Peranti Silikon: 19 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Peranti Silikon memberikan kelebihan awal elektronik lembut dan regangan melalui pendekatan mesra Pembuat. Dengan mengikuti Instructable ini, anda akan mempelajari kemahiran asas yang diperlukan untuk membuat litar elektronik lembut anda sendiri. Fikirkan Baymax! Dia visi masa depan yang baik untuk robot lembut yang hanya akan menjadi kenyataan dengan mengembangkan litar elektronik lembut.

"Tahan Noagels … Apa sebenarnya yang kamu maksudkan dengan 'fokus elektronik litar lembut' ini?"

Singkatnya, elektronik yang boleh diregangkan berjanji untuk menormalkan cara kita dikelilingi oleh dan berinteraksi dengan peranti kita. Mereka secara harfiah adalah litar elektronik yang lembut dan 'tegang' yang membuka kemungkinan baru dalam Interaksi Manusia-Komputer dan merupakan teknologi pendorong utama di sebalik Soft Robotics.

Peranti Silikon merupakan pendekatan fabrikasi yang unik kerana membawa teknologi kepada komuniti Pembuat yang dulu tinggal di kumpulan penyelidikan saintifik. Tentu saja, proses fabrikasi yang ditunjukkan oleh Silicone Devices bukan satu-satunya jalan menuju elektronik yang mudah diregangkan dan lembut dan juga bukan yang baru. Sains berfungsi secara berperingkat. Salah satu langkah kami yang diambil adalah menjadikan teknologi mudah dilaksanakan dan menjangkau Pembuat di seluruh dunia. (Ini bermaksud anda. Di sini, sekarang juga!) Melalui pendekatan fabrikasi kami, anda boleh membuat litar lembut anda sendiri. Peranti Silikon menyokong kemasukan mikrokontroler, komponen I / O dan sumber kuasa yang semuanya digabungkan ke dalam peranti yang berdiri sendiri.

Karya ini disatukan melalui kerjasama Raf Ramakers, Kris Luyten, Wim Deferme dan Steven Nagels (itu saya) di Hasselt University, Belgium. Teknik yang disajikan dalam instruksional ini diterbitkan di tempat utama dalam interaksi manusia-komputer: Faktor Manusia dalam Sistem Pengkomputeran (CHI 2018). Instruksional ini bertujuan untuk menyampaikan hasil penyelidikan kami di luar komuniti akademik. Terdapat maklumat yang lebih mendalam untuk dibaca, jika anda mahu: Berikut adalah halaman projek Peranti Silikon, penerbitan akademik lengkap boleh didapati di sini, dan latar belakang yang lebih umum mengenai fabrikasi elektronik elastik berasaskan interkoneksi boleh didapati di sini.

Walau bagaimanapun - untuk memastikan anda tidak TL; DR - mari kita mulakan perniagaan!

Apa yang anda perlukan:

• Akses ke pemotong laser CO2 Fablab atau Makerspace (rujukan: 60W Trotec Speedy 100R)
• Airbrush (preffered) atau botol semburan (alternatif yang lebih mudah diakses)
• kepingan akrilik / PMMA / plexiglass (cukup untuk memotong 2 kotak 280x280mm) kami telah menggunakan ketebalan 3mm, apa-apa dari 1.5mm dan seterusnya mesti berfungsi
• Pelekat vinil hitam (cukup untuk memotong 4 kotak sekitar 260x260mm) (kami menggunakan MacTac 8900 Pro Matte hitam)
• Semburan pelepasan acuan (Voss Chemie Trennspray, Smooth-on Ease Release)
• Logam cair: Galinstan (yang terbaik adalah menyimpan 10g di tangan, bergantung kepada seberapa boros anda, anda mungkin menggunakan jumlah melebihi 5g)
• 2 pcs 3ml pipet pakai buang untuk mengambil Galinstan dari bekasnya ke stensil
• Berus cat halus, seperti dari set ini
• Roller gummi lembut (juga disebut rubber brayer '', seperti ini)
• Primer silikon (Bison Silicone Primer diuji, penyokong lekatan 3M AP596 mungkin juga berfungsi)
• Tiub sealant silikon + dispenser murah (caulk gun)
• Silikon penyembuhan cepat 2 komponen berasaskan platinum (Silicones dan lebih banyak diuji, alternatif DragonSkin 10) Dengan menggunakan fail reka bentuk yang disediakan, anda tidak boleh melebihi 150g. Sebilangan besar kit bagaimanapun dijual dalam kuantiti 1kg.
• 3 cawan pencampuran (> 100ml) dan batang pengadun (6 "paling sesuai)
• Skala tepat hingga 0.1 atau 0.001 gram (yang mudah alih ini melakukan silap mata)
• Ketinggian pelapis yang boleh dikonfigurasi tinggi atau potongan laser versi DIY dalam ketinggian 1mm, 1.5mm dan 2mm (TODO, super pendek terpisah
• 2 LED berprofil rendah bersaiz 1206 (Digikey, Farnell)
• 2 perintang 100 ohm bersaiz 2010 (Digikey, Farnell)
• Pita tembaga atau aluminium. Kerajang lebih baik (jika gam pita perlu dicuci)
• Pinset halus
• pisau X-acto

