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Des méthodes innovantes pour imprimer des circuits multicouches

Les technologies numériques modernes requièrent un traitement rapide des signaux afin d'accélérer les taux de transfert de données. En conséquence, les recherches entreprises dans le domaine de la micro-électronique ont pour objectifs d'aboutir à un guidage rapide des signaux ainsi qu'à une réduction des manifestations parasites et des temps de commutation. Le but est clair; il s'agit d'aboutir à une complexité et une miniaturisation grandissante et de réaliser de manière économique des structures de circuits hautement intégrées, à même d'atteindre des taux de transfert de données de l'ordre du gigabit dans le traitement électronique.

Technologies industrielles

Le traitement des couches épaisses s'est avéré être le processus principal le plus efficace pour produire des circuits intégrés imprimés. De nouvelles technologies comme le module multipuce (MCM) nécessitent à présent la présence d'un nombre beaucoup plus grand d'interconnexions sur la puce. Dès lors, il devient nécessaire d'employer une technique de fabrication permettant l'impression en masse et à un coût relativement faible de couches épaisses de haute densité. Un groupe d'industries et de PME du secteur de la micro-électronique est parvenu à fournir une méthode d'impression sérigraphique micro-électronique utilisant des écrans en métal gravé. La sérigraphie est une méthode de fabrication de circuits à la fois rentable, économique et fiable. La miniaturisation à l'aide de la technique de sérigraphie est limitée par la nature périodique de l'écran de toile. La technique proposée par le projet en cours remplace la toile par une feuille d'acier inoxydable. Les ouvertures du maillage sont réalisées en gravant des perforations d'alimentation. Des circuits multicouches sérigraphiés dotés de lignes et d'espaces de 50 micromètres (μm) ont été fabriqués. Le dessin des perforations est précisément reproduit sur le film à l'aide de la conception assistée par ordinateur (CAO). Le projet a également permis de développer une pâte et une machine à imprimer pour obtenir une résolution et un positionnement optimaux. La pâte est tout particulièrement développée pour être utilisée avec des écrans en métal gravé et présente des caractéristiques d'impression et de liaison excellentes ainsi qu'un pouvoir adhésif de longue durée. Une conception avancée de la machine d'impression permet d'effectuer un positionnement couche contre couche et print-to-print avec un degré de précision de 15 μm. Ces avancées permettent de dépasser les limites de la sérigraphie sur toile classique en matière de micro-électronique des couches épaisses. L'écran est remplacé par une feuille métallique sur laquelle est gravé un motif de perforations d'alimentation. Outre le développement d'une imprimante de grande précision et d'une pâte d'impression pour lignes ultra fines, un système destiné à imprimer des espaces et des lignes de couches épaisses de 50 μm est en cours de test. Disponible en démonstration, il est protégé par des brevets. Le système a été utilisé avec succès pour produire deux circuits différents composés de modules multipuce multicouches. Le marché des modules multipuce multicouches devrait approximativement représenter 1 milliard d'UCE par an. D'après les estimations réalisées, la méthode de production précédemment évoquée devrait représenter au moins 75% de ce marché.

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