MX2014002425A - Metodo para manufacturar un sistema calentador de alta definicion. - Google Patents

Abstract

Se proporcionan métodos para manufacturar un calentador que generalmente incluyen formar un laminado que tiene una capa dieléctrica, una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara y una capa conductiva. Posteriormente, un patrón de circuito es creado en de la capa conductiva y entonces el patrón de circuito es cubierto con una segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara. La segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara es cubierta con una capa de sacrificio y entonces el calentador es formado, el calentador comprendiendo la capa dieléctrica, la primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, la capa conductiva, y la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara. Posteriormente, la capa de sacrificio es eliminada.

Description

METODO PARA MANUFACTURAR UN SISTEMA CALENTADOR DE ALTA DEFINICIÓN REFERENCIA CRUZADA PARA SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de las solicitudes provisionales con números de serie 61/528,939 presentada el 30 de agosto de 2011 y 61/635,310 presentada el 19 de abril de 2012, cuyos contenidos en su totalidad se incorporan aquí como referencia. Esta solicitud también está relacionada con las solicitudes co-pendientes, titulada "Sistema y Método para Controlar un Arreglo Térmico," y la solicitud titulada "Sistema de Arreglo Térmico," presentada simultáneamente con la presente y asignada comúnmente con la presente solicitud, los contenidos de las cuales se incorporan en este documento para referencia en su totalidad.

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente divulgación se relaciona a sistemas de calentamiento o calentadores, y, en particular, a los sistemas de calentamiento que pueden entregar un perfil preciso de la temperatura a un objetivo de calentamiento durante la operación con el fin de compensar la pérdida de calor y/u otras variaciones, en aplicaciones tales como plato, portabroca, portaherramienta, mandril ("chucks") o susceptores para su uso en el procesamiento de semiconductores.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las declaraciones en esta sección simplemente ofrecen información de antecedentes relacionada con la presente divulgación y no pueden constituir el estado de la técnica.

En el arte o técnica de procesamiento de semiconductores, por ejemplo, un plato o susceptor es utilizado para mantener un sustrato (o barquillo u oblea) y para proporcionar un perfil de temperatura uniforme al sustrato durante el procesamiento. Haciendo referencia a la FIG. 1 , un ensamble de soporte 10 para un plato electrostático es ilustrado, el cual incluye el plato electrostático 12 con un electrodo incrustado, inmerso o insertado 14, y una placa calentadora o de calefacción 16 que está depositado en el plato electrostático 12 a través de una capa adhesiva 18, que es típicamente un adhesivo de silicona. Un calentador 20 es asegurado a la placa calentadora 16, que puede ser un calentador de papel de lámina grabado, a modo de ejemplo. Este ensamble de calentador está depositado a una placa de enfriamiento o de refrigeración 22, de nuevo a través de una capa adhesiva 24 que es típicamente un adhesivo de silicona. El sustrato 26 está dispuesto en el plato electrostático 12, y el electrodo 14 está conectado a una fuente de voltaje (no mostrado) de tal manera que la energía electrostática es generada, la cual sostiene el sustrato 26 en su lugar. Una radio frecuencia (RF) o una fuente de energía de microondas (no mostrados) pueden ser acoplados al plato electrostático 12 dentro de una cámara de reactor de plasma que rodea el ensamble de soporte 10. El calentador 20 proporciona así el calor necesario o requerido para mantener la temperatura en el sustrato 26 durante varias etapas de procesamiento de semiconductores de plasma en-cámara, incluyendo una película mejorada de deposición o grabado con plasma.

Durante todas las fases del procesamiento del sustrato 26, es importante que el perfil de temperatura del plato electrostático 12 sea estrechamente controlado con el fin de reducir las variaciones del proceso dentro del sustrato 26 estando grabadas, mientras se reduce el tiempo total de procesamiento. Dispositivos y métodos mejorados para mejorar la uniformidad de la temperatura en el sustrato son continuamente deseados en el estado del arte o de la técnica del procesamiento de semiconductores, entre otras aplicaciones.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En una forma de la presente divulgación, se proporciona un método para manufacturar o fabricar un calentador que comprende formar un laminado que tiene una capa dieléctrica, una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y una capa conductiva o conductora, creando un patrón de circuito en la capa conductiva, cubriendo el patrón de circuito con una segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara, cubriendo la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara con una capa de sacrificio, formando al calentador que comprende la capa dieléctrica, la primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, la capa conductiva, y la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y posteriormente eliminar la capa de sacrificio.

En otro método para fabricación de un calentador, el método comprende formar un laminado que tiene una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, una primera capa de sacrificio en un lado de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y una capa conductiva sobre un lado opuesto de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara, creando un patrón de circuito en la capa conductiva, cubriendo el patrón de circuito con una segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara, que cubre la capa dieléctrica adhesiva de doble cara con una segunda capa de sacrificio, formando al calentador que comprende la primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, la capa conductiva, y la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y posteriormente eliminar al menos una de las capas de sacrificio.