• Pita Magic Scotch

Tutorial ini masuk ke dalam perincian yang cukup tinggi! Jangan tolak jumlah langkah atau keterangan panjang. Oleh kerana kita menutup sistem kita dengan silikon, sukar untuk memperbaiki kesalahan yang menjadi jelas pada fasa ujian. Oleh itu, anda mesti membaca setiap langkah dengan teliti dan melakukannya dari awal. Keseluruhan proses tidak boleh memakan masa lebih dari 2 jam jika anda selalu menggunakan semua alat dan menggunakan silikon pemutus dengan masa penyembuhan selama 15 minit.

Tutorial ini menggunakan reka bentuk Perisian Silikon yang sangat asas, yang terdiri daripada 4 pad kontak, 2 LED dan 2 VIA sebagai contoh berjalan. Hasil akhir ditunjukkan dalam foto dan video di atas. Walaupun reka bentuk ini cukup asas, pendekatan fabrikasi DIY kami menyokong banyak jenis komponen SMD dan sebilangan lapisan. Oleh itu, pendekatan kami menimbang rangkaian lenturan dari kerumitan seperti yang ditunjukkan oleh contoh reka bentuk dalam video youtube yang dihubungkan pada awal arahan ini.

Semua fail reka bentuk (digabungkan sebagai.zip) di sini. Penyusunan arahan pdf tunggal berguna di sini.

Langkah 1: Pemula Lasercut + Plat Pemindahan

Sebagai langkah pertama, anda perlu meletakkan beberapa plat pembawa yang tegar untuk diusahakan.

Mengapa anda memerlukan 2 pinggan? Nah, setelah membuat lapisan komponen pada plat permulaan yang halus, kita akan melekatkan kepingan silikon dengan komponen di dalamnya ke plat pemindahan, membalikkan timbunan ke atas, melepaskan plat permulaan yang halus dan dengan demikian mendedahkan komponen dari bahagian belakangnya. Plat pemindahan mempunyai lubang kecil untuk membolehkan udara keluar ketika ke lapisan silikon basah pada langkah 7.

Permintaan ke plat pembawa:

• Perlu ukuran yang sama untuk penjajaran yang tepat dalam langkah pemindahan

• Saiz: 280x280mm

• Bahan: akrilik jernih (kaca PMMA atau Plexi)

• Tandakan plat permulaan di sudut kiri atas, pindahkan plat di kanan atas

Langkah 2: Memasak Plat Permulaan untuk Komponen

Kami akan mula membina litar kami di plat permulaan yang lancar dalam langkah ini. Walau bagaimanapun, kami mahu mengeluarkan plat ini semula. Oleh itu, anda harus memulakan dengan menyemburkan lapisan nipis semburan pelepasan acuan ke seluruh permukaan plat permulaan. Selepas itu, ambil pelekat vinil hitam dengan ukuran beberapa sentimeter di bawah plat permulaan anda. Kemudian kupas kertas pelekat dan letakkan pelekat itu di atas dan di tengah plat permulaan; melekit ke atas. Lekatkan pelekat di tempatnya dengan pita scotch (berhati-hati agar tidak terlalu keras pada pita kerana ini akan menyebabkan kerutan di permukaan pelekat anda). Selesaikan dengan lapisan semburan pelepas acuan yang lain di atas permukaan melekit. Pastikan muncung berada sekitar 20 cm di atas permukaan dan semburkan lapisan yang lancar dan berterusan. Petua: semburkan dua kali dan dengan corak grid yang bertindih!

