Dispozitive din silicon: 19 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Dispozitivele din silicon oferă avantajele timpurii ale electronicii moi și extensibile printr-o abordare compatibilă cu Maker. Urmând acest Instructable, veți învăța abilitățile de bază necesare pentru a vă crea propriile circuite electronice soft complet integrate. Gândiți-vă la Baymax! El este o viziune excelentă de viitor a unui robot moale care va deveni realitate doar prin dezvoltarea de circuite electronice moi.

„Ține-te la Noagels … Ce vrei să spui mai exact cu acest hocus-pocus din„ circuitele electronice moi”?

Ei bine, pe scurt, electronica extensibilă promite să naturalizeze modul în care suntem înconjurați și interacționăm cu dispozitivele noastre. Ele sunt literalmente circuite electronice moi și „întinse” care deschid noi posibilități în interacțiunea om-computer și sunt o tehnologie cheie de conducere în spatele Soft Robotics.

Dispozitivele din silicon reprezintă o abordare de fabricație unică, deoarece aduce tehnologie comunității Maker, care locuia în grupurile de cercetare științifică. Desigur, procesul de fabricație demonstrat de dispozitivele din silicon nu este singura cale către electronica extensibilă și moale și nici nu este una complet nouă. Știința funcționează în pași incrementali. Unul dintre pașii noștri luați este de a face tehnologia ușor de implementat și de a ajunge la Makers din întreaga lume. (Asta înseamnă tu. Chiar aici, chiar acum!) Prin abordarea noastră de fabricație, îți poți crea propriile circuite soft. Dispozitivele din silicon acceptă includerea de microcontrolere, componente I / O și o sursă de alimentare, toate combinate într-un dispozitiv independent.

Această lucrare s-a reunit prin colaborarea lui Raf Ramakers, Kris Luyten, Wim Deferme și Steven Nagels (eu sunt) la Universitatea Hasselt, Belgia. Tehnica prezentată în acest instructable este publicată la locul principal în interacțiunea om-computer: Factori umani în sisteme de calcul (CHI 2018). Acest instructabil își propune să comunice rezultatele cercetării noastre dincolo de comunitatea academică. Există mai multe informații detaliate de citit, dacă doriți: Iată pagina proiectului Silicone Devices, publicația academică completă poate fi găsită aici și un fundal mai general despre fabricarea de electronice extensibile bazate pe interconectare poate fi găsit aici.

Cu toate acestea - pentru a ne asigura că nu TL; DR - hai să trecem la treabă!

Ce vei avea nevoie:

• Acces la un dispozitiv de tăiere cu laser CO2 Fablab sau Makerspace (referință: un Trotec Speedy 100R de 60W)
• Aerograf (preferat) sau sticla de pulverizare (alternativa mai accesibila)
• foi de acril / PMMA / plexiglas (suficient pentru a tăia 2 pătrate de 280x280mm) am folosit 3 mm grosime, orice de la 1,5 mm în sus ar trebui să funcționeze
• Autocolant negru din vinil (suficient pentru a tăia 4 pătrate de cca 260x260mm) (am folosit MacTac 8900 Pro negru mat)
• Spray de eliberare a mucegaiului (Voss Chemie Trennspray, Smooth-on Ease Release)
• Metal lichid: Galinstan (cel mai bine este să păstrezi 10g la îndemână, în funcție de cât de risipitor ai putea folosi orice cantitate de peste 5g)
• 2 buc 3 ml pipetă de unică folosință pentru a lua Galinstan din recipientul său pe șablon
• Pensulă fină, cum ar fi din acest set
• Rola gummi moale (numită și brayer de cauciuc ", cum ar fi aceasta)
• Grund cu silicon (testat cu grund de silicon Bison, ar putea funcționa și promotorul de aderență 3M AP596)
• Un tub de sigilant de silicon ieftin + dozator (pistol de calfat)
• Silicon cu întărire rapidă pe bază de platină cu 2 componente (testat Siliconesandmore, alternativa DragonSkin 10) Folosind fișierele de proiectare furnizate, nu trebuie să depășiți 150g. Majoritatea kiturilor sunt vândute în cantități de 1 kg.
• 3 cupe de amestecare (> 100 ml) și tije de amestecare (6 "este cel mai convenabil)
• Scară precisă la 0,1 sau 0,001 grame (aceste portabile fac truc)
• Înălțime reconfigurabilă cu lama sau versiune DIY tăiată cu laser la înălțimi de 1 mm, 1,5 mm și 2 mm (TODO, foarte scurt, separat, instructabil în acest sens)
• 2 LED-uri cu profil redus de 1206 (Digikey, Farnell)
• 2 rezistențe de 100 ohmi de dimensiunea 2010 (Digikey, Farnell)
• Banda de cupru sau aluminiu. Folia este chiar mai bună (dacă lipiciul cu bandă trebuie spălat)
• Pensete fine
• un cuțit X-acto

