ES2347851T3

ES2347851T3 - Sistema para crear lineas finas usando tecnologia de chorro de tinta.

Info

Publication number: ES2347851T3
Application number: ES09159282T
Authority: ES
Inventors: Eli Vronsky
Original assignee: PixDro BV
Current assignee: PixDro BV
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: US20070014974A1; ATE472241T1; EP1665913B1; WO2005022969A3; KR101076116B1; EP2109350B1; JP2007504661A; EP2109350A1; WO2005022969A2; EP1665913A2; ATE435589T1; DE602004021823D1; DE602004027852D1; KR20070017464A; ES2329137T3; JP4796964B2

Abstract

Un sistema (40, 50) de impresión por chorro de tinta para producir sobre un sustrato una figura geométrica (19, 24, 35) de dimensiones deseadas, el cual comprende: - una primera boquilla (41), configurada para dejar caer sobre el sustrato unas gotas sucesivas (43) de un material, de manera que éstas formen un patrón (16, 22, 32) que tenga unas dimensiones suficientes como para alojar dicha figura geométrica dentro de los límites del mismo; y -un láser (47) dispuesto aguas abajo de la primera boquilla (41), configurado para curar o secar una porción (17, 23) formada dentro de los límites de las gotas sucesivas, creando así un área (18) redundante y eliminable del patrón, la cual rodea dicha porción (17, 23) de dicho patrón que define dicha figura geométrica; o -un láser (47) dispuesto aguas abajo de la primera boquilla (41), configurado para extirpar las áreas redundantes (18) del patrón, las cuales rodean dicha porción (17, 23) de dicho patrón que define dicha figura geométrica.

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención trata sobre la tecnología de chorro de tinta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la producción de estructuras electrónicas básicas, tales como tarjetas de circuitos impresos, filtros de color para pantallas de cristal líquido y semiconductores, una de las tecnologías comúnmente usadas comprende el uso de máscaras patrón, cuyo principio es similar al de las impresiones litográficas usadas en la preparación de las placas de impresión.

Se baña un sustrato en un material fotosensible que después será curado por la luz. El baño se lleva a cabo por simple inmersión, o por centrifugado si se desea una capa muy fina. Después se proyecta una luz sobre la capa fotosensible a través de una máscara que ha sido previamente preparada con un patrón deseado. La luz proyectada sobre la capa fotosensible hace que las áreas expuestas se endurezcan o se “curen”. Después se lava la parte no endurecida, y no expuesta a la luz, dejando en la capa endurecida un patrón deseado. Debido a la miniaturización de las tarjetas de circuitos, o a la precisión óptica requerida en los filtros de color, existe una demanda para crear unas líneas que tengan una delgadez de 10 micrómetros

o menos. Esto se lleva a cabo mediante unas máscaras y unas fuentes de luz refinadas, así

como mediante unos materiales curables mejorados. El proceso litográfico resulta costoso por dos razones:

-tras la curación, una gran porción del material fotosensible es lavado; y -cada patrón requiere su propia máscara, que tiene que ser preparada con anticipación.

En la industria de la impresión, se usa la tecnología de impresión por chorro de tinta para eliminar la necesidad de las placas de impresión, ya que pueden depositarse las gotas de tinta directamente sobre un sustrato, bajo control digital y sin la necesidad de una máscara. Por lo tanto, los patrones pueden ser creados, cambiados o remplazados en tiempo real. Por lo tanto, una alternativa atractiva a las máscaras usadas en la industria electrónica, para imprimir el material curable fotosensible, es la de imprimir unos patrones con dichos materiales usando un mecanismo de chorro de tinta, eliminando por lo tanto la necesidad de las máscaras y adicionalmente usando únicamente una pequeña cantidad del material fotosensible, en comparación con la litografía. El motivo del uso de una menor cantidad de material es que éste sólo será utilizado cuando sea necesario, y que se evita la necesidad de bañar la superficie completa del sustrato. Ya que determinados materiales curables pueden resultar bastante costosos, cuando se trata de una producción en masa, puede preverse que el uso de la impresión por chorro de tinta procurará un ahorro sustancial. El documento WO-A-02 03322 describe un ejemplo del uso de la impresión por chorro de tinta para la formación de conductores eléctricos sobre un sustrato.