Menyiapkan plat permulaan:

• Potong pelekat mengikut ukuran (kira-kira 2cm lebih kecil daripada dimensi plat)

• Letakkan muatan statik pada pelekat dan pinggan dengan menggosok dengan kain kapas atau tuala kertas, ini akan menjadikannya rata rata

• Lepaskan plat permulaan semburan (dua kali dan dalam corak grid)

• Pelekat pita Scotch ke plat permulaan, melekit ke atas

• Markah penempatan komponen skor dengan pemotong laser (P = 6-7) JANGAN LEPASKAN MELALUI

• Lepaskan lembaran melekit semburan (dua kali dan dalam corak grid)

Langkah 3: Plat Pemindahan Persiapan untuk Lekapan Selektif

Untuk menjamin keselarasan yang betul selama semua langkah selepas langkah 7, kita akan meminta silikon kita membuat ikatan yang kuat dengan plat pemindahan di lokasi di luar garis besar litar lembut kita. Ikatan kuat ini diperoleh dengan melakukan pra-perawatan plat pemindahan dengan Bison Silicone Primer. Pada akhir proses bina, anda ingin dengan mudah memisahkan litar lembut anda dari plat binaan dan dengan itu tidak terikat dengannya. Oleh itu, kita perlu memastikan kawasan yang dihuni oleh litar lembut kita tidak mengandungi bahan primer. Kami melakukan ini dengan menutup kawasan ini semasa menyemburkan primer dengan pelekat yang dipotong mengikut ukuran. Topeng ini diperoleh dengan melekatkan pelekat (cara normal, melekit ke bawah) ke seluruh permukaan plat pemindahan dan seterusnya laser memotong garis litar + bentuk margin 5mm keluar dari pelekat. Bahan pelekat yang berlebihan dikeluarkan.

Ingat:

• Potong pelekat mengikut ukuran (kira-kira dimensi plat)

• Sapukan pelekat tanpa memasukkan gelembung udara

• Reka bentuk harus dicerminkan (pinggan akan diletakkan menghadap ke bawah)

• Potong topeng primer (garis besar papan + margin 5mm) dengan pemotong laser (8-9W)

• Tanggalkan pelekat secara terpilih untuk memaparkan plexi yang mendasari. Tinggalkan bahagian pelekat yang meliputi kawasan papan litar.

Langkah 4: Penempatan Komponen

Ciri yang agak berlawanan dengan intuisi adalah memulakan komponen sebelum jejak konduktif. Letakkan kedua-dua perintang dan led seperti yang ditunjukkan dalam gambar yang disediakan di sini.

Mengapa kita meletakkan komponen terlebih dahulu? Kami memerlukan komponen kami dipautkan dengan baik dengan bahan silikon di sekelilingnya. Di bahagian atas dan sisi ini mudah dicapai. Di bahagian bawah, bagaimanapun, kami ingin mengikat silikon kami ke komponen di mana sahaja kecuali pada tempat yang akan dihubungi oleh jejak konduktif. Salah satu cara untuk mencapainya adalah dengan, akibatnya, a) menyisipkan dan mengikat bahagian atas komponen dalam kepingan silikon, b) membalikkan timbunan untuk mendedahkan pad sentuhan setiap komponen, c) menggunakan jejak konduktif dan hanya selepas itu d) mengikat selebihnya permukaan permukaan komponen yang terdedah kepada lapisan silikon pemutus kedua. Langkah-langkah ini a) b) c) dan d) dibincangkan lebih lanjut di I'ble.

Garis panduan umum untuk langkah ini:

• Letakkan komponen mengikut reka bentuk litar pada plat permulaan. Tolak komponen dengan kuat melalui lapisan pelepas yang disembur ke lapisan pelekat pelekat. Dengan cara ini ia tetap di tempatnya.

• Komponen mestilah SMD. Sebaiknya saiz 2010 atau lebih besar. Jarak pada pin tetangga IC tidak boleh di bawah 0.8mm. Pakej TQFN adalah had bawah.

