أجهزة السيليكون: 19 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

توفر أجهزة السيليكون المزايا المبكرة للإلكترونيات اللينة والمطاطية من خلال نهج سهل الاستخدام. باتباع Instructable هذا ، ستتعلم المهارات الأساسية اللازمة لإنشاء الدوائر الإلكترونية اللينة المتكاملة الخاصة بك. فكر في Baymax! إنه رؤية مستقبلية ممتازة لإنسان آلي مرن لن يصبح حقيقة إلا من خلال تطوير دوائر إلكترونية ناعمة.

"امسك Noagels … ماذا تقصد بالضبط بهذه الخزعبلات" الدوائر الإلكترونية اللينة "؟"

حسنًا ، باختصار ، تعد الإلكترونيات القابلة للمط بتطبيع الطريقة التي نحيط بها أجهزتنا ونتفاعل معها. إنها حرفيًا دوائر إلكترونية ناعمة و "قابلة للتمدد" تفتح إمكانيات جديدة في التفاعل بين الإنسان والحاسوب وهي تقنية قيادة رئيسية وراء Soft Robotics.

تمثل أجهزة السيليكون أسلوب تصنيع فريد من نوعه لأنه يجلب التكنولوجيا إلى مجتمع Maker الذي كان يقيم في مجموعات البحث العلمي. Offcourse ، فإن عملية التصنيع التي أظهرتها أجهزة السيليكون ليست هي الطريق الوحيد نحو الإلكترونيات المرنة والناعمة كما أنها ليست جديدة تمامًا. العلم يعمل في خطوات تدريجية. تتمثل إحدى خطواتنا في جعل التكنولوجيا سهلة التنفيذ والوصول إلى صناع في جميع أنحاء العالم. (هذا يعني أنت. هنا ، الآن!) من خلال نهج التصنيع الخاص بنا ، يمكنك إنشاء الدوائر الناعمة الخاصة بك. تدعم أجهزة السيليكون تضمين المتحكمات الدقيقة ومكونات الإدخال / الإخراج ومصدر الطاقة كلها مجتمعة في جهاز مستقل.

جاء هذا العمل معًا من خلال تعاون راف رامكرز وكريس لويتن وويم ديفيرمي وستيفن ناجيلز (هذا أنا) في جامعة هاسيلت ، بلجيكا. تم نشر التقنية المقدمة في هذا الدليل في مكان رئيسي في التفاعل بين الإنسان والحاسوب: العوامل البشرية في أنظمة الحوسبة (CHI 2018). تهدف هذه التعليمات إلى توصيل نتائج أبحاثنا خارج المجتمع الأكاديمي. هناك المزيد من المعلومات المتعمقة لقراءتها ، إذا كنت ترغب في ذلك: إليك صفحة المشروع الخاصة بأجهزة السيليكون ، ويمكن العثور على المنشور الأكاديمي الكامل هنا ، ويمكن العثور على خلفية أكثر عمومية حول تصنيع الإلكترونيات القابلة للتمدد القائمة على التوصيل البيني هنا.

ومع ذلك - للتأكد من أنك لا TL ؛ DR - دعنا نبدأ العمل!

ما سوف تحتاجه:

• الوصول إلى قاطع ليزر ثاني أكسيد الكربون Fablab أو Makerspace (المرجع: 60W Trotec Speedy 100R)
• البخاخة (مفضل) أو زجاجة رذاذ (بديل أكثر سهولة)
• صفائح أكريليك / PMMA / زجاج شبكي (كافية لقطع مربعين من 280 × 280 مم) استخدمنا سمك 3 مم ، أي شيء من 1.5 مم فصاعدًا يجب أن يعمل
• ملصق فينيل أسود (يكفي لقطع 4 مربعات من 260 × 260 مم) (استخدمنا MacTac 8900 Pro Matte أسود)
• رذاذ إطلاق القالب (Voss Chemie Trennspray ، Smooth-on Ease Release)
• المعدن السائل: Galinstan (الأفضل هو الاحتفاظ بـ 10 جم في متناول اليد ، اعتمادًا على مدى هدرك ، قد تستخدم أي كمية تزيد عن 5 جم)
• 2 قطعة 3 مللي ماصة للاستعمال مرة واحدة لأخذ Galinstan من الحاوية الخاصة به إلى الاستنسل
• فرشاة طلاء دقيقة ، مثل تلك الموجودة في هذه المجموعة
• الأسطوانة العلكة اللينة (تسمى أيضًا البخاخ المطاطي ، مثل هذه)
• أساس سيليكون (تم اختبار Bison Silicone Primer ، قد يعمل مروج الالتصاق 3M AP596 أيضًا)
• أنبوب من السيليكون الرخيص + موزع (مسدس السد)
• سيليكون سريع المعالجة مكون من مكونين من البلاتين (Siliconesandmore تم اختباره ، بديل DragonSkin 10) باستخدام ملفات التصميم المقدمة ، يجب ألا تتجاوز 150 جرامًا. ومع ذلك ، تباع معظم المجموعات بكميات 1 كجم.
• 3 أكواب للخلط (> 100 مل) وقضبان التقليب (6 بوصات هي الأكثر ملاءمة)
• مقياس دقيق يصل إلى 0.1 أو 0.001 جرام (هذه الأجهزة المحمولة تؤدي الغرض)
• ارتفاع مغطي بالشفرة قابل لإعادة التشكيل أو نسخة DIY مقطوعة بالليزر في ارتفاعات 1 مم و 1.5 مم و 2 مم (TODO ، قصير للغاية منفصل قابل للتوجيه على هذا)
• 2 مصابيح LED منخفضة الحجم بحجم 1206 (Digikey ، Farnell)
• 2 مقاومات مقاس 2010 100 أوم (Digikey ، Farnell)
• شريط نحاسي أو ألومنيوم. الرقائق أفضل (إذا احتاج غراء الشريط إلى الغسل)
• ملاقط رفيعة
• سكين X-acto

• سكوتش ماجيك الشريط

هذا البرنامج التعليمي يذهب إلى تفاصيل عالية إلى حد ما! من فضلك لا تنفر من عدد الخطوات أو الأوصاف الطويلة. نظرًا لأننا نقوم بإغلاق نظامنا بالسيليكون ، فسيكون من الصعب إصلاح الأخطاء التي تظهر في مرحلة الاختبار. لذلك سيتعين عليك قراءة كل خطوة بعناية وتنفيذها بشكل صحيح من البداية. يجب ألا تستغرق العملية بأكملها أكثر من ساعتين إذا كان لديك جميع الأدوات باستمرار تحت تصرفك وتستخدم السيليكون المصبوب بوقت معالجة 15 دقيقة.

يستخدم هذا البرنامج التعليمي تصميمًا أساسيًا جدًا لجهاز سيليكون ، يتألف من 4 وسادات اتصال و 2 LED و 2 VIAs كمثال قيد التشغيل. تظهر النتيجة النهائية في الصورة والفيديو في الأعلى. في حين أن هذا التصميم أساسي إلى حد ما ، فإن نهج التصنيع الذاتي الخاص بنا يدعم العديد من أنواع مكونات SMD وأي عدد من الطبقات. ومن ثم ، فإن نهجنا يتوسع ليشمل الدوائر القابلة للمط من أي تعقيد كما هو موضح في نماذج التصميمات في فيديو youtube المرتبط في بداية هذا التدريب.

جميع ملفات التصميم (مجمعة بتنسيق zip.) هنا. تجميع تعليمات pdf واحد مفيد هنا.

الخطوة 1: بدء Lasercut + لوحات التحويل

كخطوة أولى ، ستحتاج إلى قطع بعض اللوحات الحاملة الصلبة بالليزر للعمل عليها.

لماذا تحتاج لوحين؟ حسنًا ، بعد إنشاء طبقة مكونة على لوحة البداية السلسة ، سوف نلصق صفيحة السيليكون بمكونات داخل لوحة النقل ، ونقلب المكدس ، ونخلع لوحة البداية الناعمة ، وبالتالي نكشف المكونات من مؤخرتها. تحتوي لوحة النقل على ثقوب صغيرة للسماح للهواء بالهروب عند وصوله إلى طبقة سيليكون مبللة في الخطوة 7.

