MXPA04006580A

MXPA04006580A - Micromaquinado con laser y metodos del mismo.

Info

Publication number: MXPA04006580A
Application number: MXPA04006580A
Authority: MX
Inventors: R Pollard Jeffrey
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2005-08-19
Also published as: RU2365477C2; US7893386B2; PL205462B1; CN1616178B; AU2004202047A1; CN1616178A; PL371143A1; CA2487209A1; BRPI0402317A; US20050103758A1; EP1533069A1; KR20050046614A; RU2004133168A; JP2005144557A; KR101107810B1; JP4319610B2; SG112011A1

Abstract

Las modalidades descritas se refieren al micromaquinado con laser de un sustrato. Un metodo de ejemplo incluye la formacion de un rasgo en un sustrato, al menos en parte, al dirigir un haz de laser en el sustrato. Durante al menos una porcion de la formacion, el metodo incluye suministrar liquido al menos una primera region rasgo a lo largo de una primera ruta de suministro de liquido y suministrar liquido a al menos una segunda region diferente del rasgo a lo largo de al menos una segunda ruta de suministro de liquido.

Description

MICROMAQUINADO CON LÁSER Y MÉTODOS DEL MISMO Antecedentes El mercado de dispositivos electrónicos demanda continuamente desempeño incrementado a costos disminuidos. A fin de satisfacer estos requerimientos, los componentes que comprenden varios dispositivos electrónicos se pueden hacer de forma más eficiente y a tolerancias más cercanas. El micromaquinado con láser es un método común de producción para la remoción selectiva, controlada de material. Sin embargo, existe el deseo de mejorar el desempeño del maquinado con láser.

Breve Descripción de las Figuras Los mismos componentes se usan a todo lo largo de las Figuras para hacer referencia a características y componentes similares cuando quiera que sea factible. La Figura 1 ilustra una representación de una vista en elevación frontal de una impresora de ejemplo de acuerdo con una modalidad de ejemplo. La Figura 2 ilustra una representación de una vista en perspectiva de un cartucho de impresión adecuado para el uso en una impresora de ejemplo de acuerdo con una modalidad de ejemplo. La Figura 3 ilustra una representación de una vista en sección transversal de una porción de un cartucho de impresión de acuerdo con una modalidad de ej emplo . La Figura 4 ilustra una vista frontal en elevación de un aparato de ejemplo de maquinado con láser de acuerdo con una modalidad. Las Figuras 5, 5b-5e y 5g ilustran representaciones en sección transversal de los pasos de proceso para el maquinado con láser de un sustrato de ejemplo de acuerdo con una modalidad. Las Figuras 5a y 5f ilustran cada una representaciones de vistas superiores de porciones de la máquina de láser en ejemplo y el sustrato asociado de acuerdo con una modalidad de ejemplo. Las Figuras 6-7 ilustran cada una representaciones de vistas superiores de porciones de una máquina de láser de ejemplo y sustrato asociado de acuerdo con una modalidad de ej emplo .

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas Las modalidades descritas posteriormente se refieren a métodos y sistemas para el micromaquinado con láser de un sustrato. El micromaquinado con láser es un método de producción para la remoción selectiva, mejorada de material de sustrato. Al remover material del sustrato, el micromaquinado con láser puede formar un rasgo en el sustrato. Estos rasgos pueden ser ya sea rasgos de paso, tal como una ranura, que pasa a través de todo el espesor del sustrato, o rasgos sin salida, tal como un canal, que pasa a través de una porción del espesor del sustrato . El maquinado con láser remueve material de sustrato en una(s) zona(s) de interacción con el láser para formar un rasgo en un sustrato. Algunas modalidades de ejemplo pueden suministrar líquido a la zona de interacción con láser a lo largo de una o más rutas de suministro de líquido para incrementar la velocidad de remoción del sustrato y/o para disminuir la incidencia de re-depósito del material de sustrato próximo al rasgo. Varios factores pueden bloquear una ruta particular de suministro de líquido del suministro de líquido a la zona de interacción con láser en momentos particulares durante el proceso de remoción del sustrato. Durante la formación con láser de algunos rasgos, el sustrato puede impedir que una o más rutas de suministro de líquido alcancen la zona de interacción con el láser. Algunas de las modalidades descritas pueden dirigir el líquido en el rasgo a lo largo de dos o más rutas de suministro de líquido para suministrar adecuadamente líquido a la zona de interacción con láser dentro del rasgo.

Se describirán, en general, ejemplos de los rasgos de maquinado con láser, en el contexto de la formación de ranuras de alimentación de tinta ("ranuras") en un sustrato. Estos sustratos ranurados se pueden encontrar en cartuchos o bolígrafos de impresión por inyección de tinta, y/o varios dispositivos con sistemas micro-electro-mecánicos (MEMS) , entre otos usos. Los varios componentes descritos posteriormente no se pueden ilustrar de forma exacta hasta el punto donde se interese su tamaño. En cambio, las Figuras incluidas se proponen como representaciones esquemáticas para ilustrar al lector varios principios inventivos que se describen en la presente. Los ejemplos del tamaño, forma y arreglo particular de los rasgos, se representan en la presente. Sin embargo, se puede fabricar cualquier tipo de tamaño y geometría del rasgo usando los métodos inventivos y los aparatos descritos en la presente. Además, en tanto que varias modalidades describen y analizan en la presente cartuchos o bolígrafos de impresión por inyección de tinta, los métodos y aparatos inventivos descritos en la presente se pueden usar para fabricar cualquier dispositivo de expulsión de fluido que expulse cualquier tipo de fluido para una o más aplicaciones .

