BR112014018776B1

BR112014018776B1 - Método e dispositivo para produzir um padrão eletricamente condutor sobre uma superfície

Info

Publication number: BR112014018776B1
Application number: BR112014018776-2A
Authority: BR
Inventors: Sirviö Petri; Maijala Juha
Original assignee: Digital Tags Finland Oy
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2022-05-17
Also published as: RU2638024C2; US20160243577A1; MX341397B; ES2743731T3; CA2863130C; US20150017341A1; BR112014018776A2; EP2810540A1; FI126151B; JP2015513783A; MY166481A; CN104206030A; BR112014018776A8; EP2810540B1; MX2014009164A; FI20125087A; EP2810540A4; AU2013214028B2; KR20140133835A; US9862000B2

Abstract

método e disposição para produzir um padrão eletricamente condutor sobre uma superfície. a presente invenção está correlacionada a um método e a uma disposição para produzir um padrão eletricamente condutor sobre uma superfície. partículas sólidas eletricamente condutoras são transferidas para uma área de forma predeterminada sobre uma superfície de um substrato. as partículas sólidas eletricamente condutoras são aquecidas a uma temperatura que é superior a do ponto de fusão característico das ditas partículas sólidas eletricamente condutoras, desse modo, produzindo um material fundido. o material fundido é pressionado contra o substrato em um elemento de aperto, em que uma temperatura superficial de uma porção do elemento de aperto que contata o material fundido é inferior ao dito ponto de fusão característico.

Description

Campo Técnico da Invenção

[001] A presente invenção, de um modo geral, está correlacionada à tecnologia de produção de padrões condutores sobre um substrato. Especificamente, a invenção se refere a um caso em que os ditos padrões condutores são produzidos por impressão.

Antecedentes da Invenção

[002] Os meios eletrônicos impressos que surgem se apresentam para manter uma perspectiva de possibilitar a integração de custo-benefício ou rentabilidade da funcionalidade eletrônica com uma grande variedade de produtos de consumo. Assim, deve ser observado que mesmo que uma tradicional placa de circuito à base de epóxi ou poliéster seja frequentemente referida como uma placa de circuito impresso (PCB), a mesma não atende à atual definição de meios eletrônicos impressos. Numa PCB, o uso de impressão de estampas (silk screen) é limitado para produção de padrões de tinta resistentes à gravação, antes da gravação indesejada do cobre, assim como, para produzir marcações visíveis sobre a superfície de uma placa de outro modo terminado. Os verdadeiros meios eletrônicos impressos apresentam a característica de que os padrões condutores, semicondutores e/ou possivelmente outros padrões que constituem os reais elementos funcionais do circuito eletrônico são formados sobre um substrato em um processo de impressão. Embora não obrigatório, é vantajoso que o processo usado para produzir meios eletrônicos impressos seja do chamado tipo rolo para rolo, significando que o substrato possa se apresentar na forma de um longo tecido enrolado, que é desenrolado para a etapa de impressão e que, posteriormente, pode ser novamente enrolado em um rolo. Outro mecanismo de alimentação amplamente usado é a alimentação de folhas ou lâminas, em que o substrato se apresenta na forma de um grande número de folhas que são alimentadas através do processo de impressão.

[003] Uma questão fundamental na produção de meios eletrônicos impressos é como garantir que o material condutor seja somente distribuído e fixado às porções desejadas do substrato. Um Pedido de Patente do PCT, número de publicação WO 2009/135985, contém um breve resumo de métodos conhecidos, incluindo, galvanização, impressão por tela, impressão por flexografia e rotogravura. Outros métodos conhecidos incluem impressão a jato de tinta e impressão offset com tintas condutoras. Muitos desses métodos conhecidos sofrem do inconveniente de exigir matérias-primas de alto custo, por exemplo, pó metálico finamente granulado, em que o tamanho do grão é suficientemente pequeno de modo a não obstruir os bocais de pulverização ou elementos similares.

[004] O dito Pedido de Patente do PCT divulga um aperfeiçoado método em que um substrato é primeiramente provido, compreendendo padrões que atraem as partículas condutoras mediante uso de uma carga elétrica espacialmente distribuída, ou um adesivo, ou ambos. As partículas condutoras (que, nesse caso, podem ser de tamanho muito maior do que, por exemplo, nas aplicações de jato de tinta) são distribuídas sobre o substrato modelado, de modo que se tornam fixadas somente aos padrões desejados. Uma seção de sinterização com rolos aquecidos é depois usada para sinterizar os padrões cobertos de partículas em traços e áreas finais condutoras, que permanecem fixadas ao substrato. O Pedido de Patente do PCT, publicado com o número WO 2009/135985, é aqui incorporado por essa referência.

[005] Embora o dito aperfeiçoado método represente um claro avanço se comparado aos diversos métodos anteriores, ainda existe espaço para aperfeiçoamento em áreas como resistência ao descascamento, continuidade decondutividade, aplicabilidade de diferentes compostos condutores e materiais de rolo, assim como, velocidade de produção.

Resumo da Invenção

[006] Uma vantajosa característica das modalidades da presente invenção é a provisão de um método e uma disposição para produção de padrões condutores sobre um substrato, com satisfatória adesão, alta resistência ao descascamento e satisfatória continuidade de condutividade.

[007] Os objetivos da invenção são alcançados mediante aquecimento de partículas condutoras fixadas a um substrato acima de seu ponto de fusão, em seguida, pressionamento das mesmas contra o substrato por meio de um elemento de aperto a frio, cuja temperatura efetiva está abaixo do dito ponto de fusão.

[008] De acordo com um aspecto da invenção, partículas condutoras que se tornaram anteriormente fixadas ao substrato são aquecidas, preferivelmente, através de um método de aquecimento sem contato, a uma temperatura que é mais alta que um ponto de fusão característico das partículas condutoras. O ponto de fusão chamado “característico” significa, por exemplo, que se as partículas condutoras são partículas compostas, em que dois ou mais constituintes permanecem separados em diferentes partículas e/ou até dentro de uma única partícula, então, um ponto de fusão em que tal constituinte se funde, apresenta um efeito predominante com relação à criação de coesão dentro do material fundido proveniente de uma pluralidade de partículas fundidas. Outra maneira de definir um ponto de fusão “característico” é considerar que é uma temperatura na qual e/ou acima da qual a substância em questão começa a se comportar, predominantemente, como um fluido mais ou menos viscoso. Se as partículas condutoras forem homogêneas na composição e consistirem somente de um metal ou liga apresentando um ponto de fusão bem definido, de uma maneira correta, o ponto de fusão característico é o ponto de fusão desse metal ou liga.

