התקני סיליקון: 19 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

התקני סיליקון מספקים את היתרונות המוקדמים של אלקטרוניקה רכה ומתוחה באמצעות גישה ידידותית ליוצרת Maker. על ידי ביצוע הוראה זו, תלמד את המיומנויות הבסיסיות הדרושות ליצירת מעגלים אלקטרוניים רכים משולבים משלך. תחשוב על ביימקס! הוא חזון עתידי מצוין של רובוט רך אשר יהפוך למציאות רק על ידי פיתוח מעגלים אלקטרוניים רכים.

"תחזיק מעמד נואגלס … למה אתה מתכוון בדיוק עם ההוקוס-פוקוס ה'מעגלים האלקטרוניים הרכים '?"

ובכן, בקצרה, האלקטרוניקה הנמתחת מבטיחה להאריך את הדרך בה אנו מוקפים באינטראקציה עם המכשירים שלנו. הם ממש מעגלים אלקטרוניים רכים ו"מתוחים "הפותחים אפשרויות חדשות באינטראקציה בין אדם למחשב ומהווים טכנולוגיית מפתח מרכזית מאחורי Soft Robotics.

התקני סיליקון מייצגים גישת ייצור ייחודית מכיוון שהיא מביאה טכנולוגיה לקהילת ה- Maker שגרה בעבר בקבוצות מחקר מדעיות. כמובן, תהליך הייצור שהדגימו מכשירי סיליקון אינו הדרך היחידה לעבר אלקטרוניקה נמתחת ורכה וגם אינה חדשה לגמרי. המדע עובד בשלבים מצטברים. אחד הצעדים שננקטו הוא להפוך את הטכנולוגיה לקלה ליישום ולהגיע ליצרנים בכל רחבי העולם. (זה אומר שאתה. ממש כאן, עכשיו!) באמצעות גישת הייצור שלנו, אתה יכול ליצור מעגלים רכים משלך. התקני סיליקון תומכים בהכללת בקרי מיקרו, רכיבי קלט/פלט ומקור חשמל המשולבים כולם במכשיר עצמאי.

עבודה זו התכנסה באמצעות שיתוף פעולה של רף רמייקרס, קריס לויטן, ווים דפרמה וסטיבן נגלס (זה אני) באוניברסיטת האסלט, בלגיה. הטכניקה המוצגת במדריך זה מתפרסמת במקום המוביל באינטראקציה בין אדם למחשב: גורמי אנוש במערכות מחשוב (CHI 2018). מטרת ההנחיה הזו היא לתקשר את תוצאות המחקר שלנו מעבר לקהילה האקדמית. יש מידע מעמיק יותר לקריאה, אם תרצה: להלן דף הפרויקט של התקני סיליקון, ניתן למצוא את הפרסום האקדמי המלא כאן, ורקע כללי יותר על ייצור אלקטרוניקה נמתחת המבוססת על קישוריות ניתן למצוא כאן.

עם זאת - כדי לוודא שאתה לא TL; DR - בואו נתחיל בעניינים!

מה שאתה תצטרך:

• גישה לחותך לייזר CO2 של Fablab או Makerspace (הפניה: 60W Trotec Speedy 100R)
• בקבוק תרסיס (מועדף) או בקבוק תרסיס (חלופה נגישה יותר)
• יריעות אקריליק/PMMA/פרספקס (מספיק לחיתוך 2 ריבועים בגודל 280x280 מ"מ) השתמשנו בעובי 3 מ"מ, כל דבר החל מ -1.5 מ"מ ואילך אמור לעבוד
• מדבקת ויניל שחורה (מספיקה לחיתוך 4 ריבועים בגודל 260x260 מ"מ בערך) (השתמשנו ב- MacTac 8900 Pro שחור מאט)
• תרסיס לשחרור עובש (Voss Chemie Trennspray, שחרור קל וחלק)
• מתכת נוזלית: גלינסטאן (הכי טוב זה לשמור על 10 גרם בהישג יד, תלוי עד כמה אתה בזבוז אתה יכול להשתמש בכמות של מעל 5 גרם)
• 2 יחידות פיפטה חד פעמית של 3 מ"ל להוצאת גלינסטאן מהמיכל שלה לשבלונה
• מברשת צבע עדינה, כגון מהסט הזה
• גליל גומי רך (נקרא גם גומי ברייר ", כגון זה)
• פריימר סיליקון (נבדק תחל סיליקון של ביזון, מקדם הדבקה AP596 3M עשוי גם לעבוד)
• צינור של איטום סיליקון זול + מתקן (אקדח איטום)
• סיליקון בעל ריכוז מהיר של 2 רכיבים המבוסס על פלטינה (סיליקונים ועוד נבדקו, חלופה DragonSkin 10) שימוש בקובצי העיצוב המצורפים לא יעלה על 150 גרם. אולם רוב הערכות נמכרות בכמויות של 1 ק"ג.
• 3 כוסות ערבוב (> 100 מ"ל) ומוטות ערבוב (6 אינץ 'הנוח ביותר)
• קנה מידה מדויק ל 0.1 או 0.001 גרם (אלה ניידים עושים את העבודה)
• מאפיין להב הניתן לשינוי גובה או גרסת DIY בחיתוך לייזר בגבהים 1 מ"מ, 1.5 מ"מ ו -2 מ"מ (TODO, סופר קצר להוראה על זה)
• 2 נוריות LED בעלות פרופיל נמוך בגודל 1206 (Digikey, Farnell)
• 2 נגדים בגודל 100 אוהם בגודל 2010 (Digikey, Farnell)
• סרט נחושת או אלומיניום. נייר כסף אפילו טוב יותר (אם יש צורך לשטוף דבק סרט)
• פינצטה משובחת
• סכין אקס אקטו

