Procedimiento para formar motivos eléctricamente conductores sobre un sustrato aislante, y dispositivo obtenido.

Procedimiento que permite realizar motivos eléctricamente conductores (7) sobre una superficie

(6) de un sustrato eléctricamente aislante (5), procedimiento según el cual:

- se recubre uniformemente dicha superficie (6) con una capa de un material eléctricamente conductor (9); - sobre dicha capa de material eléctricamente conductor (9), se forma, por proyección 5de un chorro de material protector polimerizable bajo la acción de radiaciones, un modelo (10) de dichos motivos eléctricamente conductores (7), estando dotado dicho modelo (10) de aberturas (10.8) correspondientes a dichas porciones de dicha capa de material eléctricamente conductor (9) que se han de eliminar;

- se procede a la eliminación selectiva de las porciones de dicha capa de material eléctricamente conductor (9) que no corresponden a zonas que deban formar dichos motivos (7), a través de dichas aberturas (10.8) del modelo (10) rigidizado, quedando protegidas por dicho modelo (10) rigidizado, durante dicha eliminación selectiva, las zonas de dicha capa de material eléctricamente conductor (9) correspondientes a dichos motivos (7), caracterizado porque, para la formación y la rigidización de dicho modelo (10) sobre dicha capa de material eléctricamente conductor (9), se utiliza un cabezal móvil de impresión por chorro y una fuente móvil de radiaciones de polimerización a los cuales se desplaza de manera solidaria con relación a dicha capa de material eléctricamente conductor (9) para cubrir todas las zonas de la misma que deban formar dichos motivos eléctricamente conductores (7), realizándose así la polimerización del material protector constitutivo de dicho modelo (10) a la par de la formación del mismo sobre dicha capa de material eléctricamente conductor (9).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2006/000374.

Solicitante: ASTRIUM SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 6, RUE LAURENT PICHAT 75016 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: DESAGULIER, CHRISTIAN, LACOMBE, ALAIN, ESMILLER,BRUNO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Detalles de dispositivos asociados a las antenas... > H01Q1/38 (formados por una capa conductora sobre un soporte aislante)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION... > Aparatos o procedimientos para la fabricación de... > H05K3/06 (Siendo eliminado el material conductor químicamente o electrolíticamente, p. ej. por el procedimiento de foto-decapado)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION... > H05K3/00 (Aparatos o procedimientos para la fabricación de circuitos impresos (producción por vía fotomecánica de superficies texturadas, materiales a este efecto o sus originales, aparellajes especialmente adaptados a este efecto, en general G03F; que implican la fabricación de dispositivos semiconductores H01L))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Dispositivos para la reflexión, refracción, difracción... > H01Q15/14 (Superficies reflectoras; Estructuras equivalentes)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Dispositivos para la reflexión, refracción, difracción... > H01Q15/16 (curvadas según dos dimensiones, p. ej. paraboloidal)

PDF original: ES-2500415_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para formar motivos eléctricamente conductores sobre un sustrato aislante, y dispositivo obtenido La presente invención se refiere a un procedimiento para la realización de motivos eléctricamente conductores sobre una superficie de un sustrato aislante.

Esta es particularmente indicada, aunque no exclusivamente, para la realización, sobre una superficie al menos aproximadamente en forma de paraboloide, de hiperboloide, etc., de una rejilla de polarización (antena de reutilización de frecuencia) o de una serie de motivos resonantes (antenas dicroicas) . La invención se refiere también a los dispositivos que incluyen un sustrato de este tipo cuya dicha superficie no desarrollable es portadora de dichos motivos eléctricamente conductores, realizados de acuerdo con el procedimiento.

Sabido es que, para realizar un circuito impreso sobre una cara plana de un sustrato eléctricamente aislante, se empieza por recubrir uniformemente dicha superficie con una capa de un metal, tal como el cobre o el aluminio, tras lo cual esta propia capa metálica se recubre uniformemente con un producto fotosensible. A continuación, se expone el producto fotosensible a un haz luminoso, a través de una máscara correspondiente al circuito impreso que ha de obtenerse. Tal exposición hace resistentes químicamente las partes del producto fotosensible que se encuentran en la vertical de las partes de la capa metálica que debe formar el circuito impreso, de modo que un apropiado ataque químico permite seguidamente eliminar selectivamente las porciones del producto fotosensible que no se han hecho químicamente resistentes mediante la exposición, así como las porciones de capa metálica que se encuentran bajo las mismas.

