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WO 2005/002308 PCT/FR2004/001556
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Procédé de fabrication de pièces pour composants
électroniques passifs et pièces obtenues.
La présente invention concerne un procédé de
fabrication de pièces pour composants électroniques
passifs obtenus par découpage dans une bande stratifiée
constituée d'un empilage de bandes métalliques minces et
fragiles, et notamment de bandes métalliques minces en
alliage nanocristallin.
Les alliages nanocristallins et notamment les
alliages nanocristallins du type Fe Cu Nb B Si ou Fe Zr B
Si, ou d'autres types encore, sont bien connus. Ces
alliages qui ont d'excellentes propriétés magnétiques,
sont obtenus par traitement thermique de bandes d'alliage
amorphe obtenues par solidification utra-rapide d'un
métal liquide. Ces bandes, particulièrement adaptées à la
fabrication d'un noyau magnétique à perméabilité très
élevée notamment à basse fréquence, présentent cependant
l'inconvénient d'être extrêmement fragiles. Aussi, pour
fabriquer des noyaux magnétiques à l'aide de ces bandes
d'alliage nanocristallin, on a proposé d'enrouler des
.bandes d'alliages amorphes pour former des bobines, puis
d'effectuer des traitements thermiques sur ces bobines
pour conférer à l'alliage une structure nanocristalline.
On obtient ainsi des noyaux magnétiques qui ont
d'excellentes propriétés magnétiques, mais qui présentent
l'inconvénient de n'avoir qu'une forme possible qui est
celle d'une bobine.
Afin de fabriquer des noyaux magnétiques en alliage
nanocristallin ayant des formes différentes des bobines,
on a proposé de réaliser des bandes stratifiées
constituées d'un empilement de bandes d'un alliage
nanocristallin collées entre elles à l'aide d'une colle
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ou d'une résine, puis de découper ces bandes stratifiées
par des moyens mécaniques tel que le cisaillage ou par
laser, de façon à obtenir des noyaux ayant la forme
souhaitée. Mais cette technique présente un inconvénient,
car du' fait de la très grande fragilité des bandes en
alliage nanocristallin, le découpage mécanique ou par
laser risque d'engendrer à l'intérieur des bandes
nanocristallines des fissures qui détériorent
considérablement les propriétés magnétiques des noyaux
obtenus.
Afin de pouvoir manipuler plus facilement les rubans
nanocristallins extrêmement fragiles, on a proposé
notamment dans le brevet FR 2 788 455, une méthode pour
assembler les rubans nanocristallins avec des bandes
polymères, ce qui permet de les manipuler plus
facilement. Ces rubans nanocristallins associés à des
rubans polymères peuvent alors être empilés et gravés
pour fabriquer des noyaux magnétiques utilisables pour la
réalisation de composants magnétiques enterrés dans des
circuits imprimés ou pour la réalisation de composants
magnétiques nanocristallins discrets. Ce procédé qui
utilise la gravure chimique, présente l'avantage d'être
bien maîtrisé. Cependant, cette technique de fabrication
est lente et complexe. En effet, du fait de la présence
des bandes en matériaux polymères sur lesquels sont
collés des bandes nanocristallines, il est nécessaire de
graver chaque bande avant d'empiler les différentes
bandes pour obtenir un composant ayant les dimensions
souhaitées.
Le but de la présente invention est de remédier à
ces inconvénients en proposant un moyen pour fabriquer
des pièces pour composants électroniques passifs,
notamment des composants électroniques magnétiques,
constitués d'un empilement de bandes métalliques minces
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et fragiles, et en particulier de bandes en alliage nanocristallin, et ayant
des formes
très diverses.
A cet effet l'invention a pour objet un procédé de fabrication de pièces pour
composants électroniques passifs comprenant des étapes où:
- on fabrique une bande stratifiée constituée d'au moins un empilage d'une
bande métallique mince et fragile et d'une couche d'un matériau adhésif,
- on dispose sur une face de la bande stratifiée un cache en un matériau
résistant au sablage, comportant au moins une ouverture, l'ouverture du cache
ayant au moins une forme selon laquelle on veut graver la bande stratifiée, et
- on découpe dans la bande stratifiée au moins une desdites pièces, ladite
découpe étant effectuée par au moins une étape de gravure par sablage.
De préférence, la couche d'un matériau adhésif de
l'au moins un empilage est une couche d'un matériau
adhésif dur et fragile.