• סרט סקוטי מג'יק

הדרכה זו נכנסת לפרטים די גבוהים! נא לא להידחות על ידי מספר השלבים או תיאורים ארוכים. מכיוון שאנו אוטמים את המערכת שלנו בסיליקון, יהיה קשה לתקן שגיאות המתגלות בשלב הבדיקה. לכן תצטרך לקרוא כל שלב בעיון ולקבל אותו מההתחלה. התהליך כולו לא אמור לקחת יותר משעתיים אם יש ברשותך את כל הכלים ללא הרף ומעסיקים סיליקון יציקה בזמן ריפוי של 15 דקות.

הדרכה זו משתמשת בעיצוב בסיסי מאוד של מכשיר סיליקון, המורכב מ -4 רפידות מגע, 2 נוריות ו- 2 VIA כדוגמה פועלת. התוצאה הסופית מוצגת בתמונה ובסרטון למעלה. למרות שעיצוב זה הוא בסיסי למדי, גישת ייצור ה- DIY שלנו תומכת בסוגים רבים של רכיבי SMD ובכל מספר שכבות. מכאן שגישתנו מתרחבת למעגלים נמתחים מכל מורכבות כפי שמוכיח בעיצובים לדוגמא בסרטון היוטיוב המקושר בתחילת ההנחיה.

כל קבצי העיצוב (מקובצים כ- zip) כאן. אוסף שימושי יחיד של pdf כאן.

שלב 1: התחלת Lasercut + צלחות העברה

כצעד ראשון, יהיה עליך לחתוך מספר לוחות נשיאה קשיחים לעבודה.

למה צריך 2 צלחות? ובכן, לאחר יצירת שכבת רכיב על צלחת ההתחלה החלקה, נדביק את יריעת הסיליקון עם רכיבים בפנים לצלחת ההעברה, נהפוך את הערימה, נוריד את צלחת ההתחלה החלקה ובכך נחשוף את הרכיבים מהצד האחורי שלהם. לצלחת ההעברה יש חורים זעירים המאפשרים לאוויר לברוח כאשר מגיעים לשכבת סיליקון רטובה בשלב 7.

דרישות ללוחות המוביל:

• צריך להיות שווה בגודלו לצורך יישור נכון בשלב ההעברה

• גודל: 280x280 מ מ

• חומר: אקריליק שקוף (זכוכית PMMA או פרספסי)

• סמן את צלחת ההתחלה בפינה השמאלית העליונה, צלחת ההעברה בצד ימין למעלה

שלב 2: הכנת צלחת התחלה לרכיבים

נתחיל לבנות את המעגל שלנו על צלחת ההתחלה החלקה בשלב זה. אולם בהמשך אנו רוצים להסיר את הצלחת הזו שוב. לכן כדאי להתחיל בהתזת סרט דק של תרסיס לשחרור עובש על כל משטח צלחת ההתחלה. לאחר מכן, קח מדבקת ויניל שחורה במידות של כמה סנטימטרים מתחת לאלה של צלחת ההתחלה שלך. לאחר מכן קילפו את נייר המדבקה והניחו את המדבקה שטוחה על ובמרכז צלחת ההתחלה; צד דביק כלפי מעלה. אבטח את המדבקה במקומה בעזרת סרט סקוטש (היזהר שלא למשוך חזק בקלטת מכיוון שזה יגרום לקמטים במשטח המדבקה שלך). מסיימים עם שכבה נוספת של תרסיס לשחרור עובש על גבי המשטח הדביק. הקפד לשמור על הזרבובית כ -20 ס מ מעל פני השטח ולרסס שכבה חלקה ורציפה. טיפ: לרסס פעמיים ובתבנית רשת חופפת!