Como consecuencia de dicho ataque químico, se obtiene, pues, el circuito impreso deseado.

En caso de que se desease aplicar este procedimiento a la realización de circuitos impresos sobre una superficie ya no plana, sino no desarrollable de tres dimensiones, se toparía con dificultades a la hora de aplicar la máscara sobre dicha superficie. En efecto, por evidentes motivos de comodidad de realización y de precisión, tal máscara es plana. Así pues, habría que o bien trocear dicha máscara en piezas de reducidas áreas y aplicar dichas piezas, yuxtaponiéndolas, sobre dicha superficie no desarrollable, o bien realizar dicha máscara en un material flexible con posibilidad de ser aplicado sobre aquella por deformación. En los dos casos, el circuito impreso obtenido sería poco preciso, tanto en lo que respecta a la forma como a la posición de los motivos que lo componen.

Se apreciará además que si, como variante, se realiza dicho circuito impreso sobre un sustrato auxiliar plano destinado a ser aplicado con posterioridad sobre la superficie no desarrollable, se topa con las mismas dificultades que las anteriormente mencionadas a propósito de las máscaras.

Para subsanar estos inconvenientes y permitir realizar circuitos impresos precisos, directamente sobre superficies de tres dimensiones no desarrollables, se puede poner en práctica el procedimiento descrito en los documentos US4738746; EP-0241331 y FR-2596230. En este procedimiento, al igual que en el anteriormente apuntado, se empieza por recubrir uniformemente dicha superficie, entonces no desarrollable de tres dimensiones, con una capa de un material eléctricamente conductor, la cual a su vez se recubre con una capa de un material protector. Tras la formación de dichas capas de material conductor y de material protector, se traza mecánicamente sobre las mismas el contorno de dichos motivos por medio de una herramienta ahuecadora de surcos cuya profundidad es al menos igual al espesor de dicha capa protectora, y luego se somete dichas capas a la acción de un agente químico susceptible de atacar selectivamente dicho material eléctricamente conductor, sin atacar dicho material protector, prosiguiéndose esta operación de ataque durante un tiempo suficiente para que se elimine dicho material eléctricamente conductor en todo su espesor en la vertical de dichos surcos, tras lo cual, por desprendimiento, se separan del sustrato las partes de dicha capa de material eléctricamente conductor exteriores a dichos motivos.

Así, merced a este último procedimiento, se pueden realizar directamente motivos eléctricamente conductores sobre superficies no desarrollables de tres dimensiones sin recurrir a una máscara o un sustrato auxiliar con los cuales, por otro lado, técnicamente sería difícil obtener motivos tan precisos, tanto en su forma como en su posición sobre dichas superficies.

En tal procedimiento anterior, para el trazado de los contornos de dichos motivos eléctricamente conductores, se utiliza una herramienta dotada de al menos una punta de grabado o de al menos una hoja cortante, montándose dicha herramienta en una máquina (por ejemplo de control numérico y con cinco ejes de rotación) encargada de desplazarla con relación a la superficie no desarrollable.

Se pueden realizar así, de manera sencilla y precisa, dispositivos de superficie no desarrollable portadores de motivos eléctricamente conductores. Por ejemplo, la puesta en práctica de este procedimiento conocido permite la realización de reflectores de rejilla de gran calidad, aptos para trabajar en la banda Ku (de 11 a 18 GHz) y formados a partir de al menos una red de hilos conductores paralelos, teniendo estos hilos conductores una anchura de 0, 25 mm, un espesor de 35 micrómetros y estando repartidos con un paso de 1 mm en una superficie al menos aproximadamente en forma de paraboloide, cuyo diámetro de apertura puede llegar a 2300 mm.

Sin embargo, este procedimiento anterior presenta límites de índole técnica y económica. Por ejemplo, si en lugar de un reflector de rejilla destinado a trabajar en la banda Ku, tal reflector se desea realizar destinado a la banda Ka (de 20 a 30 GHz) , la anchura, el espesor y el paso de distribución de los hilos conductores pasan a quedar más pequeños (por ejemplo, respectivamente, 0, 125 mm, 18 micrómetros y 0, 5 mm) y de ello se derivan dificultades debidas a la menor anchura y al menor espesor de los hilos conductores y de las zonas entre hilos:

- los parámetros de trazado de los motivos conductores (presión y disposición de las puntas o de las hojas de grabado) y los parámetros de ataque químico (duración) se hacen más sensibles, de modo que resultan defectos geométricos y una fragilización de los hilos conductores en el desprendimiento;

- en el trazado de los hilos conductores, los efectos de bordes se hacen significativos, al repujar las puntas o las hojas, a modo de reja de arado, el material conductor de reducido espesor y al disminuir la adherencia de los hilos conductores sobre el sustrato; y

- las zonas entre hilos son frágiles y, por lo tanto, son susceptibles de romperse en el desprendimiento.