[009] Logo após o dito aquecimento, dentro de um espaço de tempo que não permite ao material condutor fundido se solidificar em um grau significativo, o substrato com o padrão condutor fundido é levado para um chamado elemento de aperto a frio, em que a pressão é aplicada contra a superfície modelada do substrato. O elemento de aperto sendo “frio” significa que a temperatura de pelo menos um corpo que entra em contato com o substrato modelado no elemento de aperto é abaixo do dito ponto de fusão característico. Essa temperatura não precisa ser muito abaixo; mas, de modo contrário, em muitos casos foi achado vantajoso que a temperatura no elemento de aperto a frio é apenas um pouco mais baixa que a do ponto de fusão. Portanto, se comparado à temperatura ambiente, os rolos ou outros elementos que implementam o elemento de aperto “frio” devem realmente ser considerados relativamente quentes. Deve ser também levado em conta que a pressão afeta as transformações de fase, além de afetar o espalhamento e a infiltração do material condutor fundido. Em conjunto, a pressão e temperatura no elemento de aperto a frio são de tal ordem que o material condutor deixa o elemento de aperto numa forma substancialmente solidificada, que proporciona pedaços essencialmente condutores de desejado tamanho, formato e de localização adequada na superfície do substrato.

[010] Uma classe específica de modalidades da invenção envolve um método para produção de um padrão eletricamente condutor sobre uma superfície, compreendendo a seguinte ordem de etapas: - transferir partículas sólidas eletricamente condutoras numa área de forma predeterminada para uma superfície de um substrato, que compreende um dentre os materiais de papel, papelão, filme polimérico, material têxtil e material tipo não-tecido; - aquecer as partículas sólidas eletricamente condutoras para uma temperatura que é superior a do ponto de fusão característico das partículas sólidas eletricamente condutoras, desse modo, produzindo um material fundido; e - pressionar o material fundido contra um substrato em um elemento de aperto, em que uma temperatura superficial de uma porção do elemento de aperto que contata o material fundido é inferior a do dito ponto de fusão característico.

[011] Out ra específica classe de modalidades da invenção envolve uma disposição para produzir um padrão eletricamente condutor sobre uma superfície, compreendendo: - um manipulador de partículas configurado para transferir partículas sólidas eletricamente condutoras numa área de forma predeterminada para uma superfície de substrato, que compreende um dentre os materiais de papel, papelão, filme polimérico, material têxtil e material tipo não-tecido; - um aquecedor concebido para aquecer as partículas sólidas eletricamente condutoras sobre a superfície do substrato, a uma temperatura superior a do ponto de fusão característico das partículas sólidas eletricamente condutoras e, assim, configurado para produzir um material fundido; - um elemento de aperto concebido para pressionar o material fundido contra o substrato; e - um regulador de temperatura de elemento de aperto, configurado para manter uma temperatura superficial de uma porção do elemento de aperto que contata o material fundido inferior a do dito ponto de fusão característico.

[012] As novas características que são consideradas como características da invenção são estabelecidas, especificamente, nas reivindicações anexas. Entretanto, a invenção em si, tanto na sua construção como no seu método de operação, juntamente com adicionais objetivos e vantagens da mesma, será melhor entendida a partir da seguinte descrição de modalidades específicas, quando lidas em conexão com os desenhos anexos.

[013] As modalidades exemplificativas da invenção apresentadas no presente pedido de patente não devem ser interpretadas como indicativo de limitações para a aplicabilidade das reivindicações anexas. O verbo “compreender” é usado no presente pedido de patente como uma limitação aberta que não exclui a também a existência de características não descritas. As características descritas nas reivindicações dependentes são livre e mutuamente combináveis, a menos que, explicitamente, indicado de modo contrário. Desse modo, são apresentadas as seguintes figuras, nas quais: - a figura 1 ilustra um método e uma disposição, de acordo com uma modalidade da invenção; - a figura 2 ilustra a transferência de partículas sólidas eletricamente condutoras para um substrato, de acordo com uma modalidade da invenção; - a figura 3 ilustra a transferência de partículas sólidas eletricamente condutoras para um substrato, de acordo com outra modalidade da invenção; - a figura 4 ilustra a transferência de partículas sólidas eletricamente condutoras para um substrato, de acordo ainda com outra modalidade da invenção; - a figura 5 ilustra um aquecimento por meio de raio infravermelho; - a figura 6 ilustra um aquecimento de onda em escala de milímetro ou micrômetro; - a figura 7 ilustra um aquecimento por meio de lâmpada tipo flash; - a figura 8 ilustra um aquecimento a laser; - a figura 9 ilustra o uso de um rolo aquecido para promover o aquecimento; - a figura 10 ilustra o uso de um fluxo de gás aquecido para promover o aquecimento; - a figura 11 ilustra um material fundido com um ângulo de contato relativamente grande; e - a figura 12 ilustra um material fundido com um ângulo de contato relativamente pequeno.

Descrição Detalhada de Modalidades da Invenção

[014] A figura 1 representa uma ilustração esquemática em nível principal de um método e uma disposição, de acordo com uma modalidade da invenção. Um mecanismo manipulador de substrato compreende um alimentador de substrato (101), que pode ser, por exemplo, um setor de desenrolamento, onde um tecido fibroso é desenrolado de um rolo, ou um manipulador de empilhamento, onde folhas ou correspondentes pedaços de substrato planos são retirados do empilhamento. O substrato é geralmente designado pela referência numérica (102), podendo ser de qualquer ampla variedade de materiais, formatos e espessuras. Papel, papelão e filmes poliméricos (plásticos) foram considerados como satisfatórios substratos, mas, outras similares superfícies não condutoras podem também ser usadas.

[015] A razão para a suposição de isenção de condutividade é o fato de que a fabricação de padrões que são especificamente condutores, especificamente para a finalidade de meios eletrônicos impressos, tem pouca importância se o substrato é também condutor, o que poderia proporcionar curto-circuito aos padrões entre si. Desse modo, papel ou papelão podem ser revestidos, não revestidos, isentos de componentes de madeira ou contendo componentes de madeira. Substratos em múltiplas camadas são também utilizáveis, em cujo caso o substrato não precisa ser totalmente não condutor; é suficiente que a superfície sobre a qual os padrões condutores serão impressos seja não condutora. Outros possíveis substratos incluem, por exemplo, materiais têxteis, materiais tipo não-tecido, painéis de circuito de indústria eletrônica, artigos moldados, e vidro. Outras possibilidades envolvem materiais de construção, tais como, papéis de parede e revestimentos de pisos, materiais cerâmicos não queimados e queimados, bases biopoliméricas e materiais compósitos. Cada desses substratos relacionados tem suas próprias áreas de aplicação e vantagens.

