Un método para la ablación de orificios en un material laminado,

comprendiendo el método: laminar una primera capa (14) a una segunda capa (12), en el que dichas primera y segunda capas tienen diferentes coeficientes de expansión térmica y, en el que dicha segunda capa tiene un orifico interno (26) de manera que cuando se forma el sustrato laminado (30), una región de la primera capa alineada con dicho orificio, no se lamina a la segunda capa y está rodeada de regiones laminadas; y dirigir pulsaciones de energía láser (54) hacia dicha región de dicha primera capa alineada con dicho orificio, a fin de formar orificios (20) en dicha primera capa

Campo técnico

La invención se refiere a un proceso para la ablación de pequeños orificios en capas múltiples de material y, particularmente, a un método para prevenir la deformación de una capa de material en la que se perforan orificios mediante un láser excimer.

Antecedentes de la invención

El uso del diseño por ablación de diversos materiales poliméricos, por ejemplo, poliimidas, es conocido. La Patente de Estados Unidos Nº 4.508.749, por ejemplo, describe el uso de radiación ultravioleta (U.V.) para grabar a través de una capa de poliimida. Esta patente está dirigida principalmente a producir aberturas ahusadas a través de una capa de poliimida para exponer áreas superficiales de una capa de metal subyacente. A continuación se realizan conexiones eléctricas a la capa de metal a través de las aberturas. La Patente de Estados Unidos Nº 5.236.551 describe, así mismo, el grabado por ablación para diseñar una capa de material polimérico, que se usa después como máscara de grabado para el diseño por grabado, usando grabadores húmedos o químicos, de una capa de metal subyacente.

En un proceso de ablación típico, un rayo de energía láser se dirige contra una superficie expuesta del cuerpo que va a ser sujeto de la ablación. La energía láser es absorbida por el material y, como resultado de los efectos fotoquímicos, térmicos y otros, ocurren explosiones localizadas del material, que repelen pequeños fragmentos del material con cada explosión. El proceso requiere la absorción y retención de cantidades significativas de energía dentro de los pequeños volúmenes del material hasta que se acumula suficiente energía en cada pequeño volumen y se excede el umbral de densidad de energía en el que ocurren las explosiones.

Los materiales poliméricos, tales como poliimidas, son muy adecuados para su uso en el proceso porque dichos materiales tienen una alta absortividad para la luz U.V, mientras que tienen una difusión térmica relativamente baja para limitar la dispersión de la energía absorbida lejos del volumen donde se absorbió la energía. Por lo tanto, el nivel de energía crece rápidamente por encima del umbral de densidad de energía requerido.

Cuando se usa un láser excimer, debido a los requisitos excepcionales de enfoque óptico del láser excimer, es importante para el proceso de fabricación, que el material que va a ser sujeto de ablación sea plano, con una rugosidad típica de pico a pico menor de aproximadamente 20 micrómetros, es decir,  10 micrómetros para una operación de ablación específica. Esta y otras necesidades se tratarán por la presente invención.

El documento EP-A-0 533 198 describe un sustrato impreso flexible, que comprende una capa de resina aislante constituida por una capa de resina de poliimida de expansión lineal baja, y una capa de resina de poliimida termoplástica. Esta capa de resina aislante se proporciona sobre una capa de metal. El metal se retira de manera selectiva de la capa de metal a fin de diseñar la capa de metal para formar un circuito de cableado. Los coeficientes de expansión lineal de las diversas capas pueden escogerse a fin de reducir los problemas de que el diseño del circuito se perturbe por la contracción térmica y el enroscado después del grabado.

El documento US-A-5 759 331 (mejor estado de la técnica) describe un método para fabricar un componente cerámico multicapa con el espacie entre capas conductoras rellenado a través de orificios, que comprende las etapas de:

(a) depositar una suspensión de un material cerámico sobre una cinta transportadora de plástico;

(b) secar la suspensión para formar una capa de cerámica sobre la cinta transportadora de plástico;

(c) aplicar un primer rayo láser a la capa de cerámica hasta que se forma un primer orificio con un diámetro predeterminado en la capa de cerámica, y

(d) aplicar un segundo rayo láser a la cinta transportadora de plástico en un área adyacente al primer orificio en la capa cerámica, hasta que se forma un segundo orificio con un segundo diámetro predeterminado, más pequeño que el primer diámetro determinado, en la cinta transportadora de plástico, estando el segundo orificio en comunicación con el primer orificio.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para la ablación de orificios en un material laminado, comprendiendo el método:

**(Ver fórmula)**

laminar una primera capa a una segunda capa, en el que dichas primera y segunda capas tienen diferentes coeficientes de expansión térmica, y en el que dicha segunda capa tiene un orificio interno, de manera que cuando se forma el sustrato laminado, una región de la primera capa alineada con dicho orificio, no está laminada con la segunda capa y esta rodeada de regiones laminadas; y dirigir pulsaciones de energía láser hacia dicha región de dicha primera capa alineada con dicho orificio, a fin de formar orificios en dicho primer láser.

En las realizaciones preferidas descritas e ilustradas en lo sucesivo en este documento, se realizan orificios mediante ablación a través de una película fina usando un láser. Un método preferido implica situar la película fina en condiciones tales que hagan que esté bajo tensión a fin de quitar las arrugas que puedan encontrarse en la película, orientando de este modo sustancialmente la superficie de la película en un plano único para permitir la ablación precisa y exacta de múltiples orificios en la película simultáneamente, mediante la aplicación de energía láser sobre esta.

En un ejemplo, una capa fina se lamina con una capa adicional para formar un laminado en condiciones que comprenden una primera temperatura, y a continuación, se dirigen pulsaciones de energía láser hacia el laminado, en condiciones que comprenden una segunda temperatura, de una forma que de como resultado la perforación de orificios en la capa fina. La primera temperatura es diferente de la segunda temperatura, y la capa fina tiene un coeficiente de expansión térmica diferente del coeficiente de expansión térmica de la capa adicional, de manera que después del laminado a la primera temperatura, la capa adicional pone la capa fina bajo tensión a la segunda temperatura. La primera temperatura es mayor que la segunda temperatura cuando el coeficiente de expansión térmica de la capa adicional es menor que el de la capa fina, y viceversa.

La capa fina, preferiblemente, comprende una poliimida, mientras que la capa adicional puede estar hecha de diversos materiales diferentes. Sin embargo, los principios de la presente invención se aplican de igual manera a capas finas distintas de poliimida.

Cuando la segunda temperatura es mayor que la primera, la segunda temperatura puede alcanzarse, al menos parcialmente, mediante la absorción de energía láser por la capa adicional. El calentamiento o enfriamiento durante el proceso de ablación puede alcanzarse o complementarse mediante el calentamiento o enfriamiento de un montaje de ablación, que conecta con el laminado durante el proceso de ablación.

Se proporciona un método para preparar un material laminado para ablación láser, que incluye laminar una primera capa a una segunda capa, en el que la primera y segunda capas tienen coeficientes de expansión térmica diferentes, y en el que la segunda capa tiene un orificio interno, de manera que cuando se forma el sustrato laminado, una región de la primera capa alineada con el orificio, no se lamina a la segunda capa, y está rodeada de regiones laminadas.

Se proporciona un material laminado, que incluye la primera y segunda capas, en el que la primera y segunda capas tienen coeficientes de expansión térmica diferentes, y en el que la segunda capa tiene un orificio interno, de manera que una región de la primera capa alineada con dicho orificio no está laminada a la segunda capa, y está rodeada de regiones laminadas.

Descripción de las figuras

La Figura 1 en una vista desde arriba que muestra, de manera esquemática, una tira de suministro de fármaco o forma de dosificación para su uso en un dispositivo de inhalación. La Figura 2 es una vista longitudinal en sección de la Figura 1. La Figura 3 es una vista parcial lateral de un ejemplo de un laminado de tapa de boquilla, antes del procedimiento de perforación, de acuerdo con la presente invención. La Figura 4 es una vista en sección de la Figura 3, que muestra, de manera esquemática, la formación o perforación de los orificios a través de la capa de la boquilla. La Figura... [Seguir leyendo]

1. Un método para la ablación de orificios en un material laminado, comprendiendo el método:

laminar una primera capa (14) a una segunda capa (12), en el que dichas primera y segunda capas tienen diferentes coeficientes de expansión térmica y, en el que dicha segunda capa tiene un orifico interno (26) de manera que cuando se forma el sustrato laminado (30), una región de la primera capa alineada con dicho orificio, no se lamina a la segunda capa y está rodeada de regiones laminadas; y dirigir pulsaciones de energía láser (54) hacia dicha región de dicha primera capa alineada con dicho orificio, a fin de formar orificios (20) en dicha primera capa.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha primera capa (14) está laminada a dicha segunda capa (12) en condiciones que comprenden una primera temperatura, en el que dichas pulsaciones de energía láser