Productos de Ejemplo Las Figuras 1 y 2 ilustran ejemplos de productos que se puede producir utilizando al menos algunas de las modalidades descritas. La Figura 1 muestra una representación esquemática de un dispositivo de impresión de ejemplo que puede utilizar un cartucho de impresión de ejemplo. En esta modalidad, el dispositivo de impresión comprende una impresora 100. La impresora mostrada aquí se incorpora en la forma de una impresora de inyección de tinta. La impresora 100 puede ser capaz de imprimir en blanco y negro y/o en color. El término "dispositivo de impresión" se refiere a cualquier tipo de dispositivo de impresión y/o dispositivo de formación de imágenes que emplee el (los) sustrato (s) ranurado(s) para lograr al menos una porción de su funcionalidad. Los ejemplos de estos dispositivos de impresión pueden incluir, de manera enunciativa y sin limitación, impresoras, páginas de facsímile, y fotocopiadoras . En este dispositivo de impresión de ejemplo, los sustratos ranurados comprenden una porción de la cabeza de impresión que se incorpora en un cartucho de impresión, un ejemplo del cual se describe posteriormente . La Figura 2 muestra una representación esquemática de un cartucho 202 de impresión de ejemplo que se puede utilizar en un dispositivo de impresión de ejemplo. El cartucho de impresión está comprendido en una cabeza de impresión 204 y un cuerpo 206 de cartucho que soporta la cabeza de impresión. Aunque se emplea una cabeza 204 de impresión, única, en el cartucho 202 de impresión, otras configuraciones de ejemplo pueden emplear múltiples cabezas de impresión en un cartucho único. El cartucho 202 de impresión se configura para tener un suministro de fluido o tinta, autocontenido, dentro del cuerpo 206 de cartucho. Otras configuraciones de cartucho de impresión se pueden configurar de manera alternativa o adicional para recibir fluido de un suministro externo. Se reconocerán otras configuraciones de ejemplo por aquellos expertos en la técnica. La Figura 3 muestra una representación esquemática en sección transversal de una porción de la cabeza 204 de impresión de ejemplo, tomada a lo largo de la línea 3-3 en la Figura 2. La vista de la Figura 3 se toma transversal al eje X de una ranura (descrita posteriormente) de alimentación de fluido, el eje X que se extiende hacia y fuera del plano de la página en la cual aparece la Figura 3. Aquí, un sustrato 300 se extiende entre una primera superficie 302 de sustrato ("primera superficie") y una segunda superficie 303 de sustrato ("segunda superficie") . Una ranura 305 pasa a través del sustrato 300 entre la primera y segunda superficie 302, 303.

En esta modalidad particular, el sustrato 300 comprende silicio que puede estar mezclado o no mezclado. Otros materiales de sustrato pueden incluir, de manera enunciativa y sin limitación, vidrio, sílice, cerámica, arseniuro de galio, fosfuro de galio, fosfuro de indio y otros materiales. Los espesores de sustrato (en la dirección z en la Figura 3) pueden tener cualquier dimensión adecuada que sea apropiada para las aplicaciones propuestas de los sustratos. En algunas modalidades, los espesores del sustrato tomados con relación a la dirección z pueden variar desde menos de 100 mieras a más de 2000 mieras. Una modalidad de ejemplo puede utilizar un sustrato que es de aproximadamente 675 mieras de grueso. Aunque se analiza en la presente un sustrato único, otras modalidades adecuadas pueden contener un sustrato que tiene múltiples componentes durante el montaje y/o en el producto terminado. Por ejemplo, esta modalidad puede emplear un sustrato que tiene un primer componente y un segundo componente de sacrificio que se descarta en algún punto durante el procesamiento. En esta modalidad particular, se colocan una o más capas 314 de película delgada sobre la segunda superficie 303 del sustrato. En al menos algunas modalidades, una capa 316 de barrera y una placa de orificio o capa de orificio 318 se colocan sobre las capas 314 de película delgada.

