supérieure à 10 nm, l’épaisseuredu motif électro-conducteur 5 est inférieure ou égale à 400 nm, de préférence inférieure ou égale à 300 nm, et préférence encore inférieure ou égale à 200 nm. Une telle finesse du motif électro-conducteur 5 contribue encore au caractère particulièrement peu encombrant, et donc facilement intégrable, du composant 1. Il permet en outre une excellente maîtrise du coût de fabrication, ainsi qu’une réduction de l’impact environnemental du composant 1, en limitant la quantité de métal contenu dans le composant 1. En outre, selon le métal du motif électro-conducteur 5, une telle finesse du motif électro-conducteur 5 peut permettre de conférer à ce dernier une certaine transparence dans le domaine du visible pour l’œil humain.
Selon une variante, l’épaisseuredu (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5 est sensiblement constante selon toute l’étendue du (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5, c’est-à-dire que l’épaisseureest sensiblement identique en tout point du (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5 (figures 1 et 2). Selon une autre variante, le composant 1 peut présenter une pluralité de motifs électro-conducteurs 5 dont l’épaisseurerespective, sensiblement constante, est différente d’un motif électro-conducteur 5 à l’autre. Selon une autre variante, l’épaisseuredu (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5 est variable, c’est-à-dire que le (ou les) motif(s) électro-conducteur(s) 5 présente(nt) au moins une première zone et une deuxième zone, distinctes, l’épaisseuredu (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5 étant croissante ou au contraire décroissante (gradient d’épaisseur) de ladite première zone vers ladite deuxième zone, la valeur de la rugosité Sa de la surface supérieure 5B du (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5 restant pour autant dans les plages de valeurs précitées. Une telle différence d’épaisseuredu (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5, dans les plages de valeurs indiquées précédemment, permet ainsi avantageusement de créer des zones électro-conductrices de conductivité ou de résistivité différente, ou encore de transparence ou de réflectivité différentes aux ondes électromagnétiques, ce qui peut présenter un intérêt particulier pour certaines applications du composant 1 et du (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5 qu’il comprend. Par exemple, pour un composant 1 de dispositif radioélectrique, cela peut permettre de créer une variation des propriétés de blindage / réflectivité d’onde pour une métasurface. Selon un autre exemple, lorsque le (ou les) motif(s) électro-conducteur(s) 5 forme(nt) un circuit chauffant pour un dispositif électrique chauffant, cela permet générer des zones du circuit chauffant offrant des intensités de chauffage différentes lorsque le circuit chauffant est alimenté électriquement.
Avantageusement, le métal du motif électro-conducteur 5 est choisi parmi le groupe comprenant : l’argent Ag, le nickel Ni, l’or Au, le cuivre Cu, l’aluminium Al, le fer Fe et l’étain Sn et leurs alliages. En particulier, à titre d’exemples d’alliage de nickel, on peut citer les alliages de nickel-bore Ni-B, de nickel-phosphore Ni-P, ou de nickel-or Ni-Au. Plus avantageusement encore, ledit motif électro-conducteur 5 est formé, aux impuretés près, d’un (unique) métal élémentaire qui est l’argent Ag, compte-tenu des excellentes propriétés intrinsèques électriques que présente ce dernier par rapport à d’autres métaux envisageables.
De préférence, le métal du motif électro-conducteur 5 est pur à plus de 90 %, de préférence à plus de 95 %, et de préférence encore à plus de 98 %. Le motif électro-conducteur 5 peut ainsi être avantageusement formé d’argent Ag pur à plus de 90 %, de préférence à plus de 95 %, et de préférence encore à plus de 98 %. Un tel niveau de pureté du métal contribue notamment aux excellentes propriétés électriques du motif électro-conducteur 5. En outre, dans le cas où le composant 1 est destiné à être utilisé dans un dispositif électronique constituant un capteur, dans lequel le motif électro-conducteur 5 forme une électrode de capteur, un tel niveau de pureté permet de limiter le risque de présence d’élément(s) chimique(s) potentiellement incompatible(s) avec un élément sensible de capteur (composant électronique, substance chimique de détection, etc.) qui pourrait être agencé en contact avec l’électrode formée par le motif électro-conducteur 5. On évite ainsi un risque de dégradation ou de vieillissement prématuré(e) du capteur.
Avantageusement, le motif électro-conducteur 5 du composant 1 présente de préférence une conductivité électrique qui est supérieure ou égale à 25.106S/m (siemens par mètre), de préférence supérieure ou égale à 35.106S/m, et de préférence encore supérieure ou égale à 45.106S/m.
Le motif électro-conducteur 5 du composant 1 présente avantageusement une résistance de feuille (Rs) qui est inférieure ou égale à 800 mΩ/□ (ohm par carré), de préférence inférieure ou égale à 500 mΩ/□ (ohm par carré), de préférence inférieure ou égale à 300 mΩ/□ (ohm par carré), de préférence inférieure ou égale à 100 mΩ/□, et de préférence encore inférieure ou égale à 40 mΩ/□. Typiquement, la résistance de feuille Rs peut être mesurée par la méthode des quatre pointes, par exemple à l’aide d’un système de mesure 4 pointes PRO4 commercialisé par la société MICROWORLD®. De manière connue, la méthode des quatre pointes permet de caractériser la résistivité des films ou couches minces métalliques à température ambiante. Elle consiste à mettre en contact avec la surface à analyser quatre électrodes (ou «pointes») alignées et équidistantes, deux des électrodes servant à injecter un courant électrique de valeur connue entre deux points de la surface, les deux autres électrodes servant à mesurer la différence de potentiel induite. La combinaison d’une faible rugosité Sa, telle qu’évoquée ci-dessus, de la surface supérieure 5B du motif électro-conducteur 5 et d’une telle valeur préférentielle de résistance de feuille Rs permet de limiter encore les pertes par conduction du motif électro-conducteur 5, et donc de conférer au composant 1 des performances encore meilleures. En pratique la valeur de la résistance de feuille Rs du motif électro-conducteur 5 peut dépendre de l’épaisseuredu motif électro-conducteur 5. Ainsi, selon un exemple, le motif électro-conducteur 5 du composant 1 est formé d’argent Ag pur à plus de 90 %, de préférence à plus de 95 %, et de préférence encore à plus de 98 %, d’une épaisseurede 500 nm et présente une résistance de feuille Rs de 40 mΩ/□ environ. Selon un autre exemple, le motif électro-conducteur 5 est formé d’argent Ag pur à plus de 90 %, de préférence à plus de 95 %, et de préférence encore à plus de 98 %, d’une épaisseurede 50 nm et présente une résistance de feuille Rs de 800 mΩ/□ environ.
De préférence, ledit au moins un motif électro-conducteur 5 présente une résolution qui est inférieure ou égale à 100 µm, de préférence inférieure ou égale à 50 µm, de préférence inférieure ou égale à 20 µm, de préférence inférieure ou égale à 1 µm. Une telle précision de définition du (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5 du composant 1 améliore encore les performances électriques de ce dernier. En particulier, dans le cas où le motif électro-conducteur 5 du composant 1 forme un élément rayonnant d’antenne radiofréquence, une telle résolution permet d’obtenir un facteur de qualité particulièrement élevé, ce qui est favorable à une utilisation du composant 1 dans un dispositif 2 radioélectrique destiné à fonctionner dans des plages de radiofréquences allant des hautes-fréquences (HF) aux fréquences Téra-Hertz (THz). Dans le cas où le motif électro-conducteur 5 du composant 1 forme une électrode de capteur, une telle résolution du motif électro-conducteur 5 contribue en particulier à une excellente précision de mesure / détection. Dans d’autres applications du composant 1, et par exemple dans le cas où le ou les motif(s) électro-conducteur(s) 5 forme(nt) un circuit chauffant pour un dispositif 2 électrique chauffant, le ou les motif(s) électro-conducteur(s) 5 peuvent ainsi présenter une largeur particulièrement faible, limitant l’impact du (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5 sur la transparence du substrat 3. Typiquement, la résolution du motif électro-conducteur 5 peut être mesurée à l’aide d’un microscopique numérique, comme par exemple un microscopique numérique RH-2000 de la société HIROX®.