Como consecuencia de ello, se tiene que vigilar que la herramienta ejerza siempre un trazado perfecto y se debe ralentizar el desarrollo del procedimiento, lo cual incrementa los costes de fabricación de tal reflector.

Por otro lado, ya es conocido, por el documento WO 2004/026977, un procedimiento que permite realizar motivos eléctricamente conductores sobre una superficie de un sustrato eléctricamente aislante, procedimiento según el cual:

- se recubre uniformemente dicha superficie con una capa de un material eléctricamente conductor;

- sobre dicha capa de material eléctricamente conductor, se forma, por proyección de un chorro de material protector polimerizable bajo la acción de radiaciones, un modelo de dichos motivos eléctricamente conductores, estando dotado dicho modelo de aberturas correspondientes a dichas porciones de dicha capa de material eléctricamente conductor... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento que permite realizar motivos eléctricamente conductores (7) sobre una superficie (6) de un sustrato eléctricamente aislante (5) , procedimiento según el cual:

- se recubre uniformemente dicha superficie (6) con una capa de un material eléctricamente conductor (9) ;

- sobre dicha capa de material eléctricamente conductor (9) , se forma, por proyección de un chorro de material protector polimerizable bajo la acción de radiaciones, un modelo (10) de dichos motivos eléctricamente conductores (7) , estando dotado dicho modelo (10) de aberturas (10.8) correspondientes a dichas porciones de dicha capa de material eléctricamente conductor (9) que se han de eliminar;

- se procede a la eliminación selectiva de las porciones de dicha capa de material eléctricamente conductor (9) que no corresponden a zonas que deban formar dichos motivos (7) , a través de dichas aberturas (10.8) del modelo (10) rigidizado, quedando protegidas por dicho modelo (10) rigidizado, durante dicha eliminación selectiva, las zonas de dicha capa de material eléctricamente conductor (9) correspondientes a dichos motivos (7) , caracterizado porque, para la formación y la rigidización de dicho modelo (10) sobre dicha capa de material eléctricamente conductor (9) , se utiliza un cabezal móvil de impresión por chorro y una fuente móvil de radiaciones de polimerización a los cuales se desplaza de manera solidaria con relación a dicha capa de material eléctricamente conductor (9) para cubrir todas las zonas de la misma que deban formar dichos motivos eléctricamente conductores (7) , realizándose así la polimerización del material protector constitutivo de dicho modelo (10) a la par de la formación del mismo sobre dicha capa de material eléctricamente conductor (9) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho material protector es polimerizable bajo la acción de radiaciones ultravioletas.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho material protector es una resina que contiene fotoiniciadores que reticulan bajo la acción de radiaciones ultravioletas.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha eliminación selectiva de las porciones de dicha capa de material eléctricamente conductor (9) que no corresponden a dichas zonas que deben formar dichos motivos (7) se realiza con el concurso de un agente químico susceptible de atacar el material eléctricamente conductor sin atacar dicho material protector.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el agente químico que elimina dicha capa de material conductor (9) es percloruro férrico, cuando dicha capa (9) es de cobre.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, tras dicha eliminación selectiva de las porciones de dicha capa de material eléctricamente conductor (9) que no corresponden a zonas que deben formar dichos motivos (7) , se elimina dicho modelo (10) que recubre dichos motivos eléctricamente conductores (7) .

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, tras dicha eliminación selectiva de las porciones de dicha capa de material eléctricamente conductor (9) que no corresponden a zonas que deben formar dichos motivos (7) , se deja que subsista dicho modelo (10) que recubre dichos motivos eléctricamente conductores (7) .

8. Dispositivo que incluye un sustrato eléctricamente aislante (5) portador de motivos eléctricamente conductores (7) sobre una de sus superficies (6) , caracterizado porque dichos motivos eléctricamente conductores

(7) están realizados mediante la puesta en práctica del procedimiento especificado bajo una de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha superficie (6) portadora de dichos motivos eléctricamente conductores (7) es no desarrollable de tres dimensiones.