Sin embargo, imprimir líneas finas mediante la tecnología de chorro de tinta es una tarea complicada. La Fig. 1a muestra una línea creada usando la impresión por chorro de tinta, yuxtaponiendo secuencialmente unas gotas 10 de tinta a lo largo de una línea. Debido a la forma circular que las gotas 10 adoptan sobre el sustrato, al secarse, y tal como se muestra en la Fig. 1b, el resultado será una línea dentada 11 que no es tan fina como se requiere y que tiene unos bordes que no son uniformes.

Existen múltiples razones que explican lo anterior:

1.: Crear líneas de menos de 20 µm es muy difícil aún cuando se usen unas gotas minúsculas.

2.: Incluso cuando pudieran lograrse dichas líneas usando el chorro de tinta, los efectos de la tensión superficial y la energía superficial del sustrato así como la contaminación local crearán irregularidades en la expansión de las gotas, y aumentarán la falta de uniformidad de las líneas.

3.: Cuando las direccionalidades en el emplazamiento de las gotas estén ligeramente desfasadas (un fenómeno común en las impresoras de chorro de tinta, en las cuales la direccionalidad varía al menos en unos pocos milirradianes), las líneas resultantes parecerán torcidas. Esto se muestra en las Figs. 2a y 2b, en las que unas variaciones muy pequeñas en la direccionalidad de las gotas 12, a lo largo de los dos ejes X e Y, contribuyen a la irregularidad del borde de la línea del patrón 13 resultante.

Adicionalmente, el uso de técnicas convencionales de chorro de tinta, particularmente cuando se precisan líneas muy finas, requiere un proceso de corrección costoso, y fuera de línea, de defectos tales como pequeños agujeros que pueden hacer que una línea no sea funcional. Esto, por supuesto, resulta aún más crítico cuando las líneas van a usarse en la formación de unas pistas conductoras de la electricidad en un circuito impreso (PCB), debido a que dichos agujeros pequeños pueden manifestarse como circuitos abiertos.

Debido a la simplicidad de las técnicas de chorro de tinta, a su profusión y su bajo coste, sería significativamente beneficioso si la tecnología de chorro de tinta pudiera usarse para producir las líneas finas requeridas en la fabricación de dispositivos electrónicos, sin estar sujeta a los problemas descritos anteriormente.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Por lo tanto, uno de los objetivos de la presente invención es el de proporcionar un aparato que produzca las líneas finas requeridas en la fabricación de dispositivos electrónicos y que no esté sujeto a los problemas descritos anteriormente.

Este objetivo se alcanza, de acuerdo con un aspecto de la invención, mediante un sistema de impresión por chorro de tinta que puede producir una figura geométrica de dimensiones deseadas sobre un sustrato, el cual comprende:

-una primera boquilla configurada para dejar caer gotas sucesivas de un material sobre el sustrato, de manera que formen un patrón que tenga unas dimensiones suficientes para alojar dicha figura geométrica dentro de los límites del mismo; y -un láser dispuesto aguas abajo de la primera boquilla, configurado para curar o secar una porción formada dentro de los límites de las gotas sucesivas, creando así un área redundante y eliminable del patrón, la cual rodea dicha porción de dicho patrón que define dicha figura geométrica; o -un láser dispuesto aguas abajo de la primera boquilla, configurado para extirpar las áreas redundantes del patrón, que rodea dicha porción de dicho patrón que define dicha figura geométrica.

En una realización, el sistema de impresión por chorro de tinta puede comprender:

-un detector óptico dispuesto aguas abajo de la primera boquilla, para detectar si la primera boquilla ha depositado una primera gota de un material de chorro de tinta de una manera aceptable; -una boquilla auxiliar dispuesta aguas abajo del detector óptico; y -un controlador acoplado al detector óptico y a la boquilla auxiliar, y que responde a la detección del detector óptico de que la primera boquilla no ha depositado una gota de un material de chorro de tinta de una manera aceptable, para controlar si la segunda boquilla expulsa una segunda gota para remplazar o completar la primera gota.

La figura geométrica puede ser simplemente una línea fina, y la descripción presenta dos

soluciones principales que permiten la creación de unas líneas muy finas, o de cualquier otra figura geométrica, de un material curable fotosensible.

Una primera aproximación emplea un sistema híbrido que contiene un sistema de impresión por chorro de tinta y un sistema láser. El sistema de impresión por chorro de tinta imprime una tinta curable por un tipo de luz que tenga una longitud de onda predeterminada (por ejemplo, una tinta curable por los rayos infrarrojos de un láser IR o una tinta curable por los rayos UV de un láser UV). La invención propone tres modos para lograr una solución para la deposición del chorro de tinta de un material fotosensible curable, a la que sigue la curación por la luz.