Avantageusement, selon le matériau et l’application électrique, radioélectrique ou électronique considérés, le substrat 3 présente une épaisseur comprise entre 8 µm et 15 mm, et plus avantageusement encore comprise entre 25 µm et 10 mm. Le cas échéant, le revêtement intermédiaire 6 présente une épaisseur préférentiellement comprise entre 5 nm et 100 µm, et plus préférentiellement encore comprise entre 15 nm et 20 µm. Ces caractéristiques dimensionnelles contribuent avantageusement à conférer au composant 1 un caractère peu encombrant et facilement intégrable, sans préjudice pour les performances de ce dernier en matière de conductivité / résistivité électrique.
Selon les applications du composant 1 visées, le substrat 3 (ainsi que le revêtement intermédiaire 6, le cas échéant) peut être transparent (par exemple, dans une plage de longueurs d’ondes du domaine du visible pour l’œil humain, et / ou dans une ou plusieurs plages de longueurs d’ondes électromagnétiques particulières) ou au contraire opaque. Selon les applications du composant 1 visées, le substrat 3 (ainsi que le revêtement intermédiaire 6, le cas échéant) peut être souple, c’est-à-dire qu’il peut avantageusement être courbé, plié, par la seule force de l’homme sans casser, se déformer, ni se dégrader de manière irréversible. Un tel caractère souple peut avantageusement contribuer à l’intégrabilité du composant 1. Alternativement, le substrat 3 peut être au contraire sensiblement rigide, de sorte qu’il ne peut donc être courbé, plié, par la seule force de l’homme sans casser, se déformer, ni se dégrader de manière irréversible. Un tel caractère souple peut avantageusement contribuer à la robustesse du composant 1.
Selon une variante, le substrat 3 du composant 1, ainsi que de préférence le motif électro-conducteur 5 porté par ce dernier, présente(nt) une forme tridimensionnelle. Par «forme tridimensionnelle», on entend avantageusement que le substrat 3 et le motif électro-conducteur 5 forment, en tant que tels, un objet physique qui se développe sensiblement dans les trois dimensions de l’espace, suivant des distances non négligeables les unes par rapport aux autres. En d’autres termes, le substrat 3 du composant 1, ainsi que de préférence le motif électro-conducteur 5, ne sont pas plats, c’est-à-dire sensiblement bidimensionnels avec une épaisseur très faible en regard de leurs deux autres dimensions caractéristiques. A ce titre, le substrat 3 est de préférence un substrat thermoformé, c’est-à-dire que sa forme tridimensionnelle résulte d’une étape de thermoformage d’un substrat thermoformable initialement plat.
Eventuellement, le substrat 3 du composant 1 peut être surmoulé, typiquement par injection-moulage d’un matériau polymère ou un mélange de matériaux polymères, afin par exemple de former une structure de protection et / ou de support du substrat 3 portant le motif électro-conducteur 5, ce qui contribue notamment à la robustesse mécanique du composant 1.
Il est envisageable que le substrat 3, de forme tridimensionnelle ou non, soit collé à l’aide de tout adhésif adapté à une pièce distincte, laquelle peut éventuellement former une structure de protection et / ou de support du substrat 3.
De préférence, le composant 1 comprend un revêtement supérieur diélectrique (c’est-à-dire non conducteur, isolant électriquement) qui recouvre au moins la surface supérieure 5B dudit au moins un motif électro-conducteur 5 porté par le substrat 3, de sorte que le motif électro-conducteur 5 ainsi encapsulé entre le substrat 3 (ou le revêtement intermédiaire 6, le cas échéant) et ledit revêtement supérieur diélectrique. La présence d’un tel revêtement supérieur diélectrique confère au composant 1 une plus grande robustesse et une meilleure fiabilité, en protégeant au moins le motif électro-conducteur 5 contre des agressions externes, en particulier mécaniques et / ou chimiques, ou encore contre une mise en court-circuit accidentelle. Par exemple, le revêtement supérieur diélectrique peut être formé d’une couche de vernis de protection.
De manière optionnelle, le composant 1 comprend au moins un élément de connexion électrique 7 solidarisé au substrat 3, par exemple par collage, brasage ou sertissage, en contact électrique avec le ou les motif(s) électro-conducteur (s) 5 porté(s) par ce dernier, pour relier électriquement le ou les motif(s) électro-conducteur (s) 5 du composant 1 à un organe ou moyen, distinct et distant, adapté à l’application électrique, radioélectrique ou électronique (par exemple un module électronique de télécommunication radiofréquence, un circuit électronique de traitement du signal, un circuit d’alimentation électrique, etc.). Il est également envisageable que le composant 1 soit conçu et configuré de manière que la connexion électrique entre le ou les motif(s) électro-conducteur (s) 5 du ledit organe ou moyen distinct et distant est réalisable par contact direct surfacique via une reprise de connexion à l'aide d'un connecteur à lame métallique / joint CEM.
Comme introduit précédemment, l’invention concerne en outre, en tant que tel, un dispositif 2 électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un composant 1 conforme à l’invention, tel que décrit ci-avant. Il s’agit donc d’un dispositif 2 électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un composant 1 comprenant un substrat 3 pourvu d’une surface diélectrique 4 portant au moins un motif électro-conducteur 5, ledit motif électro-conducteur 5 présentant une surface inférieure 5A en contact avec ladite surface diélectrique 4 et une surface supérieure 5B opposée, lequel composant 1 est composant 1 conforme à celui de l’invention décrit ci-avant. Ainsi, la description ci-dessus du composant 1 conforme à l’invention s’appliquemutatis mutandisau dispositif 2 électrique, radioélectrique ou électronique conforme à l’invention.
En pratique, et comme déjà précisé dans ce qui précède, l’invention n’est pas particulièrement limitée en matière de nature de dispositif 2 électrique, radioélectrique ou électronique. Pour autant, il a été identifié plusieurs types de dispositifs 2 électriques, radioélectriques ou électroniques pouvant avantageusement bénéficier de l’intégration d’un composant 1 conforme à l’invention.
En particulier, selon un mode de réalisation, le dispositif 2 constitue un dispositif radioélectrique, le motif électro-conducteur 5 du composant 1 formant un élément rayonnant d’antenne radiofréquence, c’est-à-dire une partie d'antenne (parfois simplement désignée par le terme «antenne») capable d'émettre ou de recevoir des ondes radioélectriques.
Conformément à ce qui a été décrit précédemment en lien avec le composant 1 selon l’invention, le substrat 3 ainsi que le ou les motif(s) électro-conducteur(s) 5, du composant 1 d’un tel dispositif 2 radioélectrique peuvent avantageusement présenter une forme tridimensionnelle, ce qui peut notamment permettre de faciliter l’intégration du composant 1 au sein du dispositif 2 radioélectrique.