• Setiap komponen yang ditempatkan harus mempunyai pad sentuhannya dalam bidang dengan lapisan pelekat pelekat

Langkah 5: Permohonan Primer

Menggunakan primer adalah langkah penting yang tidak dapat dihilangkan. Tanpa kepatuhan yang baik antara komponen dan silikon di sekitarnya, regangan akan membuat silikon yang longgar di sekitar setiap komponen. Pemasangan yang longgar ini akan membolehkan logam cair mengalir di pad sentuhan dan dengan itu memperkenalkan seluar pendek. Lapisan Bison Silicone Primer yang nipis dan seragam hendaklah sepenuhnya menutup semua bahagian komponen yang terdedah yang rata di atas pelekat.

Untuk pertimbangan anda:

• Gunakan Bison Silicone Primer dan berus udara (Sealey Tools AB931)

• Semburkan komponen pada plat permulaan dengan lapisan nipis dari setiap sudut

• Biarkan kering dan teruskan dengan langkah 6 untuk penyambungan silang yang optimum

Langkah 6: Silicone Coat Cast / blade

Seterusnya: membuang silikon ke seluruh komponen kami! Ketebalan lapisan ini perlu lebih kurang 300 mikron daripada ketebalan komponen paling tebal anda. Untuk komponen yang dinyatakan pada awal I'ble ini, ini bermaksud 1mm. Untuk mencapai ketebalan yang diperlukan ini, kita akan menggunakan bar banjir yang kita sapu di permukaan pada ketinggian ini. (Untuk minda ingin tahu: istilah jargon untuk ini adalah lapisan pisau).

Melancarkan silikon sendiri tidak likat. Saya tidak akan tetap bentuk setelah memberikan ketinggian tertentu. Oleh itu, sejenis 'kolam renang' dari mastic akrilik yang lebih likat (silikon sealant) digunakan. Kami tidak mahu memasukkan sealant ini ke dalam sampel kami: itulah sebabnya kami akan melapisi dua kali dan dari tengah ke luar.

Senarai peluru:

• Letakkan kit mastic akrilik di sekitar perimeter kepingan silikon yang diperlukan

• Campurkan silikon komponen kekerasan platinum polium 2 komponen shore 15

• Tuangkan ke 'kolam' mastic, bermula dari tengah dan pada semua komponen

• bilah lapisan lapisan silikon dengan ketinggian 300um> komponen tertinggi

• Tunggu silikon sembuh

Langkah 7: Mematuhi Plat Pemindahan

Hei, anda melakukan pekerjaan yang hebat setakat ini! Biasanya pada ketika ini terdapat silikon, kepingan berisi komponen yang tersenyum menghadap anda. Komponen hendaklah ditutup sepenuhnya dengan silikon dan kenalan bawahnya rata di atas piring pembawa kaca plexi dengan pelekat vinil di antara mereka. Sekarang mari buka timbunan ini dan dedahkan kenalan tersebut!

* masukkan amaran ketidaksejajaran di sini *

Apa yang kita ada pada saat ini adalah selembar komponen yang diletakkan tepat (anda melakukan pekerjaan yang tepat, bukan?) Mengikut reka bentuk digital yang sejajar dengan sudut kiri atas plat pembawa anda. Kita sekarang perlu meletakkan piring kedua di atas, melekat kepingan silikon padanya, membalikkan timbunan dan mengeluarkan plat pembawa pertama - semuanya tanpa kehilangan penjajaran sudut ini! Anda akan melihat ini lebih mudah daripada kedengarannya. Pastikan anda mempunyai sudut yang baik atau sudut lurus di mana anda boleh mendorong pelat ke arah sejajar.

Mula-mula kita perlu menyemburkan plat pembawa kedua kita (yang mempunyai lubang udara) di mana anda sudah meletakkan pelekat vinil dan dipotong sehingga membentuk topeng primer. Semburkan dengan corak yang sekata dan berterusan. Selepas itu, tanggalkan pelekat topeng primer.

Sekarang ambil pinggan anda dengan papak yang berisi komponen. Sejajarkan sudut kiri atas ke sudut kanan atau lurus anda. Seterusnya, campurkan sedikit lagi silikon (kira-kira 50 ml akan baik). Tuangkan di atas papak silikon dan menyebarkannya ke lapisan yang lebih kurang sama. Seterusnya, ambil piring pembawa kedua (dengan lubang udara) yang baru kita siapkan. Sudut kanan talinya ditandai beberapa langkah ke belakang. Letakkan di atas plat pertama yang disembur ke bawah dan dengan sudut yang ditandakan juga ke bawah sejajar dengan tanda kiri atas pada plat permulaan. Tekan ke bawah, peras gelembung udara dan terus meluruskan piring di antara. Menekan lebih banyak silikon melalui lubang menjadikan gelembung udara kurang dan ikatan yang lebih baik. Secara kebetulan, bagaimanapun, ini juga bermaksud lebih banyak kesukaran bagi anda apabila mengalihkan plat ke dalam pelurusan. Jadi sejajarkan dahulu, kemudian mulailah menghirup udara.

