PROCEDIMIENTO DE DESPRENDIMIENTO PARCIAL DE UNA CAPA CONDUCTIVA.

Procedimiento de desprendimiento parcial de una superficie definida de una capa conductiva,

especialmente una capa de cobre, por medio de un rayo láser, en el que se ajustan los parámetros del rayo láser de tal manera que únicamente se retire la capa conductiva, sin que al mismo tiempo se deteriore también un sustrato portador de la capa conductiva situado debajo de ésta, aislándose la superficie por retirada de la capa conductiva en su zona de borde exterior con respecto a las zonas adyacentes de dicha capa conductiva, caracterizado porque se aísla térmicamente la superficie por la producción de un rebajo de forma lineal, produciéndose el rebajo a lo largo de un respectivo perímetro de las zonas, y a continuación se calienta la superficie que se debe retirar hasta que se reduzca sensiblemente la adherencia de la capa conductiva sobre el sustrato, para que la superficie sea desprendida del sustrato y la retirada de la superficie calentada se realice entonces de plano con pequeñas fuerzas de adherencia bajo la influencia de la fuerza de la gravedad o de acciones de fuerzas exteriores, permaneciendo el sustrato libre de acciones directas del láser

Procedimiento de desprendimiento parcial de una capa conductiva.

La invención concierne a un procedimiento de desprendimiento parcial de una superficie definida de una capa conductiva, especialmente una capa de cobre, por medio de un rayo láser, en el que se ajustan los parámetros del rayo láser de tal manera que únicamente se retire la capa conductiva, sin que al mismo tiempo se perjudique también a un sustrato portador de la capa conductiva situado debajo de ésta.

Un procedimiento de esta clase para el desprendimiento o retirada parcial de una ca pa conductiva desde un soporte de circuito, por ejemplo flexible o polímero, especialmente también un soporte de circuito tridimensional, o desde una placa de circuito impreso convencional, se utiliza en la práctica especialmente cuando no es posible o deseable una retirada química de la superficie deseada, por ejemplo en el campo de la fabricación de prototipos.

La retirada de una capa conductiva por medio de radiación de láser es en principio ya conocida. Siempre que las propiedades del material del sustrato presenten valores límite más altos en comparación con la capa conductiva, especialmente respecto de los respectivos valores límite de ablación con láser necesarios o bien respecto de los puntos de fusión, se pueden ajustar así los parámetros del láser. De esta manera, únicamente se quita entonces la capa conductiva por medio del rayo láser, mientras que el sustrato no resulta dañado ni perjudicado.

Los procedimientos conocidos se manifiestan como problemáticos cuando el sustrato presenta un umbral de ablación más bajo que el de la capa conductiva, puesto que así, especialmente en el caso de que deba lograrse una retirada de plano de la capa conductiva, existe el riesgo de un daño inadmisible. Por tanto, el bajo umbral de retirada del sustrato y, con éste, el riesgo de un daño inadmisible del mismo limitan, en el caso de una retirada superficial, la aportación de energía posible por el láser de tal manera que la capa conductiva no se evapora por completo, sino que se funde y se desaloja tan sólo parcialmente. En particular, se produce así una acumulación en el borde de la respectiva traza. En las zonas de estas acumulaciones ya no es suficiente la energía del láser para realizar una retirada fiable de la capa conductiva. Sin embargo, queda excluido un aumento de la energía del láser, puesto que, en caso contrario, en las zonas en las que no ha tenido lugar una acumulación de la capa conductiva es inevitable un daño o destrucción no deseados del sustrato.

Otros procedimientos de desprendimiento parcial de una capa conductiva son conocidos por los documentos US-A-5 531 601 y US 2001/006766.

La invención se basa en el problema de hacer posible una retirada de plano fiable y rápida de una superficie definida de la capa conductiva especialmente incluso a bajos valores límite de las propiedades relevantes del material del sustrato en comparación con la capa conductiva. Deberá quedar ampliamente excluido aquí un deterioro del sustrato.

Este problema se resuelve según la invención con un procedimiento dotado de las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones subordinadas conciernen a perfeccionamientos especialmente convenientes de la invención.

Por tanto, según la invención, se ha previsto en el procedimiento de retirada parcial de una superficie definida que esta superficie sea aislada, en particular térmicamente, por retirada de la capa conductiva en su zona de borde exterior con respecto a las zonas adyacentes de la capa conductiva y a continuación la superficie a retirar sea calentada por el rayo láser hasta que se reduzca sensiblemente la adherencia de la capa conductiva sobre el sustrato, para que la superficie se desprenda de dicho sustrato. La invención parte de la consideración de que la aportación de energía del láser no se utiliza directamente para evaporar toda la superficie definida de la capa conductiva por medio del láser, sino que en la zona de esta superficie únicamente se puede reducir la unión de adherencia al sustrato por medio de la aportación de energía del láser hasta que la capa conductiva pueda desprenderse del sustrato. El calentamiento ha de limitarse para ello a la superficie definida. Por tanto, se genera en primer lugar en el perímetro de esta superficie por medio del rayo láser un aislamiento térmico o al menos una reducción significativa de la transmisión de calor o de la conducción de calor con respecto a las zonas contiguas de la capa conductiva mediante la producción de un rebajo de forma lineal por medio del rayo láser, cuyo aislamiento o reducción pueden controlarse de manera relativamente sencilla en cuanto a la técnica del proceso. La retirada de la superficie calentada se efectúa entonces de plano, a pequeñas fuerzas de adherencia, bajo la influencia de la fuerza de la gravedad o de acciones de fuerzas exteriores, con lo que el sustrato queda libre de acciones directas del láser. Por tanto, incluso superficies relativamente grandes pueden ser retiradas de esta manera con rapidez y fiabilidad. El procedimiento es adecuado igualmente para soportes de circuito flexibles y también para soportes de circuito polímeros tridimensionales, así como para la formación de apantallamientos electromagnéticos parciales y de antenas en carcasas de plástico.