• Bandă Scotch Magic

Acest tutorial intră în detalii destul de ridicate! Vă rugăm să nu fiți respins de numărul de pași sau de descrierile lungi. Deoarece sigilăm sistemul nostru cu silicon, va fi dificil să remediem erorile care devin evidente în faza de testare. Prin urmare, va trebui să citiți fiecare pas cu atenție și să îl obțineți chiar de la început. Întregul proces nu ar trebui să dureze mai mult de 2 ore dacă aveți toate instrumentele la dispoziție continuu și utilizați silicon turnat cu un timp de întărire de 15 minute.

Acest tutorial utilizează un design foarte simplu al unui dispozitiv din silicon, format din 4 plăcuțe de contact, 2 LED-uri și 2 VIA-uri ca exemplu de rulare. Rezultatul final este afișat în fotografia și videoclipul de deasupra. În timp ce acest design este destul de simplu, abordarea noastră de fabricație DIY acceptă multe tipuri de componente SMD și orice număr de straturi. Prin urmare, abordarea noastră se extinde la circuite extensibile de orice complexitate, după cum demonstrează exemplele de design din videoclipul YouTube legat la începutul acestui instructable.

Toate fișierele de proiectare (grupate ca.zip) aici. Compilație de instrucțiuni pdf la îndemână aici.

Pasul 1: Pornire Lasercut + Plăci de transfer

Ca prim pas, va trebui să tăiați cu laser unele plăci rigide de transport pe care să lucrați.

De ce ai nevoie de 2 farfurii? Ei bine, după crearea unui strat component pe placa de pornire netedă, vom adera foaia de silicon cu componentele din interior pe placa de transfer, vom răsturna stiva, vom scoate placa de pornire netedă și vom expune astfel componentele din spatele lor. Placa de transfer are găuri mici pentru a permite aerului să iasă la un strat umed de silicon la pasul 7.

Cereri pentru plăcile purtătoare:

• Trebuie să fie egale ca mărime pentru alinierea corectă în etapa de transfer

• Dimensiune: 280x280mm

• Material: acrilic transparent (sticlă PMMA sau Plexi)

• Marcați placa de pornire în colțul din stânga sus, transferați placa în dreapta sus

Pasul 2: Pregătiți placa de pornire pentru componente

În acest pas vom începe să ne construim circuitul pe placa de pornire netedă. Cu toate acestea, mai târziu, vrem să îndepărtăm din nou această placă. Prin urmare, ar trebui să începeți prin pulverizarea unei pelicule subțiri de spray de eliberare a mucegaiului pe întreaga suprafață a plăcii de pornire. Apoi, luați un autocolant negru de vinil cu dimensiuni de câțiva centimetri sub cele ale plăcii de pornire. Apoi, îndepărtați hârtia de autocolant și așezați autocolantul plat pe și în centrul plăcii de pornire; partea lipicioasă în sus. Fixați autocolantul în loc cu bandă adezivă (aveți grijă să nu trageți cu putere pe bandă, deoarece acest lucru va provoca riduri pe suprafața autocolantului). Finalizați cu un alt strat de spray de eliberare a mucegaiului deasupra suprafeței lipicioase. Asigurați-vă că păstrați duza la aproximativ 20 cm deasupra suprafeței și pulverizați un strat neted și continuu. Sfat: pulverizați de două ori și într-un model de grilă suprapus!