Akhirnya, tunggu silikon sembuh.

Gambaran keseluruhan senarai pendek:

• Plat pemindahan semburan dengan primer. Tanggalkan topeng primer

• Campurkan silikon komponen kekerasan platinum polium 2 komponen shore 15

• Sapukan lapisan sekata pada komponen yang sekarang disembuhkan yang mengandungi kepingan silikon, kira-kira. Tebal 1mm

• Pindahkan piring, bahagian bawah ke bawah

• Sejajarkan dengan plat permulaan

• Tekan tekanan, peras udara

• Periksa semula penjajaran

• Tunggu silikon sembuh

Langkah 8: Keluarkan Plat Permulaan

Bahagian penting sudah berakhir. Mari kita lakukan sehingga kita dapat mengesahkan kemahiran penjajaran anda!

Ambil sandwic plexi-silicone-sticker-plexi anda, gunakan pisau pemotong untuk melonggarkan pita scotch di tepi pelekat vinil anda. Plat pemula kaca plexi harus dikeluarkan dengan mudah sekarang. Sekiranya ini tidak berlaku, gunakan objek rata di antara pelekat dan pinggan anda atau di antara kedua-dua plat untuk melonggarkan timbunan. Berhati-hatilah untuk tidak merobek timbunan silikon anda dari piring kedua (dengan lubang) kerana ini akan menyebabkan ketidakseimbangan.

Sekiranya komponen diletakkan dengan betul - mematuhi pelekat - dan proses silikon dilakukan dengan cukup berhati-hati untuk tidak merobek komponen dari tempatnya; anda sekarang harus mempunyai komponen anda dengan bahagian belakangnya yang terdedah dengan baik!

Gunakan multimeter untuk mengukur nilai setiap komponen. (perintang mengukur ohm, tetapan diod penggunaan led untuk menyalakannya). Dengan cara ini, anda dapat mengesahkan secara elektrik jika tiada pelekat pelekat pelekat pelekat atau silikon pelindung yang menutupi pad sentuhan - hampir tidak dapat dilihat dengan mata kasar.

Ringkasnya:

• Longgarkan pelekat di satu sisi sandwic plexi-silicone + sticker-plexi

• Kupas pelat permulaan dan pelekat dari komponen tertanam silikon

• Periksa komponen untuk pendedahan pad konduktif yang tidak terhalang

• Oleh kerana kami telah membalik timbunan, semua langkah selanjutnya perlu dipenuhi dengan lapisan reka bentuk yang dicerminkan (semua fail dalam tutorial ini sudah disiapkan dengan sewajarnya, tidak perlu penyesuaian lebih lanjut)

Langkah 9: Topeng Stensil untuk Lapisan Konduktif Teratas

Detik kebenaran anda! Mari periksa sejauh mana prestasi anda pada langkah sebelumnya.

Sapukan pelekat baru untuk menutup sepenuhnya kepingan silikon anda dengan kenalan komponen yang terdedah. Letakkan piring ke pemotong laser anda semasa penandaannya dilihat di sudut kanan atas dan potong lapisan litar pertama melalui pelekat.

Sekiranya stensil yang kami potong seterusnya sesuai dengan komponen anda, anda telah melakukannya dengan baik dalam semua langkah sebelumnya. Sekiranya sebaliknya.. Baiklah. Masalah mungkin berkaitan dengan pelekat anda yang tidak rata semasa penggunaan silikon dan / atau ketidaksejajaran ketara plat pembawa kedua ke plat pembawa pertama 2 langkah ke belakang. Ukur berapa mm anda berada dan anda boleh membetulkannya melalui penempatan reka bentuk dalam perisian pemotong laser.