Aún todavía otro método para fabricación de un calentador, el método comprende formar un laminado que tiene una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, una primera capa de sacrificio en un lado de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y una capa conductiva sobre un lado opuesto de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara, creando un patrón de circuito en el material conductivo, cubriendo el patrón de circuito grabado con un segundo material dieléctrico adhesivo de doble cara, que cubre la capa dieléctrica adhesiva de doble cara con una capa dieléctrica, formando al calentador que comprende la capa de sacrificio, la primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, la capa conductiva, la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y la capa dieléctrica, y posteriormente eliminar la capa de sacrificio.

Aún en otro método para fabricación de un calentador, el método comprende la formar un laminado que tiene una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, una capa portadora en un lado de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y una capa conductiva sobre un lado opuesto de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara, creando un patrón de circuito en la capa conductiva, y uniendo el laminado a un componente adyacente.

Otras áreas de aplicabilidad serán evidentes a partir de la descripción proporcionada en la presente divulgación. Se debe entender que la descripción y los ejemplos específicos están destinados solamente para propósitos de ilustración y no están destinados a limitar el alcance de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Con el objetivo de que la presente invención pueda ser bien entendida, se describirán ahora varias formas de la misma, dado a manera de ejemplo, haciéndose referencia a los dibujos que se acompañan, en los que: La FIG. 1 es una vista lateral elevada de un plato electrostático de la técnica anterior; La FIG. 2 es una vista lateral parcial de un calentador que tiene una capa de ajuste y construida de acuerdo con los principios de una forma de la presente divulgación; La FIG. 3 es una vista lateral explotada de otra forma del calentador de la FIG. 1 teniendo una capa de ajuste o un calentador de ajuste y construido de acuerdo con los principios de la presente divulgación; La FIG. 4 es una vista en perspectiva explotada del calentador de la FIG. 3, ilustrando a modo de ejemplo, cuatro (4) zonas para la base del calentador y dieciocho (18) zonas para el calentador de ajuste de acuerdo con los principios de la presente divulgación; La FIG. 5 es una vista lateral de otra forma de un sistema de calentamiento de alta definición que tiene una capa de ajuste suplementaria y construida de acuerdo con los principios de la presente divulgación; La FIG. 6 es una vista en perspectiva explotada de capas de ajuste que se alternan compensándose entre sí de acuerdo con otra forma de la presente divulgación; La FIG. 7 es una vista en perspectiva de dispositivos de control que están incrustados dentro de las capas del ensamble del plato calentador de acuerdo con una forma de la presente divulgación; La FIG. 8 es una vista en sección transversal que ilustra un calentador manufacturado de acuerdo a un método del arte previo.

La FIG. 9 es una vista en sección transversal que ilustra un método para manufacturar un calentador de acuerdo con una forma de la presente divulgación; La FIG. 10 es una vista en sección transversal que ilustra otro método para manufacturar un calentador de acuerdo con otra forma de la presente divulgación; La FIG. 11 es una vista en sección transversal que ilustra aún otro método para manufacturar un calentador de acuerdo con otra forma de la presente divulgación; La FIG. 12 es una vista en sección transversal que ilustra todavía otro método para manufacturar un calentador de acuerdo con otra forma de la presente divulgación; La FIG. 13 es una vista en perspectiva que ilustra una pluralidad de elementos de soporte construidos de acuerdo con otra forma de la presente divulgación; La FIG. 14 es una vista en sección transversal que ilustra los elementos de soporte de acuerdo con las enseñanzas de la presente divulgación; La FIG. 15 es una vista plana alargada de un elemento de soporte de acuerdo con las enseñanzas de la presente divulgación; y La FIG. 16 es una vista en perspectiva que ilustra esparcidores de calor construidos de acuerdo con las enseñanzas de la presente divulgación.

Los dibujos descritos en la presente descripción, solamente son para propósitos de ilustración y no están destinados a limitar el alcance de la presente divulgación en ningún modo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La siguiente descripción es de naturaleza meramente ejemplar y no se pretende limitar la presente divulgación, aplicación, o usos. Por ejemplo, las siguientes formas de la presente invención son dirigidas a platos para su uso en procesamientos de semiconductores, y en algunos casos, platos electrostáticos. Sin embargo, se debe entender que los calentadores y los sistemas aquí proporcionados pueden ser empleados en una variedad de aplicaciones y no se limitan a aplicaciones de procesamientos de semiconductores.