Le cache est par exemple une bande en acier
résistant à la gravure par sablage, ou une couche
élastique telle qu'une couche de peinture déposée par
sérigraphie, ou une couche de résine photosensible
élastique qu'on expose à des rayonnements et par exemple
à des rayons ultraviolets ou à des faisceaux d'électrons
à travers un masque comportant des découpes adaptées et
qu'on développe par immersion dans un bain.
La bande stratifiée peut être constituée d'au moins
deux empilages alternés de bandes métalliques minces et
de couches d'un matériau adhésif dur et fragile, les au
moins deux empilages alternés étant superposés et séparés
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par une couche adhérente dont au moins une partie de la
surface est constituée d'un matériau élastique résistant
à la gravure par sablage.
De préférence pour effectuer la gravure par sablage,
on colle la bande stratifiée sur une bande de support.
Après sablage, on peut séparer la bande stratifiée
découpée et la bande support.
Pour effectuer la gravure par sablage, on peut alors
placer la bande stratifiée disposée sur la bande support,
dans une enceinte de gravure par sablage comprenant au
moins une buse de sablage produisant un jet de particules
abrasives, on fait effectuer un mouvement relatif de la
bande stratifiée et de l'au moins une buse de sablage
afin de réaliser un balayage de la surface de la bande
stratifiée par le jet de particules abrasives.
Par ce procédé on peut graver sur la bande
stratifiée une pluralité de pièces pour composants
électroniques reliées entre elles par des points
d'accrochage, qu'on sépare.
Le matériau dur et fragile est par exemple une colle
époxy.
De préférence, les bandes métalliques minces sont
constituées d'un matériau pris parmi les alliages
suivants : alliages magnétiques nanocristallins, alliages
magnétiques fer-cobalt fragiles, fer-platine fragiles,
fer-silicium fragiles, fer-nickel fragiles , alliages
nickel-chrome fragiles, alliages de molybdène fragiles et
alliages de tungstène fragiles.
La bande support peut être une bande comportant une
couche en polymère et une couche en matériau conducteur
tel que le cuivre qui, en outre, peut comporter avant
découpage par sablage au moins un composant électronique
qu'on protège au moment de la découpe par sablage par une
couche en matériau élastique.
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L'invention concerne également une pièce susceptible
d'être obtenue par le procédé selon l'invention, qui est.
par exemple un noyau de composant électronique inductif
passif qui peut comporter un entrefer et qui peut
également comporter au moins deux parties d'épaisseurs
différentes.
La pièce peut aussi constituer une résistance
électrique ou une capacité électrique.
L'invention concerne aussi une plaque pour circuit imprimé, constituée d'une
couche en matériau conducteur et d'une couche en matériau polymère élastique
sur
laquelle est collée une pièce de composant électronique passif découpée dans
une
bande stratifiée, comprenant au moins un empilage d'une bande métallique mince
et fragile et d'une couche en matériau adhésif.
L'invention concerne en outre un procédé de
fabrication d'un composant électronique passif inductif
du type comprenant une pièce découpée dans une bande
stratifiée constituée d'un empilement de bandes
métalliques minces en un alliage magnétique, dans lequel
on fabrique ladite pièce par le procédé selon
l'invention, et on réalise au moins un bobinage et
l'enrobage du composant par un matériau de protection.
Lorsque le composant électronique passif est
capacitif ou résistif, le composant comprend une pièce
découpée dans une bande stratifiée constituée d'un
empilement de bandes métalliques minces et des moyens de
connexion électrique. Dans ce cas, on réalise en outre
les moyens de connexion et l'enrobage du composant par un
matériau de protection.
L'invention concerne enfin un procédé de fabrication
d'un circuit imprimé comprenant au moins un composant
électronique passif comportant au moins une pièce
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constituée d'un matériau métallique stratifié selon
lequel on empile et on fait adhérer par collage au moins
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une plaque constituée d'une couche en matériau conducteur
et d'une couche en matériau polymère élastique sur
laquelle est collée une pièce obtenue par découpe par
sablage, et au moins une plaque comprenant une couche en
matériau polymère.
Le procédé de découpage par sablage d'une bande
stratifiée constitué d'un empilement alterné de bande en
matériau métallique magnétique très fragile et de couches
de polymère, a l'avantage de permettre d'obtenir des
pièces magnétiques de forme très diverses exemptes de
fissure, et donc, ayant de très bonnes propriétés
magnétiques.