Ledit dispositif 2 radioélectrique peut comprendre une puce électronique 8, solidarisée au substrat 3 du composant 1 en contact électrique avec le ou les motifs électro-conducteurs 5 portés par ce dernier, par exemple dans le cas où le dispositif 2 radioélectrique constitue ou comprend une radio-étiquette RFID. Alternativement, le dispositif 2 radioélectrique peut être dépourvu d’une telle puce électronique, mais comprendre un module électronique de télécommunication radiofréquence distinct et distant du composant 1, qui est relié au(x) motif(s) électro-conducteur(s) 5 du composant 1 par l’intermédiaire d’un élément de connexion électrique 7 solidarisé au substrat 3 en contact électrique avec le ou les motif(s) électro-conducteur(s) 5 et d’un câble 9 de connexion adapté reliant le module électronique de télécommunication à l’élément de connexion électrique 7. Par exemple, l’élément de connexion électrique 7 solidarisé au substrat 3 peut être un connecteur radiofréquence RF mâle ou femelle de type SMA («SubMiniature version A») ou un connecteur radiofréquence RF mâle ou femelle de type U.FL ou W.FL fabriqué par la société HIROSE®. Eventuellement, le dispositif 2 radioélectrique peut comprendre en outre un émetteur et / ou récepteur radiofréquence (non illustré) conçu et configuré pour interagir à distance par ondes radiofréquences avec l’élément rayonnant d’antenne radiofréquence (et / ou avec la puce électronique 8 le cas échéant) du dispositif 2 radioélectrique, en vue de l’établissement d’une connexion sans-fil de transmission d’information entre le dispositif 2 radioélectrique et l’émetteur et / ou récepteur radiofréquence.
La illustre en particulier un dispositif 2 radioélectrique qui constitue une radio-étiquette de système d'identification par radiofréquence UHF («Radio Frequency IDentification», RFID) tridimensionnelle, dans lequel le motif électro-conducteur 5 forme un élément rayonnant d’antenne radiofréquence RFID. Le substrat 3 du composant 1 est constituée d’une feuille de polycarbonate (PC) d’une épaisseur initiale de 250 µm, thermoformée en demi-sphère (« coupelle »). Le dispositif 2 radioélectrique comprend une puce électronique 8 RFID, en l’espèce une puce Monza R6 RFID commercialisée par la société IMPINJ®, solidarisée au substrat 3 à l’aide d’un adhésif, en contact électrique avec deux zones de contact adjacentes du motif électro-conducteur 5. Adhérant à la surface du substrat 3, le motif électro-conducteur 5, en argent Ag pur, en épouse la forme tridimensionnelle hémisphérique. L’épaisseur e du motif électro-conducteur 5 est de 300 nm environ. La surface supérieure 5B du motif électro-conducteur 5 présente une rugosité Sa de 20 nm environ. Le motif électro-conducteur 5 présente une résistance de feuille Rs de 85 mOhm/□ environ.
La illustre quant à elle un exemple de composant 1 pour dispositif 2 radioélectrique, dont les motifs électro-conducteurs 5 forment un élément rayonnant d’antenne radiofréquence dipolaire WiFi®(2,4 GHz), par exemple pour une utilisation dans le domaine de l’Internet des Objets (IoD, ou IoT en anglais). En l’espèce, les motifs électro-conducteurs 5 définissent deux demi-brins rayonnants et une ligne d’alimentation bifilaire. Le substrat 3 du composant 1 est constitué d’une feuille de polycarbonate (PC) d’une épaisseur initiale de 250 µm, thermoformée en demi-sphère. L’épaisseuredes motifs électro-conducteurs 5 est de 300 nm environ. La surface supérieure 5B des motifs électro-conducteurs 5 présente une rugosité Sa de 20 nm environ. Les motifs électro-conducteurs 5 présentent une résistance de feuille Rs de 85 mOhm/□ environ. Afin de permettre une interconnexion avec un module électronique de télécommunication radiofréquence (non illustré), un élément de connexion électrique 7 de type connecteur RF HIROSE®U.FL est collé au substrat 3 en contact avec la ligne bifilaire de l’élément rayonnant d’antenne, à l’aide d’une colle conductrice isotropique PANACOL Elecolit®3661. L’extrémité d’un câble 9 coaxial radiofréquence adapté est connecté à l’élément de connexion électrique 7, l’autre extrémité du câble 9 étant destinée à être connectée au module électronique de télécommunication radiofréquence.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif 2 constitue un capteur (ou détecteur), en tant que dispositif2 électronique, ledit au moins un motif électro-conducteur 5 du composant 1 formant alors au moins une électrode de capteur, de détecteur. Eventuellement, une substance chimique de détection particulière peut être présente sur une partie au moins de la surface supérieure 5B du motif électro-conducteur 5 (capteur chimique). Le dispositif 2 peut avantageusement comprendre un circuit électronique de mesure adaptée reliée au motif électro-conducteur 5.
Selon un exemple, le motif électro-conducteur 5 peut former une électrode de capteur capacitif (ou «électrode capacitive»), par exemple pour détecter, par mesure d’une de la capacitance du motif électro-conducteur 5, un contact exercé sur le composant 1 par un doigt d’un utilisateur ou la présence d’une substance sur le composant 1 (par exemple de l’eau liquide ou du givre). La illustre un exemple d’un tel composant 1 dont des motifs électro-conducteurs 5 forment des électrodes de capteur capacitif. Dans cet exemple, le substrat 3 est constitué d’une feuille de polytéréphtalate d'éthylène (PET) d’une épaisseur initiale de 125 µm. Les motifs électro-conducteurs 5 sont en argent Ag pur, d’une épaisseurede 250 nm environ. La surface supérieure 5B des motifs électro-conducteurs 5 présentent une rugosité Sa de 20 nm environ. Les motifs électro-conducteurs 5 présentent une résistance de feuille Rs de 105 mOhm/□ environ.
Selon un autre exemple (non illustré), le (ou les) motif(s) électro-conducteur(s) 5 peut (peuvent) former une électrode de capteur résistif (ou «électrode résistive»), par exemple pour détecter une déformation du substrat 3 (jauge de déformation) en mesurant une variation de la résistance électrique entre deux points distincts (et typiquement entre deux extrémités opposées) du motif électro-conducteur 5. En outre, dans le cas où le substrat 3 est en un matériau présentant un coefficient de dilation thermique relativement important, il peut être ainsi possible de mesurer indirectement une température du substrat 3. Selon encore autre exemple (non illustré), le composant 1 peut comprendre un ou plusieurs motifs électro-conducteurs 5 formant deux électrodes, entre lesquelles est agencé un élément sensible dont les propriétés résistives peuvent varier en fonction de conditions environnementales (concentration de l’atmosphère environnante en un gaz particulier, taux d’humidité, température, etc.).
Par ailleurs, comme introduit précédemment il a été observé que le composant 1 selon l’invention peut trouver, de manière très intéressante, une application dans un dispositif électrique qui est un dispositif 2 électrique chauffant, dans lequel le motif électro-conducteur 5 du composant 1 forme un circuit chauffant (lorsqu’un courant électrique est appliqué, typiquement entre deux extrémités du motif électro-conducteur 5). Typiquement, le circuit chauffant (ou «circuit résistif») peut prendre la forme d’un ou plusieurs fil(s), d’une ou plusieurs grille(s) et / ou encore d’un ou plusieurs serpentin(s) électro-conducteur(s). Avantageusement, le composant 1 peut comprendre deux éléments de connexion électrique 7, par exemple deux barres omnibus, solidarisés au substrat 3 en contact électrique avec le ou les motif(s) électro-conducteur(s) 5. Le dispositif 2 électrique chauffant peut avantageusement comprendre un circuit de commande et d’alimentation électrique, relié auxdits éléments de connexion électrique 7.
A titre d’exemple, la illustre un dispositif 2 électrique chauffant formant un radôme chauffant / dégivrant pour un système de radiorepérage (capteur radar de proximité), comprenant un module de capteur radar XM132 fabriqué par la société ACCONEER, fonctionnant à 60 GHz. Le composant 1 du dispositif 2 électrique chauffant comprend un substrat 3 constitué d’une feuille de polycarbonate (PC) d’une épaisseur initiale de 250 µm, thermoformée. Le motif électro-conducteur 5, en argent Ag pur, forme une grille. Pour assurer une transparence du radôme aux ondes radar du module de capteur radar, la grille présente des mailles de 200 µm de largeur et de 5 000 µm d’ouverture. Le motif électro-conducteur 5 présente une épaisseurede 120 nm. La surface supérieure 5B du motif électro-conducteur 5 présente une rugosité Sa de 20 nm environ. Le motif électro-conducteur 5 présente une résistance de feuille Rs de 250 mOhm/□ environ. Lorsque le motif électro-conducteur 5 est connecté à un circuit de commande et d’alimentation électrique en courant continu (tension de 25 V environ sous une intensité de 1,4 A environ), il est possible de dissiper plus de 35 W sur une surface de 0,05 m² (soit une puissance supérieure à 600 W / m²) et d’atteindre une température de surface du composant 1 de plus de 60 °C après 1 min de chauffe.