Pregătirea plăcii de pornire:

• Tăiați autocolantul la dimensiune (aproximativ 2cm mai mic decât dimensiunile plăcii)

• Puneți încărcarea statică pe autocolant și pe farfurie, frecând-o cu o cârpă de bumbac sau cu un prosop de hârtie, ceea ce îl va face să stea plat mai uniform

• Eliberați placa de pornire a pulverizării (de două ori și în formă de grilă)

• Autocolant cu bandă Scotch pe placa de pornire, cu partea lipicioasă în sus

• Marcați marcajele de plasare a componentelor cu tăietorul laser (P = 6-7) NU TĂIAȚI PRIN

• Eliberați foaia lipicioasă de pulverizare (de două ori și în formă de grilă)

Pasul 3: Pregătiți placa de transfer pentru adeziune selectivă

Pentru a garanta alinierea corectă în timpul tuturor etapelor ulterioare pasului 7, siliconul nostru va crea o legătură puternică cu placa de transfer în locații din afara conturului circuitului nostru moale. Această legătură puternică se obține prin tratarea prealabilă a plăcii de transfer cu Bison Silicon Primer. La sfârșitul procesului de construcție, veți dori să separați cu ușurință circuitul dvs. moale de placa de construcție și, prin urmare, să nu vă legați de acesta. Așadar, trebuie să păstrăm zona ocupată de circuitul nostru moale liber de materialul de grund. Facem acest lucru acoperind această zonă în timpul pulverizării grundului cu un autocolant tăiat la dimensiune. Această mască este obținută prin aderarea unui autocolant (în mod normal, partea lipicioasă în jos) pe întreaga suprafață a plăcii de transfer și ulterior tăierea cu laser a conturului circuitului + formă de margine de 5 mm din autocolant. Materialul de autocolant în exces este îndepărtat.

Ține minte:

• Tăiați autocolantul la dimensiune (aproximativ dimensiunile plăcii)

• Aplicați autocolant fără a introduce bule de aer

• Proiectarea trebuie oglindită (placa va fi plasată cu fața în jos)

• Mască de grund tăiată (contururi ale plăcii + margine de 5 mm) cu tăietor cu laser (8-9W)

• Îndepărtați selectiv autocolantul pentru a expune plexul de bază. Lăsați piesele autocolante care acoperă zona plăcii de circuite.

Pasul 4: plasarea componentelor

O caracteristică oarecum contra-intuitivă este de a începe cu componentele înainte de urmele conductive. Așezați atât rezistențele, cât și ledurile așa cum este indicat în imaginea furnizată aici.

De ce plasăm componentele mai întâi? Avem nevoie ca componentele noastre să fie frumos reticulate cu materialul siliconic din jurul lor. Acest lucru este ușor de realizat în partea superioară și laterală. În partea de jos, totuși, vrem să ne legăm siliconul de componentă peste tot, cu excepția locurilor care vor fi contactate de urme conductoare. O modalitate de a realiza acest lucru este, prin consecință, a) încorporarea și legarea părții superioare a componentelor într-o foaie de silicon, b) răsucirea deasupra stivei pentru a expune tampoanele de contact ale fiecărei componente, c) aplicarea urmelor conductive și numai după aceea d) legarea componenta expusă rămasă a suprafeței inferioare a unui al doilea strat de silicon turnat. Acești pași a) b) c) și d) sunt discutați în continuare în I'ble.

Îndrumări generale pentru acest pas:

• Așezați componentele conform proiectării circuitului pe placa de pornire. Împingeți componentul ferm prin stratul de eliberare pulverizat în stratul adeziv al autocolantului. În acest fel rămâne la locul său.

• Componentele trebuie să fie SMD. De preferință, dimensiunea 2010 sau mai mare. Spațiul pe pinii vecini ai unui IC nu poate fi sub 0,8 mm. Pachetele TQFN sunt limita inferioară.