Ce procédé permet également de fabriquer des pièces
de faible épaisseur qu'il n'est pas possible de fabriquer
par des techniques connues. En particulier, il permet de
fabriquer des tores dont le rapport du diamètre à
l'épaisseur est très grand. Il s'agit notamment de tores
d'épaisseur inférieure à 1 mm, et par exemple des tores
d'épaisseur voisine de 1 mm et de diamètre supérieur à 10
mm, ou des tores d'épaisseur comprise entre 20 m et 200
m et de diamètre pouvant aller de 1 à quelques
millimètres.
L'invention va maintenant être décrite de façon plus
précise mais non limitative en regard des figures
annexées, lesquelles :
- la figure lA représente de façon schématique un
empilement de bandes nanocristallines collées par une
colle dure et fragile, disposées sur une bande support et
sur lequel est disposé un masque.
- la figure 1B représente l'empilement précédent après
sablage.
- la figure 2A représente une bande stratifiée selon la
figure 2A constituée de bandes nanocristallines empilées
et collées, dans laquelle une couche de colle est
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constituée d'une colle élastique.
- la figure 2B représente une bande stratifiée selon la
figure 2A constituée de bandes nanocristallines empilées
et collées, dont une couche de colle est constituée d'une
colle élastique, après sablage.
- la figure 3A représente une bande stratifiée selon la
figure 2A constituée de bandes nanocristallines empilées
et collées entre elles, dont une couche de colle est
partiellement constituée d'une colle élastique. La bande
stratifiée est posée sur un support et sur la bande est
disposé un cache.
- la figure 3B représente la bande de la figure
précédente après sablage.
- la figure 4 représente un assemblage constitué d'une
bande support, d'une bande stratifiée constituée de
bandes nanocristallines collées et d'un cache.
- la figure 5 représente la pièce obtenue après sablage.
- la figure 6 est une représentation schématique du
procédé de fabrication d'une pièce pour composant
magnétique découpée par sablage dans une bande stratifiée
comprenant des bandes nanocristallines.
- les figures 7A et 7B, représentent de façon schématique
la fabrication d'un circuit imprimé comportant un noyau
magnétique obtenu par découpe d'un matériau
nanocristallin.
Le principe général de l'invention consiste à
fabriquer des pièces pour composants électroniques
passifs, et en particulier des composants électroniques
passifs magnétiques tels que des inductances ou des
noyaux magnétiques, obtenus par découpe par sablage de
bandes stratifiées constituées d'un empilement alterné de
bandes métalliques fragiles et de couches d'un matériau
adhésif dur et fragile. Le matériau métallique fragile a
des propriétés magnétiques adaptées à la fabrication de
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composants électroniques magnétiques. Ce matériau est
notamment un matériau magnétique nanocristallin de type
Fe-Cu-Nb-B-Si ou Fe-Zr-B-Si par exemple. De tels
matériaux sont décrits par exemple dans le brevet
européen EP 0 271 657 ou dans le brevet européen EP 0 299
498. Ce matériau nanocristallin, connu en lui-même, est
obtenu par traitement thermique d'une bande amorphe
obtenue par solidification ultra-rapide d'un alliage
métallique liquide. Une telle bande mince a une épaisseur
comprise entre quelques microns et quelques dizaines de
microns, notamment entre 5 à 50 microns, et en général de
l'ordre de 20 microns. Le matériau adhésif dur et
fragile, est un matériau polymère et par exemple une
colle qui est soit naturellement dure et fragile, soit
qui est rendue dure et fragile par un traitement
thermique adapté. Ces matériaux, appelés généralement
thermodurcissables, sont notamment les polyesters
insaturés, les époxydes, les phénoliques et les
polyimides.
Dans un mode de réalisation de la bande stratifiée,
représenté à la figure lA, la bande stratifiée repérée
généralement par 1 est homogène. Elle est constituée de
bandes métalliques minces 2 identiques, et de couches
intermédiaires de matériau adhésif dur et fragile 3
identiques. Sur la figure lA, la bande stratifiée 1 est
collée sur une bande support 5, et un cache 4 est disposé
sur sa face supérieure.