הכנת צלחת ההתחלה:

• חותכים מדבקה לגודל (כ -2 ס מ קטן יותר מאשר מידות הצלחת)

• שים מטען סטטי על המדבקה והצלחת על ידי שפשוף עם בד כותנה או מגבת נייר, זה יגרום לשכיבה שטוחה יותר בצורה אחידה

• שחרר את צלחת ההתחלה של ריסוס (פעמיים ותבנית רשת)

• מדבקת סקוטש לצלחת ההתחלה, הצד הדביק כלפי מעלה

• ציון מיקום רכיבי הציון באמצעות חותך לייזר (P = 6-7) אין לחתוך דרך

• שחרר גיליון דביק בהתזה (פעמיים ובתבנית רשת)

שלב 3: הכנת צלחת העברה להדבקה סלקטיבית

כדי להבטיח יישור תקין במהלך כל השלבים שלאחר שלב 7, נזכה לסיליקון שלנו ליצור קשר חזק עם צלחת ההעברה במקומות מחוץ למתאר המעגל הרך שלנו. קשר חזק זה מתקבל על ידי טיפול מוקדם בצלחת ההעברה עם פריימר סיליקון של ביזון. בסוף תהליך הבנייה, תרצה להפריד בקלות את המעגל הרך שלך מלוח הבנייה ובכך לא להתחבר אליו. אז עלינו לשמור על האזור הכבוש על ידי המעגל הרך שלנו נקי מחומר פריימר. אנו עושים זאת על ידי כיסוי אזור זה במהלך ריסוס הפריימר במדבקה חתוכה במידה. מסכה זו מתקבלת על ידי הדבקת מדבקה (בדרך רגילה, צד דביק כלפי מטה) על פני כל צלחת ההעברה ולאחר מכן חיתוך לייזר בחיתוך מתאר המעגל + צורת שוליים של 5 מ מ מתוך המדבקה. עודף חומר מדבקה מוסר.

זכור:

• חותכים מדבקה לגודל (בערך מידות הצלחת)

• מרחי מדבקה מבלי להכניס בועות אוויר

• יש לשקף את העיצוב (הלוח יונח עם הפנים כלפי מטה)

• חיתוך מסכת פריימר (קווי מתאר של לוח + שולי 5 מ מ) עם חותך לייזר (8-9W)

• הסר את הסטיקר באופן סלקטיבי כדי לחשוף את מקלעי הבסיס. השאר את חלקי המדבקה המכסים את אזור הלוח.

שלב 4: מיקום רכיבים

תכונה קצת אינטואיטיבית היא להתחיל עם הרכיבים לפני עקבות מוליכים. מקם את שני הנגדים ואת הלדים כמצוין בתמונה המסופקת כאן.

מדוע אנו ממקמים רכיבים ראשונים? אנחנו צריכים שהרכיבים שלנו יהיו מקושרים היטב עם חומר הסיליקון שמסביבם. בחלק העליון ובצדדים קל לבצע זאת. אולם בצד התחתון אנו רוצים לאגד את הסיליקון שלנו לרכיב בכל מקום למעט בנקודות שאליהן ייווצר קשר עקבות מוליכים. אחת הדרכים להשיג זאת היא, כתוצאה מכך, א) הטמעה וקשירה של הצד העליון של הרכיבים ביריעת סיליקון, ב) התהפכות מעל הערימה כדי לחשוף את כריות המגע של כל רכיב, ג) ליישם עקבות מוליכות ורק לאחר מכן ד) לקשור שטח השטח התחתון של הרכיב החשוף שנותר לשכבה שנייה של סיליקון יציקת. שלבים אלה א) ב) ג) ו ד) נדונים בהמשך הספר.

הנחיות כלליות לשלב זה:

• הניחו רכיבים בהתאם לתכנון המעגל על צלחת ההתחלה. דחוף את הרכיב בחוזקה דרך שכבת השחרור המרוססת לתוך שכבת הדבק של המדבקה. כך הוא נשאר במקומו.

• הרכיבים צריכים להיות SMD. רצוי גודל 2010 או יותר. המרווח על הפינים השכנים של IC לא יכול להיות מתחת ל -0.8 מ מ. חבילות TQFN הן הגבול התחתון.