De acuerdo con una segunda aproximación, se imprimen unas líneas paralelas de un material reactivo, creándose unas líneas o patrones en las áreas de reacción. Adicionalmente, la descripción también proporciona un medio para comprobar y reparar defectos en las líneas, los cuales puedan deberse a gotas no depositadas o mal dirigidas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para entender la invención y comprender cómo puede llevarse a cabo en la práctica, a continuación se describirá una realización preferida, únicamente a modo de ejemplo no limitante, en referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

Las Figs. 1a y 1b son representaciones pictóricas de una línea formada por una serie de gotas de tinta yuxtapuestas, usando la tecnología de tinta convencional; Las Figs. 2a y 2b son representaciones pictóricas de una línea formada por una serie de gotas de tinta yuxtapuestas, al ser sometidas a las distorsiones adicionales inherentes a la tecnología de tinta; Las Figs. 3a y 3b son representaciones pictóricas que muestran las etapas sucesivas en la formación de líneas producidas por un proceso de chorro de tinta asistido, seguido por un proceso de curación por láser; Las Figs. 4a y 4g son representaciones pictóricas que muestran las etapas sucesivas de la formación de líneas producidas por un proceso de chorro de tinta asistido, seguido por un grabado; Las Figs. 5a y 5g son representaciones pictóricas que muestran las etapas sucesivas de la formación de líneas producidas por un proceso de litografía asistido, seguido por un grabado; Las Figs. 6 y 7 son representaciones pictóricas de unos sistemas alternativos de acuerdo con la invención; Las Figs. 8a a 8d y 9a a 9d son representaciones pictóricas que muestran las etapas sucesivas de la formación de líneas en unas áreas de reacción entre las líneas paralelas de unos materiales reactivos, de acuerdo con unas aproximaciones alternativas; y Las Figs. 10a y 10c son representaciones pictóricas que muestran las etapas sucesivas de la formación de líneas producidas por la extirpación de gotas de chorro de tinta yuxtapuestas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES EJEMPLARES

Uso combinado de la impresión por chorro de tinta y la curación por rayo láser

Tal como puede observarse en las Figs. 3a y 3b, unos cabezales de chorro de tinta, que contienen al menos una boquilla, depositan un material curable fotosensible en forma de línea. El material curable fotosensible ha sido preparado con anticipación para que tenga una viscosidad y una tensión superficial adecuadas, de manera que sea fácilmente expulsable y se distribuya sobre el sustrato satisfactoriamente.

El chorro de tinta imprime una serie de gotas 15 de tinta, yuxtapuestas, de manera que formen un patrón 16 que, con todas las distorsiones descritas anteriormente con referencia a las Figs. 1 y 2, deje un espacio suficiente dentro del patrón de tinta como para poder curar una línea fina de un grosor deseado. Tal como se muestra en la Fig. 3b, se hace pasar por encima de la tinta húmeda un rayo láser con un enfoque deseado, de unas pocas micras, o en un rango de nanómetros, de manera que únicamente la porción 17 del patrón 16, sobre la que se ha proyectado el láser, quede curada o seca. Se lava el residuo 18 de tinta colindante, que no ha sido curado o secado, de manera que quede una línea fina 19 con bordes afilados sobre el sustrato impreso, tal como se muestra en la Fig. 3c.

El rayo láser tiene una longitud de onda específica conocida por su capacidad para curar la tinta. Algunos tipos de tinta son curados por una luz que tenga una longitud de ondas ultravioleta, otras son curadas por una luz que tenga una longitud de ondas infrarroja. También es posible usar ciertos tipos de tinta que sean endurecidos por una luz que tenga una longitud de ondas visible, pero en tal caso el proceso resulta complicado ya que tiene que ser realizado en la oscuridad.

Puede usarse tal procedimiento, por ejemplo, para imprimir una matriz negra para pantallas LCD en cuyo caso hay que imprimir unas líneas rectas muy finas, con un grosor de 10 µm. En la actualidad, la mayor parte de los fabricantes logran esto mediante litografía. El procedimiento de acuerdo con la invención resulta en una reducción de la cantidad de tinta curable fotosensible requerida, imprimiendo unas primeras líneas de chorro de tinta que únicamente tienen varias decenas de micras de grosor, y conformando después dichas líneas mediante la curación por láser de las líneas rectas finales, que tienen una anchura requerida de 10 µm. Después se lava del sustrato el material fotosensible no curado, mediante un lavado.