Dans un deuxième mode de réalisation représenté à la
figure 2A, la bande stratifiée repérée généralement par
10, est constituée d'une première couche stratifiée 11
homogène, constituée d'un empilement de bandes
métalliques minces identiques 21 séparées par des couches
de matériau adhésif dur et fragile 31 et d'une deuxième
couche stratifiée 12 constituée d'un empilement de bandes
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métalliques minces 22 séparées par des couches 32 de
matériau adhésif dur et fragile. Les deux couches
stratifiées sont séparées par une couche intermédiaire 33
d'un matériau adhésif élastique. Dans ce mode de
réalisation la couche intermédiaire élastique 33 s'étend
sur toute la surface 2 la bande stratifiée. La bande
stratifiée ainsi obtenue est hétérogène. Comme dans le
cas précédent, on a représenté sur la figure un cache 40
et une bande de support 50.
Dans un troisième mode de réalisation représenté à
la figure 3A, la bande stratifiée hétérogène repérée
généralement par 100, est constituée comme dans le cas
précédent par une première couche stratifiée 110
constituée d'un empilement de bandes métalliques minces
210 séparées par des couches 310 de matériau adhésif dur
et fragile et d'une deuxième couche 120 stratifiée,
constituée d'un empilement de bandes métalliques minces
220 séparées par des couches de matériau adhésif dur et
fragile 320, les deux couches stratifiées 110 et 120
étant séparées par une couche intermédiaire 330, dont une
partie 331 est constituée d'un matériau dur et fragile,
et une autre partie 332 est constituée d'un matériau
élastique adhésif. Sur la figure on a également
représenté une bande support 500 et un cache 400.
D'autres modes de réalisations de bandes stratifiées
hétérogènes sont envisageables dans lesquels plusieurs
couches stratifiées constituées de bandes métalliques
minces rendues adhérentes par des couches de matériau dur
et fragile, sont séparés par des couches intermédiaires
constituées partiellement ou totalement d'un matériau
élastique. Lorsque les couches intermédiaires ne sont
constituées que partiellement de matériau élastique, les
parties qui ne sont pas constituées de matériau élastique
sont constituées de matériau adhésif dur et fragile.
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La bande stratifiée homogène ou hétérogène, peut
être fabriquée par tout procédé adapté, et en particulier
par les procédés décrits dans la demande de brevet
français FR 2 788 455.
5 A titre d'exemple, et pour fabriquer une bande
stratifiée homogène, on peut procéder de la façon
suivante : en faisant dérouler simultanément d'une part
une bobine d'une bande en matériau polymère adhésif
souple et résistant et une bobine d'une bande en matériau
10 métallique mince et fragile d'un matériau nanocristallin,
on encolle la bande en matériau métallique mince sur la
bande en matériau polymère adhésif, souple et résistant.
Puis on réalise une pluralité de bandes ainsi constituées
d'une couche de matériau polymère souple et résistant et
d'une couche adhérente en matériau métallique mince. Puis
on empile une pluralité de ces bandes stratifiées de
façon à constituer une bande composite stratifiée
comportant des bandes métalliques minces séparées par des
couches de matériau polymère adhésif, souple et
résilient. On soumet alors la bande stratifiée ainsi
constituée à un traitement thermique destiné à rendre
dures et fragiles les couches de matériau polymère
adhésives.
On peut également procéder de la façon suivante : on
réalise une première bande stratifiée en encollant une
bande métallique mince sur une bande en matériau polymère
adhésif souple et résistant. Puis' on enduit la surface
métallique mince d'une couche d'une colle qui sera dure
et fragile après séchage, telle que par exemple une colle
époxy. Puis on dispose sur cette couche de colle une
bande métallique mince, qu'on fait adhérer. Puis on
enduit la surface métallique, d'une couche de colle qui
deviendra dure et fragile après séchage, et on dispose
sur cette couche de colle une nouvelle bande métallique
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mince que l'on fait adhérer. Et on continue le processus
jusqu'à obtenir une bande stratifiée de l'épaisseur
voulue.
Si on souhaite réaliser une bande stratifiée
composite hétérogène, on réalise tout d'abord par l'un ou
l'autre des procédés qui viennent d'être décrits, une
bande stratifiée de l'épaisseur voulue, puis on encolle à
la surface de cette bande stratifiée par exemple par
sérigraphie une bande ayant les caractéristiques
souhaitées, c'est à dire soit une bande qui est
entièrement élastique, soit une bande composite
constituée d'une partie élastique et d'une partie
susceptible de devenir dure et fragile. Puis on dispose
sur cette couche intermédiaire une deuxième bande
stratifiée réalisée par l'un ou l'autre des procédés
décrits précédemment. Eventuellement on reproduit
l'opération le nombre de fois souhaité.