En referencia a la FIG. 2, una forma de la presente invención es un calentador 50 que incluye una capa de base del calentador 52 que tiene al menos un circuito calentador 54 insertado o incrustado en el mismo. La capa de base del calentador 52 tiene al menos una abertura 56 (o a través) formada a través del mismo para conectar el circuito calentador 54 a una fuente de energía o alimentación eléctrica (no mostrada). La capa de base del calentador 52 proporciona calentamiento primario mientras una capa de ajuste del calentador 60 es colocada próxima de la capa del calentador 52 como se muestra, proporciona un ajuste fino de una distribución de calor proporcionado por el calentador 50. La capa de ajuste 60 incluye una pluralidad de elementos de calentamiento individuales 62 insertados en ella, los cuales son controlados de forma independiente. Al menos una abertura 64 es formada a través de la capa de ajuste 60 para conectar la pluralidad de elementos de calentamiento individuales 62 a la fuente de energía y un controlador (no mostrado). Como se muestra adicionalmente, una capa de enrutamiento 66 está dispuesta entre la capa de base del calentador 52 y la capa de ajuste 60 y define una cavidad interna 68. Un primer conjunto de cables o conductores eléctricos 70 conectan el circuito del calentador 54 a la fuente de energía, la cual se extiende a través de la abertura de la capa del calentador 56. Un segundo conjunto de conductores eléctricos 72 conectan una pluralidad de elementos de calentamiento 62 a la fuente de energía y se extienden a través de la cavidad interna 68 de la capa de enrutamiento 66, adicionalmente a la abertura 55 en la capa de base del calentador 52. Se debe entender que la capa de enrutamiento 66 es opcional, y el calentador 50 podría ser empleado sin la capa de enrutamiento 66 en lugar de tener solamente la capa de base del calentador 52 y la capa de ajuste del calentador 60.

En otra forma, en lugar de proporcionar el ajuste fino de una distribución de calor, la capa de ajuste 60 alternativamente puede ser utilizada para medir la temperatura en el plato 12. Esta forma proporciona a una pluralidad de lugares discretos o áreas específicas, de los circuitos de resistencia dependientes de la temperatura. Cada uno de estos sensores de temperatura se puede leer individualmente a través de un arreglo o disposición de conmutación de multiplexado, formas ejemplares de los cuales se exponen en mayor detalle a continuación y que permiten sustancialmente más sensores para ser utilizados en relación con el número de alambres o cables de señal requeridos para medir cada sensor individual. La retroalimentación de detección de temperatura puede proporcionar información necesaria para las decisiones de control, por ejemplo, para controlar una zona específica de la presión del gas de enfriamiento trasera para regular el flujo de calor desde el sustrato 26 al plato 12. Esta misma retroalimentación también puede ser utilizada para reemplazar o aumentar sensores de temperatura instalados cerca de la base del calentador 50 para el control de temperatura de las zonas de calentamiento de base 54 o balanceando la placa de temperatura de fluido de enfriamiento (no mostrado) a través de intercambiadores de calor de fluido frío (o fresco) auxiliares.

En una forma, la capa de la base del calentador 50 y la capa de ajuste del calentador 60 son formados a partir del circuito del calentador encerrado 54 y los elementos de calentamiento de la capa de ajuste 62 en un material de poliamida para aplicaciones de temperatura media, que generalmente son por debajo de 250° C. Además, el material de poliamida puede ser dopado con materiales con el fin de aumentar la conductividad térmica.

En otras formas, la capa de base del calentador 50 y/o la capa de ajuste del calentador 60 son formados por un proceso de capas, en donde la capa es formada mediante la aplicación o acumulación de un material a un sustrato u otra capa usando procesos asociados con una película gruesa, película delgada, atomización o pulverización térmica, o sol-gel, entre otros.

En una forma, el circuito de la base del calentador 54 está formado a partir de Inconel® y los elementos de calentamiento la capa de ajuste 62 son un material de níquel. En todavía otra forma, los elementos de calentamiento de la capa de ajuste 62 son formados de un material que tiene suficiente coeficiente de temperatura de resistencia de tal manera que los elementos funcionan como calentadores y sensores de temperatura, comúnmente referidos como "control de dos alambres" Tales calentadores y sus materiales son divulgados en la patente de los Estados Unidos N° 7,196,295 y en la solicitud pendiente de patente de los Estados Unidos con N° de serie 11/475, 534; que son comúnmente asignadas con la presente solicitud y las divulgaciones de las cuales son incorporadas en este documento para referencia en su totalidad.

Con el control de dos alambres, varias formas de la presente divulgación incluyen temperatura, energía o potencia y/o impedancia térmica basada en el control sobre los elementos de calentamiento de la capa 62 a través del conocimiento o de la medición del voltaje y/o corriente aplicada a cada uno de los elementos individuales en la capa de ajuste de impedancia térmica 60, convertida en resistencia y energía eléctrica a través de la multiplicación y división, que corresponden en primera instancia, idénticamente a la salida de flujo de calor de cada uno de estos elementos y en segunda, una relación conocida con la temperatura del elemento. Juntos, estos pueden ser utilizados para calcular y monitorear la carga de impedancia térmica en cada elemento para permitir a un operador o sistema de control detectar y compensar los cambios térmicos de áreas específicas que pueden resultar de, pero no se limitan a, cambios físicos en la cámara o plato debido al uso o mantenimiento, errores de procesamiento, y degradación de los equipos. Alternativamente, cada uno de los elementos de calentamiento controlados individualmente en la capa de ajuste de la impedancia térmica 60 puede ser asignadas a una resistencia de consigna y que corresponde a las mismas o diferentes temperaturas específicas que entonces modifican o abren a través de una compuerta el flujo de calor procedente de las áreas correspondientes sobre un sustrato a través de la capa de base del calentador 52 para controlar la temperatura del sustrato durante el procesamiento del semiconductor.