• לכל רכיב שהונח צריכים להיות כריות המגע שלו במישור עם שכבת הדבקה של המדבקה

שלב 5: יישום פריימר

יישום הפריימר הוא שלב מכריע שאי אפשר לוותר עליו. ללא היצמדות טובה בין הרכיב לסיליקון שמסביב, המתח ייצר התאמה רופפת של הסיליקון סביב כל רכיב. התאמה רופפת זו תאפשר לאחר מכן למתכת נוזלית לזרום על פני כריות מגע ובכך להציג מכנסיים קצרים. שכבה דקה ואחידה של פריימר סיליקון ביזון צריכה לכסות לחלוטין את כל החלקים החשופים של הרכיב השוכב שטוח על המדבקה.

לשיקולך:

• השתמש בפריימר סיליקון של Bison ומברשת אוויר (Sealey Tools AB931)

• לרסס רכיבים על צלחת ההתחלה בשכבה דקה מכל זווית

• תן לייבוש והמשך מיד עם שלב 6 לצורך קישור צולב אופטימלי

שלב 6: סיליקון מעיל/להב

ההמשך: יציקת סיליקון סביב הרכיבים שלנו! עובי שכבה זו צריך להיות בסביבות 300 מיקרון מעובי הרכיב העבה ביותר שלך. עבור הרכיבים שצוינו בתחילת Ible זה, פירוש הדבר 1 מ מ. כדי להשיג עובי נדרש זה, נשתמש במוט הצפה אותו אנו גורפים על פני השטח בדיוק בגובה זה. (למוחים הסקרנים: מונח הז'רגון לכך הוא ציפוי להב).

יציקת סיליקון בפני עצמה אינה צמיגה. לא הייתי שומר על צורה לאחר שנתתי לו גובה מסוים. לכן מוחל מעין 'בריכת שחייה' של מסטיק אקרילי צמיגי יותר (איטום סיליקון). אנחנו לא רוצים למרוח את חומר האיטום הזה לתוך המדגם שלנו: לכן נצפה פעמיים ומהאמצע כלפי חוץ.

רשימת כדורים:

• הניחו ערכת מסטיק אקרילית סביב היקף גיליון הסיליקון הנדרש

• מערבבים סיליקון פלטינה פולי-תוספת פלטינה של 2 רכיבים בחוף 15

• יוצקים ל'בריכה 'מסטית, החל מהאמצע ועל כל המרכיבים

• ציפוי להב שכבת סיליקון בגובה 300um> הרכיב הגבוה ביותר

• המתן עד שהסיליקון יירפא

שלב 7: דבק צלחת העברה

היי אתה עושה עבודה נהדרת עד כה! בדרך כלל בנקודה זו יש גיליון סיליקון ומלא רכיבים המחייך אליך בחזרה. הרכיבים צריכים להיות מכוסים לגמרי בסיליקון ולמגעים התחתונים שלהם מונחים על צלחת מנשא הזכוכית של הפלקסי עם מדבקה ויניל ביניהם. בואו עכשיו להפוך את הערימה הזו ולחשוף את אנשי הקשר האלה!

*הכנס אזהרת כיוון לא נכון*

מה שיש לנו בשלב זה הוא דף של רכיבים הממוקמים בדיוק (עשיתם עבודה מדויקת, נכון?) על פי עיצוב דיגיטלי מיושר לפינה השמאלית העליונה של צלחת המוביל שלכם. כעת עלינו להניח צלחת שנייה למעלה, להדביק את לוח הסיליקון אליה, להפוך את הערימה ולהסיר את צלחת המוביל הראשונה - כל זאת מבלי לאבד את יישור הפינה הזה! אתה תראה שזה יותר קל ממה שזה נשמע. וודא שיש לך סבך טוב או פינה ישר מסביב שאפשר לדחוף את הלוחות ליישור.

ראשית עלינו לרסס את צלחת המנשא השנייה שלנו (זו עם חורי האוויר) שעליה כבר הנחת מדבקת ויניל וחתכת לצורה ליצירת מסכת פריימר. ריסוס בתבנית אחידה ורציפה. לאחר מכן, הסר את מדבקת מסיכת הפריימר.

עכשיו קח את הצלחת שלך עם הלוח המלא ברכיבים. יישר את הפינה השמאלית העליונה שלה לסגירה או לפינה הישרה. לאחר מכן, מערבבים עוד סיליקון (כ -50 מ ל יסתדר). יוצקים אותו על גבי לוח הסיליקון ומורחים אותו לשכבה פחות או יותר שווה. לאחר מכן, קח את צלחת המוביל השנייה (עם חורי אוויר) שהרגע התחלנו. הפינה הימנית של החבל שלה הייתה מסומנת כמה צעדים אחורה. הניחו אותו על גבי הצלחת הראשונה שהרוססה כלפי מטה ועם הפינה המסומנת גם כלפי מטה ביישור עם הסימון השמאלי העליון בצלחת ההתחלה. לוחצים כלפי מטה, סוחטים בועות אוויר וממשיכים ליישר את הצלחות ביניהן. סחיטת יותר סיליקון דרך החורים גורמת פחות לבועות אוויר וקשר טוב יותר. אולם, במקרה זה, המשמעות היא גם קשיים רבים יותר עבורך כאשר אתה מוריד את הלוחות עוד יותר ליישור. אז התיישר תחילה ואז התחל לסחוט אוויר.