Les bandes stratifiées qui viennent d'être décrites
comportent un empilement d'une pluralité de bandes
métalliques minces. Mais le procédé est adapté également
à des bandes stratifiées ne comportant qu'une couche
métallique mince adhérent à une couche polymère.
Avant de réaliser la découpe par sablage, on dispose
sur la face de la bande stratifiée destinée à recevoir
des jets de sable, un cache 4, 40, 400, ou un masque en
un matériau résistant au sablage et comportant des
ouvertures 7, 70, 700 ayant les formes correspondant aux
formes selon lesquelles on veut découper la bande
stratifiée.
Le cache peut être réalisé de plusieurs façons.
Dans un premier mode de réalisation, le cache est
une bande métallique suffisamment épaisse, par exemple en
acier résistant au sablage, et comportant des découpes
ayant les formes suivant lesquelles on veut découper la
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bande stratifiée.
Dans un autre mode de réalisation, le cache peut
être constitué d'une bande en un matériau polymère
élastique comportant également des découpes adaptées. Le
matériau doit être élastique de façon à pouvoir résister
au sablage.
Dans un troisième mode de réalisation, le cache est
réalisé en déposant sur la surface de la bande stratifiée
une couche de peinture élastique résistant au sablage
selon des motifs qui correspondent aux motifs selon
lesquels on veut découper la bande stratifiée. Cette
couche de peinture est par exemple déposée par
sérigraphie.
On peut également déposer sur la bande stratifiée,
une couche en résine photosensible qu'on expose à des
rayonnements tels que des rayons ultraviolets ou à un
faisceaux d'électrons à travers un masque de forme
adaptée et qu'on développe dans un bain qui dissout les
parties non irradiées.
Lorsque le cache est un cache du type "cache de
contact", c'est à dire constitué d'une plaque comportant
des ouvertures, il n'est pas possible de réaliser des
pièces déconnectées les unes des autres juste après
sablage. En revanche, lorsque le cache est constitué, par
exemple, d'une couche de résine photosensible, il est
possible de réaliser des pièces déconnectées les unes des
autres et en particulier des petits tores disposés à
l'intérieur des tores de plus grand diamètre.
Ces modes de réalisations des caches sont des modes
de réalisations connus en eux-mêmes par l'homme du
métier.
Afin de pouvoir être manipulée plus facilement, la
bande stratifiée 1, 10 ou 100, peut être disposée sur une
bande support 5, 50 ou 500 ou sur une plaque support,
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constituée d'un matériau ayant une bonne tenue mécanique
et résistant au sablage. La bande stratifiée peut être
collée sur cette bande support soit par une colle
soluble, soit par une colle résistante. La bande support
peut, selon les applications envisagées, être constituée
soit d'un matériau métallique résistant tel qu'un acier,
soit d'un matériau polymère élastique, soit encore d'un
matériau polymère comportant sur sa face inférieure une
couche métallique conductrice d'électricité telle qu'une
couche de cuivre.
Comme représenté à la figure 6, pour réaliser la
gravure par sablage, on fait défiler dans une enceinte de
sablage 80 l'ensemble constitué par la bande stratifiée
1, le cache 4, et éventuellement la bande support 5, sous
des buses de sablage 81 qui projettent sur la surface
supérieure, c'est à dire sur la surface qui comporte le
cache, des jets 82 de particules abrasives ou sable
abrasif. Ces particules abrasives sont par exemple des
particules d'alumine ou de silice. Au droit des
ouvertures 7, du cache, le sable abrasif abrase la bande
stratifiée jusqu'à atteindre une couche résistante à
l'abrasion. Cette abrasion de la bande stratifiée assure
la gravure et la découpe des pièces 6. Ce procédé décrit
pour une bande stratifiée conforme à la figure 11,
s'applique de la même façon aux bandes correspondant aux
autre modes de réalisation d'une bande stratifiée.
L'enceinte de sablage peut comporter une pluralité
de buses qui assurent une projection de particules
abrasives sur une pluralité de zones. Cependant, les
zones ne recouvrent pas nécessairement toute la surface à
sabler. Aussi, pour assurer un sablage de l'ensemble de
la surface à sabler, on peut réaliser un balayage de
cette surface par des mouvements relatifs de buses de
sablage et de la bande à sabler. Ces mouvements relatifs
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peuvent être réalisés par exemple par un mouvement
alterné des buses dans une direction perpendiculaire à
l'axe de la bande à sabler et par un mouvement de la
bande à sabler dans une direction parallèle à son axe.