A titre d’exemple illustratif et non limitatif, différentes étapes d’un procédé permettant la fabrication d’un composant 1 conforme à l’invention vont être décrites ci-après. Selon ce procédé, le (ou les) motif(s) électro-conducteur(s) 5 en métal sont fabriqués par métallisation sélective d’un substrat préalablement masqué, selon une technique de déposition chimique non-électrolytique de métal à la surface du substrat par projection, sous forme d’un ou plusieurs d'aérosol(s), d’une ou plusieurs solution(s) de métallisation contenant au moins un métal sous forme de cation métallique (oxydant) et au moins un réducteur apte à transformer le cation métallique en métal.
Ce procédé permet avantageusement d’obtenir de manière particulièrement simple, rapide et efficace un composant 1 conforme à l’invention Les exemples de composant 1 décrits ci-dessus en lien avec les figures 3 à 6 ont été obtenus à l’aide d’un tel procédé.
Avantageusement, le substrat 3 est choisi en matériau diélectrique, de préférence en matériau polymère ou en matériau composite à matrice polymère. Pour obtenir un composant 1 dont le substrat 3 présente une forme tridimensionnelle, il est préférable que le substrat se présentent initialement sous une forme plane (substrat plat), typiquement d’une épaisseur comprise entre 8 µm et 15 mm, et que le matériau du substrat 3 soit choisi thermoformable. Parmi les matériaux polymères thermoformables envisageables, on peut citer à titre d’exemples non limitatifs le polystyrène (PS), le polystyrène « choc » (SB / HIPS), le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polycarbonate (PC), l’acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), le polychlorure de vinyle (PVC), le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), ou encore les polyesters thermoplastiques, tels que par exemple l’acide polylactique (PLA), le polytéréphtalate d'éthylène (PET) et le polyéthylène téréphtalate glycolisé (PETG). Pour obtenir un composant 1 dont le substrat 3 est sensiblement plan, on pourra avantageusement choisir le matériau du substrat 3 parmi les matériaux polymères thermoformables listés ci-dessus ou parmi les exemples de matériaux polymères thermodurcissables suivants : les polyimides, les polyesters thermodurcissables, les résines phénoliques et les époxydes.
Par ailleurs, il s’avère avantageux en matière de facilité d’obtention des niveaux de rugosité Sa du ou des motif(s) électro-conducteur(s) 5 évoqués précédemment, que le substrat 3 choisi présente lui-même une surface supérieure, destinée à porter le ou les motif(s) électro-conducteur(s) 5, dont la rugosité Sa est inférieure ou égale à 500 nm, de préférence inférieure ou égale à 300 nm, de préférence inférieure ou égale à 200 nm, de préférence inférieure ou égale à 100 nm, de préférence inférieure ou égale à 50 nm, de préférence inférieure ou égale à 20 nm, et de préférence encore inférieure ou égale à 15 nm.
Etape B éventuelle de préparation de la surface du substrat
Le procédé peut comprendre une étape B de préparation de la surface du substrat en vue de faciliter la réalisation et / ou d’augmenter l’efficacité des étapes suivantes du procédé. L’étape B peut comprendre une opération de nettoyage et / ou de dégraissage de la surface du substrat, au moyen de tous produits connus en eux-mêmes et appropriés. En complément ou à la place d’une telle opération de nettoyage / dégraissage, l’étape B peut comprendre une opération de dépôt sur la surface du substrat d’un revêtement intermédiaire 6 en un matériau diélectrique, tel qu’une couche de vernis, par exemple une couche d’un vernis à réticulation UV appliquée par projection, par tous moyens connus et appropriés tels qu'un pistolet à peinture à air comprimé (par exemple, un pistolet de projection à Haut Volume Basse Pression (HVLP)). Dans ce cas, une surface supérieure du revêtement intermédiaire 6 formera une surface diélectrique 4 dont sera pourvue le substrat 3. La mise en œuvre d’un tel revêtement intermédiaire 6 peut éventuellement permettre de conférer à la surface diélectrique 4 une rugosité Sa qui est inférieure ou égale à 500 nm, de préférence inférieure ou égale à 300 nm, de préférence inférieure ou égale à 200 nm, de préférence inférieure ou égale à 100 nm, de préférence inférieure ou égale à 50 nm, de préférence inférieure ou égale à 20 nm, et de préférence encore inférieure ou égale à 15 nm, en «lissant» la surface sous-jacente du substrat 3. Alternativement ou en complément, l’étape B peut comprendre une opération de traitement physique et / ou chimique de réduction de la rugosité Sa de la surface du substrat 3, par exemple par sablage ou grenaillage, pour atteindre les plages de valeurs préférentielles précitées.
Etape C de formation d’un revêtement de masquage temporaire
Afin de permettre une métallisation sélective du substrat 3 permettant d’aboutir au(x) motif(s) électro-conducteur(s) en métal recherché(s), le procédé comprend une opération de formation d’un revêtement de masquage temporaire, qui adhère à la surface diélectrique 4 dont est pourvu le substrat 3, pour obtenir un substrat masqué présentant au moins une zone non masquée, et délimiter ainsi sélectivement une ou plusieurs zone(s) particulière(s) de la surface diélectrique 4 qui porteront le (ou les) motif(s) électro-conducteur(s) 5.
Avantageusement, l’étape C est réalisée par dépôt sélectif, ou par dépôt non sélectif puis ablation / suppression sélective, d’une couche d’une composition de masquage liquide ou pâteuse à la surface diélectrique 4 du substrat 3. Le dépôt de la composition de masquage peut être suivi éventuellement d’un séchage et / ou d’un durcissement de la composition de masquage déposée. Selon la formulation de la composition de masquage choisie, le séchage et / ou durcissement de cette dernière peut comprendre un séchage / une désolvatation, éventuellement sous l’effet d’un apport thermique, ou une polymérisation / réticulation de la composition de masquage déposée sous l’effet d’un apport thermique et / ou sous l’action d’un rayonnement actinique (par exemple, par insolation à la lumière ultraviolette (UV)). Le dépôt de la couche de composition de masquage peut être réalisée de manière sélective à la surface du substrat plat, par toute technique d’application connue et adéquate, et par exemple par sérigraphie, par tampographie, par flexographie, par héliogravure et / ou par impression directe (par exemple, en goutte-à-goutte ou «jet d’encre»), ce qui permet d’atteindre une résolution du motif électro-conducteur(s) 5 inférieure à 20 µm. Alternativement, la formation du revêtement de masquage temporaire par photolithographie par exemple, à partir de ladite composition de masquage peut permettre d’obtenir des résolutions du motif électro-conducteur(s) 5 inférieure à 1 µm, et typiquement de l’ordre de 100 nm.
Pour obtenir un composant 1 dont le substrat 3 présente une forme tridimensionnelle, il est préférable, comme évoqué ci-dessus, que le matériau du substrat 3 soit choisi thermoformable, le substrat 3 se présentant alors initialement sous une forme plane (substrat plat). Dans ce cas, le procédé comprend alors avantageusement une étape D de thermoformage du substrat masqué obtenu à l’issue de l’étape D de formation d’un revêtement de masquage temporaire.