En una modalidad, una o más capas 314 de película delgada pueden comprender una o más trazas conductoras (no mostradas) y componentes eléctricos tal como resistencias 320. Las resistencias individuales se pueden controlar de manera selectiva vía trazas eléctricas. Las capas 314 de película delgada también pueden definir en algunas modalidades, al menos en parte, una pared o superficie de múltiples pasajes 322 de alimentación de fluido, a través de los cuales puede pasar fluido. La capa 316 de barrera puede definir, al menos en parte, múltiples cámaras 324 de disparo. En algunas modalidades, la capa 316 de barrera puede, sola o en combinación con las capas 314 de película delgada, definir pasajes 322 de alimentación de fluido. La capa 318 de orificios puede definir múltiples boquillas 326 de disparo. Las boquillas individuales de disparo se pueden alinear respectivamente con las cámaras 324 individuales de disparo . La capa 316 de barrera y la capa 318 de orificio se pueden formar de cualquier manera adecuada . En una implementación particular, tanto la capa 316 de barrera como la capa 318 de orificios comprenden material de película gruesa, tal como material de polímero que se puede fotograbar con imágenes. El material de polímero que se puede foto-grabar con imágenes se puede aplicar de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, el material se puede "girar" como se reconocerá por el experto en la técnica. Después de ser girada, la capa 316 de barrera se puede estampar para formar, al menos en parte, los rasgos deseados tal como pasajes y cámaras de disparo en la misma. En una modalidad, las áreas estampadas de la capa de barrera se pueden rellenar con una material de sacrificio en lo que se refiere comúnmente como un proceso de "la cera perdida" . En esta modalidad, la capa 318 de orificio puede estar comprendida en un material como la capa de barrera y se forma sobre la capa 316 de barrera. En esta capa de orificio de ejemplo, el material "se gira" sobre la capa de barrera. La capa 318 de orificio entonces se puede estampar como se desee para formar las boquillas 326 sobre las cámara respectivas 324. El material de sacrificio entonces se remueve de las cámaras 324 de la capa de barrera y los pasaj es 322. En otra modalidad, la capa 316 de barrera comprende una película gruesa, en tanto que la capa 318 de orificio comprende un material de níquel electroformado. Otras modalidades adecuadas pueden emplear una capa de orificio que realice las funciones tanto de la capa de barrera como la de la capa de orificio. En la operación, un fluido, tal como una tinta, puede entrar a la ranura 305 desde el cuerpo de cartucho mostrado en la Figura 2. El fluido entonces puede fluir a través de los pasajes individuales 322 hacia una cámara 324 individual de disparo. El fluido se puede expulsar de la cámara de disparo cuando se haga pasar corriente eléctrica a través de la resistencia individual 320. La corriente eléctrica puede calentar la resistencia de forma suficiente para calentar algo del fluido contenido en la cámara de disparo a su punto de ebullición de modo que se expanda para expulsar una porción del fluido desde una boquilla 326 respectivamente colocada. El fluido expulsado se puede entonces reemplazar por fluido adicional del pasaje 322. La impresora y los cartuchos de impresión descritos anteriormente proporcionan sólo un ejemplo de los productos que pueden incorporar sustratos formados utilizando las modalidades descritas posteriormente.

