Int. Cl. 6 : H05B 3/20

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19 OFICINA ESPA ˜NOLA DE

PATENTES Y MARCAS ESPA ˜NA

N´umero de publicaci´on:

2 127 129

k 21_N´_{umero de solicitud:}

_9700570

k 51_{Int. Cl.}6_:

_{H05B 3/20}

H01C 17/065

B32B 31/20

B05D 5/12

k 12

_{SOLICITUD DE PATENTE}

_A2

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22_{Fecha de presentaci´}_on: _17.03.97 k

71 _{Solicitante/s:} _{Luis Antonio Azcoaga Ubera}

Ferm´ın Calbeton, 21 20600 Eibar, Guip´uzcoa, ES

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43_{Fecha de publicaci´}_{on de la solicitud:} _01.04.99 k

72 _Inventor/es: _{Azcoaga Ubera, Luis Antonio}

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43 _{Fecha de publicaci´}_{on del folleto de la solicitud:}

01.04.99

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74 _Agente: _{Urizar Barandiar´}_{an, Miguel Angel}

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54_T´ıtulo: _{Procedimiento de fabricaci´}_{on de resistencias de calentamiento impresas por serigrafiado.}

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57_Resumen:

Procedimiento de fabricación de resistencias de ca-lentamiento impresas por serigrafiado, que constan de sendas placas-base adosadas y, entre ellas, una o varias pistas de material constitutivo de la(s) re-sistencia(s) de calentamiento y un relleno de ma-terial aislante, que ocupa, al menos, los interespa-cios delimitados por dichas placas-base y dicha(s) resistencias de calentamiento. Según el procedi-miento, se dispone sobre una de las placas-base una o más pistas-circuito empleando técnicas de serigra-fiado; se aislan convenientemente y se dispone una segunda placa adosada, fijando al conjunto por pren-sado u otras técnicas, empleando calor para su se-cado/curado durante una o más fases del proceso. De aplicación para obtener en serie resistencias de calentamiento.

ES

2

127

129 A2

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DESCRIPCION

Procedimiento de fabricaci´on de resistencias de calentamiento impresas por serigrafiado.

La presente invención trata de un procedi-miento de fabricación de resistencias de calenta-miento impresas por serigrafiado, al objeto de fa-cilitar su obtención en serie con un m´ınimo costo de producción.

Se conoce la obtenci´on de resistencias de ca-lentamiento constituidas por uno o m´as circui-tos de n´ıquel/cromo (NI-CR) dispuesto sobre una placa-base de micanita.

Se conoce tambi´en el empleo de esmalte vitri-ficado (porcelana) aislando circuitos de aluminio o plata.

En el primer caso resultan muy caros de ob-tener (dados los componentes empleados). En el segundo caso, adem´as, el diferencial de potencia en el arranque respecto al nominal resulta exce-sivo (pues es del orden del 35 % ´o 40 %).

El procedimiento de fabricación de resisten-cias de calentamiento impresas por serigrafiado, según la invención, logra una mejor relación ca-lidad/precio. Emplea sendas placas-base adosa-das y, entre ellas, una o varias pistas de mate-rial constitutivo de la(s) resistencia(s) de calen-tamiento y un relleno de material aislante, que ocupa, al menos, los interespacios delimitados por dichas placas-base y dicha(s) resistencias de ca-lentamiento. Comprende las fases de:

a) lijado suave de la cara interna de una de las placas-base, al objeto de facilitar la poste-rior adherencia en ella del material constitu-tivo de la(s) resistencia(s) de calentamiento; b) primer serigrafiado de una o m´as pistas para formar circuito(s) de resistencia(s) de calen-tamiento sobre dicha placa-base en su cara pre-lijada;

c) primer secado o curado en un horno de tem-peratura progresiva, controlada por senso-res entre la entrada y la salida de, aproxi-madamente, 270◦C - 350◦C con una estan-cia en dicho horno de, aproximadamente, entre 7 y 10 minutos;

d) segundo serigrafiado de dicho(s) circuito(s) con la misma pantalla y el mismo o distinto material constitutivo de la(s) resistencia(s) de calentamiento,

e) segundo secado o curado en horno de tem-peratura progresiva controlada por senso-res, entre la entrada y la salida de, aproxi-madamente, 270◦C 350◦C y con una estan-cia en dicho horno de, aproximadamente, entre 5 y 8 minutos;

f) serigrafiado de las zonas de uni´on de todas

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

h) colocaci´on adosada de la otra placa-base y prensado del conjunto,

i) curado final del material aislante a tempera-tura de, aproximadamente, 150◦C durante un tiempo de, aproximadamente, 30 minu-tos.

Tambi´en se caracteriza porque, particular-mente, el serigrafiado de material aislante se rea-liza en toda la superficie de la placa-base y resis-tencia(s) de calentamiento.

