MX2015004040A - Componentes y metodos y sistemas de fabricacion de componentes electricos. - Google Patents

Componentes y metodos y sistemas de fabricacion de componentes electricos.

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Abstract

Un método de fabricación de un componente eléctrico comprende proporcionar un sustrato (104); aplicar una capa aislante (110) sobre el sustrato, aplicar una capa de circuito (112) sobre la capa aislante, irradiar la capa aislante con un haz de electrones (114) para transformar la capa aislante; e irradiar la capa de circuito con un haz de electrones para transformar la capa de circuito. El sustrato puede ser un sustrato metálico que es altamente conductor térmico. La capa aislante proporciona aislamiento eléctrico y una transferencia de calor efectiva entre la capa de circuito y el sustrato. El método puede incluir acoplar un módulo de diodo emisor de luz (102) u otros circuitos activos que requieren manejo térmico a la capa de circuito residente en la capa aislante eléctrica/conductora térmica.

Description

COMPONENTES ELÉCTRICOS Y MÉTODOS Y SISTEMAS DE FABRICACIÓN DE COMPONENTES ELÉCTRICOS Campo de la Invención La invención se refiere en general a los componentes electricos y métodos y sistemas de fabricación de componentes eléctricos.
Los elementos activos electrónicos de alto desempeño como los diodos emisores de luz de alto desempeño (LED) generan grandes cantidades de calor, que debe ser disipado adecuadamente para una correcta operación. En el caso de los LED, la disipación de calor se produce en el lado trasero del componente, ya que la luz generada se irradia desde el lado frontal.
Los sistemas convencionales proporcionan la disipación de calor utilizando un disipador de calor (por ejemplo, aluminio) con una capa aislante orgánica depositada sobre el mismo. El circuito para la activar los componentes electrónicos activos se aplica a la capa aislante orgánica. La capa aislante orgánica (por ejemplo epoxi con partículas añadidas para aumentar la conductividad térmica) tiene que transferir el calor al disipador de calor. Las capas aislantes convencionales tienen problemas. Por ejemplo, la capa aislante debe presentar una tensión de ruptura adecuada para aislar suficientemente el disipador de calor del circuito de carga de voltaje (en algunos casos hasta altas tensiones de 1000 V de magnitud). En comparación con los aisladores convencionales, las capas aislantes orgánicas típicamente exhiben voltajes de ruptura más pequeñas. Relativamente se necesitan capas gruesas de las capas aislantes orgánicos para alcanzar los voltajes de ruptura, lo que conduce a reducir la conductividad térmica y, por tanto, a un más pobre acoplamiento térmico al disipador de calor.
Los circuitos son estructuras metálicas conductoras aplicadas a las capas aislantes. La aplicación de tales capas se realiza típicamente ya sea por deposición de las estructuras metálicas conductoras mediante el uso de máscaras (por ejemplo, evaporación a vacío, pulverización catódica, deposición química de vapor, chapeado) o mediante la impresión de pastas metálicas o tintas sobre el sustrato y luego un post-tratamiento térmico posterior. Existen problemas para estos procesos de aplicación convencionales. Por ejemplo, los tamaños más pequeños producibles de estructuras metálicas conductoras en la deposición de una fase de gas están limitados por los tamaños de la estructura de las máscaras utilizadas (por lo general del orden de milímetros o mayor), y una gran parte del material utilizado no será utilizado para el revestimiento real y por lo tanto debe ser recielado costosamente. Además, estructuras impresas y tratados térmicamente convencionalmente (por ejemplo, en el horno) disponen de propiedades eléctricas más pobres en comparación con los metales puros, puesto que la impresión requiere la adición de aditivos no metálicos, tales como pegamento, aglutinante o aditivos para ajustar las propiedades de flujo necesarios para la impresión . En el post-tratamiento térmico estos aditivos sólo se eliminan parcialmente de la capa, haciendo que la capa de revestimiento que tiene propiedades eléctricas más pobres que las capas de revestimiento que tienen contenidos metálicos superiores, tales como aquellos que se acercan al metal puro. Además, el estrés térmico durante la deposición o durante el tratamiento térmico es problemático. Algunos métodos, como el MID (dispositivo de interconexión moldeado) y LDS (estructuración directa por láser), utilizan polímeros especiales que contienen catalizadores metálicos. El uso de materiales especiales en tales procesos es caro y el proceso de revestimiento químico puede tomar un tiempo muy largo.
Breve descripción de la invención La solución se proporciona mediante un método de fabricación de un componente eléctrico tal como se describe aquí. El método incluye proporcionar un sustrato, aplicar una capa aislante sobre el sustrato, aplicar una capa de circuito sobre la capa aislante, irradiar la capa aislante con un haz de electrones para transformar la capa aislante, y la irradiación de la capa de circuito con un haz de electrones para transformar el capa de circuito. El s.ustrato puede ser un sustrato metálico que es altamente conductor térmico. La capa aislante proporciona aislamiento eléctrico entre la capa de circuito y el sustrato. El método puede incluir el acoplamiento de un módulo de diodo emisor de luz a la capa de circuito.
Breve descripción de la Invención La invención se describirá ahora a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos en los que: La figura 1 ilustra un componente eléctrico que se fabrica para incluir un módulo electrónico sobre un sustrato.
La figura 2 ilustra un sistema de formación de componente eléctrico utilizado para irradiar un haz de electrones en el componente eléctrico de acuerdo con una modalidad ejemplar.
La figura 3 ilustra la interacción del haz de electrones con las capas de revestimiento del componente eléctrico.
La figura 4 ilustra un proceso para formar un componente eléctrico.
La figura 5 ilustra un proceso para formar un componente eléctrico.
La figura 6 ilustra un método de fabricación de un componente eléctrico.
Descripción detallada de la invención Las modalidades descritas aquí incluyen un método de fabricación de un componente eléctrico que incluye la irradiación de una capa aislante y una capa de circuito con un haz de electrones para transformar las capas. Las modalidades descritas aquí incluyen un sistema que utiliza un haz de electrones para irradiar una capa aislante y una capa de circuito sobre la capa aislante para transformar las capas para mejorar una o más propiedades de las capas. Las modalidades descritas aquí incluyen un componente eléctrico que tiene una capa aislante y una capa de circuito que se transforman por la energía de un haz de electrones para mejorar las propiedades de las capas. La capa aislante se deposita sobre un sustrato y la capa de circuito se deposita sobre la capa aislante.
Las modalidades descritas aquí puede incluir un componente eléctrico que tiene la forma de una placa de circuito de metal chapado con conductores eléctricos que forman circuitos allí, los conductores eléctricos son procesados por un haz de electrones. Una capa aislante se proporciona entre los circuitos y el sustrato de metal de la placa de circuito revestida de metal. La capa aislante y los conductores eléctricos son irradiados con un haz de electrones para transformar las capas.