الطلبات على اللوحات الحاملة:

• يجب أن تكون متساوية في الحجم من أجل المحاذاة الصحيحة في خطوة النقل

• الحجم: 280 × 280 ملم

• المادة: أكريليك شفاف (زجاج PMMA أو Plexi)

• ضع علامة على لوحة البداية في الزاوية اليسرى العليا ، لوحة النقل في أعلى اليمين

الخطوة 2: إعداد لوحة البدء للمكونات

سنبدأ في بناء دائرتنا على لوحة البداية السلسة في هذه الخطوة. لكن في وقت لاحق ، نريد إزالة هذه اللوحة مرة أخرى. لذلك يجب أن تبدأ برش طبقة رقيقة من رذاذ إطلاق القالب على سطح لوحة البداية بالكامل. بعد ذلك ، خذ ملصق فينيل أسود بأبعاد بضعة سنتيمترات أسفل تلك الموجودة في لوحة البداية. ثم انزع ورق الملصق وضع الملصق بشكل مسطح في منتصف لوحة البداية ؛ الجانب اللزج لأعلى. ثبت الملصق في مكانه بشريط سكوتش (احرص على عدم شده بقوة على الشريط لأن ذلك سيؤدي إلى ظهور التجاعيد في سطح الملصق). انتهي بطبقة أخرى من بخاخ إطلاق القالب فوق السطح اللاصق. تأكد من إبقاء الفوهة على ارتفاع 20 سم فوق السطح ورش طبقة ناعمة ومستمرة. نصيحة: رش مرتين وبنمط شبكي متداخل!

تحضير لوحة البداية:

• قطع الملصق بالحجم (حوالي 2 سم أصغر من أبعاد اللوحة)

• ضع شحنة ثابتة على الملصق والصفيحة عن طريق فركها بقطعة قماش قطنية أو منشفة ورقية ، وهذا سيجعلها مستوية بشكل متساوٍ

• إطلاق لوحة بدء الرذاذ (مرتين وبنمط شبكي)

• شريط لاصق سكوتش على لوحة البداية ، والجانب اللاصق لأعلى

• نقاط علامات وضع المكونات مع قاطع الليزر (P = 6-7) لا تقطع من خلال

• قم بتحرير الرذاذ اللاصق (مرتين وبنمط شبكي)

الخطوة 3: إعداد لوحة النقل للالتصاق الانتقائي

لضمان المحاذاة المناسبة خلال جميع الخطوات اللاحقة للخطوة 7 ، سنجعل السيليكون الخاص بنا ينشئ رابطة قوية مع لوحة النقل في مواقع خارج مخطط الدائرة الناعمة. يتم الحصول على هذه الرابطة القوية عن طريق المعالجة المسبقة لصفيحة النقل باستخدام Bison Silicone Primer. في نهاية عملية الإنشاء ، سترغب في فصل دائرتك اللينة بسهولة عن لوحة التصميم وبالتالي لن تكون مرتبطًا بها. لذلك نحن بحاجة إلى إبقاء المنطقة التي تشغلها دائرتنا الناعمة خالية من مادة التمهيدي. نقوم بذلك من خلال تغطية هذه المنطقة أثناء رش البرايمر بملصق مقطوع بالحجم. يتم الحصول على هذا القناع عن طريق لصق ملصق (بالطريقة العادية ، الجانب اللاصق لأسفل) على سطح لوحة النقل بالكامل وبعد ذلك قطع الليزر مخطط الدائرة + شكل هامش 5 مم خارج الملصق. تتم إزالة المواد اللاصقة الزائدة.

تذكر:

• قص الملصق بالحجم (أبعاد اللوحة تقريبًا)

• ضع الملصق دون إدخال فقاعات هواء

• يجب أن يكون التصميم معكوسًا (سيتم وضع اللوحة مقلوبة)

• قناع القطع التمهيدي (الخطوط العريضة للوحة + هامش 5 مم) باستخدام قاطع ليزر (8-9 وات)

• قم بإزالة الملصق بشكل انتقائي لفضح البليكسي الأساسي. اترك أجزاء الملصق التي تغطي منطقة لوحة الدائرة.

الخطوة 4: وضع المكون

هناك ميزة غير بديهية إلى حد ما وهي البدء بالمكونات قبل الآثار الموصلة. ضع كل من المقاومات والصمامات الثنائية الباعثة للضوء كما هو موضح في الصورة المعروضة هنا.