L’étape D de thermoformage du substrat masqué peut être avantageusement réalisée par tout moyen et toute technique de thermoformage connus, adaptés bien évidemment aux caractéristiques du substrat (nature du matériau thermoformable, épaisseur du substrat, etc.) et, le cas échéant, aux caractéristiques intrinsèques du revêtement de masquage temporaire. Typiquement, l’étape D est réalisée en chauffant le substrat plat de manière avantageusement homogène, par conduction et / ou par convection et / ou par radiation, jusqu’à porter le matériau thermoformable du substrat à une température de formage suffisante pour rendre le substrat plat malléable. La température de formage en question peut évidemment varier en fonction du matériau thermoformable choisi. Pour un matériau polymère thermoformable, la température de formage est typiquement choisie au moins égale à une température de transition vitreuse du matériau considéré, et pour autant avantageusement inférieure à la température de fusion du matériau considéré. Une fois rendu malléable, le substrat plat est plaqué contre un moule (ou contreforme) mâle (moule «positif») ou femelle (moule «négatif»), avantageusement avec aspiration sous vide et / ou sous pression, de sorte que le substrat plat se déforme et épouse la forme du moule. Le substrat déformé est ensuite refroidi de sorte que le matériau thermoformable durcit et conserve la forme impartie par le moule, puis le substrat déformé est extrait du moule.
Puisque le substrat et le revêtement de masquage temporaire sont simultanément thermoformés (ou thermodéformés) au cours de l’étape D de thermoformage, il convient que le revêtement de masquage temporaire soit donc lui-même avantageusement thermoformable, ou à tout le moins thermodéformable, de manière à pourvoir subir une élongation et à suivre ainsi la déformation du substrat, tout en adhérant à la surface de ce dernier, au cours de l’étape D de thermoformage. Le revêtement de masquage temporaire est ainsi avantageusement conçu, en particulier en termes de capacité d’élongation / de déformation sans rupture, pour être apte à subir les conditions de réalisation de l’étape D de thermoformage du substrat, sans dégradation significative de sa fonction de masquage de la surface de ce dernier.
Afin de s’assurer d’une maîtrise parfaite de la forme dudit motif électro-conducteur 5 que l’on cherche à obtenir à la surface du substrat thermoformé, il est avantageux de prévoir, avant l’étape C précitée, une étape E de définition d’un motif de masquage bidimensionnel, suivant lequel le revêtement de masquage temporaire est ensuite formé à la surface du substrat au cours de ladite étape C de formation du revêtement de masquage temporaire, à partir d’une modélisation d’une déformation du substrat et du revêtement de masquage temporaire, au cours de l’étape D de thermoformage et d’une représentation (ou modélisation) dudit au moins un motif électro-conducteur 5 à obtenir. En d’autres termes, on procède à une définition d’un motif de masquage bidimensionnel par «anamorphose inverse», de sorte que ce motif de masquage bidimensionnel, suivant lequel le revêtement de masquage temporaire est formé à la surface du substrat lors de l’étape C, permet d’obtenir le ou les motif(s) électro-conducteur(s) 5 recherché(s) par anticipation et compensation des effets de la déformation engendrée par l’étape D de thermoformage. L’étape de définition d’un tel motif de masquage bidimensionnel peut être réalisée à l’aide de logiciels informatiques disponibles dans le commerce, tels que par exemple le logicielT-SIM ®de la société SIMCON (anciennement CADFLOW), le logicielPAM-FORM TMde la société ESI GROUP, la solution logicielleANAMAP TMde la société KALLISTO ou encore le logicielThermo 3D TMde la société QUADRAXIS.
Etape F d’augmentation de l’énergie de la surface diélectrique
Le procédé comprend de préférence une étape F d’augmentation de l'énergie de surface de la surface diélectrique 4 du substrat 3 pour porter ladite énergie de surface à une valeur supérieure ou égale à 50 ou à 55 dynes, de préférence supérieure ou égale à 60 ou 65 dynes, et encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 70 dynes. Cela permet de s’assurer d’un mouillage suffisant du substrat en vue de sa métallisation, et ainsi d’une adhérence suffisante du dépôt métallique obtenu après métallisation et destiné à former le ou les motif(s) électro-conducteurs 5. L’étape F peut intervenir avant ou après l'étape C de formation du revêtement de masquage temporaire.
L’étape F de traitement d’augmentation de l’énergie de surface du substrat peut être réalisée :
– par traitement physique, de préférence choisi parmi les traitements physiques suivants : un flammage, un traitement plasma, un traitement corona, et leurs combinaisons, et / ou
– par traitement chimique, de préférence choisi parmi les traitements chimiques suivants : une application d'une solution à base de silane, une dépassivation de la surface à l'aide d'une ou plusieurs solutions acides, un polissage à base d'oxyde de terres rares, une fluoration, une attaque chimique acide ou alcaline pour créer une microrugosité et leurs combinaisons.
– par traitement physique, de préférence choisi parmi les traitements physiques suivants : un flammage, un traitement plasma, un traitement corona, et leurs combinaisons, et / ou
– par traitement chimique, de préférence choisi parmi les traitements chimiques suivants : une application d'une solution à base de silane, une dépassivation de la surface à l'aide d'une ou plusieurs solutions acides, un polissage à base d'oxyde de terres rares, une fluoration, une attaque chimique acide ou alcaline pour créer une microrugosité et leurs combinaisons.
Plus préférentiellement, le traitement physique est un traitement par flammage et / ou par plasma, dans le cas notamment où le substrat, souple ou rigide, est en un matériau polymère thermoformable ou en un matériau thermoformable composite à matrice polymère. Le flammage consiste, par exemple, en un passage du substrat sous une flamme dont la température est par exemple comprise entre 1 200 °C à 1 700 °C. La durée du flammage est généralement de 4 à 50 secondes. Le traitement (par) plasma correspond, par exemple, au passage du substrat à métalliser dans une torche à plasma. Par exemple, le substrat peut être ainsi soumis à un plasma dit «air» : 80 % d’azote / 20 % d’oxygène à 0,5 mbar pendant 2 min. Plus préférentiellement, le traitement chimique est un traitement par fluoration, dans le cas où le substrat, souple ou rigide, est en un matériau polymère thermoformable ou en un matériau thermoformable composite à matrice polymère. La fluoration correspond par exemple à la mise en contact, dans une enceinte sous pression réduite, du substrat à métalliser et d'une solution gazeuse à base de gaz inerte (argon) contenant un additif au fluor.
Le procédé peut comprendre, postérieurement à l’étape F de traitement d’augmentation de l’énergie de surface, une étape G de mouillage de la surface diélectrique 4, qui consiste typiquement à revêtir d'un film liquide la surface diélectrique 4, par exemple par pulvérisation ou par vaporisation / condensation d’un liquide de mouillage, pour favoriser l'étalement ultérieur de la ou des solution(s) de métallisation («solution(s) oxydo-réductrice(s)»). Le choix du liquide de mouillage s'effectue de préférence dans le groupe suivant : l'eau déionisée ou non, éventuellement additionnée avec un ou plusieurs tensioactifs anioniques, cationiques ou neutres, une solution alcoolique comprenant un ou plusieurs alcools (par exemple l'isopropanol, l'éthanol et leur mélange), et leurs mélanges. Par exemple, on peut choisir comme liquide de mouillage, de l'eau déionisée additionnée avec un tensioactif anionique et de l'éthanol. La durée de mouillage dépend de la surface diélectrique 4 considérée et du débit de pulvérisation ou de vaporisation / condensation du liquide mouillage.
Etape H d’activation / sensibilisation de la surface diélectrique
Dans le cadre d’une métallisation par déposition non-électrolytique par projection d’une ou plusieurs solutions de métallisation sous forme d'aérosols, une étape H d’activation (ou à tout le moins de «sensibilisation») préalable peut être nécessaire pour le dépôt de certains métaux. Elle vise en particulier à accélérer la réaction d'oxydo-réduction de métallisation. Au cours de l’étape H, la surface du substrat est mise en contact avec au moins une espèce chimique de sensibilisation, qui s'adsorbe sur la surface du substrat 3 et qui viendra ensuite accélérer ainsi la réaction de métallisation.