Lorsque le support est une plaque support, celui-ci peut
être disposé sur une platine animée par deux mouvements
selon des directions perpendiculaires entre elles,
parallèle à la surface de la plaque.
Lorsque la bande stratifiée 1 est une bande
stratifiée homogène comme représentée à la figure lA, le
jet de sable qui passe à travers les ouvertures 7
laissées libres par le masque 4 abrasent la bande sur
toute son épaisseur jusqu'à atteindre la bande support 5.
On obtient ainsi plusieurs pièces distinctes 6 et 6'
représentées à la figure 1B, dont l'épaisseur est
constante et égale à l'épaisseur de la bande stratifiée.
Lorsque la bande stratifiée, est une bande
stratifiée composite 10 telle que représentée à la figure
2A comportant une couche intermédiaire 33 continue, les
jets de sable pénètrent par les espaces 70 laissés libres
par le masque 40, abrasent la couche stratifiée
supérieure 11 de la bande stratifiée, jusqu'à atteindre
la couche intermédiaire 33 en matériau élastique. On
obtient ainsi une bande représentée à la figure 2B
constituée d'une première couche stratifiée 60 sur
laquelle sont disposés des éléments stratifiés 61,
séparés par des espaces vides. On obtient ainsi une bande
stratifiée dont l'épaisseur n'est pas constante. Cette
bande stratifiée peut être par exemple une bande sur
laquelle on a gravé des bandes parallèles qui peuvent
constituer un réseau de diffraction pour des ondes
électromagnétiques.
Lorsque la bande stratifiée est une bande stratifiée
composite 100, telle que représentée à la figure 3A, dont
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la couche intermédiaire 330, est une couche intermédiaire
partiellement élastique et partiellement fragile, les
zones 700 laissées libres par le masque aux droits de la
couche intermédiaire élastique 332 ne sont gravées que
5 jusqu'à la couche intermédiaire élastique 332 tandis que
les zones 710 laissées libres par le masque aux droits
des zones de la couche intermédiaire 331 qui sont dures
et fragiles, la gravure s'effectue jusqu'à la couche
support 500. On obtient ainsi des pièces magnétiques 600,
10 représentées à la figure 3B, qui peuvent avoir des
parties 610, 620 d'épaisseurs différentes.
Un exemple de mise en oeuvre du procédé pour réaliser
des tores nanocristallins stratifiés est représenté à la
figure 4 et à la figure 5. Une bande stratifiée 13
15 constituée d'un empilement de bandes stratifiées
nanocristallines encollées est disposée sur une bande
support 15 et collée sur cette bande à l'aide d'une colle
soluble. Sur la face supérieure de la bande stratifiée 13
est disposé un cache 14 comportant des découpes 17 qui
délimitent des tores 18A, 18B, 18C et 18D de tailles
diverses, ces tores 18A, 18B, 18C et 18D sont reliés par
des points d'attache 19A, 19B, 19C et 19D aux parties
restantes du cache 14. Cet empilage est sablé afin d'être
gravé. Au cours du sablage les parties de la bande 13 qui
sont aux droits des ouvertures 17 sont abrasés
complètement jusqu'à ce que le sable atteigne la couche
support 15. Après sablage le cache 14 est enlevé. On
obtient ainsi une bande stratifiée découpée adhérente à
la bande support 15. Les découpes de la bande stratifiée
délimitent des pièces 16A, 16B, 16C et 16D qui sont des
tores en forme de rondelles et qui restent attachés à une
partie périphérique de la bande stratifiée par
l'intermédiaire de points d'attache. La bande stratifiée
découpée 13 est alors nettoyée, éventuellement revêtue
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d'un polymère de protection et séparée de la bande
support 5. On obtient ainsi une bande stratifiée découpée
13' représentée à la figure 5. On sépare alors les pièces
16A, 16B, 16C et 16D de la bande stratifiée découpée de
la bande 13', éventuellement par sablage, et on obtient
ainsi une pluralité de tores qui constituent des pièces
pour composants électroniques magnétiques discrets. Les
tores ainsi obtenus peuvent avoir des dimensions très
diverses pouvant aller de quelques millimètres de
diamètre voire un millimètre de diamètre jusqu'à
plusieurs millimètres de diamètre, avec des épaisseurs
qui vont de quelques dizaines de microns à quelques
centaines de microns, voire plus en fonction du nombre de
couches de bandes nanocristallines qui ont été empilées
pour réaliser la bande stratifiée. Ces tores ainsi
obtenus peuvent alors être enrobés puis bobinés de façon
à fabriquer des composants électroniques magnétiques
passifs, tels que des inductances, des transformateurs,
des rotors ou des stators de micromoteurs, ou encore tout
autre composant du type magnétique. En outre, le procédé
permet de fabriquer des tores comportant un entrefer.