• Fiecare componentă plasată trebuie să aibă tampoanele sale de contact în plan cu stratul adeziv al autocolantului

Pasul 5: aplicație de bază

Aplicarea grundului este un pas crucial care nu poate fi omis. Fără o bună aderență între component și siliconul din jur, tulpina ar crea o potrivire slabă a siliconului în jurul fiecărei componente. Această potrivire slăbită ar permite apoi să curgă metalul lichid peste plăcuțele de contact și astfel să introducă pantaloni scurți. Un strat subțire și uniform de Bison Silicon Primer ar trebui să acopere complet toate părțile expuse ale componentului care se află pe autocolant.

Pentru atenția dumneavoastră:

• Utilizați amorsa siliconică Bison și perie de aer (Sealey Tools AB931)

• Pulverizați componentele pe placa de pornire cu un strat subțire din orice unghi

• Lăsați să se usuce și continuați imediat cu pasul 6 pentru o reticulare optimă

Pasul 6: Coat silicon de lână / turnat

În continuare: turnarea siliconului în jurul și peste componentele noastre! Grosimea acestui strat trebuie să fie cu aproximativ 300 microni mai mare decât cea mai groasă componentă. Pentru componentele menționate la începutul acestui capabil, aceasta înseamnă 1 mm. Pentru a atinge această grosime necesară, vom folosi o bară de inundare pe care o măturăm pe suprafață exact la această înălțime. (Pentru mințile curioase: termenul de jargon pentru aceasta este acoperirea lamei).

Turnarea siliconului de la sine nu este vâscoasă. Nu aș păstra forma după ce i-aș fi dat o anumită înălțime. Prin urmare, se aplică un fel de „piscină” de mastic acrilic mai vâscos (etanșant siliconic). Nu vrem să împrăștiem acest material de etanșare în proba noastră: de aceea vom acoperi de două ori și de la mijloc spre exterior.

Lista glonț:

• Puneți setul de mastic acrilic în jurul perimetrului necesar al foii de silicon

• Se amestecă silicon poli-adițional cu platină de duritate 15 Shore 15

• Se toarnă în „piscină” de mastic, începând de la mijloc și pe toate componentele

• lama acoperă un strat de silicon cu înălțimea 300um> cea mai înaltă componentă

• Așteptați vindecarea siliconului

Pasul 7: Atașați placa de transfer

Hei, faci o treabă grozavă până acum! În mod normal, în acest moment există o foaie de silicon, umplută cu componente, care vă zâmbește înapoi. Componentele trebuie să fie complet acoperite cu silicon și să aibă contactele inferioare întinse pe placa suport din sticlă plexi, cu un autocolant de vinil între ele. Să răsfoim acum această stivă și să expunem acele contacte!

* introduceți aici un avertisment de nealiniere *

Ceea ce avem în acest moment este o foaie de componente care sunt așezate exact (ați făcut o treabă precisă, nu?) În conformitate cu un design digital aliniat în colțul din stânga sus al plăcii purtătoare. Acum trebuie să așezăm o a doua placă deasupra, să aderăm placa de silicon la aceasta, să răsturnați teancul și să îndepărtați prima placă de transport - totul fără a pierde această aliniere de colț! Veți vedea că acest lucru este mai ușor decât pare. Asigurați-vă că aveți un viciu bun sau un colț drept în jurul căruia puteți împinge plăcile în aliniere.

Mai întâi trebuie să pulverizăm a doua noastră placă de transport (cea cu găurile de aer) pe care ați pus deja un autocolant de vinil și l-ați tăiat în formă pentru a forma o mască de grund. Pulverizați într-un model uniform și continuu. Apoi, scoateți autocolantul pentru masca de grund.

Acum luați farfuria cu placa umplută cu componente. Aliniați colțul din stânga sus în menghina sau colțul drept. Apoi, amestecați mai mult silicon (aproximativ 50 ml vor merge bine). Se toarnă deasupra plăcii de silicon și se întinde pe un strat mai mult sau mai puțin egal. Apoi, luați a doua placă purtătoare (cu găuri de aer) pe care tocmai am amorsat-o. Colțul din dreapta al cablului a fost marcat cu câțiva pași înapoi. Așezați-l deasupra primei plăci pulverizate cu fața în jos și cu colțul marcat și în jos, aliniat cu marcajul din stânga sus de pe placa de pornire. Apăsați în jos, stoarceți bulele de aer și continuați să aliniați plăcile între ele. Scoaterea mai multor siliconi prin găuri face mai puține bule de aer și o legătură mai bună. Întâmplător, totuși, acest lucru înseamnă, de asemenea, mai multe dificultăți pentru dvs. atunci când schimbați plăcile în aliniere. Deci, aliniați-vă mai întâi, apoi începeți să scoateți aerul.