لماذا نضع المكونات أولاً؟ نحن بحاجة إلى أن تكون مكوناتنا متشابكة بشكل جيد مع مادة السيليكون من حولها. من السهل تحقيق ذلك في الأعلى والجوانب. ومع ذلك ، في الجانب السفلي ، نريد ربط السيليكون لدينا بالمكون في كل مكان باستثناء البقع التي سيتم ملامستها بواسطة آثار موصلة. تتمثل إحدى طرق تحقيق ذلك ، في النتيجة ، في أ) تضمين الجانب العلوي من المكونات وربطها في صفيحة سيليكون ، ب) التقليب فوق المكدس لكشف وسادات التلامس الخاصة بكل مكون ، ج) تطبيق آثار موصلة وبعد ذلك فقط د) ربط السطح السفلي للمكون المكشوف المتبقي لطبقة ثانية من السيليكون المصبوب. تمت مناقشة هذه الخطوات أ) ب) ج) ود) بشكل أكبر في Ible.

إرشادات عامة لهذه الخطوة:

• ضع المكونات وفقًا لتصميم الدائرة على لوحة البداية. ادفع المكون بقوة من خلال طبقة التحرير المرشوشة في الطبقة اللاصقة بالملصق. بهذه الطريقة يبقى في مكانه.

• يجب أن تكون المكونات SMD. يفضل حجم 2010 أو أكبر. لا يمكن أن يكون التباعد على دبابيس IC المجاورة أقل من 0.8 مم. حزم TQFN هي الحد الأدنى.

• يجب أن يكون لكل مكون تم وضعه وسادات التلامس في المستوى مع طبقة اللاصق اللاصقة

الخطوة 5: تطبيق Primer

يعد تطبيق البرايمر خطوة حاسمة لا يمكن إغفالها. بدون الالتصاق الجيد بين المكون والسيليكون المحيط ، ستؤدي السلالة إلى إنشاء نوبة فضفاضة من السيليكون حول كل مكون. سيسمح هذا الملاءمة الفضفاضة بتدفق المعدن السائل عبر وسادات التلامس وبالتالي إدخال السراويل القصيرة. يجب أن تغطي طبقة رقيقة وموحدة من Bison Silicone Primer جميع الأجزاء المكشوفة من المكون الموجودة بشكل مسطح على الملصق.

من اجل احترامك:

• استخدم بايسون سيليكون برايمر وفرشاة هوائية (سيلي أدوات AB931)

• رش المكونات على لوحة البداية بطبقة رقيقة من كل زاوية

• اتركه يجف واستمر على الفور في الخطوة 6 من أجل الربط المتبادل الأمثل

الخطوة 6: طبقة من السيليكون المصبوب / الشفرة

التالي: صب السيليكون حول مكوناتنا وفوقها! يجب أن يكون سمك هذه الطبقة أكثر بحوالي 300 ميكرون من سماكة المكون الخاص بك. بالنسبة للمكونات المذكورة في بداية هذا Ible ، فهذا يعني 1mm. لتحقيق هذه السماكة المطلوبة ، سنستخدم قضيبًا فيضانًا نقوم بمسح السطح عند هذا الارتفاع بالضبط. (للعقول الفضولية: المصطلح الاصطلاحي لهذا هو طلاء الشفرة).

صب السيليكون بمفرده ليس لزجًا. لن أحافظ على لياقتي بعد إعطائها ارتفاعًا معينًا. لذلك يتم تطبيق نوع من "حوض السباحة" من المصطكي الأكريليكي الأكثر لزوجة (مانع التسرب السيليكوني). لا نريد تشويه هذه المادة المانعة للتسرب في عينتنا: لهذا السبب سنقوم بالطلاء مرتين ومن المنتصف إلى الخارج.

قائمة الرصاص:

• ضع عدة أكريليك ماستيك حول محيط صفائح السيليكون المطلوب

• اخلط مكونين من شور 15 صلابة من سيليكون إضافة بولي بلاتينيوم

• صب في "بركة" المصطكي ، بدءا من الوسط وعلى جميع المكونات

• طلاء النصل بطبقة سيليكون بارتفاع 300 ميكرومتر> أعلى مكون

• انتظر السيليكون حتى يعالج

الخطوة 7: التقيد بلوحة النقل

مرحبًا ، أنت تقوم بعمل رائع حتى الآن! عادة في هذه المرحلة توجد ورقة سيليكون مملوءة بالمكونات تبتسم لك. يجب أن تكون المكونات مغطاة بالكامل بالسيليكون وأن تكون ملامساتها السفلية مستوية على لوح حامل زجاجي بليكسي مع ملصق فينيل في المنتصف. دعنا الآن نقلب هذه المجموعة ونكشف عن جهات الاتصال هذه!