En una forma, la base del calentador 50 está unida a un plato 51, por ejemplo, mediante el uso de un adhesivo de silicón o incluso un adhesivo sensible a la presión. Por lo tanto, la capa del calentador 52 proporciona calentamiento primario, y la capa de ajuste 60 ajusta o afina, el perfil de calentamiento de tal manera que un perfil de temperatura uniforme o deseado es proporcionado al plato 51 , y por lo tanto el sustrato (no se muestra).

En otra forma de la presente divulgación, el coeficiente de expansión térmica (CTE) de los elementos de calentamiento de la capa de ajuste 62 está emparejada, igualada o adaptada a la CTE del sustrato de la capa de ajuste de calentamiento o del calentador 60 con el fin de mejorar la sensibilidad térmica de los elementos de calentamiento de la capa de ajuste 62 cuando se expone a cargas de tensión. Muchos materiales adecuados para el control de dos alambres exhiben características similares a los dispositivos de temperatura del resistor(es), resistivas(s) o de resistencia(s) [RTDs], incluyendo la sensibilidad de resistencia tanto para la temperatura como para la tensión. Coincidiendo el CTE de los elementos de calentamiento de la capa de ajuste 62 con el sustrato de la capa de ajuste del calentador 60 y reducen la tensión sobre el elemento de calentamiento real. Y a medida que las temperaturas de operación incrementan, los niveles de tensión tienden a aumentar, y así el CTE coincidentemente se hace más de un factor. En una forma, los elementos de calentamiento de la capa de ajuste 62 son una aleación de níquel-hierro de alta pureza que tienen un CTE de aproximadamente 15 ppm °C, y el material de poliamida que lo encierra tiene un CTE de aproximadamente 16 ppm °C. En esta forma, los materiales que ligan o enlazan la capa de ajuste del calentador 60 a las otras capas exhiben características elásticas que desacoplan físicamente la capa de ajuste del calentador 60 de otros miembros del plato 12. Se debe entender que otros materiales con CTE's comparables también pueden ser empleados mientras permanecen dentro del alcance de la presente divulgación.

Haciendo referencia ahora a las FIGS. 3 - 5, una forma ejemplar del calentador que tiene tanto una capa de base del calentador y una capa de ajuste (como generalmente se ha expuesto anteriormente en la FIG. 2) es ilustrada y generalmente indicada por el número de referencia 80. El calentador 80 incluye una placa base 82, (también referida como una placa de enfriamiento o de refrigeración), la cual en una forma es una placa de aluminio de aproximadamente 16mm de espesor. Un calentador base 84 es asegurado a la placa base 82, en una forma utilizando una capa de unión elastomérica 86 como se muestra. La unión elastomérica puede ser una divulgación de la Patente de los Estados Unidos No. 6,073,577; la cual es incorporada aquí para referencia en su totalidad. Un sustrato 88 es dispuesto en la parte superior del calentador base 84 y es un material de aluminio de aproximadamente 1mm de espesor de acuerdo con una forma de la presente divulgación. El sustrato 88 está diseñado para tener una conductividad térmica para disipar una cantidad requerida de energía del calentador base 84. Debido a que el calentador base 84 tiene una energía relativamente alta, sin una cantidad requerida de conductividad térmica, este calentador base 84 dejaría marcas "testigo" (del trazo o pista de circuito resistivo) sobre los componentes adyacentes, reduciendo de este modo el desempeño o rendimiento del sistema global del calentador.

Un calentador de ajuste 90 está dispuesto en la parte superior del sustrato 88 y es asegurado a un plato 92 utilizando una capa de unión elastomérica 94, como se ha expuesto anteriormente. El plato 92 en una forma es un material de óxido de aluminio que tiene un espesor de aproximadamente 2.5mm. Se debe entender que los materiales y dimensiones que aquí se exponen son meramente ejemplares y por lo tanto la presente descripción no se limita a las formas específicas que se exponen en la presente divulgación. Adicionalmente, el calentador de ajuste 90 tiene una energía más baja que la del calentador base 84, y como se ha expuesto anteriormente, el sustrato 88 funciona para disipar la energía del calentador base 84 de tal manera que las marcas "testigo" no se forman en el calentador de ajuste 90.