În cele din urmă, așteptați să se vindece siliconul.

O prezentare generală a listei scurte:

• Placă de transfer prin pulverizare cu grund. Îndepărtați masca de grund

• Se amestecă silicon poli-adițional cu platină de duritate 15 Shore 15

• Aplicați un strat uniform pe componentul acum vindecat care conține foaie de silicon, aprox. Grosime 1mm

• Placă de transfer, amorsată cu fața în jos

• Aliniați cu placa de pornire

• Aplicați presiune, scoateți aerul

• Verificați dublu alinierea

• Așteptați vindecarea siliconului

Pasul 8: Scoateți placa de pornire

Partea crucială s-a terminat. Să lucrăm acum până în momentul în care vă putem verifica abilitățile de aliniere!

Luați sandwich-ul plexi-silicon-autocolant-plexi, folosiți un cuțit de tăiere pentru a slăbi banda scotch de la marginile autocolantului dvs. de vinil. Placa de pornire din sticlă plexi ar trebui să se desprindă cu ușurință acum. Dacă nu este cazul, utilizați un obiect plat între autocolant și farfurie sau între ambele farfurii pentru a slăbi stiva. Aveți grijă să nu vă rupeți stiva de silicon de pe a doua placă (cu găuri), deoarece aceasta va introduce dezaliniere.

Dacă componentele au fost așezate corect - în conformitate cu autocolantul - și procesul de silicon a fost efectuat suficient de atent pentru a nu rupe componentele din loc; acum ar trebui să aveți componentele cu partea din spate frumos expuse!

Utilizați un multimetru pentru a măsura valoarea fiecărei componente. (rezistențele măsoară ohmii, ledul utilizează setarea diodei pentru a le aprinde). În acest fel, puteți verifica electric dacă nicio peliculă subțire de adeziv pentru autocolant sau silicon de turnare nu acoperă tampoanele de contact - abia vizibile cu ochiul liber.

În scurt:

• Slăbiți autocolantul pe o parte a sandwich-ului plexi-silicon + autocolant-plexi

• Îndepărtați placa de pornire și autocolantul din componentele încorporate din silicon

• Verificați componentele pentru expunerea neobstrucționată a tampoanelor conductive

• Întrucât am răsturnat stiva, toate etapele ulterioare trebuie îndeplinite cu straturile de proiectare oglindite (toate fișierele din acest tutorial au fost deja pregătite în consecință, nu sunt necesare alte adaptări)

Pasul 9: Mască Stencil pentru Stratul Conductiv de Sus

Momentul tău de adevăr! Să verificăm cât de bine te-ai descurcat în pașii anteriori.

Aplicați un autocolant nou pentru a vă acoperi complet placa de silicon cu contactele componente expuse. Așezați placa în tăietorul laser în timp ce marcajul său este văzut în colțul din dreapta sus și tăiați primul strat de circuit prin autocolant.

Dacă șablonul pe care îl tăiem în continuare se aliniază frumos cu componentele dvs., ați făcut bine în toți pașii anteriori. Dacă altfel.. Ei bine la naiba. Problemele se referă cel mai probabil la faptul că autocolantul dvs. nu stă plat în timpul aplicării siliconului și / sau la nealiniere semnificativă a celei de-a doua plăci purtătoare la prima placă purtătoare cu 2 pași înapoi. Măsurați câți mm nu sunteți și puteți corecta acest lucru prin plasarea proiectului în software-ul tăietorului laser.