De préférence, l’étape H d’activation est réalisée après l’étape C de formation du revêtement de masquage temporaire, de sorte que la (ou les) espèce(s) chimique(s) de sensibilisation s'adsorbent donc à la fois sur le revêtement de masquage temporaire et sur la ou les zone(s) non masquées, c’est-à-dire non couvertes, par ce dernier.
En pratique, l’étape H est préférentiellement réalisée par pulvérisation sur la surface du substrat d’au moins une solution de sensibilisation, et ce par tous moyens connus et appropriés, tel que par exemple à l’aide d'un pistolet à peinture à air comprimé (par exemple, un pistolet de projection à Haut Volume Basse Pression (HVLP)). Alternativement, l’étape H pourrait être réalisée par immersion du substrat dans au moins une solution de sensibilisation.
Par exemple, une première solution de sensibilisation à base de chlorure stanneux (SnCl2) ou de SnSO4/H2SO4/quinol/alcool, est appliquée par pulvérisation ou immersion. On dépose ensuite de la même façon une solution à base de de palladium ou d'argent apte à réagir avec les ions Sn2+pour former des centres de nucléation à la surface du substrat, ou bien encore d'une solution colloïdale PdSn forméeex situ. Pour plus de précision, on pourra se référer par exemple à «Metal Finishing Guidebook and Directory Issue», 1996 Metal Finishing publication, pages 354, 356 et 357. H. Narcus, à «Metallizing of Plastics», Reinhold Publishing Corporation, 1960, Chapitre 2, page 21. F. Lowenheim, ou encore à «Modern electroplating», John Wiley & Sons publication, 1974 Chapitre 28, page 636. Avantageusement, la sensibilisation de la surface du substrat est mise en œuvre au moyen d'une solution de sensibilisation à base de chlorure stanneux, par exemple conformément au mode de mise en œuvre décrit dans le document FR- 2 763 962 B1. Dans ce cas, une étape de rinçage à l'aide d'un liquide de rinçage est réalisée juste après la sensibilisation, sans étape intermédiaire. Selon une variante, l'activation de la surface du substrat 3 est mise en œuvre au moyen d'une solution de sensibilisation, notamment de chlorure de palladium, par exemple conformément au mode de mise en œuvre décrit dans le document FR- 2 763 962 B1. Dans ce cas, une étape de rinçage à l'aide d'un liquide de rinçage tel que décrit dans les exemples ci-après est réalisée juste après l'étape H d'activation, sans étape intermédiaire.
Etape I de métallisation par déposition chimique non-électrolytique
Le procédé comprend ensuite une étape I de métallisation, pour la formation d’un dépôt métallique destiné à former le ou les motif(s) électro-conducteur(s) 5 en métal, qui est réalisée par déposition chimique non-électrolytique à partir :
– soit d’une seule solution de métallisation contenant ledit au moins un métal sous forme de cation métallique et ledit au moins un réducteur apte à transformer le cation métallique en métal,
– soit de deux solutions distinctes : la première solution («solution oxydante») contenant au moins un métal sous forme de cation métallique (oxydant(s)) et la seconde solution («solution réductrice») contenant un ou plusieurs réducteur(s),
– soit encore d’une pluralité de solutions distinctes, chacune pouvant contenir soit au moins un métal sous forme de cation métallique (oxydant(s)), soit un ou plusieurs réducteur(s), à la condition qu’au moins l’une des solutions («solution oxydante») contient au moins un métal sous forme de cation métallique et qu’au moins une autre des solutions («solution réductrice») contient un ou plusieurs réducteur(s).
– soit d’une seule solution de métallisation contenant ledit au moins un métal sous forme de cation métallique et ledit au moins un réducteur apte à transformer le cation métallique en métal,
– soit de deux solutions distinctes : la première solution («solution oxydante») contenant au moins un métal sous forme de cation métallique (oxydant(s)) et la seconde solution («solution réductrice») contenant un ou plusieurs réducteur(s),
– soit encore d’une pluralité de solutions distinctes, chacune pouvant contenir soit au moins un métal sous forme de cation métallique (oxydant(s)), soit un ou plusieurs réducteur(s), à la condition qu’au moins l’une des solutions («solution oxydante») contient au moins un métal sous forme de cation métallique et qu’au moins une autre des solutions («solution réductrice») contient un ou plusieurs réducteur(s).
Le réducteur est avantageusement choisi suffisamment fort pour réduire le cation métallique en métal, c'est-à-dire que le potentiel standard d'oxydoréduction du couple oxydant / réducteur du réducteur choisi est inférieur à celui du couple oxydant / réducteur de l'oxydant (règle du gamma). Une telle variante non électrolytique est notamment avantageuse en ce qu’elle permet la formation, à la surface d’un substrat indifféremment conducteur ou non, d’un dépôt métallique en métal massif, tel qu’envisagé ci-dessus, qui plus est d’une épaisseur avantageusement comprise dans les plages de valeurs susvisées.
Pendant l’étape I de métallisation, la ou les solution(s) de métallisation est / sont projetée(s) sous forme d'un ou plusieurs aérosol(s) sur le substrat masqué, et en particulier au moins sur la ou les zone(s) non masquée(s) de ce dernier. Par «aérosol», on entend ici un ensemble de fines particules de la ou les solutions de métallisation en suspension dans un milieu gazeux (par exemple, de l’air). Il peut ainsi avantageusement s’agir d'un brouillard de gouttelettes de taille inférieure à 100 µm, de préférence inférieure à 60 µm, et plus préférentiellement encore de 0,1 µm à 50 µm, obtenu par nébulisation et / ou par atomisation de la ou les solutions de métallisation.
Avantageusement, la ou les solutions de métallisation («solutions oxydo-réductrice(s)») peuve(nt) être obtenue(s) à partir de solutions, avantageusement aqueuses, d'un ou plusieurs cations métalliques oxydants (typiquement obtenus par dissolution d’un ou plusieurs sels métalliques correspondants) et d'un ou plusieurs composés réducteurs, de préférence par dilution de solutions mères concentrées, le diluant étant de préférence de l'eau déminéralisée. Selon la nature du dépôt métallique à former, la projection de la ou les solution(s) métalliques peut être réalisée de manière continue, c’est-à-dire en une seule fois, ou de manière discontinue par alternance de phases de projection et de temps de relaxation. Par exemple, pour un dépôt métallique à base d'argent, la projection sera préférentiellement réalisée de manière continue. Par exemple, pour un dépôt métallique à base de nickel, la projection sera préférentiellement réalisée de manière discontinue par alternance de phases de projection et de temps de relaxation. Selon l’épaisseur du dépôt métallique recherchée, la durée de projection peut avantageusement varier entre de 0,5 s à 200 s, de préférence de 1 s à 50 s et plus préférentiellement encore de 2 s à 30 s pour une surface de substrat à métalliser de 1 dm2.
La projection de la (ou des) solution(s) de métallisation peut être réalisée à l’aide de tous moyens de pulvérisation adaptés, de préférence à l’aide d’un ou plusieurs pistolets à peinture à air comprimé, tel que par exemple un ou plusieurs pistolets à haut volume basse pression (HVLP).