Tambi´en se caracteriza porque, particular-mente, las placas-base son micanita; la(s) pista(s) constitutiva(s) de la(s) resistencia(s) el´ectrica(s) son tinta de carbono o grafito y el material ais-lante es pasta de silicona.

También se caracteriza porque, particular-mente, el serigrafiado de las zonas de unión de todas las pistas del circuito se realiza con tinta de plata y su secado se realiza en una o varias lámparas de rayos infrarrojos.

También se caracteriza porque los medios de calentamiento del horno de temperatura progre-siva son lámparas de rayos infrarrojos o resisten-cias eléctricas distribuidas a lo largo de él.

Tambi´en se caracteriza porque la temperatura del horno de temperatura progresiva es contro-lada por C.P.U. previamente programada para el encendido/apagado de lo medios de calenta-miento de modo discriminatorio, al recibir la in-formaci´on de los sensores.

Para comprender mejor el objeto de la pre-sente invención, se representa en los planos una forma preferente de realización práctica, suscep-tible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.

La figura 1 representa, de forma esquemática, una instalación para llevar a cabo el procedi-miento de fabricación de resistencias de calenta-miento impresas por serigrafiado, objeto de la in-vención, incluyendo en ellas los principales ele-mentos, componentes y/o particularidades iden-tificados con las referencias siguientes.

1.- Resistencias de calentamiento, en fase de producci´on.

2.- Horno de temperatura progresiva.

3.- Campana de extracci´on/aspiraci´on de ga-ses.

4.- Medios de calentamiento del horno. 5.- Sensores de temperatura

6.- Transportador.

Se describe a continuación un ejemplo de rea-lización práctica, no limitativa, del presente in-vento.

Para la realización del procedimiento, según la invención se dispone, como materiales

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emplea-horno de temperatura progresiva (2) con medios de calentamiento (4) y medios (5) para controlar su temperatura y de, al menos, una campana (3) para extracción/aspiración de gases y un trans-portador de productos (1) a través del horno de temperatura progresiva (2) y de sus aledaños.

El resultado de este procedimiento son pro-ductos terminados (1) -resistencias de calenta-miento impresas por serigrafiado- conocidas como “placas radiantes” que constan de sendas placas-base adosadas y, entre ellas, una o varias pistas de material constitutivo de las resistencias pro-piamente dichas y un relleno de material aislante que ocupa, al menos, los inter-espacios delimita-dos por las placas-base y dichas resistencias de calentamiento.

Para un ejemplo concreto -no limitativo- de realizaci´on pr´actica, las placas-base son de mi-canita, las pistas constitutivas del/los circuito(s) son tintas de carbono o grafito y el material ais-lante es pasta de silicona.

El procedimiento seg´un la invenci´on, com-prende sucesivamente las fases de:

a) lijado suave de la cara interna de una de las placas-base de micanita con objeto de facilitar la posterior adherencia del carbono; b) primer serigrafiado del circuito de carbono (tintas de carbono o grafito) sobre la cara pre-lijada de dicha placa-base. En concreto, este serigrafiado se realiza con una pantalla de 17 a 21 hilos por cm. con tinta de car-bono o grafito (del tipo 2B-8203CSP) reba-jada con un retardador (del tipo GZ-10610 SUNTEC) al 8 a 10 %.

En esta fase se producen gases que es ne-cesario evacuar, a través de la campana de extracción/aspiración (3) antes de proceder a la fase siguiente, dado su carácter infla-mable;

c) primer secado o curado en el horno de tem-peratura progresiva. Este horno es, particu-larmente, un horno (2) de banda continua (6), que permite la circulación de productos (1) en fase de fabricación a una velocidad aproximada -en esta fase- de dos metros por segundo. Ello implica una estancia aproxi-mada de entre 7 y 10 minutos en función de la longitud (L) del propio horno (2). La temperatura progresiva oscila entre 270◦C y 350◦C aproximadamente.

Particularmente, los medios (4) para calen-tamiento del horno (2) son lámparas de ra-yos infrarrojos o resistencias eléctricas. Particularmente, el horno (2) está formado por una fibra cerámica exterior (21) con un aislante (22) que es fibra de roca mineral

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

y un ladrillo reflactario (23) antagónico a los medios calefactores (4), para reflejar la radiación sobre el producto (1) en fase de producción, que circula en el transportador (6).