לבסוף, המתן עד שהסיליקון יירפא.

סקירה כללית של הרשימה הקצרה:

• צלחת העברת ריסוס עם פריימר. הסר את מסיכת הפריימר

• מערבבים סיליקון פלטינה פולי-תוספת פלטינה בעלת 2 קשיות 15

• למרוח שכבה אחידה על המרכיב שנרפא המכיל יריעת סיליקון, כ. עובי 1 מ מ

• צלחת העברה, עם צד דרוך כלפי מטה

• יישר קו עם צלחת ההתחלה

• הפעילו לחץ, סחטו אוויר

• בדוק יישור כפול

• המתן עד שהסיליקון יירפא

שלב 8: הסר את צלחת ההתחלה

החלק המכריע נגמר. בואו נעבוד עד הרגע בו נוכל לאמת את כישורי היישור שלכם!

קח את כריך ה- plexi-silicone-sticker-plexi שלך, השתמש בסכין חיתוך כדי לשחרר את סרט הסקוטש בקצוות מדבקת הוויניל שלך. צלחת ההתחלה של זכוכית הפלקסי אמורה לרדת בקלות עכשיו. אם זה לא המצב, השתמש בחפץ שטוח בין המדבקה לצלחת שלך או בין שתי הצלחות כדי לשחרר את הערימה. היזהר שלא לקרוע את ערימת הסיליקון שלך מהצלחת השנייה (עם חורים) מכיוון שזה יביא להתאמה לא נכונה.

אם הרכיבים הונחו כהלכה - תוך הקפדה על המדבקה - ותהליך הסיליקון בוצע בזהירות מספיק כדי לא לקרוע רכיבים ממקומם; עכשיו אתה צריך שהרכיבים שלך עם הצד האחורי שלהם יחשפו יפה!

השתמש במולטימטר למדידת ערך כל רכיב. (נגדים מודדים אוהם, הגדרת דיודה לשימוש של LED כדי להאיר אותם). כך תוכלו לוודא באופן חשמלי אם שום סרט דק של דבק מדבקות או סיליקון יציקת אינו מכסה את כריות המגע - בקושי נראה לעין בלתי מזוינת.

בקצרה:

• שחרר מדבקה בצד אחד של כריך ה- plexi-silicone+מדבקה-plexi

• קלף את צלחת ההתחלה והמדבקה מהרכיבים המשובצים בסיליקון

• בדוק את רכיבי החשיפה ללא הפרעה של כריות מוליכות

• מכיוון שהפכנו את הערימה, כל השלבים הנוספים צריכים להתממש בשכבות עיצוביות (כל הקבצים במדריך זה כבר הוכנו בהתאם, אין צורך בהתאמות נוספות)

שלב 9: מסכת סטנסיל לשכבה מוליכה עליונה

רגע האמת שלך! בואו לבדוק כמה טוב עשיתם בשלבים קודמים.

הדבק מדבקה חדשה לכיסוי מלא של לוח הסיליקון שלך עם מגעי רכיבים חשופים. מניחים את הצלחת בתוך חותך הלייזר בזמן שהסימון שלה נראה בפינה הימנית העליונה וחותכים את שכבת המעגל הראשונה דרך המדבקה.

אם השבלונה שחתכנו בהמשך מתיישרת יפה עם הרכיבים שעשית היטב בכל השלבים הקודמים. אם אחרת.. טוב לעזאזל. סביר להניח שהבעיות נוגעות לכך שהמדבקה שלך לא שוכבת שטוחה במהלך יישום סיליקון ו/או יישור משמעותי של צלחת המוביל השנייה לצלחת המנשא הראשונה 2 צעדים אחורה. מדוד כמה מ מ אתה כבוי ותוכל לתקן זאת באמצעות מיקום עיצובי בתוכנת חותך הלייזר.