Las modalidades descritas aquí pueden formar una capa aislante altamente conductora térmicamente pero eléctricamente aislante mediante el uso de una téenica de procesamiento de haz de electrones. Por ejemplo, puede generarse calor dentro de la capa aislante rápidamente (por ejemplo, en el transcurso de microsegundos), que puede transformar la capa de aislamiento, de tal forma que solidifique la capa aislante. El calor puede utilizarse para fundir o volver a fundir todos o algunos de los compuestos o materiales de la capa aislante. En otras modalidades, los electrones del haz de electrones pueden reaccionar con materiales de la capa aislante para transformar la capa aislante. Parte del material de la capa aislante puede segregarse y/o evaporarse por el haz de electrones durante el procesamiento para transformar la composición de la capa aislante. El material utilizado para la capa aislante puede ser seleccionado para funcionar bien con el procesamiento con haces de electrones. Por ejemplo, vidrio o materiales que forman cerámicas se pueden usar como la estructura de la capa aislante. Un material de nanoescalar denso, altamente conductor térmico se puede conseguir mediante el procesamiento de la capa aislante con el haz de electrones.
Las modalidades descritas aquí pueden producir un conductor eléctrico de alta calidad mediante el uso de una téenica de procesamiento de haz de electrones. Por ejemplo, el calor puede ser generado dentro de la capa de circuito rápidamente (por ejemplo, dentro microsegundos), pudiendo transformar la capa de circuito para mejorar las propiedades eléctricas de la capa de circuito. El calor puede utilizarse para fundir o volver a fundir todos o algunos de los compuestos o materiales de la capa de circuito. En otras modalidades, los electrones del haz de electrones pueden reaccionar con materiales de la capa de circuito para transformar la capa de circuito. Parte del material de la capa aislante puede segregarse y/o evaporarse por el haz de electrones durante el procesamiento para transformar la composición de la capa aislante. El material utilizado para la capa aislante puede ser seleccionado para funcionar bien con el procesamiento con haces de electrones. Por ejemplo, las combinaciones de metales no aleados se pueden usar como la estructura metálica de la capa de circuito. Un material de nanoescalar duro, altamente conductor se puede conseguir mediante el procesamiento de la capa aislante con el haz de electrones.
Las modalidades descritas aquí pueden proporcionar una capa de circuito y conductor eléctrico con material sustancialmente residual no metálico (por ejemplo, orgánico) de la pasta o tinta (utilizado para aplicar la capa de circuito a la capa aislante) eliminado durante la transformación del haz de electrones de la capa de circuito. El conductor eléctrico post-procesado puede ser un revestimiento metálico libre de poros denso. La capa de circuito puede tener una concentración inicial de material no metálico (por ejemplo, aglutinante) que sea menor, incluso mucho menor, que la pasta convencional (por ejemplo pasta que se procesa en un horno térmico). La capa de circuito puede tener una concentración final de material no metálico (por ejemplo, aglutinante) que es menor, incluso mucho menor que componentes fabricados con pasta convencional (por ejemplo, procesamiento en un horno térmico).
Las modalidades descritas aquí pueden mejorar o seleccionar los parámetros de control para producir un conductor eléctrico de alta calidad. La interacción del haz de electrones con las capas de revestimiento aplicadas y el sustrato puede ser considerado. Por ejemplo, la interacción de los parámetros incluyendo la composición de tinta o pasta, la teenica de impresión (por ejemplo, micro dispensación, serigrafía, tampografía, impresión por chorro de tinta, impresión por chorro de aerosol, y similares), y/o los niveles de haz de electrones pueden ser considerados y equilibrados.
Las modalidades descritas aquí producen un conductor eléctrico que puede tener propiedades necesarias para proporcionar un desempeño electromecánicos estable durante todo el tiempo de vida del componente eléctrico. Por ejemplo, el conductor eléctrico puede tener una resistencia de contacto eléctrico baja y estable, buenas características de soldadura, un buen desempeño de desgaste, y/o buena resistencia a factores de degradación del medio ambiente como gas corrosivo o exposiciones de alta temperatura. El haz de electrones puede ser controlado con precisión lo que permite una alta resolución espacial del conductor eléctrico. El acabado del conductor eléctrico se puede controlar por el proceso de haz de electrones y los materiales de la capa de circuito para producir las propiedades deseadas. Por ejemplo, el conductor eléctrico puede tener cualidades de revestimiento apropiadas, tales como composición de la capa, espesores de película, rugosidad, topografía, estructura, y similares.
Las modalidades descritas aquí producen un conductor eléctrico que puede tener propiedades necesarias para proporcionar buenas características térmicas para la disipación de calor de la capa de circuito al sustrato metálico. La capa aislante puede proporcionar buenas características de aislamiento para proporcionar un voltaje de ruptura adecuado para aislar suficientemente el sustrato de metal de la capa de circuito portadora de voltaje.
La figura 1 ilustra un componente electrico 100 que se fabrica para incluir un módulo electrónico 102 en un sustrato 104. En una modalidad ejemplar, el módulo electrónico 102 es un módulo diodo emisor de luz (LED) , y puede ser denominado en lo sucesivo como un módulo LED 102, sin embargo otros tipos de módulos electrónicos 102 u otros circuitos activos que requieren gestión térmica pueden estar montados en el sustrato 104. En una modalidad ejemplar, el módulo electrónico 102 es un dispositivo de alta potencia, tal como un LED de alta potencia. La alta potencia tiende a generar calor excesivo, que necesita ser disipado para proteger el componente eléctrico 100. En una modalidad ejemplar, el sustrato 104 es un sustrato de metal o disipador de calor que disipa el calor desde el módulo de LED 102. El componente eléctrico 100 puede ser referido como una placa de circuito de metal revestido, sin embargo otros tipos de componentes eléctricos 100 pueden fabricarse utilizando los métodos y sistemas descritos aquí.
Durante el procesamiento, las capas de revestimiento 106 se aplican a una superficie exterior 108 del sustrato 104. Cualquier número de capas de revestimiento 106 puede ser aplicado al sustrato 104. En la modalidad ilustrada, las capas de revestimiento 106 incluyen una capa aislante 1 10 aplicada al sustrato 104 y una capa de circuito 1 12 aplicada a la capa aislante 1 10. El módulo LED 102 está montado en la capa de circuito 1 12. Por ejemplo, el módulo LED 102 puede estar soldado a la capa de circuito 1 12. La capa aislante 1 10 proporciona aislamiento eléctrico entre la capa de circuito 1 12 y el sustrato 104. En una modalidad ejemplar, la capa aislante 1 10 puede ser altamente conductora térmica para disipar de manera eficiente el calor de la capa de circuito 1 12 y del correspondiente módulo LED 102 montado en la capa de circuito 1 12.
En una modalidad ejemplar, las capas de revestimiento 106 son procesadas por haces de electrones 1 14 generados por una fuente de irradiación 1 16. Opcionalmente, ambas capas de revestimiento 106 pueden ser irradiadas por los haces de electrones 1 14 simultáneamente. Por ejemplo, la capa aislante 1 10 se puede aplicar al sustrato 104, entonces son irradiadas la capa de circuito 1 12 se puede aplicar a la capa aislante 1 10 y luego las dos capas 1 10, 1 12. Alternativamente, la capa aislante 1 10 se puede aplicar al sustrato 104 y luego se irradió con los haces de electrones 1 14. La capa de circuito 1 12 se aplica entonces a la capa aislante procesada 1 10 y, posteriormente, se irradia con haces de electrones 1 14. Opcionalmente, el haz de electrones puede ser utilizado en una téenica de procesamiento de haz de electrones no adiabático.