[016] No exemplo da figura 1, é suposto que o alimentador de substrato (101) compreenda também meios para criar uma área de adesão (103) na superfície do substrato (102). Para fins da presente invenção, não é essencial criar uma área de adesão, porém, isso pode auxiliar na simplificação da etapa seguinte do processo. Uma área de adesão é caracterizada pelo fato de que a adesão de partículas sólidas eletricamente condutoras (que serão transferidas para a superfície do substrato na etapa seguinte) ao substrato é mais forte dentro da área de adesão do que fora dela. Para fins da presente invenção isso não é importante, mas, sim, o real mecanismo de aumento de adesão; a adesão pode ser, por exemplo, uma adesão dispersiva (isto é, colagem) ou uma adesão eletrostática. Como exemplo de adesão dispersiva, o alimentador de substrato (101) pode compreender uma impressão adesiva ou seção de envernizamento (não mostrado separadamente), que é concebida para espalhar um adesivo ou verniz sobre o substrato, de modo a criar uma área de adesão de forma predeterminada. Se for aplicada uma adesão eletrostática, o alimentador de substrato (101) pode compreender uma seção de carregamento elétrico, configurada para criar uma distribuição espacial de carga elétrica estática no substrato (ou sobre a superfície do substrato), de modo a criar uma área de adesão de forma predeterminada. Em alguns casos, pode ser desejável fazer com que a área de adesão (103) cubra toda a superfície do substrato, pelo fato de que toda a superfície deve ser coberta com um padrão condutor ou pelo fato de que a forma e o tamanho do padrão condutor serem determinados pela seletiva transferência de partículas sólidas eletricamente condutoras para somente uma parte da área de adesão. Portanto, pode se concluir que um caso limitativo do conceito de “forma predeterminada” é a forma de todo o substrato.

[017] A etapa de processo ilustrada como de ocorrência na seção (104) na figura 1 envolve a transferência de partículas sólidas eletricamente condutoras sobre uma área de forma predeterminada, na superfície do substrato (102). Consequentemente, a parte da disposição responsiva à operação na seção (104) pode ser chamada de um manipulador de partícula, sendo configurado para implementar a dita transferência de partículas sólidas eletricamente condutoras sobre a dita área de forma predeterminada, na superfície do substrato (102). Possíveis implementações exemplificativas do manipulador de partícula serão descritas em maiores detalhes posteriormente no presente texto. Na modalidade exemplificativa mostrada na figura 1 é suposto que as partículas sólidas eletricamente condutoras são seletivamente aplicadas apenas às áreas de adesão que foram criadas dentro do alimentador de substrato (101). Também, é possível transferir as partículas sólidas eletricamente condutoras na superfície do substrato mediante um método que envolve a simultânea criação da necessária adesão. Assim, por exemplo, as partículas sólidas eletricamente condutoras podem se apresentar como parte de um composto que contém, além das partículas sólidas eletricamente condutoras, uma substância fluida ou gelatinosa apresentando propriedades adesivas. Isso poderia tornar a criação de áreas de adesão (103) completamente desnecessária em qualquer etapa que precede a seção (104); por outro lado, deixando fora a criação preparatória de áreas de adesão, pode colocar exigências mais limitativas para a precisão da operação do manipulador de partícula, pelo fato de que isso individualmente garante somente que as desejadas predeterminadas áreas da superfície do substrato serão cobertas com as partículas sólidas eletricamente condutoras.

[018] A etapa do método e da seção da disposição esquematicamente ilustrada como (105), compreende o aquecimento das partículas sólidas eletricamente condutoras para uma temperatura que é superior a do ponto de fusão característico das partículas sólidas eletricamente condutoras. Usando um aquecedor configurado para aplicar um método de aquecimento sem contato, envolve a vantajosa característica de que o aquecimento não irá facilmente provocar a sujeira ou indesejadas mudanças macroscópicas na distribuição espacial do material condutor na superfície do substrato. Em outras palavras, a matéria eletricamente condutora permanece no lugar em que foi indicado para permanecer. Entretanto, a invenção, especificamente, não exclui métodos de aquecimento que sejam de contato. Especialmente, se um método de aquecimento com contato envolver o uso de uma pressão de contato bastante baixa, isso pode também apresentar as mesmas características vantajosas de não ocorrer a inclusão de sujeiras. Como resultado do aquecimento, é criado um material fundido.

[019] A etapa do método e da seção do dispositivo esquematicamente ilustrada como (106) é a chamada etapa de aperto a frio, em que a referência “frio” deve ser entendida com o significado de “relativamente frio”, comparado com a seção de aquecimento que precede a mesma. No elemento de aperto a frio, o material fundido que foi produzido através de aquecimento na seção (105) é pressionado contra o substrato (102). Pelo fato de a invenção permitir (mas não exigir) o uso de um agente adesivo sobre a superfície do substrato para criar a área de adesão (103), o pressionamento do material fundido contra o substrato conceitualmente cobre o pressionamento de um material fundido diretamente contra um substrato e o pressionamento de um material fundido contra uma camada adesiva, localizada na superfície do substrato, entre o material fundido e o substrato. Uma temperatura superficial de uma porção do elemento de aperto a frio, que faz contato com o material fundido é inferior a do ponto de fusão característico, conforme foi discutido acima. Desse modo, o elemento de aperto a frio faz com que o material fundido anteriormente originado das partículas sólidas eletricamente condutoras se solidifique novamente, mas, agora, não na forma de partículas separadas, mas na forma de uma camada eletricamente condutora substancialmente contínua, que cobre aquela área na superfície do substrato sobre a qual as partículas sólidas eletricamente condutoras foram transferidas pelo manipulador de partículas (104).