El calentador base 84 y el calentador de ajuste 90 se muestran en mayor detalle en la FIG. 4, en la que se muestran a modo de ejemplo cuatro (4) zonas para el calentador base 84, y dieciocho (18) zonas para el calentador de ajuste 90. En una forma, el calentador 80 está adaptado para utilizarse con tamaños de plato de 450 mm, sin embargo, el calentador 80 puede ser empleado con tamaños de plato más grandes o más pequeños debido a su capacidad para adaptar altamente la distribución de calor. Adicionalmente, el calentador de alta definición 80 puede ser empleado alrededor de una periferia (que se muestra mediante el área P) del plato (a través de un plano horizontal), o a lo largo de una ubicación vertical, la FIG. 3, la capa de ajuste 90', o en ubicaciones discretamente predeterminadas a través o a lo largo del plato, o alrededor de la periferia de otros componentes o combinaciones de componentes, en lugar de una configuración plana/apilada como aquí se ilustra. Más aún, el calentador de alta definición 80 puede ser empleado en procesos de conjunto o de equipo ("kit"), paredes de cámara, tapas, líneas de gas y cabecera o cabezal de ducha, entre otros componentes dentro del equipo de procesamiento de semiconductores. También debe entenderse que los calentadores y los sistemas de control aquí ilustrados y descritos puede ser empleados en cualquier número de aplicaciones, y por lo tanto el ejemplar de aplicación del plato del calentador semiconductor no debe interpretarse como limitante del alcance de la presente descripción, divulgación o invención.

La presente invención también contempla que el calentador base 84 y el calentador de ajuste 90 no se limita a una función de calentamiento. Debe entenderse que uno o más de estos miembros, referidos como una "capa funcional de base " y una "capa de ajuste", respectivamente, pueden ser alternativamente una capa de sensor de temperatura u otro miembro funcional mientras que permanezcan dentro del alcance de la presente divulgación. Otras funciones pueden incluir, a modo de ejemplo, una capa de enfriamiento o una capa de diagnóstico que podría recolectar (o recoger) la entrada del sensor tal como diversas características eléctricas, entre otros.

Como se muestra en la FIG. 5, una capacidad de ajuste dual (o doble) puede estar provista con la inclusión de un calentador de la capa de ajuste secundaria 120 en la superficie superior del plato 12. La capa de ajuste secundaria puede alternativamente ser usada como una capa de detección de temperatura en lugar de una capa de calentamiento, mientras que permanezca dentro del alcance de la presente divulgación. En consecuencia, cualquier número de capas de ajuste de calentadores pueden ser empleados y no debe limitarse a aquellas ilustradas y descritas en el presente documento.

En otra forma, la capa funcional base puede incluir una pluralidad de elementos termoeléctricos en lugar de la construcción del calentador base 84 como se ha expuesto anteriormente. Estos elementos termoeléctricos también pueden estar arreglados (o dispuestos) en zonas y generalmente están dispuestos en la parte superior de, o próximos, a la placa base o a la placa de enfriamiento 82.

Es todavía otra forma, las capas de ajuste múltiples pueden ser empleadas en una configuración "apilada(s)", o verticalmente configurados de tal manera que los trazos, huellas, pisadas, o rastros de resistencia individuales se compensan o desplazan de rastros resistivos adyacentes en capas opuestas para compensar los espacios, brechas o huecos que existen entre los rastros. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 6, una primera capa de ajuste 130 es desplazada de una segunda capa de ajuste 140 de tal manera que los rastros 142 de la capa de ajuste 140 están alineados adyacentes a los huecos 132 entre los rastros 134 de la primera capa de ajuste 130, y viceversa. En otra forma, un diseño de "tablero de ajedrez" se puede emplear con el fin de compensar los espacios o puntos calientes entre las capas adyacentes.

En referencia a la FIG. 7, los circuitos de conmutación del umbral de voltaje, que en una forma comprenden dispositivos de estado sólido discretos que conducen eléctricamente en una dirección cuando el umbral de voltaje a través del circuito es excedido y que, están insertados en, dentro o unidos al cuerpo del plato del calentador, que puede ser en una forma empaquetada o generalmente incrustado como componentes desvanecidos, extinguidos o vacíos, puros o descubiertos. En otra forma, los elementos de control están incrustados en la capa de unión 86 como se ilustró arriba. Se debe entender que los elementos de control pueden ser incrustados dentro de cualquiera de los componentes o ensambles de los mismos, mientras que permanezcan dentro del alcance de la presente divulgación. Alternativamente, los circuitos de conmutación del umbral de voltaje en un dispositivo de control de silicio único empacado (ASIC) pueden ser incrustados dentro o unido al plato en una forma de la presente divulgación. Dispositivos de controles adicionales también pueden ser empleados con el fin de proporcionar redundancia si cualquiera de los componentes falla durante el funcionamiento u operación.

En una forma, la capa de ajuste 330 es un calentador, y aún en otra forma, la capa de ajuste 330 es un sensor de temperatura, como se ha expuesto a detalle anteriormente. Esta capa de ajuste 330, y también el miembro de base 310, pueden ser diseñadas con un material que tiene suficientes características TCR de tal manera que funcionan tanto como un calentador y como un sensor de temperatura. Adicionalmente, una capa de ajuste secundaria (se muestra en la FIG. 5) es asegurada a una superficie superior del componente 340, y también debe entenderse que cualquier número de capas de ajuste, funcionando como calentadores y/o sensores de temperatura, pueden ser empleados mientras permanecen dentro del alcance de la presente divulgación. Con la capa de ajuste secundaria asegurada a la superficie superior del componente 340, el barquillo u oblea seria soportado indirectamente, frente (o contra) directamente cuando el barquillo está en la superficie superior del componente 340.