La figura 1 ilustra el componente eléctrico 100 en diferentes etapas o estados del procesamiento. Por ejemplo, en 120, las capas de revestimiento 106 del componente eléctrico 100 se muestran en estado de pre-procesamiento. En 122, las capas de revestimiento 106 del componente eléctrico 100 se muestran en un estado de procesamiento, en el que los haces de electrones 1 14 se dirigen hacia las capas de revestimiento 106. El haz de electrones 1 14 penetra al menos parcialmente las capas de revestimiento 106. Por ejemplo, algunos haces de electrones 1 14 pueden ser dirigidos a penetrar en la capa aislante 1 10, mientras que otros haces de electrones 1 14 pueden ser dirigidos para penetrar en la capa de circuito 1 12. Opcionalmente, los haces de electrones 1 14 dirigidos a la capa aislante 1 10 pueden tener características diferentes a los haces de electrones dirigidos a la capa de circuito 1 12. Las capas de revestimiento 106 se irradian para transformar una o más propiedades del material de tales capas de revestimiento 106. En 124, las capas de revestimiento 106 del componente eléctrico 100 se muestran en un estado de post-procesamiento, después de la irradiación del haz de electrones 1 14. El módulo LED 102 se muestra acoplado a la capa de circuito 1 12 después de la irradiación con los haces de electrones 1 14.
El sustrato 104 se utiliza para formar una placa de circuito, tal como una placa de circuito de metal revestido. Las capas del circuito 1 12 forman pistas conductoras que definen los circuitos de la placa de circuito. El sustrato 104 es un sustrato metálico, tal como un disipador de calor de aluminio.
La capa aislante 1 10 es una capa altamente conductora termicamente. Opcionalmente, la capa aislante 1 10 puede ser una capa anodizada dura. La capa aislante 1 10 se puede aplicar mediante la impresión de una tinta o pasta sobre la superficie exterior 108. Opcionalmente, la capa aislante 1 10 puede ser aplicada directamente a la superficie exterior 108. Alternativamente, una o más capas pueden proporcionarse entre el sustrato 104 y la capa aislante 1 10. El sustrato 104 puede ser limpiado y desoxidado antes de imprimir la capa aislante 1 10 en la superficie exterior 108.
En una modalidad ejemplar, la capa aislante 1 10 incluye óxidos metálicos, tales como óxidos de aluminio, silicio, titanio, magnesio, y similares. La capa aislante 1 10 puede incluir otras partículas, tales como el esmalte, vidrio, cerámica, porcelana, y similares. La capa aislante 1 10 puede incluir boratos, silicatos, fluoruros, metales alcalinos, plomo, aluminio, y similares. La capa aislante puede incluir material orgánico, tal como epoxi, resina, aglutinante, y similares, que pueden incluir partículas o escamas metálicas para aumentar la conducción térmica de la capa aislante 1 10. Por ejemplo, los portadores orgánicos pueden estar muy llenos con partículas altamente conductoras térmicas, tales como óxidos metálicos, óxido de aluminio, óxido de silicio, nitruro de aluminio, diamante, y similares. Se pueden usar partículas de diferentes formas y tamaños. La capa aislante 1 10 puede incluir un aglutinante para promover la adhesión impresa, y/o un tensoactivo para prevenir la aglomeración de las partículas. La capa aislante 1 10 puede incluir un solvente necesario y/u otros aditivos para ajustar la viscosidad de la tinta/pasta requerida para el o los procesos de impresión. La capa de material aislante 1 10 puede incluir precursores metálicos u otras sustancias que pueden reducirse químicamente durante la irradiación con haces de electrones 1 14.
En una modalidad ejemplar, la capa aislante 1 10 puede ser una microestructura de micropartículas y/o nanopartículas. Las partículas de la capa aislante 1 10 se funden con el haz de electrones 1 14 para generar una solución en la que los materiales se mezclan en la escala atómica. Opcionalmente, la capa aislante 1 10 puede ser enfriada rápidamente para solidificar rápidamente la solución para inhibir las separaciones de fases, el crecimiento del grano y/o la excesiva conducción de calor en el disipador de calor de metal 104. El disipador de calor de metal que define el sustrato 104 ayuda a disipar rápidamente el calor de la capa de aislamiento 1 10 durante y después de la irradiación. Tener una buena mezcla de los materiales y tener la solidificación rápida, conduce a una microestructura material fino.
La capa aislante 1 10 puede ser aplicada por una de varios diferentes téenicas de impresión, tales como serigrafía, tampografía, impresión por chorro de tinta, impresión por chorro de aerosol, micro dispensación, revestimiento por rotación, una aplicación de limpieza y similares.
Otras téenicas de aplicación distintas a la impresión se pueden utilizar en modalidades alternativas para aplicar la capa de aislamiento 1 10 al sustrato 104. Por ejemplo, la capa aislante 1 10 puede ser aplicada por revestimiento en polvo, pulverización, inmersión u otros procesos. La técnica de aplicación puede aplicar selectivamente la capa aislante 1 10 al sustrato 104, tal como a lo largo de una ruta de pista de circuito predeterminada. La técnica de impresión puede permitir imprimir un patrón normalizado para ser impreso sobre el sustrato 104, y la impresión se puede realizar de forma discontinua, como en una aplicación de impresión por lotes o de forma continua, tal como en una aplicación de impresión de carrete a carrete. La técnica de impresión se puede elegir de acuerdo a los tamaños más pequeños de la estructura de la pasta o tinta, espesores de la capa que se está aplicando, la composición del material de la capa aislante, y similares.
El circuito de capa 1 12 se puede aplicar mediante la impresión de una tinta o pasta conductora o metálica sobre la capa aislante 1 10. La capa aislante 1 10 se encuentra entre la capa de circuito 1 12 y el sustrato 104 para proporcionar aislamiento eléctrico entre los mismos. Opcionalmente, la capa de circuito 1 12 puede ser aplicada directamente a la capa aislante 1 10. Alternativamente, una o más capas pueden proporcionarse entre la capa aislante 1 10 y la capa de circuito 1 12.