Sistemas y Métodos de Ejemplo La Figura 4 muestra una representación esquemática en sección transversal de un aparato o máquina 402 de láser de ejemplo capaz del micromaquinado de un sustrato 300a para formar un rasgo 404 en el mismo. La máquina 402 de láser comprende un medio para generar suficiente energía óptica para remover el material de sustrato para formar el rasgo 404. El rasgo 404 puede tener varias configuraciones que incluyen rasgos sin salida y rasgos de paso. Un rasgo sin salida pasa a través de al menos una totalidad del espesor t de sustrato, medido en la dirección z. Un rasgo que se extiende por completo a través del espesor t llega a ser un rasgo de paso. En la modalidad ilustrada, el rasgo 404 comprende un rasgo sin salida que se extiende a lo largo del eje x entre un primer extremo 406a de rasgo y un segundo extremo 406b de rasgo. La máquina 402 de láser puede tener una fuente 408 de láser capaz de emitir un haz 410 de láser. El haz de láser puede ponerse en contacto con, o ser dirigido de otra forma en, el sustrato 300a. Los haces de láser de ejemplo tal como el haz 410 de láser pueden proporcionar suficiente energía para energizar el material de sustrato al cual se dirige el haz de láser. La energización puede comprender fusión, vaporización, exfoliación, explotación de fases, ablación, reacción y/o combinaciones de los mismos, entre otros procesos. El sustrato al cual se dirige el haz 410 de láser y la región circundante que contiene el material de sustrato energizado se refieren en ese documento como la región o zona 412 de interacción con láser. En algunas modalidades de ejemplo, el sustrato 300a se puede colocar en un accesorio 414 para el maquinado con láser. Los accesorios adecuados se deben reconocer por el experto en la técnica. Estos accesorios se pueden configurar para mover el sustrato a lo largo de las coordenadas x, y y/o z. Varias modalidades de ejemplo pueden utilizar un o más lentes 416 para enfocar expandir el haz 410 de láser. En algunas de estas modalidades de ejemplo, el haz 410 de láser se puede enfocar a fin de incrementar su densidad energética para maquinar el sustrato de forma más eficiente. En estas modalidades de ejemplo, el haz láser se puede enfocar con uno o más lentes 416 para lograr una geometría deseada donde el haz de láser hace contacto con el sustrato 300a. En alguna de las modalidades, una forma puede tener un diámetro en el intervalo de aproximadamente 5 mieras o más de 100 mieras. En una modalidad, el diámetro es de aproximadamente 30 mieras. También el haz 410 de láser se puede dirigir directamente desde la fuente 408 de láser al sustrato 300a, o apuntar indirectamente a través del uso de un galvanómetro 418 y/o uno o más espejos 420. En algunas modalidades de ejemplo, la máquina 402 de láser también puede tener una o más estructuras de suministro de líquido para suministrar selectivamente, desde una o más boquillas en cualquier momento dado, un líquido o líquidos 422 a la región 412 de interacción con láser y/o otras porciones del sustrato 300a. Esta modalidad muestra dos estructuras 424a, 424b del suministro de líquido. Los ejemplos de . líquidos adecuados se analizaran en detalle posteriormente. En algunas modalidades, las estructuras de suministro de líquido también pueden suministrar uno o más gases 426 tal como gases de ayuda. Algunas de estas modalidades pueden utilizar estructuras dedicadas de suministro de gas en tanto que otras modalidades tal como la modalidad representada en la Figura 4 pueden distribuir gas 426 vía las estructuras 424a, 424b de suministro de líquido. Los ejemplos de distribución de gas y gases adecuados se analizarán en más detalle posteriormente. Uno o más reguladores de flujo se pueden utilizar para regular el flujo de líquido y/o gas al sustrato. La presente modalidad emplea dos reguladores de flujo 428a, 428b. Algunas modalidades pueden utilizar un controlador 430 para controlar la función de la fuente 408 de láser y los reguladores 428a, 428b del flujo entre otros componentes. El líquido 422 se puede suministrar a varias velocidades durante el maquinado con láser. Por ejemplo, una modalidad adecuada que utiliza agua como un líquido adecuado distribuye 0.1 galones/hora al sustrato. Otras modalidades adecuadas pueden suministrar agua a velocidades que varían desde menos de 0.05 galones/hora a al menos aproximadamente 0.4 galones/hora. Algunas modalidades de ejemplo también pueden utilizar un sistema 432 de extracción de desechos que remueven el material del sustrato evaporado y/o las moléculas formadas del material de sustrato y el componente de líquido y/o gas de ayuda, así como otras varias moléculas. En algunas modalidades, el sistema de extracción de desechos puede comprender un sistema de vacío y un sistema de filtración colocados para evacuar el material en proximidad al haz de láser y el sustrato. Las Figuras 5-5g describen un método de ejemplo para el maquinado con láser de un sustrato. Las Figuras 5, 5b-5e y 5g muestran pasos de proceso para formar un rasgo en un sustrato. Cada una de estas Figuras ilustra una representación esquemática de una vista en sección transversal de una porción de la máquina de