[020] Foi considerado vantajoso manter a temperatura efetiva (isto é, a temperatura superficial da porção do elemento de aperto a frio que faz contato com o material fundido) no elemento de aperto a frio somente um pouco mais baixa do que o dito ponto de fusão característico. Isso garante, por exemplo, que o material fundido não irá se solidificar prematuramente, antes de se tornar pressionado contra o substrato. Também, é garantido que a solidificação irá ocorrer de modo suficientemente lento, de modo que sob a pressão do elemento de aperto, o material fundido terá algum tempo para fluir e formar a camada substancialmente contínua de condutividade elétrica que é objetivada,assim como, circular em eventuais poros ou vazios na superfície do substrato, o que aumenta a adesão. Por outro lado, utilizando um elemento de aperto a frio (e não um elemento de aperto a quente que poderia manter o estado fundido do material em fusão) tem a vantagem de que apesar da pressão do elemento de aperto, as bordas do padrão condutor desejado irão amplamente manter suas posições e tamanhos. Em outras palavras, o material condutor fundido não irá jorrar ao longo da superfície do substrato para preencher, borrar ou gotejar as áreas da superfície que foram idealizadas de permanecerem não condutoras.

[021] De acordo com uma modalidade da invenção, a diferença entre a temperatura do elemento de aperto a frio e o ponto de fusão característico não é mais que cerca de 50-60°C, isto é, a temperatura superficial da porção do elemento de aperto que faz contato com o material fundido não é inferior a 60°C abaixo do ponto de fusão característico. Em muitos casos, uma diferença ainda bem menor na temperatura pode ser usada. Foi encontrado que a diferença ótima entre a temperatura do elemento de aperto a frio e o ponto de fusão característico é - pelo menos em certo grau - uma função da velocidade na qual o substrato é deslocado no curso do processo. Em uma disposição de teste, o substrato foi deslocado a uma velocidade de 6 metros por minuto, e as temperaturas foram entre 175 e 177°C, os extremos incluídos, para o ponto de fusão característico e de 142°C para o elemento de aperto a frio. Quando tudo o mais foi mantido da mesma maneira, mas, a velocidade de deslocamento foi aumentada para 10 metros por minuto, a temperatura de 151°C para o elemento de aperto a frio foi considerada como ótima. Na dita disposição de teste, a conclusão geral foi que variando as velocidades de deslocamento entre 5 e 10 metros por minuto, a temperatura do elemento de aperto a frio pode ser selecionada na faixa de 135 a 155°C, os extremos incluídos, com velocidades de deslocamento mais rápidas correspondendo a temperaturas mais altas no elemento de aperto a frio.

[022] Deve ser observado que quando a liga metálica usada no dito teste é aquecida, a mesma começa a amolecer já à temperatura de 135°C, mas, só se funde totalmente à temperatura de 177°C (consequentemente, um valor um pouco flexível para o ponto de fusão característico usado no exemplo acima). É considerado típico para as ligas metálicas não-eutéticas que elas tenham as chamadas temperaturas solidus e liquidus, entre as quais elas existem como uma pasta de partículas sólidas em um material fundido da fase de fusão inferior. Para algumas ligas não- eutéticas, pode ser melhor considerar a temperatura liquidus como o ponto de fusão característico, pelo fato de que acima da temperatura liquidus, é certo que a substância em questão se comporta predominantemente como um fluido. Entretanto, para algumas outras ligas não-eutéticas, o comportamento da substância entre as suas temperaturas solidus e liquidus é de um tipo tão fluido (por exemplo, quando a liga de dois metais contém apenas uma pequena quantidade de metal em fusão mais quente) que pode ser justificado considerar a temperatura solidus (ou alguma outra temperatura entre as temperaturas solidus e liquidus) como ponto de fusão característico.

[023] Em geral, as ligas não-eutéticas foram consideradas como bem adequadas às finalidades da presente invenção, melhor ainda do que as ligas eutéticas ou metais puros, que apresentam uma única temperatura bem definida como ponto de fusão. Isso é particularmente verdadeiro para as ligas não- eutéticas do tipo mencionado acima, que começam a ter um comportamento tipo fluido já abaixo de sua temperatura liquidus. A liga parcialmente fundida pode ter um comportamento do tipo forma de mingau ou de um fluido relativamente viscoso, o que torna seus movimentos na superfície do substrato previsíveis e fáceis de controlar. Além disso, a faixa de temperatura entre as temperaturas solidus e liquidus permite algumas tolerâncias no controle das temperaturas das diversas partes do dispositivo. Ao contrário, uma liga eutética ou um metal puro pode exibir uma transição bastante aguda entre um estado completamente sólido e um estado líquido de viscosidade muito baixa, o que cria dificuldades na manutenção das corretas temperaturas e controle do fluxo do material condutor durante e após o aquecimento.

[024] Mencionar que os padrões condutores produzidos são substancialmente contínuos significa dizer que esses padrões precisam ser contínuos apenas com a condição de que em toda a totalidade do padrão seja oferecida a desejada seção transversal de substância condutora, de modo que a resistência elétrica não se torne proibitivamente alta. Outro fator que define a exigida continuidade (e precisão no posicionamento) é o tamanho das almofadas de contato nos componentes que serão fixados aos padrões condutores impressos, assim como, a precisão com a qual essa fixação será executada. É fácil de entender que se o tamanho típico das almofadas de contato for da ordem de grandeza de um milímetro quadrado, poros individuais no correspondente padrão condutor impresso podem ser razoavelmente aceitos, se forem menores do que, por exemplo, uma ordem de grandeza de algumas centenas de micrômetros, ou ainda menores que isso.

[025] Em algumas modalidades da invenção pode ser ainda vantajoso manter a chamada temperatura de elemento de aperto a frio igual ou quase igual a do ponto de fusão característico do material eletricamente conductor utilizado. Mesmo que isso possa significar que a real solidificação do material ocorre somente imediatamente após o procedimento do elemento de aperto a frio e não no elemento de aperto a frio em si, a pressão aplicada com os rolos do elemento de aperto a frio ainda apresenta efeitos bastante vantajosos em termos, por exemplo, de adesão e lisura de superfície.

[026] O mecanismo manipulador de substrato que é esquematicamente ilustrado na figura 1, compreende um coletor de substrato (107), no qual o substrato com os padrões condutores acabados sobre a sua superfície é coletado. O coletor de substrato (107) pode compreender, por exemplo, uma seção de enrolamento ou de empilhamento, na qual um substrato tipo tecido contínuo é enrolado em um rolo ou os pedaços de um substrato tipo folha são respectivamente empilhados. O coletor de substrato (107) pode compreender também meios de pós-processamento, que são configurados para processar posteriormente o substrato após a formação dos padrões condutores, por exemplo, meios de resfriamento, meios de remoção da carga elétrica estática, meios de revestimento, meios de evaporação de componentes voláteis de substâncias presentes dentro ou sobre o substrato, ou meios similares.