En una modalidad ejemplar, la capa de circuito 1 12 incluye partículas metálicas de varias formas y tamaños. La capa de circuito 1 12 puede incluir un aglutinante para promover la adhesión de la impresión y/o un tensoactivo para prevenir la aglomeración de las partículas de metal (por ejemplo, 1 -2% en peso). La capa de circuito 1 12 puede incluir un disolvente y/u otros aditivos necesarios para el o los procesos de impresión. Opcionalmente, la capa de circuito 1 12 puede contener aditivos de flujo adicionales (por ejemplo, fundente para soldadura comercial, bórax, y tetraborato de potasio), a niveles por ejemplo entre 1 y 10% en peso. El flujo se puede añadir para ajustar un comportamiento de humectación de la capa del circuito 1 12 durante el post-procesamiento con el haz de electrones 1 14. En una modalidad ejemplar, la capa de circuito 1 12 puede tener una elevada concentración de metal (por ejemplo, mayor que 50% en peso). En una modalidad ejemplar, las partículas metálicas pueden ser 100% de partículas de plata. En otra modalidad, las partículas de metal pueden ser partículas de 100% de cobre o de otro metal altamente conductor. Otros tipos de metales se pueden usar en modalidades alternativas, tales como oro, aluminio, níquel, plata, molibdeno, estaño, zinc, titanio, paladio, platino, y similares y/o aleaciones de los mismos. El material de la capa de circuito 1 12 puede incluir precursores metálicos que se pueden reducir químicamente a metales. Por ejemplo, sales de metales, óxidos metálicos, y otros compuestos metálicos pueden ser usados, tales como cloruro de plata, cloruro de estaño, nitrato de plata. Los precursores pueden incluir metales que tienen bajos puntos de fusión, tales como el estaño, zinc, cobre, plata, y similares. Cuando se utiliza una mezcla de metales o aleaciones, estructuras intermetálicas pueden ser creadas durante el procesamiento con haces de electrones para producir las características deseadas o propiedades de las capas de revestimiento 106.
En una modalidad ejemplar, la capa de circuito 1 12 puede ser una microestructura de micropartículas y/o nanopartículas. Opcionalmente, la capa de circuito 1 12 puede incluir un polvo mixto de partículas metálicas sólidas, tales como partículas de Ag, con un aglutinante, disolvente y/o mezcla de fundente. Las partículas metálicas se funden con el haz de electrones 1 14 para generar una solución en la que los materiales se mezclan en la escala atómica. Opcionalmente, la capa de circuito 1 12 puede ser enfriada rápidamente para solidificar rápidamente la solución para inhibir separaciones de fases y el crecimiento del grano. Por ejemplo, el disipador de calor de metal que define el sustrato 104 puede ser usado para disipar el calor de la capa de circuito 1 12, cuando el calor tambien pasa a través de la capa aislante altamente conductora térmico 1 10. Tener una buena mezcla de los materiales y tener la solidificación rápida, conduce a una microestructura de material fina. Opcionalmente, se puede utilizar diferente tamaño y forma de las partículas de metal. Se pueden utilizar Precursores, que se reducen a partículas metálicas durante el proceso de irradiación y de fusión (por ejemplo, sales de metales, óxidos metálicos). Opcionalmente, una capa de barrera de difusión puede estar dispuesta entre la capa aislante 1 10 y la capa de circuito 1 12, tales como para reducir la interdifusión entre el material de la capa aislante 1 10 y el material de la capa de circuito 1 12.
La concentración de aglutinante puede ser relativamente baja (por ejemplo, menos de 5% en peso), tal como en comparación con la concentración de partículas de metal. La concentración de aglutinante puede ser relativamente baja en comparación con pastas convencionales que se utilizan en aplicaciones térmicas convencionales de post-tratamiento en el horno. La concentración de aglutinante puede ser de entre aproximadamente 25% en peso y 5% en peso. Alternativamente, la concentración de aglutinante puede ser muy baja (por ejemplo, menos de 1 % en peso). Ejemplos de aglutinantes incluyen dextrinas, resinas de butiral de polivinilo (por ejemplo Butvar), hidroxipropilcelulosa (por ejemplo Klucel®), pero otros tipos de aglutinantes pueden ser usados en modalidades alternativas. El aglutinante puede incluir adhesivo u otros aditivos para cambiar una viscosidad del material de revestimiento para la facilidad de aplicación a la capa aislante 1 10.
El circuito de capa 1 12 puede ser aplicada por una de varias diferentes téenicas de impresión, tales como serigrafía, tampografía, impresión por chorro de tinta, impresión por chorro de aerosol, micro dispensación, revestimiento por rotación, una aplicación de limpieza y similares. Otras teenicas de aplicación distintas de la impresión se pueden utilizar en modalidades alternativas para aplicar la capa de circuito 1 12 a la capa aislante 1 10. Por ejemplo, la capa de circuito 1 12 se puede aplicar mediante revestimiento en polvo, pulverización, inmersión u otros procesos. La técnica de aplicación se puede aplicar selectivamente la capa de circuito 1 12 a la capa aislante 1 10, tal como a lo largo de una ruta de pista de circuito predeterminado. La técnica de impresión puede permitir un patrón normalizado para ser impreso sobre el sustrato 104, y la impresión se puede realizar de forma discontinua, como en una aplicación de impresión por lotes o de forma continua, tal como en una aplicación de impresión de carrete a carrete. La técnica de impresión se puede elegir de acuerdo a los tamaños más pequeños de la estructura de la pasta o tinta, espesores de la capa que se está aplicando, la composición del material de la capa de revestimiento, y similares.
Con referencia adicional a la figura 2, la figura 2 ilustra un componente eléctrico 140 del sistema utilizado para irradiar el haz de electrones 1 14 en el componente eléctrico 100 de acuerdo con una modalidad ejemplar de conformación. El sistema 140 puede ser un microsoldador de haz de electrones capaz de producir el haz de electrones 1 14. La transformación puede llevarse a cabo en una cámara de vacío 142. La potencia de la fuente de irradiación 1 16 se puede controlar durante el procesamiento. La densidad de energía del haz de electrones 1 14 puede ser controlado durante el procesamiento. La velocidad de desviación de los electrones puede ser controlada durante el procesamiento. El voltaje máximo de aceleración se puede controlar durante el procesamiento. La máxima corriente de haz de electrones puede controlarse durante el procesamiento. El tamaño del punto de enfoque del haz y la profundidad en el objetivo pueden controlarse durante el procesamiento. El sistema 140 puede controlar los haces de electrones 1 14 para enfocar más de un haz de enfoque puntual, como para irradiar la capa aislante 1 10 y la capa de circuito 1 12 al mismo tiempo. El haz de electrones 1 14 puede ser controlado basado en las propiedades de la capa de revestimiento depositada 106 (por ejemplo, espesor de capa, composición de capa) y las propiedades del material de la capa de revestimiento 106 (por ejemplo, densidad, conductividad térmica, composición química).
El sistema 140 puede estar equipado tanto con un electrón y un detector de retrodispersión de electrones secundarios que se puede utilizar para producir imágenes de haz de electrones de la pieza de trabajo, similar a un microscopio electrónico de barrido (SEM). Las imágenes se pueden ver en vivo en una pantalla o guardarse en una computadora. El sistema 140 puede incluir software para controlar las funciones de la fuente de la irradiación 1 16, tales como programar el haz de electrones 1 14 para escanear rutas definidas por encima de la muestra o para irradiar patrones definidos. El software puede permitir movimientos síncronos del haz de electrones 1 10 con la muestra irradiada, tales como un carrete movido continuamente. De tal manera, un proceso de refundición continua es posible. Opcionalmente, el sistema 140 puede incluir un disipador de calor, tales como un disipador de calor de placas de aluminio gruesas que tienen una elevada masa térmica y que se encuentran posicionadas en buen contacto térmico con el objetivo.