סיכום, לנוחיותכם:

• חותכים מדבקה לגודל (בערך מידות הצלחת)

• למרוח מדבקה מבלי להכניס בועות אוויר

• כיול לייזר לחיתוך מדויק של המדבקה (8-9W)

• חותכים עקבות מעגל נחושת עליונים בעזרת חותך לייזר

• הסר מדבקה באזורים שצריך להפוך אותם מוליכים (עקבות מעגלים, רפידות)

שלב 10: שכבה מוליכה עליונה

אנו נעבוד עם המתכת הנוזלית בשלב זה. וודא ששטח העבודה שלך מכוסה לחלוטין (למשל עם עיתון). כאשר אתה שופך מתכת נוזלית, זה הופך לכאב ב- a לנקות אותו בחזרה. אין ממס אמיתי עבורו וגם אינו נספג בספוגים או במגבת נייר. הכי טוב זה לעבוד ממש נקי ורק אחר כך לזרוק את העיתונים שאולי השפכת עליהם. הכי טוב ללבוש כפפות או לשטוף ידיים לאחר מכן. יהיו מריחות.

בשלב זה אמורה להיות לך שבלונה מוגדרת כראוי. וודא שהוא נדבק יפה לסיליקון בקצוות. אנחנו לא רוצים שמתכת נוזלית זורמת מתחת.

עכשיו קח את המתכת הנוזלית ומברשת עדינה. מרחו את המתכת הנוזלית על פתחי השבלונה במריחות קצרות (תמונות לעיון). זו צריכה להיות יותר פעולת טבילה מאשר מריחה. יש לכפות את המתכת הנוזלית במגע הדוק כדי שתוכל להידבק היטב. לאחר שכיסיתם את תבנית הסטנסיל שלכם, קחו את הגליל וגלגלו את עודפי המתכת הנוזלית לצד. ניתן לשחזר זאת בעזרת פיפטה קטנה מפלסטיק.

בקצרה:

• ודא שהמדבקה שלך נדבקת היטב לקצוות של אזורים חשופים

• נקו כריות סיליקון חשופות ורכיבים עם איזופרופיל אלכוהול

• השתמש במברשת צבע כדי לכסות בערך את כל האזורים החשופים עם גלינסטן

• השתמש ברולר כדי להפוך את הגלינסטאן המורח לציפוי אחיד

• לשחזר עודף גלינסטאן בחזרה למיכל שלה

• הסר את סטנסיל המדבקה בזהירות

• אם במהלך ההסרה גלינסטן זורם לאזורים שבהם הוא לא אמור להיות, הציפוי שלך היה סמיך מדי. נקה את המשטח והפעל מחדש בשלב 9.

שלב 11: תחתיות רכיב ראש

שלב זה די מובן מאליו. כבר מרחת פריימר פעמיים בעבר. פשוט עשה זאת שוב. המיקוד אינו טמון ביריעת הסיליקון אלא בצדדים התחתונים של הרכיב ובמיוחד בחלקים בהם אין מודפסת מתכת נוזלית. תן לפריימר להתייבש ומיד לאחר מכן המשך עם שלב 12.

• שימוש בפריימר סיליקון של ביסון ומברשת אוויר (Sealey Tools AB931)

• ריססו את תחתית הרכיבים החשופים בשכבה דקה של פריימר

• הניחו לייבוש ומיד לאחר המשך שלב 12

שלב 12: סיליקון מעיל/להב

גם זה יותר מאותו הדבר שעשית בעבר. והכי חשוב כאן הגובה שבו אתה מעיל להב. השכבה הקודמת (שכבת רכיב) הייתה 1 מ"מ (המומלץ לד היה בעובי 0.7 מ"מ + 0.3 מ"מ כפי שהציע קודם). לכל שכבת מעגל נוסף גובה של 0.5 מ"מ סיליקון מלמעלה על מנת להשאיר מספיק שוליים לציפויים לא אחידים עם מתכת נוזלית. הגובה שעליו אתה מעיל כאן הופך לפיכך ל -1 מ"מ + 0.5 מ"מ = 1.5 מ"מ.

שלבים מפורטים בקצרה:

• הניחו ערכת מסטיק אקרילית סביב היקף גיליון הסיליקון הנדרש

• מערבבים סיליקון פלטינה פולי-תוספת פלטינה בעלת 2 קשיות 15

• יוצקים ל'בריכה 'מסטית, החל מהאמצע ועל כל המרכיבים

• מעיל להב שכבת סיליקון בגובה 0.5 מ"מ> עובי הערימה הנוכחי

• המתן עד שהסיליקון יירפא

שלב 13: מסכת סטנסיל לשכבה מוליכה תחתונה

ועכשיו נכנסנו במלואם לחלקים הקלים! מה שאתה מוצא כאן הוא כל החזרה. כל שכבת מעגלים שאתה מיישם למעלה היא חזרה על שלבים שבוצעו עבור שכבות מעגל קודמות. כאן עליך ליצור מסכת סטנסיל לשכבת מעגל 2.