láser de ejemplo que es similar a la máquina 402 de láser mostrada en la Figura 4. Las Figuras 5a y 5f muestran vistas superiores de un sustrato 300b en varias etapas del proceso de maquinado con láser. Como se muestra en la Figura 5, las estructuras 424c , 424d de suministro de líquido se configuran para suministrar líquido al sustrato 300b durante el proceso de maquinado con láser. Como se muestra aquí, las estructuras 424c, 424d de suministro de líquido comprende las boquillas 502a, 502b. En esta modalidad, las boquillas 502a, 502b terminan aproximadamente a 5-10 milímetros por arriba de la primera superficie 302b en la dirección z como se indica en general por el designador h. Otras dimensiones también pueden proporcionar modalidades adecuadas. Las boquillas 502a, 502b tienen agujeros blr b2 de boquilla desde los cuales se define una dirección de la ruta en la cual viaja el líquido 422a, 422b. Para los propósitos de explicación de esta modalidad, los agujeros bi, b2 de boquilla se utilizan para identificar rutas individuales de suministro de líquido de las boquillas individuales 502a, 502b y distribuir respectivamente el líquido 422a; 422b. Los líquidos 422a, 422b de boquillas individuales 502a, 502b se identifican de forma específica para los propósitos de explicación como llegará a ser evidente posteriormente. En esta modalidad, los agujeros bi, b2 de boquilla se orientan en ángulos a, ß, respectivamente, con relación a la primera superficie 302b del sustrato 300b. En algunas modalidades, a, ß son ángulos agudos con relación a la primera superficie 302b del sustrato. En esta modalidad particular, los ángulos a, ß comprenden aproximadamente 50 grados y el primero y segundo agujeros lr b2 y se orientan aproximadamente 80 grados separados indicado por el designador ?. Otros ángulos también pueden proporcionar modalidades adecuadas. En esta modalidad ilustrada, el líquido dirigido a la superficie 302b del sustrato tiende a fluir a través de la superficie del sustrato en general hacia la boquilla opuesta. Por ejemplo, el líquido 422a dirigido a lo largo del eje bx del agujero de boquilla por la boquilla 502a tiende a ponerse en contacto con la superficie 302b de sustrato y fluir hacia la boquilla 502b. Esto se puede ver más claramente por la vista tanto en la Figuras 5 como en la 5a. La Figura 5a muestra una vista superior al sustrato 300b en la primera superficie 302b. Los líquidos 422a, 422b en general están cubriendo una porción del primer sustrato 302b que está entre las boquillas 502a y 502b. En este caso, el líquido también está cubriendo una primera impresión 504 de un rasgo que se va a formar en el sustrato en la primera superficie 302b. Los líquidos 422a, 422b se pueden distribuir de forma efectiva a la primera impresión 504 por boquillas inhibidoras 502a, 502b y/o ambas boquillas en combinación. Como se muestra en la Figura 5b, el haz 410a de láser se dirige al sustrato 300b. El haz 410a de láser remueve un material de sustrato en la zona 412a de interacción con láser para formar un rasgo 404a de poca profundidad en el sustrato a través de la primera superficie 302b. Se suministra líquido 422a a la zona 412a de interacción con láser directamente a lo largo de la ruta bi desde la boquilla 502a. El líquido 422b también se puede suministrar a la zona 412a de interacción con láser desde la boquilla 502b directamente o después del contacto y desviación a través de la superficie 302b. Como se muestra en la presente, el haz 410a de láser está ortogonal a la primera superficie 302b del sustrato 300b, aunque otras configuraciones pueden proporcionar modalidades satisfactorias. En esta modalidad, el haz 410a de láser se moverá en general a lo largo del eje x de izquierda a derecha de la página en la cual aparece la figura para continuar formando el rasgo 404a. En las Figuras subsiguientes, el rasgo se asigna a nuevos sufijos alfabéticos conforme progresa el proceso de maquinado con láser . La Figura 5c muestra una vista subsiguiente donde el haz 410a de láser continua removiendo material de sustrato adicional para formar el rasgo 404b. Como se muestra aquí, el haz 410a de láser ha terminado una pasada sobre el sustrato 303b de izquierda a derecha y se mueve subsiguientemente de derecha a izquierda. El intervalo de movimiento del haz láser, o ruta de exploración a lo largo del eje x se indica en general por la dimensión d que en este caso también es la dimensión del rasgo 404b en la dirección x, o eje. La orientación de las boquillas 502a, 502b a lo largo de los ángulos agudos a, ß pueda permitir que las boquillas permanezcan fuera de la ruta de exploración en tanto que distribuyen líquido al rasgo 404b. En esta modalidad particular, las boquillas 502a, 502b se colocan cada una aproximadamente 5-10 milímetros por atrás del rasgo 404d en la dirección x como se indica en general por el designador i. Como tal, en esta modalidad, una distancia mínima entre las boquillas 502a, 502b es d más 10-20 milímetros. Otras dimensiones también pueden proporcionar modalidades adecuadas. Como se muestra en la Figura 5c, el rasgo 404b se define adicionalmente , al menos en parte, por su superficie 506 de fondo. En este punto, el