La figura 3 ilustra la interacción del haz de electrones 1 14 con las capas de revestimiento 106. En la modalidad ilustrada, tanto la capa aislante 1 10 y la capa de circuito 1 12 se imprimen antes de la irradiación. Durante la irradiación, algunos de los haces de electrones 1 14 se enfocan dentro de la capa aislante 1 10 y algunos de los haces de electrones 1 14 se enfocan dentro de la capa 1 12. El circuito de haces de electrones 1 14 al menos penetra parcialmente en la capa de revestimiento respectivo 106. En una modalidad ejemplar, un punto de enfoque del haz 1 50 está en la capa aislante 106 y un punto de enfoque del haz 152 se encuentra en la capa de circuito 1 12. El haces de electrones 1 14 no se enfocan en el sustrato 104, sin embargo, el sustrato disipa el calor de las capas de revestimiento 106. La irradiación o el calentamiento del sustrato 104 se limitan al tener el haz de electrones 1 14 enfocado en las capas de revestimiento 106. A medida de que los electrones que inciden los haces de electrones 1 14 se dispersan por el material de las capas de revestimiento 106, la energía cinética de los electrones se convierte en energía térmica. La probabilidad de dispersión puede ser dependiente de la energía de los electrones, de la densidad del material irradiado de la capa de revestimiento correspondiente 106, de la profundidad de enfoque del haz, y similares. Opcionalmente, la profundidad de penetración del haz de electrones puede ser de entre 0.5 mm y 20 pm. En una modalidad ejemplar, una característica de la dependencia energetica de la probabilidad de dispersión es que el máximo de la densidad de calor generado no se encuentra en la superficie del material, pero a alrededor de 1/3 de la profundidad de penetración. El calor se genera no sólo en la superficie, sino en el interior del material de las capas de revestimiento 106. Una parte de los electrones se reflejan o re-emiten desde las capas de revestimiento 106. Estos electrones pueden ser utilizados para generar imágenes SEM in situ durante la irradiación, tales como para controlar el proceso de irradiación a través de un sistema de control de retroalimentación.
La potencia del calor que se genera depende de la corriente de electrones para un voltaje de aceleración fijo. El producto del voltaje de aceleración y la corriente del haz da la potencia del haz, la potencia se puede ajustar mediante el control de la corriente de electrones y/o el voltaje de aceleración. Otro parámetro que se puede ajustar para controlar el proceso de irradiación es la duración de la irradiación en o cerca de un lugar de la capa de revestimiento 106. El material impreso de la capa de revestimiento 106 se derrite si el calor generado supera la energ ía térmica necesaria para calentar el material a su punto de fusión y el calor latente de fusión del material. Tener la energía termica enfocada en las capas de revestimiento 106, opuesta al sustrato 104, genera calor y la fusión de las capas de revestimiento 106 muy rápidamente. La capa de revestimiento 106 y/o la capa de sustrato 104 pueden ser calentadas a una temperatura por debajo del punto de fusión para cambiar las características de la(s) capa(s) por reacción de los materiales y/o sinterización de la(s) capa (s). Opcionalmente, el sustrato 104 puede actuar como un disipador de calor para disipar rápidamente el calor de las capas de revestimiento 106 después de la irradiación que permite altas velocidades de enfriamiento de la película fundida. Velocidades de calentamiento y enfriamiento rápido pueden afectar las propiedades de la capa de revestimiento 106. Por ejemplo, la dureza de la capa de circuito 1 12 puede ser mayor con calentamiento rápido y enfriamiento contrariamente a ralentizar el calentamiento y enfriamiento de la capa de circuito 1 12, como es típico del curado térmico en un horno térmico en el que el sustrato 104 se calienta en adición a la pasta. Además, se necesita más energía térmica para calentar la pasta en un horno térmico debido a que el sustrato se calienta en adición a la pasta.
Puesto que los aglutinantes normalmente tienen una densidad de masa de un orden de magnitud menor que las partículas de metal en las capas de revestimiento 106, el porcentaje en volumen de los aglutinantes en las capas de revestimiento 106 son aún más altas. Por ejemplo, una pasta convencional típica para usarse en una aplicación en un horno de curado térmico es un material 90Ag/10Mo con 23% en peso de aglutinante Butvar, que es una alta concentración de aglutinante y está en el límite de muy alta concentración de aglutinante. Tal pasta convencional tiene una fracción de volumen de aglomerante de aproximadamente el 75%. Se requieren concentraciones altas o muy altas de aglutinante de pastas convencionales para fijar de forma segura las estructuras impresas sobre el sustrato y el aglutinante permanece después del tratamiento térmico posterior utilizando hornos térmicos convencionales.
En una modalidad ejemplar, para el procesamiento con el haz de electrones 1 14, las capas de revestimiento 106 no requieren un alto contenido de aglutinante ya que sólo es necesario el aglutinante para mantener las capas de revestimiento impresas 106 en posición sobre el sustrato 104 el tiempo suficiente para transferir el sustrato 104 para el haz de electrones 1 14 para la irradiación. Por ejemplo, un contenido de aglutinante puede ser de aproximadamente 1 % en peso, reduciendo también en gran medida el porcentaje de volumen. Después de la fusión, las capas de revestimiento 106 son densas y tienen una buena adherencia. En una modalidad ejemplar, el aglutinante está destinado a ser sustancialmente eliminado por completo de las capas de revestimiento 106 durante el proceso de irradiación, como por evaporación o por descomposición. El uso de una baja concentración de aglutinante en las capas de revestimiento 106 permite la evaporación o eliminación del aglutinante durante la irradiación más rápida y más completa. Tener menos aglutinante en la capa aislante 1 10 hace que la capa aislante 1 10 sea más térmicamente conductora, que es deseable en ciertas modalidades, tales como en una aplicación de placa de circuito de metal revestido. Tener menos aglutinante en la capa de circuito 1 12 hace que la capa de circuito 1 12 sea más conductora, lo que es deseable en ciertas aplicaciones. Un aglutinante tiene propiedades tales como una alta calidad de la pasta, alta adherencia de la película impresa, calidad de la película de las capas e revestimiento 106 después de la irradiación (por ejemplo, baja concentración de residuos de carbono (carbón) después de la irradiación), y similares se consideran cuando se selecciona el material aglutinante. En una modalidad ejemplar, todo o sustancialmente todo el aglutinante es irradiado con el haz de electrones 1 14 y queda una baja cantidad de residuo de carbono, que se puede eliminar por raspado u otra téenica de procesamiento.