El aparato 300 también puede emplear la capa de enrutamiento 66 como se muestra en la FIG. 2 con el fin de dar acomodo o cabida a un número de líneas de energía. Las características adicionales como se estableció en la presente divulgación a través de las figuras también pueden ser empleadas con esta forma de la presente descripción teniendo un miembro base 310 con pasillos de fluido 320, mientras que permanezcan dentro del alcance de la presente divulgación.

Haciendo referencia a las FIGS. 8 - 12, otra forma de la presente divulgación incluye métodos para manufacturar un calentador, por ejemplo, tanto el calentador base 84, el calentador de ajuste 90 como se ha establecido anteriormente.

A manera de antecedente, y con referencia a la FIG. 8, cuando el calentador base 84, por ejemplo, es un calentador de poliamida, su construcción incluye una capa dieléctrica de adhesivo de doble cara 400, una capa conductiva 410 , en el que se forma un patrón de circuito, y otra capa dieléctrica adhesiva de doble cara 420. Las capas adhesivas de doble cara 400 y 420 no están disponibles con adhesivo en un solo lado, y como tal, en los métodos del estado de técnica, todavía capas dieléctricas adicionales 430 (no teniendo cualquier adhesivo) se colocan sobre las capas adhesivas de doble cara 400 y 420 con el fin de crear el calentador final. Sin embargo, estas capas dieléctricas adicionales 430 tienen conductividad térmica relativamente baja y por lo tanto actúan como un estrangulador, sofoco o cierre ("choke") térmico cuando la transferencia de calor durante la operación del plato. Y como capas adicionales, tales como capas y/o sensores de calentamiento son agregados al apilamiento global o general, el estrangulador térmico se vuelve peor.

Los métodos de acuerdo con la presente divulgación son ilustrados en las FIGS. 9-13 y generalmente incluyen un laminado de capa 500 en la que las capas dieléctricas 430 empleadas previamente se sustituyen con capas de sacrificio o en algunos casos una capa portadora durante la manufacturación o fabricación del calentador de ajuste. Más específicamente, con referencia a la FIG. 9, el método comprende formar el laminado 500 teniendo una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara 506, una primera capa de sacrificio 507 en un lado de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara 506, y una capa conductiva 509 en un lado opuesto de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara 506. A continuación, un patrón de circuito 508 es creado en la capa conductiva 509, por ejemplo por medio de un proceso de grabado, y el patrón de circuito 508 es entonces cubierto con una segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara 510. La capa dieléctrica adhesiva de doble cara 510 es cubierta con una segunda capa de sacrificio 512.

El calentador es entonces formado, por ejemplo mediante una operación de prensión, en donde el propio calentador comprende la primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara 506, la capa conductiva 508, y la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara 510. Después el calentador es formado, al menos una de las capas de sacrificio 507 y 512 es retirada. En consecuencia, mediante el uso de las capas de sacrificio 507 y 512, la necesidad de capas dieléctricas anteriores es eliminada y el calentador puede transferir calor de manera más eficiente.

Otra variación de este método es ilustrado en la FIG. 10, en donde el método comprende la formación de un laminado 520 que tiene una capa dieléctrica 522, una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara 524, y una capa conductiva 526. Un patrón de circuito 528 es creado en la capa conductiva 526, y el patrón de circuito 528 se entonces cubierto con una segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara 530. La segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara 530 es cubierta con una capa de sacrificio 532, y luego entonces el calentador es formado, por ejemplo por medio de una operación de presión. El calentador comprende la capa dieléctrica 522, la primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara 524, la capa conductiva 526, y la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara 530. Después el calentador es formado, la capa de sacrificio 532 es retirada.

Aún otra variación de los métodos anteriores se muestra en la FIG. 11 , en donde el método comprende la formación de un laminado 540 que tiene una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara 542, una primera capa de sacrificio 544 en un lado de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara 542, y una capa conductiva 546 en un lado opuesto de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara 542. A continuación, un patrón de circuito 548 es creado en la capa conductiva 546, por ejemplo por medio de un proceso de grabado, y el patrón de circuito 548 es cubierto con un segundo material dieléctrico adhesivo de doble cara 550. La capa dieléctrica adhesiva de doble cara 550 es entonces cubierta con una capa dieléctrica 552. El calentador es formado, por ejemplo, mediante una operación de presión, en donde el calentador comprende la capa de sacrificio 544, la primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara 542, la capa conductiva 546, la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara 550, y la capa dieléctrica 552. Después el calentador es formado, la capa de sacrificio 544 es retirada.