Pour cela, il suffit de prévoir une coupe radiale
suffisamment fine, par exemple de l'ordre de 1/10 mm de
large ou moins.
Comme on l'a indiqué précédemment, lorsque la bande
stratifiée est une bande stratifiée hétérogène comportant
une couche intermédiaire en un matériau totalement ou
partiellement élastique, on obtient des pièces
magnétiques qui ont des zones de forte épaisseur et des
zones de faible épaisseur. Ces pièces peuvent avoir des
formes diverses qui correspondent à des applications
particulières que l'homme du métier sait déterminer.
Comme dans le cas précédent, après sablage, on nettoie la
bande stratifiée prédécoupée, puis on sépare les
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différentes pièces élémentaires et on les conditionne de
façon à pouvoir les utiliser ultérieurement comme pièces
incorporées dans des composants électroniques. Ces
composants sont par exemple des inductances, des
transformateurs, des filtres, des antennes, des rotors ou
des stators de micromoteurs pour montres.
Le procédé tel qu'il vient d'être décrit permet de
fabriquer des composants électroniques discrets. Mais il
permet également de fabriquer des composants
électroniques incorporés dans des circuits imprimés.
Pour réaliser des composants électroniques
magnétiques incorporés dans des circuits imprimés, on
peut procéder de plusieurs façons. On peut notamment,
disposer la bande stratifiée constituée de bandes
nanocristallines empilées, sur une plaque support
constituée d'une part d'une couche en matériau polymère
susceptible de devenir l'une des couches d'un circuit
imprimé, cette couche polymère étant revêtue sur sa face
inférieure d'une couche de cuivre qui peut être gravée
par gravure chimique pour former des éléments conducteurs
comme on le fait de façon connue en elle-même dans la
fabrication des circuits imprimés. La bande stratifiée
est collée sur la plaque support par l'intermédiaire
d'une colle protectrice élastique de sorte que le sablage
qui découpe la pièce dans la bande stratifiée ne découpe
pas la plaque polymère support. Après découpe de la bande
stratifiée pour former une pièce de composant
électronique inductif passif, on nettoie l'ensemble mais
on ne décolle pas de la plaque support la pièce obtenue.
Au contraire, on laisse cette pièce sur la plaque
support. Comme représenté à la figure 7A, on obtient une
plaque 51 sur laquelle est collée une pièce de composant
électronique inductif 54 en forme de tore. La plaque 51
comprend une couche 52 en matériau polymère sur laquelle
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est collée la pièce de composant électronique 54, et une
couche inférieure 53 de cuivre. A l'aide d'une colle
suffisamment fluide pour remplir toutes les cavités sans
laisser de bulles, on colle alors sur la face supérieure
de la plaque munie de sa pièce 54, une deuxième plaque 55
constituée d'une couche en matériau polymère 56 et d'une
couche supérieure 57 en matériau conducteur tel que du
cuivre. Les couches de cuivre 53 et 57 sont alors gravées
par gravure chimique de façon à former des conducteurs 58
disposés radialement par rapport au tore 54 qui est
inclus entre les deux couches extérieures 51 et 55 du
circuit imprimé représenté à la figure 7B. Les
conducteurs 58 de la face supérieure et de la face
inférieure sont reliés par des passages conducteurs 59
constitués de trous dont les parois sont revêtues d'un
matériau conducteur, de façon â former des enroulements.
On obtient ainsi un circuit imprimé comportant une
inductance ou un transformateur intégré. La technique de
fabrication des conducteurs est une technique connue en
elle-même dans la fabrication des circuits imprimés. A
noter que la gravure des conducteurs dans les couches de
cuivre peut être fait non pas après assemblage des
plaques constituant le circuit-imprimé, mais avant cette
opération. L'ordre dans lequel sont faites ces opérations
n'est qu'une question de commodité de fabrication.