* أدخل تحذير اختلال المحاذاة هنا *

ما لدينا في هذه المرحلة هو ورقة من المكونات التي يتم وضعها بالضبط (لقد قمت بعمل دقيق ، أليس كذلك؟) وفقًا لتصميم رقمي محاذي للركن الأيسر العلوي من لوحة الناقل. نحتاج الآن إلى وضع صفيحة ثانية في الأعلى ، والالتصاق بلوح السيليكون بها ، وقلب المكدس وإزالة اللوحة الحاملة الأولى - كل ذلك دون فقد محاذاة الزاوية هذه! سترى أن هذا أسهل مما يبدو. تأكد من أن لديك منجلة جيدة أو زاوية مستقيمة حولها يمكنك دفع الألواح إلى محاذاة.

نحتاج أولاً إلى رش اللوحة الحاملة الثانية (تلك التي تحتوي على فتحات هوائية) والتي قمت بالفعل بوضع ملصق فينيل عليها وقصها لتشكيل قناع تمهيدي. رش بنمط منتظم ومتواصل. بعد ذلك ، قم بإزالة ملصق قناع التمهيدي.

الآن خذ صحنك مع اللوح المملوء بالمكونات. قم بمحاذاة الزاوية اليسرى العلوية مع الركن السفلي أو الزاوية المستقيمة. بعد ذلك ، اخلطي بعضًا من السيليكون (حوالي 50 مل ستفي بالغرض). اسكبه فوق لوح السيليكون وانشره إلى طبقة متساوية إلى حد ما. بعد ذلك ، خذ اللوحة الحاملة الثانية (مع فتحات الهواء) التي قمنا بتجهيزها للتو. تم وضع علامة على الزاوية اليمنى من حبلها على بعد خطوات قليلة إلى الوراء. ضعها أعلى اللوحة الأولى التي تم رشها لأسفل مع وضع الزاوية المميزة أيضًا للأسفل في محاذاة مع العلامة اليسرى العلوية على لوحة البداية. اضغط لأسفل ، واضغط على فقاعات الهواء واستمر في محاذاة الألواح بينهما. يؤدي الضغط على المزيد من السيليكون من خلال الثقوب إلى تقليل فقاعات الهواء ورابطًا أفضل. ومع ذلك ، من قبيل الصدفة ، فإن هذا يعني أيضًا المزيد من الصعوبات التي تواجهك عند تحويل الألواح إلى محاذاة أكثر. لذا قم بالمحاذاة أولاً ، ثم ابدأ في إخراج الهواء.

أخيرًا ، انتظر حتى يعالج السيليكون.

نظرة عامة على القائمة المختصرة:

• لوحة نقل رذاذ مع برايمر. قم بإزالة قناع التمهيدي

• اخلط مكونين من شور 15 صلابة من سيليكون إضافة بولي بلاتينيوم

• ضع طبقة متساوية على المكون المعالج الآن والذي يحتوي على رقاقة سيليكون ، تقريبًا. 1mm سميكة

• لوحة النقل ، وجهها معدة لأسفل

• محاذاة مع لوحة البداية

• قم بالضغط ، اعصر الهواء للخارج

• تحقق مزدوج من المحاذاة

• انتظر حتى يعالج السيليكون

الخطوة 8: إزالة لوحة البداية

انتهى الجزء الحاسم. دعنا الآن نعمل حتى اللحظة التي يمكننا فيها التحقق من مهارات المحاذاة الخاصة بك!

خذ شطيرة plexi-silicone-sticker-plexi الخاصة بك ، واستخدم سكين القطع لفك الشريط اللاصق عند حواف ملصق الفينيل الخاص بك. يجب أن تنفصل لوحة بدء زجاج البليكسي بسهولة الآن. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فاستخدم شيئًا مسطحًا بين الملصق ولوحك أو بين كلا اللوحتين لفك المكدس. احرص على عدم تمزيق كومة السيليكون الخاصة بك من اللوحة الثانية (ذات الثقوب) حيث سيؤدي ذلك إلى حدوث اختلالات في المحاذاة.

إذا تم وضع المكونات بشكل صحيح - في حالة التقيد بالملصق - وتم إجراء عملية السيليكون بعناية كافية لعدم تمزيق المكونات من مكانها ؛ يجب أن يكون لديك الآن مكوناتك مع ظهورها بشكل جيد!