Ringkasan, untuk kemudahan anda:

• Potong pelekat mengikut ukuran (kira-kira dimensi plat)

• Sapukan pelekat tanpa memasukkan gelembung udara

• Kalibrasi laser untuk memotong pelekat dengan tepat (8-9W)

• Potong jejak litar tembaga atas dengan pemotong laser

• Tanggalkan pelekat di kawasan yang perlu dibuat konduktif (jejak litar, pad)

Langkah 10: Lapisan Konduktif Teratas

Kami akan bekerjasama dengan logam cair dalam langkah ini. Pastikan ruang kerja anda ditutup sepenuhnya (misalnya dengan surat khabar). Apabila anda menumpahkan logam cair, menjadi sakit untuk membersihkannya kembali. Tidak ada pelarut sebenar untuknya dan juga tidak meresap ke dalam span atau tuala kertas. Yang terbaik adalah bekerja dengan betul-betul bersih dan selepas itu buang surat khabar yang mungkin anda tumpah. Pakai sarung tangan terbaik atau basuh tangan anda selepas itu. Akan ada smear.

Pada tahap ini anda harus mempunyai stensil yang ditentukan dengan betul. Pastikan ia melekat dengan baik pada silikon di tepinya. Kami tidak mahu logam cair mengalir di bawahnya.

Sekarang ambil logam cair dan berus halus. Sapukan logam cair ke bukaan stensil dengan smear pendek (gambar untuk rujukan). Ini harus lebih merupakan tindakan mencelupkan daripada memburuk-burukkan. Logam cair harus dipaksa untuk terkena rapat sehingga dapat melekat dengan baik. Setelah menutup corak stensil anda, ambil roller dan gulung lebihan logam cair ke sisi. Ini dapat dipulihkan dengan pipet plastik kecil.

Ringkasnya:

• Pastikan pelekat anda melekat di tepi kawasan yang terdedah

• Bersihkan pelindung silikon dan komponen yang terdedah dengan isopropil alkohol

• Gunakan berus cat untuk menutup hampir semua kawasan yang terdedah dengan Galinstan

• Gunakan roller untuk menghidupkan galinstan yang digunakan ke lapisan yang sekata

• Kembalikan galinstan berlebihan ke bekasnya

• Tanggalkan stensil pelekat dengan berhati-hati

• Sekiranya semasa penyingkiran Galinstan mengalir ke kawasan yang tidak sepatutnya, lapisan anda terlalu tebal. Bersihkan permukaan dan mulakan semula pada langkah 9.

Langkah 11: Bahagian Komponen Perdana

Langkah ini cukup jelas. Anda telah menggunakan primer dua kali sebelumnya. Lakukan sekali lagi. Fokus tidak terletak pada kepingan silikon tetapi pada bahagian bawah komponen dan terutama bahagian yang tidak mempunyai logam cair yang dicetak di atasnya. Biarkan primer kering dan segera setelah meneruskan langkah 12.

• Menggunakan Bison Silicone Primer dan berus udara (Sealey Tools AB931)

• Semburkan bahagian bawah komponen yang terdedah dengan lapisan primer nipis

• Biarkan kering dan segera setelah meneruskan langkah 12

Langkah 12: Silicone Coat Cast / blade

Yang ini juga sama seperti yang anda lakukan sebelumnya. Yang paling penting di sini adalah ketinggian di mana anda memotong kot. Lapisan sebelumnya (lapisan komponen) adalah 1mm (lekapan yang disarankan tebal 0.7mm + 0.3mm seperti yang disarankan sebelumnya). Untuk setiap lapisan litar, silikon ketinggian 0,5 mm ditambahkan di atas untuk meninggalkan margin yang cukup untuk lapisan yang tidak rata dengan logam cair. Oleh itu, ketinggian lapisan pisau di sini menjadi 1mm + 0.5mm = 1.5mm.

Langkah terperinci secara ringkas:

• Letakkan kit mastic akrilik di sekitar perimeter kepingan silikon yang diperlukan

• Campurkan silikon komponen kekerasan platinum polium 2 komponen shore 15

• Tuangkan ke 'kolam' mastic, bermula dari tengah dan pada semua komponen

• pisau melapisi lapisan silikon dengan ketinggian 0.5mm> ketebalan timbunan semasa

• Tunggu silikon sembuh

Langkah 13: Topeng Stensil untuk Lapisan Konduktif Bawah

Dan sekarang kita sudah memasuki bahagian mudah! Apa yang anda dapati di sini adalah pengulangan. Setiap lapisan litar yang anda gunakan di atas adalah pengulangan langkah yang dilakukan untuk lapisan litar sebelumnya. Di sini anda perlu membuat topeng stensil untuk lapisan litar 2.