[027] A seguir, serão considerados alguns exemplos de implementação prática de algumas seções descritas acima. A figura 2 ilustra uma modalidade da invenção em que são criadas áreas de adesão (103), mediante espalhamento de adesivo sobre o substrato (102) com um aplicador de adesivo (201). Uma grande variedade de métodos já conhecidos há longo tempo é possível de ser usada na aplicação de um adesivo sobre a superfície de um substrato plano, tipo folha ou tipo tecido, e para fins da presente invenção, o tipo de método usado não tem relevância. Na ilustração esquemática da figura 1, a aplicação de um adesivo pode ser incluída no alimentador de substrato (101).

[028] Os emplastros de adesivo aplicados, assim, constituem as áreas de adesão. A fim de transferir as partículas sólidas eletricamente condutoras para essas áreas, o substrato é levado a passar por um rolo de transferência (202), que na presente modalidade da invenção é concebido para ter uma superfície ligeiramente pegajosa, e para girar sobre um leito de pó fluidizado (203) de partículas sólidas eletricamente condutoras. Estas partículas se tornam temporariamente fixadas à superfície do rolo de transferência (202) e, simultaneamente, adquirem uma carga elétrica de polaridade específica. Um contra-eletrodo (204) de polaridade oposta é posicionado atrás do substrato em deslocamento, de modo que quando as partículas condutoras eletricamente carregadas sentem o campo elétrico criado, elas tendem a migrar na direção do contra-eletrodo (204). Algumas das partículas eletricamente condutoras que se chocam com o adesivo ai permanecem, enquanto outras retornam para o leito em pó fluidizado (203).

[029] O uso de um campo elétrico é apenas uma adicional característica nessa modalidade da invenção. Se o dimensionamento estiver correto, é possível fazer com que as partículas sólidas eletricamente condutoras saltem do rolo de transferência (202) para as áreas de adesão, por um lado, somente confiando nas propriedades de aderência da superfície pegajosa do rolo de transferência e, por outro lado, nas áreas de adesão. As partículas que são temporariamente fixadas à superfície ligeiramente pegajosa do rolo de transferência se grudam mais fortemente a uma área de adesão se elas entrarem em contato e, consequentemente, serão desgarradas da superfície do rolo de transferência, enquanto as partículas que apenas encontraram a superfície sem revestimento pegajoso no substrato (102) permanecem fixadas ao rolo de transferência. A superfície do rolo de transferência sendo “pegajosa” não limita a maneira pela qual a adesão entre tal superfície e as partículas sólidas eletricamente condutoras é criada; em particular, a adesão entre a superfície do rolo de transferência e as partículas sólidas eletricamente condutoras não é limitada à adesão dispersiva, do tipo que os compostos químicos adesivos criam nas fitas adesivas. Se as partículas sólidas eletricamente condutoras apresentarem propriedades magnéticas, a adesão pode ser criada com magnetismo. Se os materiais e suas propriedades permitirem, também, uma adesão eletrostática pode ser considerada.

[030] A figura 3 ilustra uma modalidade da invenção em que a criação de áreas de adesão e a transferência de partículas sólidas eletricamente condutoras foram implementadas de diferentes maneiras. A fim de produzir as áreas de adesão, uma distribuição espacial da carga elétrica estática é criada no substrato, aproveitando a vantagem do fato de que o substrato é, como tal, não condutor e, desse modo, não facilmente permite a espontânea equalização da carga elétrica. Nessa modalidade da invenção, a distribuição espacial da carga elétrica estática é criada mediante permissão de um condutor tipo corona (301) emitir cargas negativas no interior de um rolo de grade rotativa (302). Na direção do substrato (102) se dispõe um contra-eletrodo (303), que apresenta um potencial mais positivo do que o do condutor tipo corona (301), proporcionando o surgimento de um campo elétrico que acelera os elétrons na direção do substrato (102). Esses elétrons que passam através das aberturas no rolo de grade (302) se chocam com a superfície do substrato, de modo que são criados emplastros locais de carga negativa em excesso. Esses emplastros constituem as áreas de adesão (103).

[031] Um jato de partículas (304) é usado para soprar as partículas sólidas eletricamente condutoras na direção do substrato, de modo contínuo ou sincronizado, com a conhecida ocorrência de áreas de adesão eletricamente carregadas no ponto para onde o jato de partículas (304) está apontando. Uma voltagem positiva acoplada ao jato de partículas (304) garante que as partículas sólidas eletricamente condutoras adquirem uma carga positiva, de modo que elas são dirigidas na direção das áreas de adesão eletricamente carregadas pelo efeito da interação de Coulomb. Um sistema de coleta (305) coleta aquelas partículas sólidas eletricamente condutoras que se encontram pulando fora do substrato, ou que, por outras razões, não se tornaram fixadas às áreas de adesão.

[032] Uma modalidade da invenção que externamente se assemelha à modalidade da figura 2 e que pode também ser representada pela figura 2, é uma modalidade em que uma distribuição espacial de carga elétrica é criada sobre uma superfície externa de um rolo de transferência dielétrica. As partículas sólidas eletricamente condutoras são colocadas em contato com a superfície do rolo de transferência dielétrica, onde as partículas sólidas eletricamente condutoras permanecem temporariamente mantidas no local devido ao efeito de interação de Coulomb, mas, nesse momento, somente em posições que correspondem aos desejados padrões condutores a serem formados no substrato. O rolo de transferência dielétrica é pressionado contra o substrato a fim de transferir as partículas sólidas eletricamente condutoras para a superfície do substrato.

[033] Não é necessário se utilizar campos elétricos para transferir as partículas sólidas eletricamente condutoras para as áreas de adesão ou para tornar as mesmas fixadas. O movimento das partículas sólidas eletricamente condutoras pode ser gerado por meios puramente mecânicos, especialmente, naquelas modalidades da invenção em que um adesivo é espalhado sobre o substrato, a fim de criar as áreas de adesão. Assim, por exemplo, o jato de partículas (304) e o sistema de coleta (305) mostrados na figura 3 podem ser usados nessas modalidades sem quaisquer voltagens aplicadas.