De acuerdo a otra aproximación, se crean unas líneas muy finas usando unos polímeros eléctricamente conductores. En la actualidad, diversas empresas, tales como Epson en Japón, están tratando de construir conductores electrónicos que no usen materiales conductores convencionales sino polímeros de alta conductividad eléctrica. Tales polímeros pueden expulsarse mediante mecanismos de chorro de tinta. De estos polímeros, aquellos que pueden curarse y endurecerse mediante una fuente de luz precisa, tal como un láser, pueden ser imprimidos en forma de líneas finas y precisas de acuerdo con las enseñanzas de la invención. Por lo tanto, la invención allana el camino para la impresión de conductores usando la tecnología de chorro de tinta y reemplazando las técnicas litográficas convencionales.

La misma tecnología propuesta por la invención, es decir el chorro de tinta seguido por la curación por láser, puede ser aplicada a la producción de elementos electrónicos como Transistores de Película Delgada (TFT) usados en la fabricación de monitores planos y más generalmente en otras facetas de la fabricación de elementos electrónicos. En la actualidad, las estructuras multicapas de los TFT son producidas mediante unas técnicas litográficas que son bien conocidas en la industria de la fabricación de elementos semiconductores. Los procesos litográficos son usados para crear unos patrones que permitan la creación de la estructuras multicapas complejas selectivamente mediante grabado, bañado o deposición. Los patrones creados para estos propósitos no son sólo líneas sino también otras formas geométricas. De acuerdo con la invención, tales formas geométricas pueden ser generadas produciendo primero un contorno en bruto con chorro de tinta, y dándole su forma final deseada, mediante la curación por un rayo láser focalizado. El funcionamiento del rayo láser puede ser continuo o por impulsos, y su movimiento a través del área del material curable expulsado por chorro de tinta puede ser programado. Esto, unido al control de intensidad programable del rayo, proporciona un elevado grado de flexibilidad en la creación de líneas o formas deseadas.

Las Figs. 4a a 4g son representaciones pictóricas que muestran unas etapas sucesivas en la formación de líneas producidas por un proceso de chorro de tinta seguido por un grabado. De esta forma, es posible permitir el grabado de una capa selectiva dentro de la estructura multicapas de un TFT. Las figuras representan el grabado de una capa “activa” de dicha estructura. Esta capa activa puede ser un material conductor que tenga que ser conformado de manera que la conductividad quede confinada únicamente a determinadas partes de la capa. El ejemplo muestra cómo en etapas sucesivas, se baña un sustrato 21 con una capa activa 20, tras lo cual, mediante chorro de tinta, se forman sobre la capa activa unos patrones 22 de un material curable fotosensible (Fig. 4c). Se enfoca una luz láser sobre el material curable fotosensible para exponer al mismo un patrón de líneas finas. Allí donde la luz incide sobre el material curable fotosensible, las líneas se curan formando los patrones 23 deseados (Fig. 4d). Después se lava el material no curado (Fig. 4e) y después se graban (Fig. 4e) las áreas de la capa activa que no están cubiertas por el material curado. Una vez completado el grabado, se retira el patrón hecho del material curado ya sea de manera química o usando cualquier otro procedimiento adecuado. Este proceso resultará en una capa activa formando un patrón 24 preciso, tal como se muestra en la Fig. 4g. Los expertos en la técnica comprenderán que el uso del proceso de la invención supondrá un ahorro de material curable fotosensible, ya que no existe la necesidad de bañar la superficie completa de la forma en que se hace convencionalmente. El proceso de la invención también simplificará la retirada y la limpieza del material curable fotosensible, ya que existe una menor cantidad del mismo, y por lo tanto estará menos sujeto a defectos.