Dans un mode de réalisation particulier, et afin
d'éviter des sur-épaisseurs entre la couche supérieure et
la couche inférieure du circuit imprimé, on peut procéder
en déposant sur la couche inférieure du circuit imprimé
une seule couche nanocristalline, puis réaliser une
pluralité de couches intermédiaires constituées d'un
polymère compatible avec la fabrication de circuits
imprimés sur lesquelles on dispose une couche
nanocristalline qu'on grave par sablage, et on empile une
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pluralité de couches intermédiaires de façon à ce que les
tores des couches intermédiaires se situent en regard les
uns des autres. Puis on recouvre le tout par une couche
de matériau polymère comportant une couche de cuivre, et
on réalise les connexions par gravure chimique et le
perçage des trous dont les parois sont revêtues de
matériau conducteur. On peut également percer les trous
d'abord et revêtir leurs parois d'un matériau conducteur,
puis graver les connexions.
On peut également procéder en réalisant sur une
plaque support un circuit magnétique tel qu'un tore ayant
une épaisseur relativement importante de quelques
dixièmes de millimètres ou d'un millimètre ou plus, puis
disposer sur cette première plaque support des couches en
matériau polymère dans lesquelles on aura prévu un
évidement ayant la forme du tore qui viendra s'encastrer
autour du tore, remplir les interstices autour du tore
avec une résine suffisamment fluide pour ne pas laisser
de bulles, puis recouvrir le tout d'une couche
superficielle en matériau polymère revêtue d'une couche
cuivre sur laquelle on pourra graver des connexions.
Dans ce procédé de fabrication, la couche support
sur laquelle on a déposé la bande stratifiée destinée à
être découpée peut comporter préalablement des circuits
électroniques qui doivent être protégés lors de
l'opération de sablage. Pour cela préalablement au
sablage on dispose sur la couche support une couche de
protection en un matériau élastique résistant au sablage.
Par ce procédé on peut fabriquer des circuits
imprimés comportant des circuits magnétiques incorporés
dans l'épaisseur du circuit imprimé. Cette technique peut
également être appliquée à la fabrication de cartes
électroniques, par exemple de cartes à puce, dans
lesquelles on peut incorporer un circuit magnétique
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inductif tel qu'une self ou qu'un transformateur. On peut
également incorporer des circuits magnétiques qui peuvent
servir d'antenne ou tout autre type de circuit magnétique
que l'homme du métier saura déterminer.
5 On notera que les plaques supports en matériau
polymère peuvent être des plaques composites constituées
d'un matériau tissé et imprégné de résine utilisé
habituellement dans la fabrication de circuits imprimés.
L'invention telle qu'elle vient d'être décrite est
10 également applicable à la fabrication de composants
électroniques passifs constitués de matériaux autres que
des matériaux nanocristallins, pourvu que ces matériaux
soient des matériaux métalliques qui se présentent sous
forme de bandes minces, dures et fragiles, c'est à dire
15 susceptibles d'être gravé par sablage. Ces matériaux sont
par exemple des matériaux tels que certains alliages
fer-cobalt, fer-platine, fer-silicium, fer-nickel,
certains alliages du type nickel-chrome ou certains
alliages de molybdène ou certains alliages de tungstène.
20 L'homme du métier connaît ces alliages.
Les composants électroniques passifs obtenus par ce
procédé peuvent également être des composants
électroniques du type capacitif ou du type résistif. Pour
obtenir de tels composants, il suffit d'ajouter des
connexions aux faces métalliques des pièces obtenues. A
titre d'exemple, pour réaliser un composant capacitif, il
suffit de réaliser une connexion sur une couche
métallique et une connexion sur une autre couche
métallique, les deux couches métalliques étant séparées
par au moins une couche isolante ayant des propriétés
diélectriques adaptées. Pour obtenir un composant
résistif, il suffit de créer deux connexions électriques
sur une même couche métallique.
Dans le procédé tel qu'il vient d'être décrit, on a
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prévu une seule opération de sablage, mais pour réaliser
certaines géométries, ou pour des raisons de
productivité, il peut être utile de réaliser la découpe
par plusieurs opérations de sablage successives réalisées
avec des masques différents. Un procédé de fabrication
qui comporte une pluralité d'opérations de sablage
successives fait également partie de l'invention.
Enfin, le procédé peut s'appliquer à la découpe de
pièces dans des bandes stratifiées comprenant une seule
bande métallique mince et fragile ou une bande métallique
mince et fragile collée sur une bande polymère élastique
et résistant au sablage, laquelle bande polymère
élastique peut être collée sur une bande stratifiée
comprenant une ou plusieurs bandes métalliques minces et
fragiles et éventuellement une ou plusieurs couches d'un
matériau adhésif dur et fragile.