בלי יותר מדי פירוט:

• חותכים מדבקה לגודל (בערך מידות הצלחת)

• למרוח מדבקה מבלי להכניס בועות אוויר

• חיתוך עקבות מעגל נחושת תחתון עם חותך לייזר (W à כיול)

• הסר מדבקה באזורים שצריך להפוך אותם מוליכים (עקבות מעגלים, רפידות)

• וודא שהמדבקה שלך נדבקת היטב לקצוות האזור החשוף

• נקו סיליקון חשוף עם איזופרופילאכוהול

שלב 14: VIA מלמעלה למטה

רק החידוש טמון במקומות בהם אנו זקוקים לחיבור בין 2 שכבות מעגל עוקבות. בז'רגון אלה נקראים גישה אנכית לקישוריות או בקיצור VIA. כדי ליצור דרך, עליך לחתוך פתח בסיליקון המכסה שכבת מעגל קודמת. לאחר מכן תדפיס מתכת נוזלית חדשה למעלה לשכבת המעגלים הבאה, היא תזרום לפתח זה ותתחבר לחשמל.

תחילה יהיה עליך לכייל (עיין: כיול) את הלייזר כדי לחתוך במדויק את שכבת כיסוי הסיליקון על גבי שכבת המעגל הקודמת. אז פשוט גזור את ה- VIA בהתאם לקובץ המצורף בזאת. הסר כל חיתוך שכבת כיסוי סיליקון בעזרת פינצטה והמשך לשלב הבא: הדפסת שכבת מעגל מתכת נוזלית חדשה למעלה!

יצירת VIA's, גרסה קצרה:

• כשמסכת השבלונה התחתונה המוליכה התחתונה מוכנה

• כיול לייזר לחיתוך מדויק של שכבת הסיליקון לחשיפת השכבה המוליכה העליונה (12-17W)

• חותכים VIA ברחבי הסיליקון כאשר צריך לחבר את השכבה המוליכה העליונה והתחתונה

• הסר את הסיליקון החתוך כדי לחשוף את השכבה המוליכה העליונה

שלב 15: שכבה מוליכה תחתונה

שוב, וודא שחלל העבודה שלך מכוסה בעת עבודה עם מתכת נוזלית. זה יהיה הרבה יותר קל להתמודד עם נשפך.

הדפסת שכבה זו היא שוב חזרה על מאמצים קודמים. וודאו שהסטנסיל נדבק יפה לסיליקון בקצוות. אנחנו לא רוצים שמתכת נוזלית זורמת מתחת. השתמש שוב בפעולת הטבילה למריחת מתכת נוזלית על פתחי השבלונה בעזרת מברשת עדינה. קחו את הגליל וגלגלו את עודפי המתכת הנוזלית לצד. שחזר כתמים גדולים של מתכת נוזלית בעזרת פיפטה מפלסטיק.

גרסת TL; DR נוספת:

• השתמש במברשת צבע כדי לכסות בערך את כל האזורים החשופים עם גלינסטן

• השתמש ברולר כדי להפוך את הגלינסטאן המורח לציפוי אחיד

• הסר את סטנסיל המדבקה בזהירות

• אם במהלך ההסרה גלינסטן זורם לאזורים שבהם הוא לא אמור להיות, הציפוי שלך היה סמיך מדי. נקה את המשטח והפעל מחדש בשלב 13.

• השתמש במברשת הצבע כדי לגעת בכל VIA ולוודא שהשכבות המוליכות העליונות והתחתונות מתחברות

שלב 16: סיליקון מעיל/להב

אתה יכול להתחיל להתרגש עכשיו! זוהי השכבה האחרונה שלנו של סיליקון יציקה, מה שאומר שהמעגל הרך שלך כמעט נגמר! את זה עשית כבר פעמיים בעבר. אז אני רק אגיד את זה קצר ואגיד לך לאיזה גובה עליך לכוון לציפוי להב. יש לנו כבר שכבת רכיב בעובי 1 מ"מ ושכבת מעגל ראשונה בעובי 0.5 מ"מ. עובי שכבה זו צריך להיות גם בעובי 0.5 מ"מ. לכן מעיל להב בעובי כולל 2 מ"מ בשלב זה!