Todavía otra variación de los métodos de acuerdo con la presente divulgación se muestra en la FIG. 12, en donde el método comprende la formación de un laminado 560 teniendo una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara 562, una capa portadora 564 en un lado de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara 562, y una capa conductiva 566 en un lado opuesto de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara 562. Un patrón de circuito 568 es creado en la capa conductora 566, y luego el laminado 560 es unido a un componente adyacente 570, tal como un plato a modo de ejemplo. La capa portadora 564 se puede quitar antes de unir el laminado 560 al componente adyacente 570, o la capa portadora 564 se puede quitar después de unir el laminado 560 al componente adyacente 570. Adicionalmente, antes de que el laminado 560 sea unido al componente adyacente 570, la capa dieléctrica adhesiva de doble cara 562 y la capa portadora 564 puede ser deformada en espacios "S" entre el patrón de circuito 568 con el fin de crear un laminado más plano, liso o llano 560.

La capa conductiva 508 es un material de Inconel® en una forma de la presente divulgación y en general puede ser uno de una variedad de aleaciones de níquel. Las capas dieléctricas adhesivas de doble cara 506 y 510 son un material de poliamida en una forma de la presente divulgación. En una forma, cada uno de la capa conductiva 508 y las capas dieléctricas 506 y 510 definen un espesor entre aproximadamente 0.025mm y aproximadamente 0.050mm, y la capa de sacrificio 502 define un espesor de aproximadamente 0.017mm. Adicionalmente, una operación de limpieza, tales como depurar con piedra pómez a la luz, puede ser empleada después de retirar las capas de sacrificio 507 y/o 512.

Las capas de sacrificio son de cobre en una forma de la presente divulgación y se eliminan generalmente por un proceso de grabado. En otra forma, las capas de sacrificio pueden ser de aluminio y parcialmente terrestre o molido hacia abajo para crear una superficie plana para el proceso de barquillo. En consecuencia, algunos de la capa podrían permanecer con el calentador o la pila de laminado y no ser eliminado por completo. También debe entenderse que las diversas capas de sacrificio y portadoras pueden ser completamente eliminadas o permanecer con el calentador durante las operaciones subsiguientes mientras permanezcan dentro del alcance de la presente divulgación.

Haciendo referencia ahora a las FIGS. 13 - 15, otra forma de la presente descripción incluye una pluralidad de elementos de soporte 600 que están dispuestos entre la capa de calentador de ajuste y la capa de calentador de impulso a fin de proporcionar la lisura o llanura requerida durante la fabricación, que en esta forma es un proceso de presión. Más específicamente, en esta forma de la presente divulgación, los elementos de soporte 600 están grabados en una capa de cobre 602 que tienen un circuito calentador. Como se muestra en la FIG. 13, el espacio relativamente grande o largo está presente entre trazos en la capa de cobre 602, que es algo de un vacío que contribuye a un laminado no plano, o un laminado que tiene una lisura indeseable. Al proporcionar elementos de soporte 600, una estructura adicional es proporcionada con el fin de mejorar la lisura. Y como se muestra en la FIG. 15, los elementos de soporte 600 están en una configuración "dividida" ("split"), o se componen de dos partes 602 y 604 que tienen una abertura 610 entre los mismos. Como tal, el adhesivo 620 (se muestra en la FIG. 14) puede o se le permite fluir de manera más uniforme entre cada uno de los elementos de soporte 600.

Como se muestra en la FIG. 16, otra forma del calentador de ajuste 700 es ilustrado, en donde una correspondiente pluralidad de esparcidores de calor 710 están dispuestos en cada uno de los elementos 720 para proporcionar uniformidad en la temperatura a través de los elementos individuales 720. Los esparcidores de calor pueden ser una variedad de materiales, incluyendo pero no limitado a, aluminio, cobre, y grafito pirolítico, incluyendo PGS (hoja de grafito pirolítico). En una forma, los esparcidores de calor 710 son una configuración monolítica y de espesor constante como se muestra. Sin embargo, se debe entender que otras configuraciones, incluyendo ranuras integrales, o guías de calor 730, pueden también ser proporcionados mientras permanezcan dentro del alcance de la presente divulgación.

Cada una de las capas/calentadores de ajuste aquí presentados son controlados mediante un sistema de control, diversas formas de las cuales se exponen con mayor detalle en las solicitudes co-pendientes tituladas "Sistema y Método para Controlar un Arreglo Térmico", y la solicitud titulada "Sistema de Arreglo Térmico" presentadas simultáneamente con la presente solicitud y comúnmente asignadas con la presente solicitud de patente. Generalmente, los sistemas de control tienen una pluralidad de conjuntos de líneas eléctricas o de energía en comunicación con la capa de ajuste y una pluralidad de elementos de control direccionables en comunicación eléctrica con las líneas de energía y con la capa de ajuste, los elementos de control que proporcionan control selectivo de las zonas de la capa de ajuste. Los elementos de control pueden ser, a modo de ejemplo, circuitos de conmutación del umbral de voltaje, que puede ser interruptores de semiconductores. Los circuitos de conmutación del umbral de voltaje pueden ser empacados, por ejemplo, en un ASIC (Aplicación Específica de Circuitos Integrados). Además, los elementos de control pueden ser incrustados dentro del componente, tal como el plato, como anteriormente se expuso. Estos sistemas de control y sus algoritmos relacionados se describen y se ilustran en mayor detalle en las solicitudes co-pendientes anteriormente mencionadas y por lo tanto no se incluyen en la presente divulgación para fines de claridad.