Suivant une première méthode de projection, on projette simultanément de manière continue sur la surface à traiter, sous la forme d’un ou plusieurs aérosols, une ou plusieurs solutions de cation(s) métallique(s) («solution(s) oxydante(s)») et une ou plusieurs solutions de réducteur(s) («solution(s) réductrice(s)»). Dans ce cas de figure, le mélange entre la solution oxydante et la solution réductrice peut s'effectuer juste avant la formation de l'aérosol ou bien encore par fusion d'un aérosol produit à partir de la solution oxydante et d'un aérosol produit à partir de la solution réductrice, de préférence avant l'entrée en contact avec la surface du substrat. Suivant une deuxième méthode de projection, on projette successivement, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs aérosols, une ou plusieurs solutions de cation(s) métallique(s) («solution(s) oxydante(s)») puis une ou plusieurs solutions de réducteur(s) («solution(s) réductrice(s)»). En d'autres termes, la projection de la solution oxydo-réductrice est effectuée par projection(s) séparée(s), en alternance, d'une ou plusieurs solutions d'un ou plusieurs oxydants métalliques et d'une ou plusieurs solutions d'un ou plusieurs réducteurs. Suivant une troisième méthode de projection, on pulvérise sous forme d’aérosol une solution de métallisation, rendue métastable, contenant un mélange dudit au moins un métal sous forme de cation métallique («oxydant(s)») et dudit au moins un réducteur, puis, après projection sur la surface du substrat, on active la solution de métallisation de sorte que se déclenche la transformation du ou de(s) cation(s) métallique(s) en métal, de préférence par mise en contact avec un amorceur, avantageusement apporté par l'intermédiaire d'un ou plusieurs aérosols, avant, pendant ou après la projection de la solution de métallisation. L'amorçage ou l'activation de la réaction d’oxydoréduction est peut-être ensuite obtenu(e) par tout moyen physique (température, UV, etc.) ou chimique approprié.
De préférence, l’eau est choisie comme solvant pour la préparation de la (ou des) solution(s) de métallisation à projeter sous forme d’aérosol(s). La ou les concentrations en sel(s) métallique(s) de la (ou les) solution(s) oxydante(s) à projeter sont préférentiellement comprises entre 0,1 g/l et 100 g/l et de préférence encore comprise entre de 1 g/l et 60 g/l. Le cas échéant, la ou les concentrations en sel(s) métallique(s) de la ou des solution(s) mère(s) sont de préférence comprises entre 0,5 g/l et 500 g/l, ou bien le facteur de dilution de la (ou des) solution(s) mère(s) est préférentiellement compris entre 5 et 5 000. Avantageusement, selon la nature du métal du motif électro-conducteur 5 à obtenir, les sels métalliques sont choisis parmi le nitrate d'argent, le sulfate de nickel, le sulfate de cuivre, le chlorure d'étain, acide auro chlorique, chlorure de fer, chlorure de cobalt et leurs mélanges. La sélection du ou des réducteur(s) est faite, de préférence, parmi les composés suivants : les borohydrures, le diméthylaminoborane, l'hydrazine, l'hypophosphite de sodium, le formol, l'aluminohydrure de lithium, les sucres réducteurs comme les dérivés de glucose ou l'erythorbate de sodium, et leurs mélanges. La ou les concentrations en sel(s) métallique(s) de la (ou les) solution(s) réductrice(s) à projeter sont préférentiellement comprises entre 0,1 g/l à 100 g/l, et de préférence encore comprise entre 1 g/l et 60 g/l. Le cas échéant, la ou les concentrations en réducteur(s) de la ou des solution(s) mère(s) sont de préférence comprises entre 0,5 g/l à 250 g/l, ou bien le facteur de dilution de la ou des solution(s) mère(s) est préférentiellement compris entre 5 à 2 500.
Par exemple, un motif électro-conducteur 5 en argent Ag pur peut être obtenu par projection simultanée sous forme d’aérosol (première méthode de projection) d’une première solution de métallisation (solution oxydante) aqueuse à base de nitrate d’argent à une concentration de 2 g/l et présentant un pH > 9, et d’une deuxième solution de métallisation (solution réductrice) à base de glucose, pendant 80 s au moyen de pistolet HVLP réglés à une pression de pulvérisation inférieure à 2,5 bar.
Etape J d’élimination du revêtement de masquage temporaire
Le procédé comprend en outre une étape J d’élimination du revêtement de masquage temporaire, qui vise à ôter le revêtement de masquage temporaire présent sur le substrat 3, ainsi que l’éventuel dépôt métallique qui a pu se former sur le revêtement de masquage temporaire à l’issue de l’étape I de métallisation, et à «révéler» ainsi le ou les motif(s) électro-conducteur(s) 5 en métal.
De manière avantageuse, l’étape J est réalisée au moins partiellement par voie chimique, non mécanique, afin d’éliminer ledit revêtement de masquage temporaire de manière simple et propre, en limitant le risque de dégrader la finesse et la précision du (ou des) motif(s) électro-conducteur(s) 5 que l’on cherche à obtenir. Avantageusement, l'étape J d’élimination du revêtement de masquage temporaire est réalisée pendant l'étape I de métallisation, ou au moins en partie pendant l'étape I et après l'étape I, ou au moins en partie pendant et après l'étape I et en partie avant l'étape I. A ce titre, l'étape J d'élimination du revêtement de masquage temporaire comprend au moins (voire consiste essentiellement en) une opération de dissolution (au moins partielle) du revêtement de masquage temporaire par au moins un solvant contenu dans la ou l’une des solutions de métallisation mise(s) en œuvre au cours de l’étape I de métallisation. On entend ici par «dissolution par au moins un solvant», une désintégration, un délitement, une perte de cohésion, total(le) ou partiel(le) du revêtement de masquage temporaire, sous l’action d’un fluide particulier (un liquide, de préférence) choisi pour son caractère chimiquement agressif spécifique vis-à-vis du revêtement de masquage temporaire, de nature à permettre sa désintégration, sa désolidarisation et son évacuation de la surface du substrat. Il peut ainsi s’agir d’un mécanisme de dissolution dans un solvant au sens chimique strict, mais pas nécessairement.
De préférence, ledit revêtement de masquage temporaire est alcali-soluble (ou à tout le moins alcali-sensible) de manière à pouvoir être préférentiellement dissout par un solvant alcalin contenu dans la ou l’une des solutions de métallisation mise(s) en œuvre au cours de l’étape I. En pratique, la (ou l’une des) solution(s) de métallisation choisie(s) présente(nt) un pH fortement alcalin (typiquement supérieure à 9), de sorte que la ou les solution(s) de métallisation peu(vent) dissoudre le revêtement de masquage temporaire pendant l’étape I de métallisation. Ainsi, lors de la projection de la ou des solution(s) de métallisation sous forme d’aérosol(s), les zones non masquées du substrat sont métallisées, tandis que le revêtement de masquage temporaire est dissous et évacué dans les effluents, laissant ainsi apparaître le ou les motif(s) électro-conducteurs(s) en métal recherchés.
L'étape J peut éventuellement comprendre, préalablement à ladite opération de dissolution du revêtement de masquage temporaire, une opération d’insolation sous un rayonnement actinique (par exemple, sous de la lumière UV) et / ou une opération de traitement thermique du revêtement de masquage temporaire, afin de fragiliser le revêtement de masquage temporaire et / ou d’en faciliter la dissolution ultérieure. L'étape J peut éventuellement comprendre, après une telle opération de dissolution, une opération d’entraînement en phase liquide et / ou une opération d’entraînement mécanique par un gaz (de préférence, de l’air), afin notamment de faciliter l’évacuation du revêtement de masquage temporaire dissous et / ou d’éventuels débris non totalement dissous de ce dernier.