Durante el proceso, la operación del haz de electrones 1 14 pueden variar en función del tipo de material de la capa de revestimiento particular 106. Por ejemplo, la operación puede ser diferente cuando se utiliza material metálico puro frente a la utilización de precursores metálicos. La operación del haz de electrones 1 14 puede ser diferente para la capa aislante 1 10 que para la capa de circuito 1 12. En una modalidad ejemplar, en el caso de los componentes metálicos puros, el post-procesamiento y la irradiación de la capa de circuito 1 12 pueden ser controlados mediante el ajuste de la densidad de energía y el tiempo de exposición de tal manera que la sinterización de partículas de metal o al menos uno de los componentes metálicos entra en la fase de fusión y la capa de circuito 1 12 se funde en una capa metálica homogénea. Un proceso de dos pasos con la sinterización y la subsiguiente fusión es posible en algunas modalidades. Los componentes no metálicos (por ejemplo, el aglutinante) son separados o evaporados dejando la capa metálica pura. En una modalidad ejemplar, en el caso de los precursores metálicos, tales como óxidos metálicos, por ejemplo la capa aislante 1 10 (sin embargo dichos precursores metálicos pueden usarse para formar la capa de circuito 1 12 en algunas modalidades), el post-procesamiento y la irradiación de la capa aislante 1 10 son controlados por la densidad de energía y el tiempo de exposición de tal manera que los precursores metálicos se reducen químicamente, ya sea indirectamente por la entrada de calor en la capa aislante 1 10 o directamente por la interacción de los precursores metálicos con los electrones del haz de electrones 1 14. Los óxidos metálicos pueden formar capas eléctricamente no conductoras, pero altamente térmicamente conductoras, lo que puede ser deseado para la capa aislante 1 10 entre el disipador de calor definido por el sustrato de metal 104 y la capa de circuito 1 12. Los componentes no metálicos (por ejemplo, el aglutinante) de la capa aislante 1 10 puede ser segregada o evaporada. La capa aislante 1 10 puede transformarse en una capa homogénea, tal como una capa de óxido de aluminio, cuando los precursores se alteran químicamente con el haz de electrones 1 14.
La energía térmica generada por el haz de electrones 1 14 dentro de las capas de revestimiento 106 se puede controlar mediante el ajuste de parámetros del haz de electrones 1 14. A bajas energías caloríficas y largos tiempos de irradiación, las capas de revestimiento 106 pueden ser sólo parcialmente fundidas y no enlazarse a la estructura subyacente. A bajas energías de calor y largos tiempos de irradiación de las partículas de las capas de revestimiento 106 pueden ser sólo sinterizadas y no completamente fundidas. En tales situaciones, las capas de revestimiento 106 no pueden adherirse bien a las estructuras subyacentes y pueden ser fácilmente desplazadas mecánicamente con el tiempo. A energías de calor bajas pero cortos tiempos de irradiación, partes de las capas de revestimiento 106 pueden ser removidas por el haz de electrones 1 14, por ejemplo expulsando el material tras la irradiación. A energ ías más altas, pueden permanecer grandes gotas deshidratadas y tres islas dimensionales, lo que es indeseable. A energías incluso mayores, tales como cuando la energía es demasiado alta, las estructuras subyacentes, tales como el sustrato 104 o la capa aislante 1 10, pueden derretirse además de la capa de circuito 1 12, que proporciona una interfaz eléctrica más pobre. El nivel de energía del haz de electrones 1 14 debe ser controlado para producir la fusión de las capas de revestimiento 106, mientras que tiene una buena cobertura de la estructura subyacente, y sin dañar excesivamente la estructura subyacente.
Durante el uso, el soplado o expulsión de partículas de las capas de revestimiento 106 puede ocurrir en cualquier nivel de energía. Varios efectos físicos explican el efecto de soplado de partículas de metal: a) la transferencia de momento, b) los efectos electrostáticos, c) los efectos electrodinámicos, y d) efectos termodinámicos. Para reducir soplado de partículas, la cantidad de componentes no metálicos se puede reducir o minimizar, ya que a menor carga entre las partículas, mayor es el número de trayectorias conductoras entre las partículas que hay que “purgar” la carga excesiva a tierra. Para reducir el soplado de partículas, las capas de revestimiento 106 u otras capas del sustrato se pueden precalentar tal que se requiere menor energía del haz antes de la fusión real. Por ejemplo, las capas de revestimiento 106 se pueden precalentar a una temperatura por debajo del punto de fusión de las capas de revestimiento 106, por ejemplo en un horno de fusión térmica, utilizando el haz de electrones, o de otra manera). Durante el proceso de irradiación, las capas de revestimiento 106 se calientan posteriormente a una temperatura por encima del punto de fusión de la capa de revestimiento correspondiente 106. Para reducir el soplado de las partículas, se pueden utilizar los tamaños de partículas más grandes del material de las capas de revestimiento 106 o partículas de formas irregulares (no esféricas) se pueden usar para reducir los efectos de soplado de partículas, ya que los contactos más mecánicos entre las partículas podrían aumentar las fuerzas para mover partículas entre sí, así como, posiblemente, la creación de caminos más conductores. Para reducir el soplado de partículas, el patrón de exploración o irradiación puede seleccionarse para calentar el material de la capa de revestimiento 106 indirectamente a través de la conducción de calor, como a través del sustrato 104. Para reducir soplado de partícula, la composición del material de la capa de revestimiento 106 puede tener una alta densidad de partículas de metal y/o de baja porosidad para aumentar la conductividad eléctrica y el calor.
Para evitar la potencial carga eléctrica del sustrato 104 durante la irradiación con el haz de electrones 1 14, las capas de revestimiento 106 pueden estar conectadas a tierra. Para evitar la posible carga eléctrica del sustrato 104 durante la irradiación con el haz de electrones 1 14, el haz de electrones 1 14 puede hacerse funcionar a bajos voltajes de aceleración para aumentar la emisión de electrones. Para evitar la posible carga eléctrica del sustrato 104 durante la irradiación con el haz de electrones 1 14, una luz (por ejemplo UV o láser) se puede usar para aumentar la fotoconductividad de las capas de revestimiento 106. Para evitar la posible carga eléctrica del sustrato 104 durante la irradiación con el haz de electrones 1 14, las capas de revestimiento 106 pueden ser procesadas con una mayor presión (por ejemplo, con presión parcial de argón).
En una modalidad ejemplar, el control del haz de electrones 1 14, tales como la cantidad de energía térmica generada por el haz de electrones 1 14, se puede variar a lo largo de las capas de revestimiento 106. Por ejemplo, al cambiar la operación del haz de electrones 1 14 a lo largo de una porción de la capa de circuito 1 12 en comparación con otra porción de la capa de circuito 1 12 se pueden variar las características de la capa de circuito 1 12. Por ejemplo, se pueden incorporar resistencias en las trayectorias o circuitos de los conductores eléctricos mediante la variación de los parámetros del haz de electrones 1 14. No ensamblaje o montaje de resistencias es entonces necesario. Además, el control del haz de electrones 1 14 puede variarse a lo largo de la capa de circuito 1 12 en comparación con la capa aislante 1 10.
La figura 4 ilustra otro procedimiento para formar el componente eléctrico 100 (que se muestra en la figura 1 ). En la modalidad ilustrada, tanto la capa aislante 1 10 y la capa de circuito 1 12 se depositan antes del procesamiento con el haz de electrones 1 14. El haz de electrones 1 14 primero procesa la capa aislante 1 10. La capa de circuito 1 12 se procesa luego en otro separado. De esa manera, los haces de electrones pueden ser controlados para dirigirse específicamente a una capa y luego la otra capa, tal como con diferentes parámetros de funcionamiento (por ejemplo, nivel de potencia diferente, la tasa diferente, y similares).