rasgo 404b es relativamente poco profundo en comparación al espesor t del sustrato, y una o ambas boquillas pueden suministrar al rasgo. La Figura 5d muestra una vista subsiguiente, adicional en el proceso de maquinado con láser. En este caso, el haz 410a de láser se esta moviendo de derecha a izquierda, removiendo material del sustrato adicional para formar el rasgo 404c. Para propósitos de ilustración, el movimiento lineal del láser se representa en la presente, pero el experto en la técnica reconocerá otros patrones de movimiento adecuado de láser utilizados para la formación de rasgos tal como el patrón de "pista de carreras" . La Figura 5e muestra una vista subsiguiente donde el haz 410a de láser ha terminado múltiples pasadas sobre el sustrato 300b para formar el rasgo 404d a través de más de la mayoría del espesor t del sustrato. En este punto, el rasgo 404d se forma a través de aproximadamente 80 % del espesor t de sustrato. El rasgo 404d se define, al menos en parte, por la superficie 506a del fondo. La zona 412a de interacción con láser se representa en el lado izquierdo extremo del rasgo 404d. En este punto, en el proceso de maquinado con láser, la zona 412a de interacción con láser se localiza en una "zona o región de sombra" del rasgo 404d. Una región de sombra puede comprender una región de un rasgo a la cual una boquilla particular no tenga una ruta directa completamente no obstruida para distribuir líquido. Como se representa en la Figura 5e hay dos zonas de sombra 508a, 508b. En este punto en el proceso de maquinado con láser, se puede obstruir de manera parcial o completa una boquilla individual de la distribución de líquido a la zona de interacción con láser, como se desee. Por ejemplo, la boquilla 502a puede carecer de una ruta directa completamente no obstruida para distribuir líquido 422a a la zona 412a en interacción con láser localizada dentro de la zona de sombra 508a. Entre otras razones, la distribución de líquido se puede obstruir de manera parcial o completa en algunas modalidades debido a la superficie 302b de sustrato que impide físicamente el líquido. La distribución del líquido al rasgo 404d se puede ver más claramente en la Figura 5f que muestra una vista superior del rasgo 404d similar a aquel representado en la Figura 5a. La Figura 5f muestra una segunda impresión 504a definida por la superficie del fondo 506a. El líquido 422a de la boquilla 502a no alcanza en general la región de sombra 508a. De manera similar, el líquido 422b de la boquilla 502b no alcanza en general la región de sombra 508b. Utilizando una combinación de boquillas 502a y 502b, sin embargo, puede distribuir de manera efectiva fluidos sobre la segunda impresión completa 504a en la superficie 506a del fondo conforme se incrementa la profundidad del rasgo como un porcentaje del espesor t. La Figura 5d muestra una modalidad alternativa representada en una vista similar a aquella mostrada en la Figura 5e donde la zona 412a en interacción con láser se representa en el lado izquierdo extremo del rasgo 404d y dentro de la región 508a de sombra. En esta modalidad particular, un controlador, tal como el controlador 422 representado con relación a la Figura 4, puede reducir o cerrar el flujo del líquido en una boquilla particular, o boquillas, durante una porción del proceso de maquinado con láser. Por ejemplo, en una modalidad particular, la boquilla 502a se puede cerrar cuando la zona 412a de interacción con láser este en la región de sombra 508a para permitir que el líquido de la boquilla 502b suministre de manera efectiva el líquido a la zona de interacción con láser. El cierre del flujo de líquido de la boquilla 502a puede permitir que el líquido se distribuya de manera más efectiva a la zona 412a de interacción con láser por la boquilla 502b. De manera correspondiente, la 502b se puede cerrar cuando la zona de interacción con láser esté en el lado derecho del rasgo en la región de sombra 508b para permitir que el flujo de líquido desde la boquilla 502a alcance de forma efectiva la zona de interacción con láser. Como se representa en la Figura 5g, el cierre del flujo de líquido de una de las boquillas puede incrementar la distribución efectiva desde la boquilla opuesta al reducir la interferencia potencial provocada por la intersección de dos o más corrientes de líquido. En algunas modalidades, la interferencia reducida puede dar por resultado un volumen menos turbulento, y más uniforme del líquido que alcanza la zona de interacción con láser. Los pasos del proceso de maquinado con láser descritos anteriormente con relación a las Figuras 5-5g se pueden repetir hasta que el rasgo pase por completo a través del espesor t del sustrato para formar el rasgo sin salida en un rasgo de paso. De manera alternativa o adicional, un proceso de maquinado con láser de ejemplo se puede utilizar en combinación con otro proceso de remoción de sustrato para formar un rasgo en un sustrato. Por ejemplo, un proceso tal como grabado al ácido se puede utilizar para remover material de sustrato y se puede utilizar maquinado con láser para remover material de sustrato adicional para formar un rasgo deseado tal como una ranura.