Las Figs. 5a a 5g son representaciones pictóricas que muestran las etapas sucesivas en un mismo proceso usando litografía. Por lo tanto, en etapas sucesivas, se baña un sustrato 31 con una capa activa 30 y se aplican unas capas de un material curable fotosensible 32 (Fig. 5c) mediante un proceso de chorro de tinta. No existe la necesidad de bañar el área completa del sustrato ya que resulta suficiente bañar las áreas en las que hay que formar líneas, y esto se presta a la impresión por chorro de tinta. De esta manera, puede reducirse significativamente la cantidad de material curable fotosensible usado en comparación con los procesos litográficos convencionales en los que hay que bañar el área completa del sustrato, mediante la inmersión

o el centrifugado. Se usa una máscara 33 para exponer a la luz un patrón de líneas finas situado sobre el material curable fotosensible, para curar los patrones deseados (Fig. 5d). Después se lavan las áreas no curadas del material curable fotosensible 32 para revelar el patrón de las líneas 34 (Fig. 5e). Después se graban (Fig. 5f) las áreas de la capa activa que no están cubiertas por el material curado. Una vez que se completa el grabado, se retira el material curado ya sea por medios químicos o usando cualquier otro procedimiento adecuado. Este proceso resultará en la formación de una capa activa formada en un patrón 35 preciso, tal como se muestra en la Fig. 5g.

Adicionalmente a la formación de líneas precisas, estos dos procedimientos son aplicables a otras formas geométricas que primero son delineadas como un espacio en un material no adherible, y no curable, imprimiendo después sobre dicho espacio mediante un material curable. Cuando el sustrato es lavado o lavado, únicamente el material en el área del espacio primario permanecerá sobre el sustrato. Por lo tanto, en el contexto de la descripción y las reivindicaciones adjuntas el término “figura geométrica” se usa para sugerir cualquier forma rellenada, que puede ser regular o irregular. También debe observarse que el término “línea” se usa para sugerir cualquier medida de longitud que sea recta, angular o curva o cualquier combinación de estas propiedades.

Problemas de fiabilidad

Uno de los mayores obstáculos en la impresión por chorro de tinta es la fiabilidad de la boquilla. La fiabilidad puede afectar a diversos aspectos:

-Fallos temporales (la boquilla no funciona pero puede ser restaurada en un proceso de mantenimiento) -Fallos permanentes (la boquilla queda inutilizada de manera permanente) -Falta de direccionalidad -Volumen más pequeño de la gota

La existencia de defectos en las líneas muy finas puede hacer que resulten no funcionales. En el caso de los filtros de color mencionados anteriormente, usados en un proceso de impresión Offset, incluso el más ligero defecto en las células matriz negras puede resultar en una mezcla de dos colores diferentes en una célula adyacente, lo que resulta en la aparición de defectos en el elemento pictórico que está siendo filtrado.

El primer procedimiento de la invención produce un aumento en la fiabilidad del proceso, corrigiendo hasta cierto grado los problemas mencionados anteriormente. Esto se lleva a cabo mediante los sistemas 40 y 50, representados esquemáticamente en las Figs. 6 y 7, respectivamente, y en los que los mismos componentes están referenciados con números de referencia idénticos. Por lo tanto, ambos sistemas 40 y 50 incluyen una boquilla impresora 41 (que constituye una primera boquilla), aguas debajo de la cual está dispuesto un detector óptico 42, que detectará si la boquilla impresora 41 realmente ha expulsado una gota. Esta detección puede llevarse a cabo mirando en la ruta de la boquilla impresora 41 o de una gota 43 formada en la misma, tal como se muestra en la Fig. 6, de manera que pueda detectarse una gota real “en tiempo real”, o buscando en el sustrato el propio punto impreso, tal como se muestra en la Fig. 7. En caso de que el punto impreso no esté situado, o no esté situado en la posición apropiada, una boquilla auxiliar 44 (que constituye una segunda boquilla) controlada por un controlador 45, el cual está acoplado de manera responsiva al detector óptico 42 y que opera de acuerdo con un algoritmo de control predeterminado, expulsa una segunda gota 46 para reemplazar o completar la primera gota 43. Un láser 47, situado aguas abajo de la segunda boquilla 44, cura o seca la imagen impresa de acuerdo con el patrón deseado. La continuidad del proceso se lleva a cabo mediante la geometría de una correcta colocación relativa de la primera boquilla 41, el detector 42, la segunda boquilla 44 y el láser 47 y el movimiento relativo entre el sustrato y el sistema de impresión. Las gotas pueden curar directamente tras su colocación sobre el sustrato o pueden curar tras la formación completa del patrón de tinta.