La figura 5 ilustra otro procedimiento para formar el componente eléctrico 100 (que se muestra en la figura 1 ). En la modalidad ilustrada, la capa aislante 1 10 se deposita primero sobre el sustrato 104 y luego se irradia con el haz de electrones 1 14. La capa de circuito 1 12 se deposita entonces sobre la capa aislante procesada. La capa de circuito 1 12 se irradia luego con el haz de electrones 1 14.
La figura 6 ilustra un método 200 de fabricación de un componente eléctrico, tal como una placa de circuito de metal revestida. El método 200 incluye proporcionar un sustrato 202 que tiene una superficie exterior. En una modalidad ejemplar, el sustrato es un sustrato de metal, tal como un sustrato de aluminio que funciona como un disipador de calor para el componente eléctrico.
El método 200 incluye la aplicación de una capa aislante 204 en la superficie exterior del sustrato. La capa aislante puede ser una pasta o tinta. La capa aislante puede ser un polvo o puede tener otras formas. La capa aislante puede incluir vidrio o materiales que forman cerámica que se transforman en vidrio o cerámica después de ser procesados. La capa aislante puede incluir precursores, tales como óxidos metálicos o sales metálicas que se procesan en un paso posterior. Opcionalmente, la capa aislante puede incluir aglutinante para asegurar la capa aislante al sustrato. La concentración de aglutinante puede ser baja, con la intención de eliminar sustancialmente todo el aglutinante durante el procesamiento.
La capa aislante se puede aplicar 204 mediante la impresión de la capa aislante sobre el sustrato. Por ejemplo, la capa aislante puede aplicar por serigrafía, impresión con cojín, impresión por chorro de tinta, impresión por chorro de aerosol. La capa aislante puede ser aplicada por micro dispensación, revestimiento por rotación, una aplicación de limpieza, revestimiento en polvo, pulverización, inmersión u otros procesos. La capa aislante se puede aplicar directamente a la superficie exterior del sustrato. Alternativamente, otras capas pueden estar provistas entre los mismos.
El método 200 incluye la aplicación de una capa 206 de circuito sobre la capa aislante. La capa de circuito puede ser una pasta o tinta. La capa de circuito puede ser un polvo o puede tener otras formas. La capa de circuito puede incluir una alta concentración de partículas metálicas. La capa de circuito puede incluir precursores, tales como óxidos metálicos o sales metálicas que se procesan en un paso posterior. Opcionalmente, la capa de circuito puede incluir aglutinante para asegurar la capa de circuito a la capa aislante. La concentración de aglutinante puede ser baja, con la intención de eliminar sustancialmente todo el aglutinante durante el procesamiento.
La capa de circuito 206 se puede aplicar mediante la impresión de la capa de circuito sobre la capa aislante. Por ejemplo, la capa de circuito impreso puede ser la pantalla, cojín impreso, de chorro de tinta impreso, jet aerosol impreso. La capa de circuito puede ser aplicada por micro dispensación, revestimiento por rotación, una aplicación de limpieza, revestimiento en polvo, pulverización, inmersión u otros procesos. La capa de circuito puede ser aplicada directamente a la capa aislante. Alternativamente, otras capas pueden estar provistas entre las mismas.
Opcionalmente, la capa aislante y la capa de circuito, que definen las capas de revestimiento, se puede precalentar antes de otros pasos de procesamiento, tales como el procesamiento de las capas de revestimiento con un haz de electrones. Las capas de revestimiento pueden ser precalentados a una temperatura por debajo de un punto de fusión de las capas de revestimiento previo a otras etapas de procesamiento, donde la temperatura puede ser aumentada a una temperatura superior al punto de fusión de las capas de revestimiento.
Opcionalmente, las capas de revestimiento pueden ser conectadas electricamente a tierra antes de otros pasos de procesamiento, tales como el procesamiento de las capas de revestimiento con un haz de electrones. La conexión a tierra puede reducir de pulverización catódica de las capas de revestimiento durante el procesamiento con el haz de electrones.
El método 200 incluye la irradiación de la capa aislante 208 con un haz de electrones para transformar la capa aislante. El haz 35 de electrones puede ser enfocado dentro de la capa aislante. La irradiación con el haz de electrones puede calentar la capa aislante para fundir la capa aislante para formar una capa eléctricamente no conductora, pero térmicamente conductora entre el sustrato metálico y la capa de circuito. Opcionalmente, la irradiación 208 puede ser posterior a la capa de circuito se aplica a la capa aislante. Alternativamente, la irradiación 208 puede ocurrir antes de aplicar la capa de circuito 206 a la capa aislante.
La irradiación 208 puede vaporizar sustancialmente todo el aglutinante o material no metálico de la capa aislante. La capa aislante puede ser irradiada hasta que el material no metálico de la capa aislante se elimina por completo. El proceso de irradiación puede ser controlada, tal como mediante el control de los parámetros de funcionamiento del haz de electrones, sobre la base de las propiedades de la capa de aislamiento, tales como el espesor, la composición, la concentración de aglutinante, y similares. Opcionalmente, diferentes porciones de la capa aislante pueden ser irradiadas de manera diferente.
El método 200 incluye la irradiación de la capa de circuito 210 con un haz de electrones para formar un conductor eléctrico del componente eléctrico. El haz de electrones puede ser enfocado lugar dentro de la capa de circuito. Opcionalmente, la irradiación 210 puede producirse simultáneamente con la irradiación 208 de la capa aislante, tal como mediante el control de la fuente de irradiación para emitir haces de electrones en ambas capas de revestimiento. Ambas capas pueden ser irradiadas con los mismos haces de electrones. La irradiación con el haz de electrones puede calentar la capa de circuito para fundir la capa de circuito para formar el conductor eléctrico. Opcionalmente, tal como cuando se utilizan precursores metálicos en la capa de circuito, los precursores de metal pueden interactuar con los electrones del haz de electrones durante la irradiación para transformar la capa de circuito. El haz de electrones puede reducir químicamente los precursores metálicos a metales para formar el conductor eléctrico.
La irradiación 210 puede vaporizar sustancialmente todo el aglutinante o material no metálico de la capa de circuito dejando una capa metálica sustancialmente pura para formar el conductor eléctrico. La capa de circuito puede ser irradiada hasta que el material no metálico de la capa de circuito se elimine por completo. El proceso de irradiación puede ser controlado, por ejemplo mediante el control de los parámetros de funcionamiento del haz de electrones, en base a las propiedades de la capa de circuito, tales como el espesor, la composición, la concentración de aglutinante, y similares. Opcionalmente, diferentes porciones de la capa de circuito pueden ser irradiadas de manera diferente, tal como para formar una resistencia en el conductor eléctrico. El componente eléctrico puede ser un componente eléctrico estructurado. Por ejemplo, las capas del componente eléctrico se pueden imprimir en una forma estructurada e irradiada a través de un haz de electrones para conseguir propiedades predefinidas en una o más de las capas. El componente eléctrico puede ser laminado o impreso sobre o en una manera de definir una estructura de avión. Los haces de electrones pueden irradiar todas o partes seleccionadas de la estructura en capas, y luego el exceso de material laminado/impreso puede ser eliminado.