Un rezumat, pentru confortul dumneavoastră:

• Tăiați autocolantul la dimensiune (aproximativ dimensiunile plăcii)

• Aplicați autocolant fără a introduce bule de aer

• Calibrați laserul pentru a tăia cu precizie autocolantul (8-9W)

• Tăiați urmele superioare ale circuitului de cupru cu tăietorul laser

• Îndepărtați autocolantul în zonele care trebuie făcute conductoare (urme de circuit, tampoane)

Pasul 10: Stratul conductiv superior

Vom lucra cu metalul lichid în acest pas. Asigurați-vă că spațiul dvs. de lucru este complet acoperit (de exemplu, cu ziar). Când vărsați metal lichid, devine o durere în a curățați-l. Nu există un solvent real pentru acesta și nici nu se înmoaie în bureți sau prosop de hârtie. Cel mai bine este să lucrezi cu adevărat curat și imediat după aceea să arunci ziarele pe care s-ar putea să fi vărsat-o. Cel mai bine purtați mănuși sau spălați-vă mâinile după aceea. Vor fi frotiuri.

În acest moment ar trebui să aveți un șablon definit corect. Asigurați-vă că se lipeste frumos de silicon la margini. Nu vrem să curgă metal lichid prin dedesubt.

Acum luați metalul lichid și o perie fină. Aplicați metalul lichid pe orificiile șablonului în frotiuri scurte (imagini pentru referință). Aceasta ar trebui să fie mai mult o acțiune de scufundare decât unghiul. Metalul lichid trebuie forțat să intre în contact strâns, astfel încât să poată adera bine. După ce ați acoperit modelul șablonului, luați rola și rulați surplusul de metal lichid în lateral. Acest lucru poate fi recuperat cu o mică pipetă de plastic.

În scurt:

• Asigurați-vă că autocolantul dvs. aderă bine în jurul marginilor zonelor expuse

• Curățați tampoanele expuse din silicon și componente cu alcool izopropilic

• Folosiți o pensulă pentru a acoperi aproximativ toate zonele expuse cu Galinstan

• Folosiți rola pentru a transforma galinstanul aplicat într-un strat uniform

• Recuperează excesul de galinstan înapoi în container

• Îndepărtați cu atenție șablonul autocolant

• Dacă în timpul îndepărtării Galinstan curge în zone în care nu ar trebui să fie, acoperirea dvs. a fost prea groasă. Curățați suprafața și reporniți la pasul 9.

Pasul 11: Primește partea inferioară a componentelor

Acest pas se explică de la sine. Ați aplicat deja grund de două ori înainte. Doar fă-o din nou. Focalizarea nu constă în foaia de silicon, ci în partea laterală a componentelor și în special a pieselor care nu au imprimat metal lichid. Lăsați grundul să se usuce și imediat după aceea continuați cu pasul 12.

• Utilizarea grundului de silicon Bison și peria de aer (Sealey Tools AB931)

• Pulverizați fundul componentelor expuse cu un strat subțire de grund

• Lăsați să se usuce și imediat după aceea continuați cu pasul 12

Pasul 12: Coat silicon cu strat / lama

Acesta este, de asemenea, mai mult la fel ca și înainte. Cel mai important aici este înălțimea pe care acoperiți lama. Stratul anterior (stratul component) avea 1 mm (ledul recomandat avea 0,7 mm grosime + 0,3 mm așa cum s-a sugerat anterior). Pentru fiecare strat de circuit se adaugă o înălțime de silicon de 0,5 mm deasupra, pentru a lăsa suficientă margine pentru acoperiri inegale cu metal lichid. Înălțimea pe care acoperiți lama aici devine, prin urmare, 1mm + 0,5mm = 1,5mm.

Etape detaliate pe scurt:

• Puneți setul de mastic acrilic în jurul perimetrului necesar al foii de silicon

• Se amestecă silicon poli-adițional cu platină de duritate 15 Shore 15

• Se toarnă în „piscină” de mastic, începând de la mijloc și pe toate componentele

• lama acoperă un strat de silicon cu înălțimea de 0,5 mm> grosimea curentului stivei

• Așteptați vindecarea siliconului

Pasul 13: Mască Stencil pentru stratul conductiv inferior

Și acum am intrat pe deplin în părțile ușoare! Ceea ce găsești aici este doar repetarea. Fiecare strat de circuit pe care îl aplicați deasupra este o repetare a pașilor efectuați pentru straturile de circuit anterioare. Aici trebuie să creați o mască șablon pentru stratul de circuit 2.