استخدم مقياس متعدد لقياس قيمة كل مكون. (المقاومات تقيس الأوم ، وإعداد الصمام الثنائي لاستخدام الصمام لإضاءةها). بهذه الطريقة يمكنك التحقق كهربائيًا من عدم وجود غشاء رقيق من اللاصق اللاصق أو السيليكون المصبوب يغطي وسادات التلامس - بالكاد يمكن رؤيتها بالعين المجردة.

باختصار:

• قم بفك الملصق الموجود على جانب واحد من شطيرة plexi-Silicone + sticker-plexi

• قشر لوح التشغيل والملصق من مكونات السيليكون المدمجة

• افحص المكونات بحثًا عن التعرض بدون عوائق للوسادات الموصلة

• نظرًا لأننا قلبنا المكدس ، يجب تنفيذ جميع الخطوات الإضافية مع طبقات التصميم المعكوسة (تم إعداد جميع الملفات في هذا البرنامج التعليمي وفقًا لذلك ، ولا يلزم إجراء تعديلات أخرى)

الخطوة 9: قناع استنسل لأعلى طبقة موصلة

لحظة الحقيقة الخاصة بك! دعنا نتحقق من مدى أدائك في الخطوات السابقة.

ضع ملصقًا جديدًا لتغطية لوح السيليكون تمامًا بملامسات المكونات المكشوفة. ضع اللوحة في قاطع الليزر الخاص بك بينما تظهر علاماتها في الزاوية اليمنى العليا وقم بقص طبقة الدائرة الأولى من خلال الملصق.

إذا كان الاستنسل الذي قمنا بقصه بعد ذلك يتماشى بشكل جيد مع المكونات الخاصة بك ، فقد قمت بعمل جيد في جميع الخطوات السابقة. إذا كان خلاف ذلك.. اللعنة حسنا. غالبًا ما تتعلق المشكلات بعدم استلقاء الملصق بشكل مسطح أثناء تطبيق السيليكون و / أو اختلال ملحوظ للوحة الحاملة الثانية مع اللوحة الحاملة الأولى بخطوتين للخلف. قم بقياس عدد ملم في وضع عدم التشغيل ويمكنك تصحيح ذلك من خلال وضع التصميم في برنامج قاطع الليزر.

ملخص لراحتك:

• قص الملصق بالحجم (أبعاد اللوحة تقريبًا)

• ضع الملصق دون إدخال فقاعات هواء

• معايرة الليزر لقطع الملصق بدقة (8-9 وات)

• قطع آثار الدوائر النحاسية العلوية باستخدام قاطع الليزر

• قم بإزالة الملصق في المناطق التي يجب أن تكون موصلة (آثار الدائرة ، وسادات)

الخطوة 10: أعلى طبقة موصلة

سنعمل مع المعدن السائل في هذه الخطوة. تأكد من تغطية مساحة عملك بالكامل (بالصحف على سبيل المثال). عند سكب المعدن السائل ، يصبح من المؤلم تنظيفه احتياطيًا. لا يوجد مذيب حقيقي لها ولا تنقع في مغازل أو مناديل ورقية. الأفضل هو أن تعمل بشكل نظيف حقًا وبعد ذلك بقليل تخلص من الصحف التي ربما تكون قد تسربت عليها. من الأفضل ارتداء القفازات أو غسل يديك بعد ذلك. ستكون هناك مسحات.

في هذه المرحلة ، يجب أن يكون لديك استنسل محدد بشكل صحيح. تأكد من أنه يلتصق جيدًا بالسيليكون عند الحواف. لا نريد أي معدن سائل يتدفق من تحته.

الآن خذ المعدن السائل وفرشاة ناعمة. ضع المعدن السائل على فتحات الاستنسل في مسحات قصيرة (صور للرجوع إليها). يجب أن يكون هذا إجراء غمس أكثر من تلطيخ. يجب إجبار المعدن السائل على التلامس الوثيق حتى يتمكن من الالتصاق جيدًا. بمجرد تغطية نمط الاستنسل ، خذ الأسطوانة ولف الفائض من المعدن السائل إلى الجانب. يمكن استعادة ذلك باستخدام ماصة بلاستيكية صغيرة.