El método incluye acoplamiento 212 un módulo LED a la capa de circuito. El módulo LED puede ser soldado a la capa de circuito. El calor del módulo LED es disipado por el sustrato. La capa aislante es altamente conductora térmica para permitir la eficiente transferencia de calor a través de la misma al sustrato.
Los métodos y sistemas descritos aquí para el procesamiento de aislante y las capas de circuitos 1 10, 1 12 con un haz de electrones 1 14 para producir una estructura en capas de alta calidad en un sustrato de metal. La capa aislante 1 10 es eléctricamente no conductora y altamente conductora de calor para disipar el calor de la capa de circuito en el disipador de calor del sustrato 104. El proceso se puede realizar sin química húmeda e impacto ambiental reducido. El consumo de metal para la fabricación del componente eléctrico puede reducirse en comparación con otras téenicas de fabricación. El proceso logra una alta selectividad y la colocación precisa de las capas de revestimiento 106. El componente de capas de revestimiento 106 y eléctrica puede ser procesado rápidamente, y puede ser procesado como parte de un sistema continuo de carrete a carrete o un sistema discontinuo por lotes. Los conductores eléctricos definidos por la capa de circuito procesada 1 12 proporcionan propiedades mejoradas en comparación con los procedimientos estándar. Por ejemplo, los conductores pueden tener mayor conductividad eléctrica, mayor conductividad térmica, mejor resistencia al desgaste, mejor resistencia a la corrosión, mayor dureza, y similares. La capa aislante definida por la capa aislante procesada 1 10 proporciona propiedades mejoradas en comparación con los procedimientos estándar. Por ejemplo, la capa aislante puede tener una concentración más baja de aglutinante, lo que puede aumentar la conducción térmica de la capa aislante.
Se ha de entender que la descripción anterior pretende ser ilustrativa, y no restrictiva. Por ejemplo, las modalidades descritas anteriormente (y/o aspectos de las mismas) se pueden utilizar en combinación entre sí. Además, muchas modificaciones pueden ser realizadas para adaptar una situación o material particular a las enseñanzas de la invención sin apartarse de su alcance. Las dimensiones, tipos de materiales, orientaciones de los diversos componentes, y el número y posiciones de los diversos componentes descritos aquí están destinados a definir los parámetros de ciertas modalidades, y de ninguna manera son limitantes y son meramente modalidades ejemplares. Muchas otras modalidades y modificaciones dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones serán evidentes para los expertos en la téenica tras la revisión de la descripción anterior.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un método (200) de fabricación de un componente eléctrico (100), el método comprende: proporcionar (202) un sustrato ( 104); aplicar (204) una capa aislante (1 10) sobre el sustrato; aplicar (206) una capa de circuito (1 12) sobre la capa aislante; irradiar (208) la capa aislante con un haz de electrones (1 14) para transformar la capa aislante; y irradiar (210) la capa de circuito con un haz de electrones para transformar la capa de circuito.
2. El método de la reivindicación 1 , en el cual la irradiación (208) de la capa aislante (1 10) y la irradiación (210) de la capa de circuito (1 12) se producen de forma simultánea.
3. El método de la reivindicación 1 , en el cual la irradiación (208) de la capa aislante ( 1 10) se produce antes de aplicar (206) la capa de circuito (1 12) sobre la capa aislante.
4. El método de la reivindicación 1 , en el que la irradiación (210) de la capa de circuito (1 12) comprende el calentamiento de la capa de circuito para fundir la capa de circuito para formar un conductor eléctrico.
5. El método de la reivindicación 1 , en el que proporcionar (202) un sustrato (104) comprende proporcionar un sustrato metálico que es altamente conductor térmico, la capa aislante (1 10) proporciona aislamiento eléctrico entre la capa de circuito (1 12) y el sustrato.
6. El método de la reivindicación 1 , que comprende además el precalentamiento de la capa de circuito (1 12) a una temperatura por debajo de un punto de fusión de los mismos antes de la irradiación de las capas del circuito, la irradiación de la capa de circuito comprende el calentamiento de la capa de circuito a una temperatura por encima del punto de fusión de la capa de circuito.
7. El método de la reivindicación 1 , en el que la aplicación (204) de una capa aislante (1 10) comprende la aplicación de una capa aislante que tiene una combinación de concentraciones de aglutinante y metal, la irradiación de la capa aislante comprende evaporar sustancialmente todo el aglutinante dejando una capa sustancialmente metálica para formar el conductor eléctrico.
8. El método de la reivindicación 1 , en el que la aplicación (204) de una capa aislante ( 1 10) comprende aplicar una capa aislante que tiene materiales que forman vidrio o cerámica, la irradiación (208) de la capa aislante comprende la irradiación de la capa aislante para transformar el vidrio o cerámica la formación de materiales en vidrio o cerámica.
9. El método de la reivindicación 1 , en el que la aplicación (204) de una capa aislante (1 10) comprende la impresión de la capa aislante directamente sobre la superficie exterior del sustrato (104), en el que la aplicación (206) de una capa de circuito (1 12) comprende la impresión de la capa de circuito directamente sobre la capa aislante.
10. El metodo de la reivindicación 1 , que comprende además acoplar (212) un módulo de diodo emisor de luz (102) a la capa de circuito (1 12).
1 1 . El método de la reivindicación 1 , que comprende además la puesta a tierra eléctricamente de la capa de circuito durante el proceso de irradiación.
12. Un componente eléctrico (100) que comprende: un sustrato (104) que tiene una superficie exterior; una capa aislante (1 10) que se aplica selectivamente a la superficie exterior, la capa aislante está configurada en un estado de pre-procesamiento y en un estado post-procesamiento tras la irradiación con un haz de electrones (1 14), la capa aislante es transformada del estado de pre-procesamiento al estado de post procesamiento, en donde un haz de electrones penetra al menos parcialmente la capa aislante durante la irradiación para transformar la capa aislante; y una capa de circuito (1 12) que se aplica selectivamente a la capa aislante, la capa de circuito se configura en un estado de pre-procesamiento y en un estado post-procesamiento después de irradiar con un haz de electrones, la capa de circuito se transforma desde el estado de pre-procesamiento al estado de post procesamiento, en el que un haz de electrones penetra al menos parcialmente la capa de circuito durante la irradiación para transformar la capa de circuito.
13. El componente eléctrico de la reivindicación 12, en el que el haz de electrones irradia la capa aislante y la capa de circuito de forma simultánea.
14. El componente eléctrico de la reivindicación 12, en el que la irradiación de la capa aislante se produce antes de aplicar la capa de circuito a la capa aislante.
15. El componente eléctrico de la reivindicación 12, en el que el sustrato está fabricado de un material metálico, la capa de aislamiento que proporciona aislamiento eléctrico de la capa de circuito del sustrato.
16. El componente eléctrico de la reivindicación 12, en el que un contenido de material no metálico de la capa de circuito es más alta en el estado de pre-procesamiento que el estado de postprocesamiento, el material no metálico se elimina durante la irradiación con el haz de electrones.
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