Etapes K et L de rinçage et de séchage de la surface du substrat métallisé
Après l’étape I de métallisation, le procédé comprendre de préférence une étape K de rinçage de la surface du substrat métallisé, pour évacuer d’éventuels résidus du revêtement de masquage temporaire. L’étape K de rinçage peut être réalisée par exemple par pulvérisation / projection d’un ou plusieurs liquide(s) de rinçage à l’aide d’un pistolet HVLP ou par trempage / immersion dans un ou plusieurs liquide(s) de rinçage. Ce dernier est de préférence de l’eau, et de préférence encore de l’eau déminéralisée, sauf éventuellement dans le cas où le (ou l’un des) liquide(s) de rinçage contient ou forme un solvant (autre que l’eau) de dissolution du revêtement de masquage temporaire, pour poursuivre si nécessaire l’étape J d’élimination du revêtement de masquage temporaire. En particulier, après un premier rinçage par pulvérisation d’eau, un rinçage complémentaire peut être réalisé par immersion dans un bain ou par pulvérisation de solutions contenant un solvant de type éthanol / isopropanol pour garantir une parfaite absence de résidus de revêtement de masquage temporaire et de dépôt métallique porté par ces derniers.
L’étape K de rinçage de la surface du substrat métallisé peut être suivie d’une étape L de séchage de la surface du substrat métallisé pour évacuer le liquide de rinçage. Un tel séchage peut typiquement être réalisé à température ambiante par soufflage d’un flux d’air comprimé, par exemple sous une pression de 5 bar, ou à l’aide d’un système de soufflage de type lame d’air.
Etape M optionnelle de traitement de finition de la surface du substrat métallisé
Avantageusement, il peut être prévu une étape M de traitement de finition de la surface du substrat métallisé consistant en la formation d’un revêtement supérieur diélectrique (revêtement de protection), tel qu’envisagé précédemment, qui recouvre au moins la surface supérieure 5B dudit au moins un motif électro-conducteur 5 porté par le substrat 3. Une telle étape de finition peut être typiquement réalisée par dépôt / application, par toute technique connue et adéquate, d’au moins une couche de finition d’un composition liquide durcissable et / ou réticulable (par exemple, par insolation UV ou par cuisson thermique) sur la surface du substrat portant le ou le(s) motif(s) électro-conducteur(s) 5. La composition liquide peut être une peinture ou un vernis, avantageusement choisi(e) par exemple parmi le groupe suivant : les alkydes, les polyuréthanes, les époxys, les vinyles, les acryliques et leurs mélanges. De préférence, la composition liquide est un vernis, éventuellement coloré / pigmenté, avantageusement choisi parmi les composés suivants : les époxys, les alkydes et les acryliques.
Etape N optionnelle d’assemblage d’éléments additionnels
Optionnellement, le procédé peut comprendre une étape N d’assemblage au substrat 3 ainsi pourvu d’un ou plusieurs motif(s) électro-conducteur(s) 5 en métal d’un plusieurs éléments additionnels, tel qu’un composant électrique ou électronique, et par exemple une puce électronique 8 ou un élément de connexion électrique 7. Avantageusement, une telle étape N d’assemblage peut être mise en œuvre à l’aide d’un ou plusieurs système(s) robotisé(s) de placement de composants montés en surface (CMS), communément appelés machines «pick-and-place» ou «P&P», un ou plusieurs bras robotisé(s). Une telle étape assemblage peut être avantageusement réalisée par brasage et / ou à l’aide d’un adhésif électro-conducteur, isotropique ou anisotropique, prenant par exemple la forme d’un film ou d’une pâte, et de toute nature chimique adéquate (silicone, époxy, acrylique, etc.). Si nécessaire, une opération de cuisson de l’adhésif électro-conducteur peut être mise en œuvre.
Claims (17)
- Composant (1) pour dispositif (2) électrique, radioélectrique ou électronique, comprenant un substrat (3) pourvu d’une surface diélectrique (4) portant au moins un motif électro-conducteur (5), ledit motif électro-conducteur (5) présentant une surface inférieure (5A) en contact avec ladite surface diélectrique (4) et une surface supérieure (5B) opposée, ledit composant (1) étant caractérisé en ce que ledit motif électro-conducteur (5) est en métal, la surface supérieure (5B) du motif électro-conducteur (5) présentant une rugosité Sa qui est inférieure ou égale à 500 nm, ledit motif électro-conducteur (5) présentant une épaisseur (e) comprise entre 10 nm et 500 nm.
- Composant (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la rugosité Sa de la surface supérieure (5B) du motif électro-conducteur (5) est inférieure ou égale à 300 nm, de préférence inférieure ou égale à 200 nm, de préférence inférieure ou égale à 100 nm, de préférence inférieure ou égale à 50 nm, de préférence inférieure ou égale à 20 nm, et de préférence encore inférieure ou égale à 15 nm.
- Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface inférieure (5A) du motif électro-conducteur (5) présente une rugosité Sa qui est inférieure ou égale à 500 nm.
- Composant (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la rugosité Sa de la surface inférieure (5A) du motif électro-conducteur (5) est inférieure ou égale à 300 nm, de préférence inférieure ou égale à 200 nm, de préférence inférieure ou égale à 100 nm, de préférence inférieure ou égale à 50 nm, de préférence inférieure ou égale à 20 nm, et de préférence encore inférieure ou égale à 15 nm.
- Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’épaisseur (e) du motif électro-conducteur (5) est inférieure ou égale à 400 nm, de préférence inférieure ou égale à 300 nm, et préférence encore inférieure ou égale à 200 nm.
- Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit métal est choisi parmi le groupe comprenant : l’argent Ag, le nickel Ni, l’or Au, le cuivre Cu, l’aluminium Al, le fer Fe et l’étain Sn et leurs alliages.
- Composant (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit motif électro-conducteur (5) est formé d’un métal élémentaire qui est l’argent Ag.
- Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le métal du motif électro-conducteur (5) est pur à plus de 90 %, de préférence à plus de 95 %, et de préférence encore à plus de 98 %.
- Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motif électro-conducteur (5) présente une résistance de feuille qui est inférieure ou égale à 800 mΩ/□, de préférence inférieure ou égale à 100 mΩ/□, et de préférence encore inférieure ou égale à 40 mΩ/□.
- Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit motif électro-conducteur (5) présente une résolution qui est inférieure ou égale à 100 µm, de préférence inférieure ou égale à 20 µm, de préférence inférieure ou égale à 1 µm.
- Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un élément de connexion électrique (7) solidarisé au substrat (3) en contact électrique avec ledit motif électro-conducteur (5).
- Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (3) est en matériau polymère, en matériau composite à matrice polymère, en papier, en verre, en textile, en cuir ou en matériau céramique.
- Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une surface du substrat (3) est recouverte d’un revêtement intermédiaire (6) formant ladite surface diélectrique (4) pourvue dudit motif électro-conducteur (5).
- Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit substrat (3) et ledit motif électro-conducteur (5) présentent une forme tridimensionnelle, ledit substrat (3) étant de préférence un substrat thermoformé.
- Dispositif (2) électrique, radioélectrique ou électronique comprenant un composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Dispositif (2) selon la revendication précédente, caractérisé en qu’il constitue un dispositif radioélectrique, ledit motif électro-conducteur (5) formant un élément rayonnant d’antenne radiofréquence.
- Dispositif (2) selon la revendication 15, caractérisé en ce qu’il constitue un capteur, ledit motif électro-conducteur (5) formant une électrode de capteur, par exemple une électrode de capteur capacitif ou résistif.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| FR2201909A FR3133266A1 (fr) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | Composant a motif(s) electro-conducteur(s) pour dispositif electrique, radioelectrique ou electronique, et dispositif comprenant un tel composant |
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|---|---|---|---|
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| FR2201909A Pending FR3133266A1 (fr) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | Composant a motif(s) electro-conducteur(s) pour dispositif electrique, radioelectrique ou electronique, et dispositif comprenant un tel composant |
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Citations (6)
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- 2022-03-04 FR FR2201909A patent/FR3133266A1/fr active Pending
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- 2023-03-03 WO PCT/FR2023/050291 patent/WO2023166272A1/fr unknown
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| F. LOWENHEIM: "Modern electroplating", 1974, JOHN WILEY & SONS, pages: 636 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023166272A1 (fr) | 2023-09-07 |
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