Matériaux
Circuits hybrides - Fabrication

1.1 Substrats

La fabrication des alumines pour les besoins des circuits hybrides, que ce soit pour la réalisation d’un substrat de base ou d’un substrat multicouche, fait appel aux mêmes procédés.

Le procédé commence par la formulation d’une barbotine comprenant :

• la poudre d’alumine calcinée, la plus fine possible ;

• les liants et plastifiants ;

• les agents mouillants et dispersants ;

• des solvants.

Cette barbotine est broyée dans des broyeurs à galets de manière à assurer l’homogénéité du mélange et sa calibration.

La barbotine est ensuite mise dans des réservoirs sous pression pour l’alimentation des machines d’épandage ; elle est coulée sur une bande en acier inoxydable ou en polyester. L’ensemble avance, en continu, dans un tunnel chauffé et ventilé. La calibration en épaisseur est assurée par une raclette à réglage micrométrique. La pression est maintenue constante de manière à obtenir une bande homogène. En sortie du tunnel, la bande est enroulée sur des bobines.

Les paramètres essentiels sont :

• le choix de la formulation, en particulier au niveau des plastifiants et agents mouillants ;

• la compatibilité des solvants avec le support utilisé ;

• la précision mécanique de l’ensemble au niveau calibration en épaisseur et vitesse de défilement ;

• l’efficacité et la régularité de la ventilation et du séchage.

La bande obtenue peut être découpée ou prédécoupée par poinçonnage.

Les substrats sont ensuite cuits à une température comprise entre 1 550 et 1 650 ^oC. La méthode de cuisson dépend principalement des équipements utilisés : four à chambre ou à défilement, cuisson plus ou moins rapide. À cette température se produit le frittage des oxydes, c’est-à-dire le soudage des grains les uns aux autres, pratiquement sans apparition de phase liquide. La céramique est alors considérée comme un solide polycristallin ayant atteint une densité voisine de la densité théorique et par conséquent sans porosités ouvertes et peu de porosités fermées. Il faut noter le phénomène de retrait du matériau qui peut atteindre 15 à 25 % et qui doit...