Otra aproximación es la de emplear una o más boquillas redundantes para imprimir el patrón de manera que aumente la probabilidad de que la figura geométrica del patrón deseado aparezca intacta, proporcionando por lo tanto un patrón sobre el sustrato de dimensiones suficientes para la acción del láser. Ésta es una solución de implementación bastante más sencilla debido a que la forma exacta de la línea de chorro de tinta no es crucial siempre y cuando dicha línea sea continua. La forma exacta puede llevarse a cabo mediante la curación por láser.

Creación de líneas finas mediante el uso de dos materiales curados por reacción química

Las Figs. 8a a 8d son representaciones pictóricas que muestran las etapas sucesivas en la formación de líneas en las áreas de reacción entre líneas paralelas de materiales reactivos, de acuerdo con una primera aproximación. En este procedimiento se imprime una primera línea 50 con un primer material, después se imprime una segunda línea 51, paralela, de un segundo material, la cual se solapa con la primera línea de manera que se forme un área solapada 52. La primera y la segunda líneas están formadas por materiales que reaccionan al contacto a través de una reacción química o físico-química que produce la curación de las líneas allí donde entran en contacto (como en los pegamentos epoxídicos) mientras que no produce efecto alguno en las áreas en las que las dos líneas no se solapan. Por lo tanto, la reacción está limitada únicamente al área solapada 52, y el resto, que no ha curado, es lavado tras el paso de un tiempo controlado (para evitar la sobre curación).

Las Figs. 9a a 9d son representaciones pictóricas que muestran las etapas sucesivas en la formación de líneas en las áreas de reacción entre líneas paralelas de materiales reactivos, de acuerdo con un segundo aproximación. En este procedimiento, se imprimen sobre un sustrato una primera y segunda líneas 60 y 61, formadas de un primer material que pueda lavarse de una manera conocida. Se imprime una tercera línea 62, paralela, de un segundo material, la cual se solapa con la primera y la segunda líneas de manera que cubra un espacio intermedio 63 situado entre las dos líneas 60 y 61. El segundo material es tal que, en su estado normal, es curado por el aire tras un tiempo de curación conocido, en el cual puede influir la temperatura ambiente. De la misma manera, puede estar formado de un material que pueda secar o curar por maneras conocidas, p. ej. por la luz, el calor, etc. De esta manera, se llena el espacio 63 entre las dos líneas 60 y 61 con el segundo material curable de la tercera línea 62, que puede curar y adherirse al sustrato. Después se lava el sustrato para lavar la primera y la segunda líneas 60 y 61 junto a las porciones restantes de la tercera línea 62, con la que éstas se solapan. No importa si se permite la curación de las porciones de la tercera línea, que se solapa con las dos líneas 60 y 61, dado que sigue siendo posible lavar completamente la primera y la segunda líneas ya que, al hacerlo, las porciones curadas de la tercera línea serán igualmente eliminadas.

Sin embargo, si así se deseara, el segundo material puede ser tal que al entrar en contacto con el primer material de la primera y segunda líneas 60 y 61, reaccione a través de una reacción química o físico-química que evite curar el segundo material, al tiempo que no tenga efecto alguno sobre el área de la tercera línea que no se solapa con la primera y la segunda líneas, es decir dentro del espacio 63. De esta manera, puede ser más sencillo lavar el material redundante.

Creación de líneas finas con chorro de tinta mediante el solape de diferentes tintas de color

Este procedimiento únicamente se aplica a filtros de color y puede usarse en conjunto con uno de los otros procedimientos descritos anteriormente para generar muchas formas diferentes. Este procedimiento usa los tres colores primarios RGB (rojo, verde, azul) para crear la matriz negra usada para separar los colores. El proceso de funcionamiento es similar al descrito anteriormente en referencia a la Fig. 8.

En la primera etapa se imprime un primer color RGB. En una segunda etapa se imprime un segundo color RGB para solapar con el primero. Cada combinación de dos colores crea una reacción química entre las áreas solapadas de manera que las áreas solapadas se vuelven negras. De esta manera se crea la matriz negra en todas las fronteras entre colores. En una etapa final los colores se curan o se secan. Tal procedimiento puede usarse en la impresión offset en color, por ejemplo en la fabricación de pantallas de color tales como pantallas LCD, en la cual los componentes RGB de cada píxel pueden imprimirse usando un chorro de tinta mientras se asegura que cualquier solape sea negro.