Se consigue una ejecución especialmente ventajosa del procedimiento según la invención subdividiendo primeramente la superficie en zonas que estén térmicamente aisladas unas de otras por efecto de la retirada de la capa conductiva en el perímetro por medio del rayo láser. Se puede subdividir así la superficie en zonas individuales de un tamaño tal que esté optimizado respecto de la seguridad y duración del proceso.

Según un perfeccionamiento de la invención especialmente ajustado a la práctica, el tamaño o la geometría de las zonas vienen determinados aquí por las propiedades del material de la capa conductiva y del sustrato. A este fin, se captan por medio de una unidad de control destinada a esta finalidad todos los parámetros relevantes para el establecimiento de las zonas y se determinan a partir de ellos el tamaño y geometría óptimos de las zonas y también la secuencia de las zonas que se deben mecanizar.

Las zonas podrían subdividirse en zonas circulares, triangulares o rectangulares para hacer posible así zonas de tamaño unitario. Sin embargo, es especialmente ventajosa una variante en la que la superficie se optimiza respecto de un área grande en proporción al perímetro para crear así zonas compactas y fáciles de desprender del sustrato. El establecimiento de las zonas puede efectuarse aquí también sobre la base de valores de medida de procesos precedentes.

En particular, la utilización del procedimiento está también especialmente próxima a la práctica cuando la capa conductiva presenta un espesor del material comprendido entre 100 nm y 105 µm, especialmente 5 µm a 60 µm, utilizándose el rayo de un láser sólido que puede presentar para este fin una longitud de onda de 1064 nm para una potencia comprendida entre 5 y 50 vatios.

El calentamiento de la superficie para vencer las fuerzas de adherencia podría efectuarse también por medio de un láser separado u otra fuente de calor. Sin embargo, es especialmente ventajoso que el rayo láser sea conmutable entre funcionamiento continuo y funcionamiento controlado según la calidad para hacer así posible, por un lado, la estructuración para el aislamiento térmico de la superficie o de las zonas y, por otro lado, un calentamiento uniforme.

En caso de una idoneidad correspondiente de la capa conductiva, la superficie podría retirarse por medio de fuerzas magnéticas o electrostáticas. Por el contrario, es especialmente ventajosa una variante en la que la superficie calentada es separada del sustrato por medio de una alimentación dirigida de aire comprimido, haciendo posible un chorro dirigido de aire comprimido que se levante la capa conductiva a partir del borde y hacia el centro de la superficie.

Asimismo, promete también éxito el que la superficie calentada sea separada del sustrato por succión. Se impide así que algunas partes desprendidas calentadas se puedan depositar sobre el sustrato en otro sitio y, debido a la energía térmica almacenada en ellas, puedan iniciar la fusión del sustrato en este sitio hasta el punto de que dichas partes permanezcan allí adheridas.

En particular, se manifiesta aquí como especialmente favorable que la capa conductiva de toda la superficie o de la respectiva zona sea desprendida del...

1. Procedimiento de desprendimiento parcial de una superficie definida de una capa conductiva, especialmente una capa de cobre, por medio de un rayo láser, en el que se ajustan los parámetros del rayo láser de tal manera que únicamente se retire la capa conductiva, sin que al mismo tiempo se deteriore también un sustrato portador de la capa conductiva situado debajo de ésta, aislándose la superficie por retirada de la capa conductiva en su zona de borde exterior con respecto a las zonas adyacentes de dicha capa conductiva, caracterizado porque se aísla térmicamente la superficie por la producción de un rebajo de forma lineal, produciéndose el rebajo a lo largo de un respectivo perímetro de las zonas, y a continuación se calienta la superficie que se debe retirar hasta que se reduzca sensiblemente la adherencia de la capa conductiva sobre el sustrato, para que la superficie sea desprendida del sustrato y la retirada de la superficie calentada se realice entonces de plano con pequeñas fuerzas de adherencia bajo la influencia de la fuerza de la gravedad o de acciones de fuerzas exteriores, permaneciendo el sustrato libre de acciones directas del láser.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se subdivide primero la superficie en zonas que se aíslan térmicamente unas de otras por retirada de la capa conductiva en el perímetro por medio del rayo láser.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el tamaño y/o la geometría de las zonas vienen determinados por las propiedades del material de la capa conductiva y del sustrato.

4. Procedimiento según al menos la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque se optimiza la superficie respecto de un área grande en proporción al perímetro.

5. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa conductiva presenta un espesor del material comprendido entre 100 nm y 105 µm, en particular de 5 µm a 60 µm.

6. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza el rayo de un láser sólido.

7. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el rayo láser es conmutable entre un funcionamiento continuo y un funcionamiento controlado según la calidad.

8. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie calentada se separa del sustrato por medio de una alimentación dirigida de aire comprimido.

9. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la superficie calentada se separa del sustrato por succión.

10. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa conductiva de la superficie completa o de la respectiva zona es desprendida del sustrato como un todo.