[034] A figura 4 representa uma ilustração esquemática de uma modalidade da invenção em que as partículas sólidas eletricamente condutoras são transferidas para a área apropriada da superfície do substrato, como parte de um composto (401) que contém, além das partículas sólidas eletricamente condutoras, um fluido de substância gelatinosa. Para tal finalidade, o manipulador de partículas compreende um aplicador, que é esquematicamente ilustrado na figura 4 pela referência numérica (402). É possível se indicar o composto (401) como uma pasta. Para as finalidades da presente invenção, a exata implementação do aplicador (402) não é importante; por exemplo, da tecnologia de aplicação de pasta de solda a placas de circuitos é conhecido um determinado número de diferentes técnicas de aplicação de um composto tipo pasta sobre desejadas áreas de um substrato plano.

[035] Deve ser observado que a presente invenção permite às partículas sólidas eletricamente condutoras serem de tamanho relativamente grande, e isso se aplica às modalidades em que as partículas são provenientes de um composto tipo pasta e às modalidades em que as partículas são transferidas para o substrato na forma de um pó seco. Isso é importante, pelo fato de que as partículas sólidas eletricamente condutoras tendem a se tornar mais caras, na medida em que um tamanho menor é exigido. Assim, por exemplo, quando da descrição do presente relatório, as pastas de prata são conhecidas e recomendadas para aplicação do tipo jato de tinta, com um tamanho máximo da partícula de prata de um micrômetro e com preços de diversos milhares de dólares por litro. Em comparação, partículas contendo estanho na classe de tamanho de dez micrômetros apresentam um preço de apenas algumas dezenas de dólares por quilograma. Estas partículas são perfeitamente adequadas para os objetivos da presente invenção.

[036] Deve ser observado que, por exemplo, se um método de aplicação tipo silk screen for usado no aplicador (402) e a densidade das partículas eletricamente condutoras na pasta de impressão for suficientemente alta, seria basicamente possível se utilizar - possivelmente após um período de secagem que evapora os compostos voláteis da pasta de impressão - as áreas impressas por silk screen diretamente como padrões condutores no substrato. Entretanto, a experiência sugere que seria difícil obter os desejados altos valores de continuidade na condutividade, assim como, resistência à flexão e resistência ao descascamento, se o procedimento de aquecimento e o procedimento de aperto a frio de acordo com as modalidades da invenção não forem usados. Outros métodos de impressão que podem ser usados pelo aplicador (402) esquematicamente ilustrado incluem, sem que seja a isso limitado, impressão offset, impressão por gravura, impressão flexográfica, impressão tipográfica e impressão a jato de tinta.

[037] Caso algumas áreas de adesão específicas tenham ou não sido criadas sobre a superfície do substrato antes da aplicação da pasta contendo as partículas sólidas eletricamente condutoras, isso não tem relevância para a invenção. O uso de um adesivo ou um primer para criar áreas de adesão pode trazer vantagens com relação à colocação de menos exigências restritivas para as propriedades adesivas do fluido ou da substância gelatinosa na pasta. Se forem criadas as áreas de adesão, quaisquer dos métodos anteriormente mencionados podem ser usados para sua criação. Além disso, as áreas de adesão podem desempenhar um papel no pré-condicionamento da superfície do substrato, de modo que as desejadas propriedades de fluidez e umectação sejam obtidas para a pasta e/ou de modo que após o aquecimento, as desejadas propriedades de fluidez e umectação sejam obtidas para o material fundido.

[038] Alguns exemplos de métodos de aquecimento sem contato e de aquecedores configurados para aplicação dos mesmos são ilustrados nas figuras 5 a 10. Em cada caso o substrato (102) e seu suposto movimento após a passagem pelo aquecedor é esquematicamente ilustrado. A figura 5 ilustra o aquecimento mediante exposição à radiação infravermelha, proveniente de uma fonte de radiação (501), e a figura 6 ilustra o aquecimento mediante exposição à radiação micrométrica ou milimétrica, proveniente de uma fonte de radiação micrométrica ou milimétrica (601). Nessas modalidades, como também em todas as modalidades em que o aumento de temperatura das partículas sólidas eletricamente condutoras é baseado na absorção de radiação eletromagnética, é possível se utilizar as diferentes características de absorção das partículas sólidas eletricamente condutoras e do substrato. O mesmo é verdadeiro para aquecimento por indução, que pode ser usado para aquecimento das partículas sólidas eletricamente condutoras, pelo fato de que o substrato é dielétrico e nãoirá sentir quaisquer correntes elétricas criadas de nodo indutivo e, desse modo, irá permanecer relativamente frio.

[039] A figura 7 ilustra o aquecimento através da exposição a uma radiação ótica de amplo espectro, que nesse caso é proveniente de uma lâmpada de descarga elétrica (701), que pode ser similar à lâmpada usada no chamado recozimento por lâmpada flash de revestimento de camadas finas. A figura 8 ilustra uma modalidade da invenção em que o aquecimento ocorre através da exposição à radiação laser, que é proveniente de uma fonte de radiação laser (801), sendo controlável com relação ao direcionamento para as desejadas localizações na superfície do substrato mediante uso de dispositivos óticos controláveis (802). O uso combinado de espelhos e obturadores controláveis possibilita o direcionamento do feixe de laser de um modo preciso, somente para aqueles locais na superfície do substrato em que as partículas sólidas eletricamente condutoras são aquecidas. Isso pode ser vantajoso, especialmente se o substrato for do tipo em que um aquecimento desnecessário deve ser evitado.

[040] Deve ser observado que a descrição do método de aquecimento como método sem contato, significarigorosamente que apenas as partículas sólidas eletricamente condutoras não devem ser contatadas; o contato, por exemplo, com outras partes do substrato não é excluído nessas modalidades da invenção. Portanto, essa definição cobre também a modalidade mostrada na figura 9, em que o aquecimento é obtido mediante colocação da outra superfície do substrato (102) em contato com um corpo aquecido, que, nesse caso, é um rolo aquecido (901). A figura 10 ilustra ainda outro método alternativo de aquecimento sem contato, em que uma corrente de gás quente emerge de um aquecedor (1001) na direção da superfície do substrato (102).

[041] Um método de aquecimento por contato que usa uma pressão de contato bastante baixa, pode, por exemplo, ser um método em que a superfície com as partículas eletricamente condutoras nela distribuídas é deslocada com passagem por um rolo aquecido, entretanto, sem aplicação de significativa pressão. A tenacidade ou rigidez do substrato, assim como, o preciso espacial sincronismo do eixo de rotação do rolo, podem ser confiados após garantia de que o contato entre o rolo e as partículas eletricamente condutoras permanece extremamente fraco.