Uso combinado de impresión por chorro de tinta y de extirpación por rayo láser focalizado

El principio descrito anteriormente, con referencia a las Figs. 3a a 3b, de crear primero una línea o una forma brutas mediante el chorro de tinta y después modelar por laser la forma precisa también puede emplearse cuando se usa el rayo láser para extirpar partes de la tinta.

Las Figs. 10a a 10c son representaciones pictóricas que muestran las etapas sucesivas en dicho proceso. Se imprime una línea de un material 70, la cual puede ser extirpada por un rayo láser. Se usa un rayo láser para extirparla por sus cuatro lados, de manera que se eliminen las áreas 71, 72, 73 y 74. De esta manera, lo que queda sobre el sustrato es una línea 75, fina y precisa, que tiene unos bordes finos y una anchura deseada. Para efectuar una extirpación controlada y precisa puede usarse, por ejemplo, un láser Excimer.

Otros campos en los que pueden aplicarse los principios de la aplicación

Aunque se ha descrito la invención con particular atención a la formación de líneas finas, debe comprenderse que los principios de la invención pueden aplicarse a cualquier forma geométrica. Por ejemplo, aunque es conocida la fabricación de PCBs usando un diseño que defina las placas de circuito y las pistas conductivas, y que se usa típicamente como una máscara a través de la cual se expone a la luz la capa activa del PCB, la invención permite que se dibuje el diseño directamente sobre el PCB, evitando así la necesidad de una máscara. En tal aproximación, se cubre primeramente la capa activa (típicamente cobre) con un material fotosensible curable de manera que las porciones expuestas queden curadas. Después se lava el material no curado, exponiendo así todas las áreas de la capa activa de cobre que sean redundantes, permitiendo la grabación de las mismas sin afectar a las áreas de la capa activa de cobre que han de preservarse. En tal aproximación, se elimina una gran parte de la capa activa.

Sin embargo, los principios de la invención permiten dibujar las pistas y las placas de cobre (es decir el diseño) directamente sobre un sustrato aislante usando una tinta eléctricamente conductora que se aplica usando tecnología de chorro de tinta, permitiendo eliminar el exceso de tinta ya sea curando las áreas que han de preservarse y lavando el resto; o extirpando las áreas redundantes bien antes o después de curar el material restante. En tal aproximación la cantidad de material conductor sobrante a eliminar resulta bastante menor.

Claims

Reivindicaciones

1.

Un sistema (40, 50) de impresión por chorro de tinta para producir sobre un sustrato una figura geométrica (19, 24, 35) de dimensiones deseadas, el cual comprende:

-una primera boquilla (41), configurada para dejar caer sobre el sustrato unas gotas sucesivas (43) de un material, de manera que éstas formen un patrón (16, 22, 32) que tenga unas dimensiones suficientes como para alojar dicha figura geométrica dentro de los límites del mismo; y -un láser (47) dispuesto aguas abajo de la primera boquilla (41), configurado para curar o secar una porción (17, 23) formada dentro de los límites de las gotas sucesivas, creando así un área (18) redundante y eliminable del patrón, la cual rodea dicha porción (17, 23) de dicho patrón que define dicha figura geométrica; o -un láser (47) dispuesto aguas abajo de la primera boquilla (41), configurado para extirpar las áreas redundantes (18) del patrón, las cuales rodean dicha porción (17, 23) de dicho patrón que define dicha figura geométrica.
2.

El sistema de impresión por chorro de tinta de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:

-un detector óptico (42) dispuesto aguas abajo de la primera boquilla (41) para detectar si la primera boquilla ha depositado una primera gota (43) de material de chorro de tinta de una manera aceptable; -una boquilla auxiliar (44) dispuesta aguas abajo del detector óptico (42); y -un controlador (45) acoplado al detector óptico (42) y a la boquilla auxiliar (44), y que responde a la detección por parte del detector óptico (42) de que la primera boquilla no ha depositado una gota de material de chorro de tinta de una manera aceptable, para poder controlar la expulsión por parte de la segunda boquilla de una segunda gota (46), para remplazar o completar la primera gota (43).
3.

El sistema de impresión por chorro de tinta de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual el detector óptico (42) está configurado para examinar la ruta de la primera boquilla (41), o de una gota (43) formada en la misma, para detectar una gota existente “en

tiempo real”.
4.

El sistema de impresión por chorro de tinta de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual el detector óptico (42) está configurado para examinar el sustrato en busca de un punto impreso.