Tanpa penerangan yang terlalu banyak:

• Potong pelekat mengikut ukuran (kira-kira dimensi plat)

• Sapukan pelekat tanpa memasukkan gelembung udara

• Potong jejak litar tembaga bawah dengan pemotong laser (penentukuran W)

• Tanggalkan pelekat di kawasan yang perlu dibuat konduktif (jejak litar, pad)

• Pastikan pelekat anda melekat di tepi kawasan yang terdedah

• Bersihkan silikon yang terdedah dengan isopropylacohol

Langkah 14: VIA bahagian atas

Cuma kebaruan terletak pada tempat di mana kita memerlukan hubungan antara 2 lapisan litar berikutnya. Dalam istilah ini disebut Vertical Interconnect Access atau VIA untuk jangka pendek. Untuk membuat jalan masuk, anda harus memotong bukaan di silikon yang meliputi lapisan litar sebelumnya. Apabila anda mencetak logam cecair baru di atas untuk lapisan litar seterusnya, ia akan mengalir ke bukaan ini dan menyambung secara elektrik.

Mula-mula anda perlu mengkalibrasi (rujuk: penentukuran) laser untuk memotong lapisan penutup silikon dengan tepat di atas lapisan litar sebelumnya. Kemudian potong VIA mengikut fail yang disediakan dengan ini. Tanggalkan setiap potongan lapisan penutup silikon dengan pinset dan teruskan ke langkah seterusnya: mencetak lapisan litar logam cecair baru di atas!

Membuat VIA, versi pendek:

• Dengan topeng stensil lapisan konduktif bawah siap

• Kalibrasi laser untuk memotong lapisan silikon dengan tepat untuk mendedahkan lapisan konduktif atas (12-17W)

• Potong VIA di seluruh silikon di mana lapisan konduktif atas dan bawah perlu saling berkaitan

• Tanggalkan silikon yang telah dipotong untuk memaparkan lapisan konduktif atas

Langkah 15: Lapisan Konduktif Bawah

Sekali lagi, pastikan ruang kerja anda ditutup ketika bekerja dengan logam cair. Ini akan menjadikannya lebih mudah untuk menangani tumpahan.

Mencetak lapisan ini sekali lagi merupakan pengulangan usaha sebelumnya. Pastikan stensil melekat dengan baik pada silikon di tepinya. Kami tidak mahu logam cair mengalir di bawahnya. Gunakan tindakan mencelupkan lagi untuk meletakkan logam cair pada bukaan stensil dengan berus halus. Ambil roller dan gulung lebihan logam cecair ke sisi. Pulihkan gumpalan besar logam cair dengan pipet plastik.

Versi TL; DR lain:

• Gunakan berus cat untuk menutup hampir semua kawasan yang terdedah dengan Galinstan

• Gunakan roller untuk menghidupkan galinstan yang digunakan ke lapisan yang sekata

• Tanggalkan stensil pelekat dengan berhati-hati

• Sekiranya semasa penyingkiran Galinstan mengalir ke kawasan yang tidak sepatutnya, lapisan anda terlalu tebal. Bersihkan permukaan dan mulakan semula pada langkah 13.

• Gunakan kuas cat untuk menyentuh setiap VIA dan pastikan lapisan konduktif atas dan bawah tersambung

Langkah 16: Silicone Coat Cast / blade

Anda boleh mula bersemangat sekarang! Ini adalah lapisan akhir silikon pemutus kami, yang bermaksud litar lembut anda hampir selesai! Ini telah anda lakukan dua kali sebelumnya. Oleh itu, saya akan memastikannya pendek dan memberitahu anda berapa tinggi yang harus anda tuju untuk lapisan pisau. Kami sudah mempunyai lapisan komponen tebal 1mm dan lapisan litar pertama tebal 0.5mm. Lapisan litar ini juga hendaklah setebal 0.5mm. Oleh itu pelapis pisau dengan ketebalan total 2mm dalam langkah ini!