Las Figuras 6-7 muestran cada una, una vista superior en modalidades alternativas que utilizan múltiples boquillas para dirigir de forma efectiva el líquido a un sustrato durante el maquinado con láser para formar un rasgo en el sustrato. La Figura 6 representa una modalidad que utiliza diez estructuras 424C-4241 de suministro de líquido, independientemente controlables, colocadas próximas al rasgo 404e formado en la primer superficie 302c del sustrato. Cada una de las diez estructuras del suministro del líquido se configura para distribuir líquido a lo largo de una ruta de suministro de líquido, distinta, indicada aquí como b3 - b12. En esta modalidad, el flujo efectivo de líquido durante la formación del rasgo se puede lograr al controlar de manera selectiva- la función de las estructuras individuales de suministro de líquido y dependiendo de la ubicación de la zona de interacción con láser durante el proceso de maquinado con láser. La Figura 7 representa una modalidad que utiliza una estructura 424m individual de suministro de líquido que comprende una pluralidad de aproximadamente 100 boquillas. Un ejemplo de lo cual se indica aquí como la boquilla 502e. En esta modalidad, la pluralidad de boquillas se orientan en una configuración que se aproxima a una impresión 504 f del rasgo 404f formado en la primera superficie 302d del sustrato. Esta configuración puede suministrar de manera efectiva el líquido al sustrato durante el proceso de maquinado con láser aun si se bloquean una o más boquillas de que alcancen una región del rasgo. Para propósitos de claridad, las rutas de flujo del líquido que corresponden a las boquillas no se muestran, sino que se describen en varias modalidades posteriormente. Se pueden emplear varios tipos de estructura de suministro del líquido en las modalidades adecuadas. Por ejemplo, las estructuras adecuadas de suministro de líquido pueden comprender cepillos de aire que distribuyan un aerosol de líquido en un gas presurizado. Otras estructuras adecuadas de suministro de líquido pueden emplear aire presurizado u otro gas (es) e introduzcan un líquido utilizando un venturi . Aun otras modalidades pueden emplear simplemente líquido presurizado con o sin una boquilla para configurar el flujo como se desee. El líquido se puede distribuir a la zona de interacción con láser de cualquier forma adecuada. Por ejemplo, el líquido puede comprender una niebla atomizada, aerosol, gotas y/o un líquido que no se introduzca con moléculas de gas. Se utiliza agua como un líquido adecuado en las modalidades descritas anteriormente. Otros líquidos adecuados pueden comprender entre otros, solventes orgánicos, ácidos y bases basados en agua, y agentes tensioactivos basados en agua, entre otros. Las modalidades descritas pueden utilizar un haz de láser para formar un rasgo en un sustrato. En varias modalidades, el haz de láser corta con mayor eficiencia y velocidad al suministrar líquido tal como agua a la zona de interacción con láser donde el haz de láser energiza el material del sustrato. Alguna de las modalidades descritas puede dirigir líquido en el rasgo a lo largo de dos o más rutas para asegurar el suministro adecuado de líquido a la zona de interacción con láser dentro del rasgo. Aunque se han descrito los conceptos inventivos en lenguaje específico a rasgos estructurales y pasos metodológicos, se va a entender que las invenciones anexas no se limitan a los rasgos o pasos específicos descritos. Más bien, los rasgos y pasos específicos se describen como formas preferidas para implementar los conceptos inventivos.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un aparato de maquinado con láser caracterizado porque comprende: un haz de láser configurado para formar un rasgo en una superficie de un sustrato; una primera estructura de suministro de líquido para dirigir líquido en el rasgo, en donde el rasgo puede comprender una región de sombra a la cual se obstruye el líquido dirigido desde la primera estructura de suministro de líquido; y al menos una segunda estructura diferente de suministro de líquido para dirigir líquido en general hacia la región de sombra, en donde la primera y segunda estructuras de suministro de líquido se configuran para distribuir líquido al rasgo en al menos una porción del tiempo en que el haz de láser opere en el sustrato. 2. El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rasgo comprende un rasgo sin salida. 3. El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rasgo comprende un rasgo de paso . . El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rasgo es un rasgo alargado que se extiende en general a lo largo de un eje largo entre un primer extremo de rasgo y un segundo extremo de rasgo, en general opuesto, y en donde la primer estructura de suministro de líquido se coloca próxima al primer extremo de rasgo y la segunda estructura de suministro de líquido se coloca próximo al segundo extremo de rasgo . 5. El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la primera estructura de suministro de líquido se orienta para expulsar líquido a lo largo de un primer eje que está en un ángulo agudo en combinación al eje largo y la segunda estructura de suministro de líquido se orienta para expulsar líquido a lo largo de un segundo eje que está en un segundo ángulo agudo, diferente con relación al eje largo. 6. El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el primer eje está a un ángulo de 50 grados con relación a la primera superficie del sustrato en la cual se forma el rasgo y el segundo eje está a un ángulo de 50 grados a la primera superficie y 80 grados con relación al primer eje. 7. El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la primera estructura de suministro de líquido y la segunda estructura de suministro de líquido terminan cada una aproximadamente a 10 mieras por arriba de una primera superficie de sustrato en la cual se forma el rasgo. 8. El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la primera estructura de suministro de líquido se coloca al menos 5 milímetros atrás del primer rasgo y la segunda estructura de suministro de líquido se coloca al menos aproximadamente 5 milímetros atrás del segundo extremo de rasgo. 9. Un aparato, caracterizado porque comprende: al menos una fuente de láser que suministra un haz de láser para operar en un sustrato en una zona de interacción con láser para formar un rasgo en el sustrato; una primera boquilla orientada para distribuir líquido a lo largo de una primera ruta de suministro de líquido al rasgo, de modo que el líquido se distribuya a la zona de interacción con láser; y al menos una segunda boquilla diferente orientada para distribuir líquido a la zona de interacción con láser a lo largo de una segunda ruta de suministro de líquido, diferente, en donde la primera boquilla y al menos la segunda boquilla diferentes se activan de manera selectiva en base a la ubicación de la zona de interacción con láser en el sustrato. 10. El aparato según la reivindicación 9, en donde la primera boquilla y al menos una segunda boquilla comprenden una pluralidad de boquillas orientadas para proporcionar líquido en un patrón que se aproxima en general a una impresión del rasgo. 11. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende un controlador para controlar de forma selectiva la distribución de líquido desde las boquillas individuales en donde el controlador se configura para cerrar el flujo del líquido desde la primera boquilla para permitir que al menos una segunda boquilla distribuya el líquido a la zona de interacción con láser. 12. El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el rasgo es un rasgo alargado que se extiende en general a lo largo de un eje largo entre un primer extremo de rasgo y un segundo extremo de rasgo, en general opuesto, y en donde la primera boquilla se coloca próxima al primer extremo de rasgo y la segunda boquilla se coloca próxima al segundo extremo del rasgo. 13. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la primera boquilla y al menos la segunda boquilla se configuran para distribuir liquido en la forma de una niebla atomizada. 14. El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la primera ruta de suministro de líquido está a un ángulo de 50 grados con relación a una primera superficie del sustrato en la cual el rasgo se forma y el segundo eje está a un ángulo de 50 grados a la primera superficie y 80 grados con relación a la segunda ruta de suministro de líquido. 