Fără prea multe elaborări:

• Tăiați autocolantul la dimensiune (aproximativ dimensiunile plăcii)

• Aplicați autocolant fără a introduce bule de aer

• Tăiați urmele circuitului de cupru de jos cu tăietorul laser (calibrarea W à)

• Îndepărtați autocolantul în zonele care trebuie făcute conductoare (urme de circuit, tampoane)

• Asigurați-vă că autocolantul dvs. aderă bine în jurul marginilor zonei expuse

• Curățați siliconul expus cu izopropilacohol

Pasul 14: VIA de sus în jos

Singura noutate constă în locurile în care avem nevoie de o conexiune între 2 straturi de circuit ulterioare. În jargon, acestea sunt denumite pe scurt accesul de interconectare verticală sau VIA. Pentru a crea o via, trebuie să tăiați o deschidere în silicon care acoperă un strat de circuit anterior. Atunci când imprimați metal lichid nou deasupra pentru următorul strat de circuit, acesta va curge în această deschidere și se va conecta electric.

Mai întâi va trebui să calibrați (consultați: calibrare) laserul pentru a tăia cu precizie stratul de acoperire din silicon de deasupra stratului de circuit anterior. Apoi, decupați VIA conform fișierului furnizat aici. Îndepărtați fiecare decupaj al stratului de acoperire din silicon cu o pensetă și treceți la pasul următor: imprimarea unui nou strat de circuit de metal lichid deasupra!

Crearea VIA, o versiune scurtă:

• Cu masca șablon de strat conductiv de jos gata

• Calibrați laserul pentru a tăia cu precizie stratul de silicon pentru a expune stratul conductiv superior (12-17W)

• Tăiați VIA-urile din silicon, acolo unde stratul conductiv superior și inferior trebuie să fie interconectat

• Îndepărtați siliconul tăiat pentru a expune stratul conductiv superior

Pasul 15: Stratul conductiv inferior

Din nou, asigurați-vă că spațiul dvs. de lucru este acoperit atunci când lucrați cu metal lichid. Acest lucru va face mult mai ușor să faceți față deversărilor.

Imprimarea acestui strat este din nou o repetare a eforturilor anterioare. Asigurați-vă că șablonul se lipeste frumos de silicon la margini. Nu vrem să curgă metal lichid prin dedesubt. Folosiți din nou acțiunea de scufundare pentru a aplica metal lichid pe orificiile șablonului cu o perie fină. Luați rola și rulați surplusul de metal lichid în lateral. Recuperați pete mari de metal lichid cu o pipetă de plastic.

O altă versiune TL; DR:

• Folosiți o pensulă pentru a acoperi aproximativ toate zonele expuse cu Galinstan

• Folosiți rola pentru a transforma galinstanul aplicat într-un strat uniform

• Îndepărtați cu atenție șablonul autocolant

• Dacă în timpul îndepărtării Galinstan curge în zone în care nu ar trebui să fie, acoperirea dvs. a fost prea groasă. Curățați suprafața și reporniți la pasul 13.

• Utilizați pensula pentru a atinge fiecare VIA și asigurați-vă că straturile conductoare superioare și inferioare sunt conectate

Pasul 16: Coat silicon cu strat / lama

Poți începe să te entuziasmezi acum! Acesta este stratul nostru final de silicon de turnare, ceea ce înseamnă că circuitul tău moale este aproape terminat! Acest lucru l-ați făcut deja de două ori înainte. Așa că o voi ține scurtă și vă voi spune la ce înălțime ar trebui să vizați acoperirea lamei. Avem deja un strat component de 1 mm grosime și un prim strat de 0,5 mm grosime. Acest strat de circuit ar trebui să aibă și grosimea de 0,5 mm. Prin urmare, acoperirea lamei la grosimea totală de 2 mm în acest pas!