Trek laju:

• Letakkan kit mastic akrilik di sekitar perimeter kepingan silikon yang diperlukan

• Campurkan silikon komponen kekerasan platinum polium 2 komponen shore 15

• Tuangkan ke 'kolam' mastic, bermula dari tengah dan pada semua komponen

• bilah lapisan lapisan silikon dengan ketinggian 500um> ketebalan timbunan semasa

• Tunggu silikon sembuh

Langkah 17: Hubungi Pad

Walaupun Peranti Silikon dapat menanamkan kuasa (bateri) dan pemprosesan (mikrokontroler), untuk kesederhanaan contoh ini, kami menambahkan penyambung luaran untuk membekalkan kuasa ke LED. Pada langkah ini kita akan memotong silikon hingga ke kenalan yang telah kita masukkan ke dalamnya. Sekali lagi anda perlu mengkalibrasi laser (rujuk: penentukuran) agar tidak merosakkan lapisan yang mendasari. Apabila anda telah membuat potongan, koyakkan potongan silikon dengan pinset. Kemudian gosokkan sisa silikon kenalan anda dan bersihkan dengan pelapik kapas dan sapukan pateri pada kenalan untuk mendapatkan kebolehpercayaan tambahan.

Pad kenalan, cerpen:

• Kalibrasi laser untuk memotong lapisan silikon dan mendedahkan kenalan pita tembaga (20-30W)

• Potong kenalan litar dengan pemotong laser

• Keluarkan silikon di kawasan potongan

• Bersihkan alas tembaga yang terdedah dengan pelarut yang cepat kering

• Sapukan pateri pada alas yang terdedah sehingga kontak bersentuhan dengan silikon. Tetap tahan semasa mengikis lebihan silikon dari kenalan anda dan membersihkan kotoran sehingga pateri anda melekat pada alas.

Langkah 18: Sampel Dipotong Percuma

Masa untuk membebaskan litar lembut anda dari plat pembawanya! Oleh kerana plat pemindahan kami tidak dilapisi dengan primer di bawah litar lembut kami, yang perlu kami lakukan adalah memotong sisi yang longgar dan kami dapat melepaskannya. Gunakan fail potong yang dilampirkan dengan ini untuk memotong sampel. Terus ulangi pemotongan dengan daya yang meningkat sehingga sampel bebas. Z-offset laser anda mestilah -1 (separuh daripada ketinggian timbunan). Apabila potongan sampel selesai sepenuhnya, angkat sudut dari satu sisi dan kemudian potong litar lembut anda dari semua lampiran di bawahnya yang terbentuk di lubang udara plat pembawa. Lihatlah dengan baik: Peranti Silikon pertama anda! Litar yang boleh dilaras, boleh diregangkan dan lembut!

Contoh dipotong percuma di titik peluru:

• Kalibrasi laser untuk memotong timbunan silikon lengkap (40-60W)

• Potong garis besar sampel dengan pemotong laser

• Angkat sampel dari plat sambil memotongnya secara manual dari pelekat silikon yang terbentuk di lubang udara plat pemindahan

Langkah 19: Kagumi

Sekarang sambungkan peranti silikon anda ke bekalan kuasa 5V. Setiap jalur penyambung-perintang-dipimpin-penyambung mempunyai keperluan daya yang berbeza. Anda boleh menghubungkan kedua-duanya secara selari. Hanya memerhatikan kekutuban LED anda dan sepadan dengan sambungan kuasa anda. Setelah litar lembut anda dihidupkan, lampu biru akan menyala.

Berikan regangan ke litar anda! Sekiranya anda melakukannya dengan betul, anda harus mencapai regangan 50% dengan mudah tanpa kerosakan pada litar. Titik utama kegagalan adalah alas sentuh anda kerana ini diperbuat daripada kerajang yang tegar yang berantakan dengan regangan tinggi.

Kata sifat berikut sesuai dengan Peranti Silikon anda:

• Fleksibel

• Lembut / regangan

• Penyembuhan Diri

• Lut sinar

• Dibungkus sepenuhnya

Domain aplikasi yang saya jangkakan: patch biomonitoring (di atas kulit), alat pakai, Peranti Silikon yang disisipkan ke dalam tekstil, litar elektronik yang merangkumi sendi mekanikal, memandu atau mengesan elektronik untuk robot lembut,…

Nampaknya aplikasi manakah yang sesuai untuk jenis litar lembut yang unik ini? Beritahu saya dalam komen! Saya tidak sabar untuk melihat apa yang anda buat. Beritahu saya jika bangunan anda sesuatu yang unik. Siapa tahu saya mungkin dapat memberi anda nasihat!

Selamat mencuba, Bersorak, Noagels