[042] Uma importante aplicação dos meios eletrônicos impressos é a provisão de superfícies condutoras em substratos sensíveis ao calor, como papel e papelão, podendo compreender também polímero e outras camadas. Os métodos como os divulgados no Pedido de Patente Finlandês do PCT, No. PCT/FI/2008/050256, publicado como WO 2009/135985, permitem fabricar as superfícies condutoras de compostos metálicos mediante procedimentos que são ou se assemelham aos chamados procedimentos de soldas de baixa temperatura. Uma lista exemplificativa não limitativa desses compostos metálicos inclui (percentuais indicados são percentuais em peso): - estanho/prata (3,43%)/cobre (0,83%); - estanho/prata (2-2,5%)/cobre (0,8%)/antimônio (0,5-0,6%); - estanho/prata (3,5%)/bismuto (3,0%); - estanho/zinco (10%); - estanho/bismuto (35-38%); - estanho/índio (52%); - bismuto (53-76%)/estanho (22-35%)/índio (2-12%); - estanho (35-95%)/bismuto (5-65%)/índio (0-12%).

[043] À pressão ambiente, os primeiros quatro exemplos relacionados se fundem entre 180 e 220°C, enquanto os quatro últimos mencionados podem se fundir em temperaturas significativamente mais baixas, até mesmo abaixo de 100°C. Simultaneamente, a fusão e o seguinte espalhamento e aglutinação de um composto metálico pode depender da pressão, de tal modo que um aumento de pressão pode ser de ajuda. A temperatura de fusão ou ponto de fusão característico tem significância para o dimensionamento do aquecedor, pelo fato de que, naturalmente, este não precisa ser capaz de gerar temperaturas muito altas, além do necessário para produzir o material fundido.

[044] De acordo com uma modalidade da invenção, as partículas eletricamente condutoras são feitas de uma liga de estanho e bismuto, que apresenta um ponto de fusão de 139°C, e a temperatura superficial da porção do elemento de aperto que faz contato com o material fundido é substancialmente de 110°C. De acordo com outra modalidade da invenção, as partículas eletricamente condutoras são feitas de uma liga de estanho, bismuto e índio, que apresenta um ponto de fusão de 79°C, e a temperatura superficial da porção do elemento de aperto que faz contato com o material fundido é apenas de alguns graus mais baixa.

[045] Experimentos com modalidades da invenção mostraram que o ângulo de contato entre o material fundido, criado pelo aquecimento das partículas sólidas eletricamente condutoras, e a superfície na qual o material fundido é disposto, tem certa significância. A figura 11 ilustra um substrato (102), no qual foi criada uma área de adesão, mediante espalhamento de uma camada adesiva (1101) sobre sua superfície. Uma ou mais partículas eletricamente condutoras foram transferidas para a área de adesão e aquecidas através de um método de aquecimento (preferivelmente, sem contato), a uma temperatura superior a do ponto de fusão característico das partículas sólidas eletricamente condutoras. Desse modo, um material fundido (1102) foi produzido. No caso da figura 11, é suposto que a força coesiva entre os constituintes atômicos do material fundido é relativamente grande, se comparado com a força adesiva entre os constituintes atômicos do material fundido e daqueles da superfície abaixo do mesmo (a camada adesiva (1101)). Como resultado, o ângulo de contato (θc) permanece relativamente grande; é possível mencionar que a umectação da superfície adesiva pelo material fundido permanece moderada.

[046] Em comparação, a figura 12 ilustra uma situação de outro modo similar, mas, nesse momento, as forças de coesão e adesão mencionadas acima são mais balanceadas, devido à seleção de um material ligeiramente diferente para a camada adesiva (1201). Em alguns casos, um balanço similar das ditas forças pode ter sido obtido mediante seleção de um diferente material para as partículas sólidas eletricamente condutoras; ou mediante seleção de uma diferente temperatura para a qual as partículas sólidas eletricamente condutoras foram aquecidas; ou mediante uso de uma diferente espessura da camada adesiva; ou deixando a camada adesiva permanecer junta; ou trazendo uma certa quantidade de adequado material auxiliar para a superfície, juntamente com as partículas sólidas eletricamente condutoras; ou executando a etapa de fusão em uma adequada atmosfera gasosa (isto é, selecionando adequadamente a pressão e os constituintes da atmosfera gasosa); ou através de qualquer combinação dessas medidas. Como resultado, o ângulo de contato (θc) se torna relativamente pequeno. Assim, pode-se mencionar que ocorre uma melhor umectação da superfície adesiva pelo material fundido.

[047] Para fins da presente invenção, a situação ilustrada na figura 12 é mais favorável. Em outras palavras, os materiais, espessura de material, temperaturas de processo e outras características presentes na etapa de aquecimento devem ser selecionadas de modo a produzir um pequeno ângulo de contato entre o material fundido e a superfície sobre a qual se dispõe o material fundido. Para fins da presente invenção se utiliza a definição de ângulo de contato, conforme ilustrado nas figuras 11 e 12, que associa um pequeno ângulo de contato com uma satisfatória umectação. Deve ser observado que algumas outras fontes podem usar uma diferente definição do conceito de “ângulo de contato”.

[048] Substâncias voláteis podem ter sido impregnadas no substrato, possíveis camadas adesivas e/ou a camada em que as partículas sólidas eletricamente condutoras são dispostas, provenientes de diversas fontes e por diversas razões. Assim, por exemplo, uma substância adesiva usada em uma camada de adesão, ou o líquido ou substância gelatinosa usada para fazer uma pasta das partículas sólidas eletricamente condutoras, pode conter solventes, a fim de possibilitar uma manipulação e espalhamento mais fáceis. Os solventes e outras substâncias voláteis desse tipo, em muitos casos, devem ser eliminadas do produto final, que necessita permitir às mesmas de evaporar e/ou reagir quimicamente em algum estágio do processo de fabricação. O aquecimento promove a evaporação, então, se especialmente uma apropriada ventilação for considerada, o método de aquecimento usado para produzir o material fundido pode, além disso, implementar a evaporação de um componente volátil, que, por exemplo, pode ser um componente volátil da substância fluida ou gelatinosa, conforme mencionado acima.

[049] Modificações e adições podem ser feitas aos exemplos até então descritos, o que significa que os presentes exemplos não limitam a aplicabilidade das reivindicações anexas.