Circuit rapid:

• Puneți setul de mastic acrilic în jurul perimetrului necesar al foii de silicon

• Se amestecă silicon poli-adițional cu platină de duritate 15 Shore 15

• Se toarnă în „piscină” de mastic, începând de la mijloc și pe toate componentele

• lama acoperă un strat de silicon cu înălțimea de 500um> grosimea curentă a stivei

• Așteptați vindecarea siliconului

Pasul 17: tampoane de contact

În timp ce dispozitivele din silicon pot încorpora energie (baterie) și procesare (microcontroler), pentru simplitatea acestui exemplu, adăugăm conectori externi pentru a furniza energie LED-urilor. În acest pas vom tăia siliconul până la contactele pe care le-am încorporat în interior. Din nou, va trebui să calibrați laserul (consultați: calibrare) pentru a nu deteriora straturile subiacente. După ce ați făcut tăieturile, rupeți tăieturile din silicon cu o pensetă. Apoi, răzuieți reziduurile de silicon în exces ale contactelor dvs. și curățați-le cu tampoane de bumbac și aplicați lipirea contactelor pentru o fiabilitate suplimentară.

Tampoane de contact, o poveste scurtă:

• Calibrați laserul pentru a tăia stratul de silicon și a expune contactele cu bandă de cupru (20-30W)

• Tăiați contactele circuitului cu tăietorul laser

• Îndepărtați siliconul din zonele decupate

• Curățați tampoanele de cupru expuse cu un solvent cu uscare rapidă

• Aplicați lipirea pe tampoanele expuse până când contactele se apropie de silicon. Continuați să revindeți în timp ce răzuieți excesul de silicon al contactelor și curățați murdăria până când lipirea se lipește de tampon.

Pasul 18: Eșantion tăiat gratuit

E timpul să vă eliberați circuitul moale de pe placa de transport! Deoarece placa noastră de transfer nu a fost acoperită cu grund sub circuitul nostru moale, tot ce trebuie să facem este să tăiem laturile și să le putem scoate. Utilizați fișierul tăiat atașat prin prezenta pentru tăierea eșantionului. Repetați tăierile cu o putere crescândă până când proba se eliberează. Z-offset-ul laserului dvs. ar trebui să fie -1 (jumătate din înălțimea stivei). Când decupajul eșantionului este complet realizat, ridicați un colț dintr-o parte și apoi tăiați circuitul moale liber de toate accesoriile de sub care s-au format în orificiile de aer ale plăcii purtătoare. Uitați-vă bine la el: primul dvs. dispozitiv din silicon! Un circuit conform, extensibil și moale!

Eșantion tăiat gratuit în puncte glonț:

• Calibrați laserul pentru a tăia stiva de silicon completă (40-60W)

• Tăiați conturul eșantionului cu tăietorul laser

• Ridicați proba de pe placă în timp ce tăiați-o manual, fără atașamente de silicon care s-au format în găurile de aer ale plăcii de transfer

Pasul 19: admirați

Acum conectați dispozitivul din silicon la o sursă de alimentare de 5V. Fiecare cale a conectorului-rezistor-led-conector are o nevoie separată de energie. Puteți conecta ambele în paralel. Trebuie doar să urmăriți polaritatea ledului dvs. și să potriviți conexiunile de alimentare în consecință. Odată ce circuitul dvs. soft este alimentat, ledul albastru ar trebui să se aprindă.

Dă o întindere circuitului tău! Dacă ați făcut-o bine, ar trebui să atingeți cu ușurință 50% tensiune fără a afecta circuitul. Punctul principal al defecțiunii va fi plăcuțele dvs. de contact, deoarece acestea sunt realizate din folii rigide care se sfâșie cu tulpini mari.

Următoarele adjective se potrivesc cu dispozitivul dvs. din silicon:

•Flexibil

• Soft / extensibil

•Auto vindecare

•Translucid

• Complet încapsulat

Domenii de aplicare pe care le prevăd: patch-uri de biomonitorizare (pe piele), articole portabile, dispozitive din silicon încorporate în textile, circuite electronice care acoperă articulații mecanice, electronice de conducere sau de detectare pentru roboți moi, …

Ce aplicații vi se par potrivite pentru aceste tipuri unice de circuite soft? Anunțați-mă în comentarii! Abia aștept să văd cu ce veniți voi. Spuneți-mi dacă construiți ceva unic. Cine știe că aș putea să-ți dau câteva sfaturi!

Mult noroc experimentând, Noroc, Noagels