מסלול מהיר:

• הניחו ערכת מסטיק אקרילית סביב היקף גיליון הסיליקון הנדרש

• מערבבים סיליקון פלטינה פולי-תוספת פלטינה בעלת 2 קשיות 15

• יוצקים ל'בריכה 'מסטית, החל מהאמצע ועל כל המרכיבים

• להב מצפה שכבת סיליקון בגובה 500um> עובי הערימה הנוכחי

• המתן עד שהסיליקון יירפא

שלב 17: פדים ליצירת קשר

בעוד שמכשירי סיליקון יכולים להטמיע חשמל (סוללה) ועיבוד (מיקרו -בקר), לפשטות הדוגמה הזו, אנו מוסיפים מחברים חיצוניים לאספקת חשמל לנוריות. בשלב זה נחתוך את הסיליקון עד למגעים שהטמנו בתוכו. שוב יהיה עליך לכייל את הלייזר (עיין: כיול) כדי לא לפגוע בשכבות הבסיסיות. לאחר שביצעת את החיתוכים, קרע את חיתוכי הסיליקון בעזרת פינצטה. לאחר מכן גירדו שאריות סיליקון עודפות של המגעים שלכם ונקו בעזרת ספוגיות כותנה והחילו הלחמה על המגעים להוספת אמינות.

רפידות מגע, סיפור קצר:

• כיול לייזר לחיתוך שכבת הסיליקון וחשיפת מגעי סרט נחושת (20-30W)

• חיתוך מגעי מעגל באמצעות חותך לייזר

• הסר סיליקון באזורי החיתוך

• נקו כריות נחושת חשופות בעזרת ממס לייבוש מהיר

• יש למרוח הלחמה על כריות חשופות עד למגע עם סיליקון. המשך להלחם תוך גירוד סיליקון עודף של המגעים שלך וניקוי לכלוך עד שההלחמה שלך תידבק לרפידה.

שלב 18: דוגמה לחיתוך חינם

הגיע הזמן לשחרר את המעגל הרך מצלחת המוביל שלו! מכיוון שצלחת ההעברה שלנו לא הייתה מצופה פריימר מתחת למעגל הרך שלנו, כל שעלינו לעשות הוא לחתוך את הדפנות ולפתוח אותה. השתמש בקובץ החתוך המצורף בזאת לחיתוך המדגם. המשך לחזור על קיצוצים בעוצמה הולכת וגוברת עד שהדגימה תצא חינם. קיזוז Z של הלייזר שלך צריך להיות -1 (מחצית מגובה הערימה). כאשר חיתוך המדגם נעשה לגמרי, הרם פינה מצד אחד ולאחר מכן חתך את המעגל הרך שלך מכל התוספות שמתחתיו שנוצרו בחורי האוויר של צלחת המוביל. תסתכל על זה טוב: מכשיר הסיליקון הראשון שלך! מעגל מתאים, נמתח ורך!

מדגם שנחתך בחינם בנקודות קליטה:

• כיול לייזר לחיתוך בערימת סיליקון מלאה (40-60W)

• גזרו את קווי המתאר של המדגם בעזרת חותך לייזר

• הרם את הדגימה מהצלחת תוך חיתוך ידני משוחרר מצורפי סיליקון שנוצרו בחורי האוויר של צלחת ההעברה

שלב 19: להתפעל

כעת חבר את מכשיר הסיליקון שלך לספק כוח של 5V. לכל נתיב מחברים-הוביל-מחבר לד יש צורך נפרד בחשמל. ניתן לחבר את שניהם במקביל. רק שימו עין על הקוטביות של ה- LED שלכם והתאימו את חיבורי החשמל שלכם בהתאם. ברגע שהמעגל הרך שלך מופעל, הנורית הכחולה צריכה להידלק.

תנו מתיחה למעגל שלכם! אם עשית את זה נכון, אתה אמור להגיע בקלות ל -50% מתח ללא פגיעה במעגל. נקודת הכישלון העיקרית תהיה כריות המגע שלך מכיוון שהן עשויות מניירות קשיחות המתפרקות עם זנים גבוהים.

שמות התואר הבאים תואמים את מכשיר הסיליקון שלך:

•גָמִישׁ

• רך/נמתח

•ריפוי עצמי

•שָׁקוּף לְמֶחֱצָה

• עטוף במלואו

תחומי יישום שאני צופה: תיקוני ניטור ביולוגי (על העור), לבישים, התקני סיליקון המוטמעים בטקסטיל, מעגלים אלקטרוניים המשתרעים על מפרקים מכניים, נהיגה או חישה של אלקטרוניקה עבור רובוטים רכים, …

אילו יישומים נראים לך מתאימים לסוגים ייחודיים אלה של מעגלים רכים? ספרו לי בתגובות! אני לא יכול לחכות לראות מה אתם ממציאים. ספר לי אם אתה בונה משהו ייחודי. מי יודע אולי אוכל לתת לך עצות!

בהצלחה בניסויים, לחיים, בני נוער