Claims

1. Método para produzir um padrão eletricamente condutor sobre uma superfície compreendendo as etapas na seguinte ordem: - transferir (104) partículas sólidas eletricamente condutoras de um metal ou de sua liga em uma área de forma predeterminada em uma superfície de um substrato (102), que compreende um dentre: papel, papelão, filme polimérico, material têxtil e material do tipo não-tecido; - aquecer (105) as partículas sólidas eletricamente condutoras a uma temperatura que é superior a do ponto de fusão característico das partículas sólidas eletricamente condutoras, produzindo assim um material fundido (1102); e - pressionar (106) o material fundido (1102) contra um substrato (102) em um elemento de aperto, caracterizado pelo fato de que uma temperatura da superfície de uma porção do elemento de aperto que contata o material fundido (1102) é regulada para manter a temperatura da superfície inferior à do dito ponto de fusão característico, em que a temperatura da superfície de uma porção do elemento de aperto que faz contato com o material fundido (1102) não é inferior a 60°C abaixo do ponto de fusão característico.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que - antes de transferir as partículas sólidas eletricamente condutoras numa área de forma predeterminada na superfície do substrato (102) - é criada uma área de adesão (103) na superfície do substrato (102), em que a adesão das partículas sólidas eletricamente condutoras ao substrato (102) é mais forte dentro da dita área de adesão (103) do que fora da dita área de adesão (103).

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um adesivo é espalhado sobre o substrato (102) para criar a dita área de adesão (103).

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que é criada uma distribuição espacial de carga elétrica estática no substrato (102) para criar a dita área de adesão (103).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as ditas partículas sólidas eletricamente condutoras são transferidas na forma de um pó seco para a dita área de forma predeterminada.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as partículas sólidas eletricamente condutoras são transferidas para a dita área como parte de um composto que contém, além das partículas sólidas eletricamente condutoras, uma substância fluida ou gelatinosa.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o aquecimento (105) adicionalmente implementa a evaporação de um componente volátil da dita substância fluida ou gelatinosa.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que compreende, após a etapa de pressionar o material fundido (1102) contra a superfície no elemento de aperto, a evaporação de componentes voláteis das substâncias presentes dentro ou sobre o dito substrato.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o método de impressão usado para transferir o composto para o substrato (102) é um dentre os seguintes: impressão tipo estampa (silk screen), impressão offset, impressão de gravura, impressão flexográfica, impressão tipográfica e impressão a jato de tinta.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o mesmo método de impressão é usado para criar uma área de adesão (103) na superfície do substrato (102) e, depois, para transferir o composto para o substrato (102).

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o aquecimento (105) das ditas partículas eletricamente condutoras é obtido mediante um método de aquecimento sem contato que compreende pelo menos um dentre os seguintes: exposição à radiação infravermelha (501), exposição à radiação de onda micrométrica ou milimétrica (601), exposição à radiação ótica de amplo espectro (701), exposição à radiação a laser (801, 802), colocando a outra superfície do substrato em contato com um corpo aquecido (901).

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4 ou 11, caracterizado pelo fato de que: - uma distribuição espacial de carga elétrica é criada em uma superfície externa de um rolo de transferência dielétrica; - as partículas sólidas eletricamente condutoras são colocadas em contato com a superfície do rolo de transferência dielétrica, em que as partículas eletricamente condutoras permanecem temporariamente mantidas no lugar pela interação de Coulomb; e - o rolo de transferência dielétrica é pressionado contra o substrato (102) para transferir as partículas sólidas eletricamente condutoras para a superfície do substrato (102).

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as partículas eletricamente condutoras são feitas de uma liga de estanho e bismuto, que possui um ponto de fusão característico entre 135°C e 177°C, com os extremos incluídos, e pelo fato de que a temperatura da superfície da porção do elemento de aperto que faz contato com o material fundido (1102) está entre 135°C e 155°C, os extremos incluídos.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que as partículas eletricamente condutoras são feitas de uma liga de estanho, bismuto e índio, que possui um ponto de fusão inferior a 100°C.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as partículas eletricamente condutoras são feitas de uma liga não-eutética, que possui uma temperatura solidus e uma temperatura liquidus, e em que o dito ponto de fusão característico é a dita temperatura solidus, ou está entre a dita temperatura solidus e a dita temperatura liquidus.

16. Dispositivo para produzir um padrão eletricamente condutor sobre uma superfície compreendendo: - um manipulador de partícula (104) configurado para transferir partículas sólidas eletricamente condutoras de um metal ou de sua liga em uma área de forma predeterminada em uma superfície de um substrato (102), que compreende um dentre: papel, papelão, filme polimérico, material têxtil e material do tipo não-tecido; - um aquecedor (105, 601, 701, 801, 802, 901, 1001) configurado para aquecer as partículas sólidas eletricamente condutoras sobre a superfície do substrato (102) a uma temperatura superior ao ponto de fusão característico das partículas sólidas eletricamente condutoras e, assim, configurado para produzir um material fundido (1102); - um elemento de aperto (106) configurado para pressionar o material fundido (1102) contra o substrato (102); caracterizado por - um regulador de temperatura de elemento de aperto configurado para manter uma temperatura de superfície de uma porção do elemento de aperto (106) que faz contato com o material fundido (1102) inferior ao dito ponto de fusão característico, em que a temperatura da superfície de uma porção do elemento de aperto (106) que faz contato com o material fundido (1102) não é inferior a 60°C abaixo do ponto de fusão característico.

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um dentre: - uma seção de impressão por adesivo (201) configurada para espalhar um adesivo no dito substrato (102) para criar a dita área de forma predeterminada; e - uma seção de carregamento elétrico (301, 302) configurada para criar uma distribuição espacial de carga elétrica estática no dito substrato (102) para criar a dita área de forma predeterminada.

18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que o manipulador de partículas é configurado para transferir as partículas sólidas eletricamente condutoras para a área de forma predeterminada sobre a superfície do substrato (102), tanto como um pó seco quanto como parte de um composto que contém, além das partículas sólidas eletricamente condutoras, uma substância fluida ou gelatinosa.

19. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado pelo fato de que o aquecedor compreende pelo menos um dentre os seguintes: um dispositivo de radiação infravermelha, um dispositivo de radiação de onda micrométrica ou milimétrica, uma lâmpada flash, uma fonte de laser, um corpo aquecido para passar o substrato (102), no qual o lado do substrato contra o corpo aquecido não possui partículas sólidas eletricamente condutoras neste.