La disposición de los medios de calenta-miento (4) en el horno (2) es la adecuada para conseguir las diferentes temperaturas en sus diferentes zonas (a), (b), (c). Ta-les temperaturas son controladas por corres-pondientes sensores (5), posicionados estra-tégicamente -ver figura 1- El control de tem-peraturas se logra por C.P.U. previamente programado para el encendido/apagado de los medios de calentamiento al recibir la in-formación de los sensores (5);

d) un segundo serigrafiado del mismo circuito con la misma pantalla y empleando bien la misma tinta de carbono o bien otra tinta diferente;

e) un segundo secado o curado en el horno de temperatura progresiva (2) ahora con una velocidad aproximada -en esta fase- de 1’5 metros por segundo. Ello implica una es-tancia aproximada de entre 5 y 8 minutos en funci´on de la longitud (L) del propio horno (2):

f) serigrafiado de las zonas de uni´on de todas las pistas del circuito y posterior secado. Particularmente en este serigrafiado se em-plea tinta de plata, que se deja secar du-rante, aproximadamente, 25 segundos sobre una l´ampara de rayos infrarrojos;

g) serigrafiado del material aislante. Este ma-terial aislante que, particularmente es pasta de silicona Q3.3561 DOW-CORNINO, ocu-pa, al menos, los inter-espacios delimitados por las resistencias serigrafiadas y la propia placa-base que las soporta, si bien puede ocupar toda la superficie (es decir, puede quedar dispuesto tambi´en sobre las partes de carbono). Para este serigrafiado se em-plea, en particular, una pantalla de 17 a 21 hilos por cm.;

h) colocaci´on adosada de la otra placa-base de micanita y prensado del conjunto o, en su caso, solo de la capa de pasta de silicona sin emplear esta segunda placa-base;

i) curado final de la pasta de silicona a, apro-ximadamente 150◦ durante, aproximada-mente, 30 minutos y posterior remachado fi-nal de los termifi-nales, para obtener la “placa radiante” acabada.

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de fabricaci´on de resisten-cias de calentamiento impresas por serigrafiado,

caracterizado porque consta de sendas

placas-base adosadas y, entre ellas, una o varias pistas de material constitutivo de la(s) resistencia(s) de calentamiento y un relleno de material aislante, que ocupa, al menos, los interespacios delimita-dos por dichas placas-base y dicha(s) resistencias de calentamiento. Comprende las fases de:

a) lijado suave de la cara interna de una de las placas-base, al objeto de facilitar la poste-rior adherencia en ella del material constitu-tivo de la(s) resistencia(s) de calentamiento, b) primer serigrafiado de una o m´as pistas para formar circuito(s) de resistencia(s) de calen-tamiento sobre dicha placa-base en su cara pre-lijada;

c) primer secado o curado en un horno de tem-peratura progresiva, controlada por senso-res entre la entrada y la salida de, aproxi-madamente, 270◦C - 350◦C con una estan-cia en dicho horno de, aproximadamente, entre 7 y 10 minutos;

d) segundo serigrafiado de dicho(s) circuito(s) con la misma pantalla y el mismo o distinto material constitutivo de la(s) resistencia(s) de calentamiento;

e) segundo secado o curado en horno de tem-peratura progresiva controlada por senso-res, entre la entrada y la salida de, aproxi-madamente, 270◦C - 350◦C y con una estan-cia en dicho horno de, aproximadamente, entre 5 y 8 minutos;

f) serigrafiado de las zonas de uni´on de todas las pistas del circuito y secado de dichas zo-nas de uni´on,

g) serigrafiado del material aislante, al menos en los inter-espacios delimitados por la(s) resistencia(s) de calentamiento y su

placa-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 base portante;

h) colocaci´on adosada de la otra placa-base y prensado del conjunto;

i) curado final del material aislante a tempera-tura de, aproximadamente, 150◦C durante un tiempo de, aproximadamente, 30 minu-tos.

2. Procedimiento de fabricación de resis-tencias de calentamiento impresas por serigra-fiado, según reivindicación anterior, caracteri-zadoporque, particularmente, el serigrafiado de material aislante se realiza en toda la superficie de la placa-base y resistencia(s) de calentamiento. 3. Procedimiento de fabricación de resisten-cias de calentamiento impresas por serigrafiado, según reivindicaciones primera y segunda,

ca-racterizadoporque, particularmente, las

placas-base son micanita; la(s) pista(s) constitutiva(s) de la(s) resistencia(s) el´ectrica(s) son tinta de car-bono o grafito y el material aislante es pasta de silicona.

4. Procedimiento de fabricaci´on de resisten-cias de calentamiento impresas por serigrafiado, seg´un reivindicaciones primera y segunda,

carac-terizadoporque, particularmente, el serigrafiado

de las zonas de uni´on de todas las pistas del cir-cuito se realiza con tinta de plata y su secado se realiza en una o varias l´amparas de rayos infra-rrojos.

5. Procedimiento de fabricaci´on de resisten-cias de calentamiento impresas por serigrafiado, seg´un reivindicaciones primera y segunda,

carac-terizadoporque los medios de calentamiento del

horno de temperatura progresiva son lámparas de rayos infrarrojos o resistencias eléctricas distri-buidas a lo largo de él.

6. Procedimiento de fabricaci´on de resisten-cias de calentamiento impresas por serigrafiado, seg´un reivindicaciones primera a quinta,

carac-terizado porque la temperatura del horno de

temperatura progresiva es controlada por C.P.U. previamente programada para el encendido/apa-gado de lo medios de calentamiento de modo dis-criminatorio, al recibir la informaci´on de los sen-sores.

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