Cabe hacer notar que la divulgación no se limita a las realizaciones descritas e ilustradas como ejemplos. Una gran variedad de modificaciones se han descrito y aún más, son parte de los conocimientos de la persona experta o con experiencia en el estado de la técnica y/o del arte. Estas y otras modificaciones así como cualquier sustitución por equivalentes técnicos se pueden agregar a la descripción y figuras, sin dejar o salirse del alcance de la protección de la divulgación y de la presente patente.

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1. Un método para manufacturar un calentador, comprendiendo: formar un laminado que tiene una capa dieléctrica, una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y una capa conductiva; crear un patrón de circuito en la capa conductiva; cubrir el patrón de circuito con una segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara; cubrir la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara con una capa de sacrificio; formar al calentador que comprende la capa dieléctrica, la primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, la capa conductiva, y la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara; y posteriormente eliminar la capa de sacrificio.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la capa de sacrificio es un material de cobre.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la capa conductiva está formada de un material de aleación de níquel.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde las capas dieléctricas adhesivas de doble cara están formadas de un material de poliamida.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde cada una de las capas conductivas y de las capas dieléctricas definen cada una un espesor entre aproximadamente 0.025mm y aproximadamente 0.050mm.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el patrón de circuito es creado mediante un proceso de grabado.

7. Un método para manufacturar un calentador, el método comprendiendo: formar un laminado que tiene una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, una primera capa de sacrificio en un lado de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y una capa conductiva en un lado opuesto de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara; crear un patrón de circuito en la capa conductiva; cubrir el patrón de circuito con una segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara; cubrir la capa dieléctrica adhesiva de doble cara con una segunda capa de sacrificio; formar al calentador que comprende la primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, la capa conductiva, y la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara; y posteriormente eliminar al menos una de las capas de sacrificio.

8. El método de conformidad con la reivindicación 7, en donde las capas de sacrificio son de un material de cobre.

9. El método de conformidad con la reivindicación 7, en donde las capas dieléctricas adhesivas de doble cara están formadas de un material de poliamida.

10. El método de conformidad con la reivindicación 7, en donde la capa conductiva está formada de un material de aleación de níquel.

11. El método de conformidad con la reivindicación 7, en donde cada una de las capas conductivas y de las capas dieléctricas adhesivas de doble cara definen cada una un espesor entre aproximadamente 0.025mm y aproximadamente 0.050mm.

12. El método de conformidad con la reivindicación 7, en donde el patrón de circuito es creado mediante un proceso de grabado.

13. Un método para manufacturar un calentador, el método comprendiendo: formar un laminado que tiene una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, una primera capa de sacrificio en un lado de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y una capa conductiva en un lado opuesto de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara; crear un patrón de circuito en la capa conductiva; cubrir el patrón de circuito con un segundo material dieléctrico adhesivo de doble cara; cubrir la capa dieléctrica adhesiva de doble cara con una capa dieléctrica; formar al calentador que comprende la capa de sacrificio, la primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, la capa conductiva, la segunda capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y la capa dieléctrica; y posteriormente eliminar la capa de sacrificio.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, en donde la capa de sacrificio es un material de cobre.

15. El método de conformidad con la reivindicación 13, en donde las capas dieléctricas adhesivas de doble cara están formadas de un material de poliamida.

16. El método de conformidad con la reivindicación 13, en donde la capa conductiva está formada de un material de aleación de níquel.

17. El método de conformidad con la reivindicación 13, en donde cada una de las capas conductivas y de las capas dieléctricas adhesivas de doble cara definen cada una un espesor entre aproximadamente 0.025mm y aproximadamente 0.050mm.

18. El método de conformidad con la reivindicación 13, en donde el patrón de circuito es creado mediante un proceso de grabado.

19. Un método para manufacturar un calentador, el método comprendiendo: formar un laminado que tiene una primera capa dieléctrica adhesiva de doble cara, una capa portadora en un lado de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara, y una capa conductiva en un lado opuesto de la capa dieléctrica adhesiva de doble cara; crear un patrón de circuito en la capa conductiva; y unir el laminado a un componente adyacente.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, comprendiendo además eliminar la capa portadora antes de unir el laminado al componente adyacente.

21. El método de conformidad con la reivindicación 19, comprendiendo además eliminar la capa portadora después de unir el laminado al componente adyacente.

22. El método de conformidad con la reivindicación 19, comprendiendo además deformar la capa dieléctrica adhesiva de doble cara y la capa portadora en espacios entre el patrón de circuito antes de unir el laminado al componente adyacente.