(54) se dirigen hacia el sustrato laminado (30) en condiciones que comprenden una segunda temperatura, y en el que la primera temperatura es diferente a la segunda temperatura, y dichos coeficientes de expansión térmica de dichas primera y segunda capas son tales que, después de la laminación a dicha primera temperatura, dicha segunda capa pone dicha primera capa bajo tensión a dicha segunda temperatura.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicha primera temperatura es mayor que dicha segunda temperatura y dicho coeficiente de expansión térmica de dicha segunda capa (12) es menor que dicho coeficiente de expansión térmica de dicha primera capa (14).

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicha primera temperatura es aproximadamente 25º  5 ºC y dicha segunda temperatura está en un intervalo desde aproximadamente -5 a -10 ºC.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicha primera capa (14) tiene un coeficiente de expansión térmica que es aproximadamente un 10% o más, mayor que el coeficiente de expansión térmica de dicha segunda capa (12).

6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que dicha primera capa (14) comprende poliimida y dicha segunda capa (12) comprende ACLAR.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicha primera temperatura es menor que dicha segunda temperatura y dicho coeficiente de expansión térmica de dicha segunda capa (12) es mayor que dicho coeficiente de expansión térmica de dicha primera capa (14).

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicha primera temperatura es aproximadamente -5 a 10 ºC y dicha segunda temperatura es aproximadamente 25 ºC.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicha segunda capa (12) tiene un coeficiente de expansión térmica que es aproximadamente un 10% o más, mayor que el coeficiente de expansión térmica de dicha primera capa (14).

10. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que dicha primera capa (14) comprende poliimida y dicha segunda capa (12) comprende aluminio.

11. El método de la reivindicación 7, en el que dicha segunda temperatura se alcanza, al menos parcialmente, mediante la absorción de energía láser por dicha segunda capa (12).

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende adicionalmente calentar un montaje de ablación (70), que interconecta el sustrato laminado (30) durante dichas pulsaciones dirigidas, para alcanzar dicha segunda temperatura.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dicho calentamiento comprende hacer circular un líquido calentado a través del montaje (70).

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dicho calentamiento comprende calentar el montaje mediante calentamiento por resistencia eléctrica.

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende adicionalmente enfriar un montaje de ablación (70), que interconecta el sustrato laminado (30) durante dichas pulsaciones dirigidas, para alcanzar dicha segunda temperatura.

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 15, en el que dicho enfriamiento comprende hacer circular un refrigerante a través del montaje.

17. Un método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que dicho refrigerante comprende nitrógeno líquido.

18. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha segunda capa (12) tiene un coeficiente de expansión térmica mayor que el de la primera capa (14) y, en el que el método comprende adicionalmente permitir que la segunda capa absorba calor de las pulsaciones láser y se expanda lateralmente y, de este modo, proporciona fuerza lateral contra la primera capa.

19. Un método de acuerdo con la reivindicación 18, en el que la primera capa (14) esta compuesta por un primer material polimérico y la segunda capa (12) está compuesta por un segundo material polimérico, diferente del primer material polimérico.

20. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente cambiar la temperatura del sustrato laminado (30), a fin de poner bajo tensión dicha región de dicha primera capa (14), alineada con dicho orificio (26), antes de dirigir dichas pulsaciones de energía láser (54).

21. Un método de acuerdo con la reivindicación 20, en el que el coeficiente de expansión térmica de la primera capa

**(Ver fórmula)**

(14) es mayor que el de la segunda capa (12).

22. Un método de acuerdo con la reivindicación 20, en el que el coeficiente de expansión térmica de la segunda capa (12) es mayor que el de la primera capa (14).

23. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la primera capa (14) tiene un coeficiente de expansión térmica que es aproximadamente un 10% o más, mayor que el coeficiente de expansión térmica de la segunda capa (12).

24. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la primera capa (14) comprende poliimida.

25. Un método de acuerdo con la reivindicación 24, en el que la segunda capa (12) comprende ACLAR.

26. Un método de acuerdo con la reivindicación 24, en el que la segunda capa (12) comprende aluminio.