15. El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la primera boquilla y la segunda boquilla terminan cada una a aproximadamente 10 mieras por arriba de la primera superficie de sustrato en la cual se forma el rasgo. 16. El aparato de maquinado con láser de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la primera boquilla se coloca al menos aproximadamente 5 milímetros atrás del primer extremo de rasgo y la segunda boquilla se coloca al menos aproximadamente 5 milímetros de un segundo extremo del rasgo. 17. Un aparato, caracterizado porque comprende: un haz de láser configurado para actuar en un sustrato para formar un rasgo a través de una primera superficie del sustrato; y una primera boquilla orientada para distribuir líquido al rasgo y al menos una segunda boquilla orientada para distribuir líquido al rasgo en tanto que el haz de láser actúa en el sustrato, donde una región del rasgo a la cual existe una obstrucción desde la primera boquilla se suministra con líquido por al menos una segunda boquilla desde la cual no está presente la obstrucción. 18. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la primera boquilla y al menos una segunda boquilla se colocan en una estructura individual de suministro de líquido. 19. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la primera boquilla y al menos una segunda boquilla comprenden al menos tres boquillas. 20. El aparato de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque al menos tres boquillas se orientan para aproximarse a una impresión del rasgo. 21. Un aparato caracterizado porque comprende: un medio para generar suficiente energía óptica para remover material de sustrato para formar un rasgo en el sustrato; un primer medio para suministrar líquido a por lo menos una porción del rasgo; y un segundo medio para suministrar líquido a una región del rasgo a la cual se obstruye el primer medio. 22. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque además comprende un medio para suministrar de forma selectiva al líquido desde el primer medio, el segundo medio o ambos, el primero medio, el segundo medio o tanto el primero como el segundo medio. 23. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el primer medio comprende un medio de suministro acoplado con una boquilla. 24. Un método, caracterizado porque comprende: configurar primero una máquina de láser para distribuir líquido a lo largo de una primera ruta de suministro de líquido a un sustrato en tanto que se maquina con láser un rasgo del sustrato a una primera profundidad del rasgo; y segundo, configurar la máquina de láser para distribuir líquido a lo largo de al menos una ruta diferente de suministro de líquido al sustrato en tanto que se maquina con láser el rasgo en el sustrato a una segunda profundidad mayor del rasgo que comprende al menos una mayoría del espesor del sustrato que se extiende entre una primera superficie del sustrato y una segunda superficie del sustrato . 25. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque primero la configuración crea una región de sombra del rasgo y en donde la primera ruta de suministro del líquido se impide de que suministre líquido a la región de sombra. 26. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la segunda configuración distribuye líquido a la región de sombra. 27. Un método caracterizado porque comprende: formar un rasgo a una primera profundidad en el sustrato al suministrar un primer líquido a esencialmente una totalidad del área de una primera superficie del sustrato que define una primera impresión del rasgo en tanto que se mueve un haz de láser a lo largo de la primera superficie del sustrato; y formar el rasgo a una segunda profundidad mayor que comprende al menos una mayoría del espesor del sustrato al suministrar un segundo líquido a esencialmente una totalidad del área de la segunda superficie del sustrato que define una segunda impresión del rasgo en tanto que se mueve un haz de láser a lo largo de una segunda superficie de sustrato . 28. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el suministro de un primer líquido y el suministro de un segundo líquido comprenden el suministro de un líquido en aerosol. 29. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el suministro de un primer líquido comprende suministrar el primer líquido a lo largo de una primera ruta de suministro de líquido y el suministro del segundo líquido comprende el suministro del segundo líquido a lo largo de una segunda ruta de suministro de líquido que se orienta para suministrar líquido a una región del rasgo que la primera ruta de suministro de líquido no alcanza. 30. Un método para el micromaquinado con láser de un sustrato, caracterizado porque comprende: formar un rasgo en un sustrato, al menos en parte, dirigir un haz de láser en el sustrato; y durante al menos una porción de la formación, suministrar líquido a al menos una primera región del rasgo a lo largo de una primera ruta de suministro de líquido y suministrar líquido a al menos una segunda región diferente del rasgo a lo largo de al menos una segunda ruta del suministro del líquido, en donde la acción de suministro de líquido permite que el rasgo se forme a una velocidad mayor que lo que se lograría en la ausencia del líquido. 31. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el suministro de líquido a una primera región y el suministro de líquido a una segunda región reduce la incidencia del re-depósito de los desechos de maquinado con láser próximos al rasgo. 32. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el suministro de líquido a una primera región y el suministro de líquido a una segunda región reduce la incidencia del re-depósito de los desechos del maquinado con láser próximos al rasgo lo que es permite que el rasgo se aproxime más cercanamente al perfil deseado del rasgo. 33. Un método, caracterizado porque comprende: formar un rasgo en un sustrato, al menos en parte, al dirigir un haz de láser en el sustrato para remover un material de sustrato en una zona de interacción con láser; y durante al menos una primera duración de la dirección, suministrar primero líquido a la zona de interacción con láser desde una primera boquilla, y durante al menos una segunda duración diferente de la dirección, segundo suministrar líquido a la zona de interacción con láser desde al menos una segunda boquilla diferente. 34. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el segundo suministro comprende suministrar líquido cuando la zona de interacción está en una región del rasgo que está obstruida desde la primera boquilla. 35. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el primer suministro comprende suministrar el líquido cuando la zona de interacción con láser está en una región del rasgo que se obstruya de la primera boquilla. 36. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque además comprende suministrar líquido desde la primera boquilla y la segunda boquilla durante una tercera duración. 37. Un método caracterizado porque comprende: formar un rasgo en un sustrato, al menos en parte, al dirigir un haz de láser en el sustrato para remover el material del sustrato en una zona de interacción con láser; y durante al menos una primera duración de la dirección, controlar selectivamente la distribución de líquido en la zona de interacción con láser a lo largo de al menos una segunda ruta diferente de suministro de líquido. 38. El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque el control selectivo comprende distribuir líquido a lo largo de una primera ruta del suministro de líquido y no distribuir líquido a lo largo de una segunda ruta de suministro cuando la zona de interacción con láser esté en una primera región del rasgo. 39. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el control selectivo comprende la distribución de líquido a lo largo de la segunda ruta de suministro de líquido y la no distribución de líquido a lo largo de la primera ruta de suministro de líquido cuando la zona de interacción con láser esté en una segunda región del rasgo que esté obstruida de que se suministre directamente por la primera ruta.