باختصار:

• تأكد من أن الملصق يلتصق جيدًا حول حواف المناطق المكشوفة

• نظف وسادات السيليكون والمكونات المكشوفة بكحول الأيزوبروبيل

• استخدم فرشاة طلاء لتغطية جميع المناطق المكشوفة تقريبًا باستخدام Galinstan

• استخدم الأسطوانة لتحويل غالينستان المطبق إلى طلاء مستوٍ

• استعادة الجالينستان الفائض وإعادته إلى الحاوية الخاصة به

• قم بإزالة الاستنسل الملصق بعناية

• إذا تدفقت Galinstan أثناء الإزالة إلى مناطق لا ينبغي أن تكون فيها ، فهذا يعني أن طلاءك كان سميكًا جدًا. نظف السطح وأعد تشغيله في الخطوة 9.

الخطوة 11: قيعان المكون الأساسي

هذه الخطوة تشرح نفسها بنفسها. لقد قمت بالفعل بتطبيق البرايمر مرتين من قبل. فقط قم بذلك مرة أخرى. لا يقتصر التركيز على لوح السيليكون ولكن على الجوانب السفلية للمكونات وخاصة الأجزاء التي لا يوجد عليها معدن سائل مطبوع عليها. دع التمهيدي يجف ومباشرة بعد الخطوة 12.

• استخدام برايمر سيليكون بايسون وفرشاة هوائية (Sealey Tools AB931)

• رش قيعان المكونات المكشوفة بطبقة رقيقة من البرايمر

• اتركه يجف وبعد ذلك مباشرة تابع الخطوة 12

الخطوة 12: طبقة من السيليكون المصبوب / الشفرة

هذا هو أيضًا نفس الشيء الذي فعلته من قبل. الأهم من ذلك هو الارتفاع الذي ترتديه النصل. الطبقة السابقة (الطبقة المكونة) كانت 1 مم (كان سمك الصمام الموصى به 0.7 مم + 0.3 مم كما هو مقترح من قبل). لكل طبقة دائرة ، يضاف ارتفاع 0.5 مم من السيليكون في الأعلى لترك هامش كافٍ للطلاءات غير المستوية مع المعدن السائل. يصبح الارتفاع الذي تغطيه بالشفرة هنا 1 مم + 0.5 مم = 1.5 مم.

خطوات مفصلة باختصار:

• ضع عدة أكريليك ماستيك حول محيط صفائح السيليكون المطلوب

• اخلط مكونين من شور 15 صلابة من سيليكون إضافة بولي بلاتينيوم

• صب في "بركة" المصطكي ، بدءا من الوسط وعلى جميع المكونات

• يتم تغطية الشفرة بطبقة من السيليكون بارتفاع 0.5 مم> سمك المكدس الحالي

• انتظر حتى يعالج السيليكون

الخطوة 13: قناع استنسل للطبقة الموصلة السفلية

وقد دخلنا الآن بشكل كامل في الأجزاء السهلة! ما تجده هنا هو كل التكرار. كل طبقة دائرة تقوم بتطبيقها في الأعلى هي تكرار للخطوات المنفذة لطبقات الدائرة السابقة. هنا تحتاج إلى إنشاء قناع استنسل لطبقة الدائرة 2.

بدون الكثير من التفصيل:

• قص الملصق بالحجم (أبعاد اللوحة تقريبًا)

• ضع الملصق دون إدخال فقاعات هواء

• قطع آثار الدائرة النحاسية السفلية باستخدام قاطع الليزر (معايرة W)

• قم بإزالة الملصق في المناطق التي يجب أن تكون موصلة (آثار الدائرة ، وسادات)

• تأكد من أن الملصق يلتصق جيدًا حول حواف المنطقة المكشوفة

• نظف السيليكون المكشوف باستخدام الأيزوبروبيلاكهول

الخطوة 14: من أعلى إلى أسفل عبر VIA

الحداثة فقط تكمن في الأماكن التي نحتاج فيها إلى اتصال بين طبقتين دائرتين متتاليتين. في المصطلحات ، يطلق عليها اسم Vertical Interconnect Access أو VIA للاختصار. لإنشاء عبر ، عليك قطع فتحة في السيليكون تغطي طبقة دائرة سابقة. عندما تطبع بعد ذلك معدنًا سائلًا جديدًا في الأعلى لطبقة الدائرة التالية ، فسوف يتدفق إلى هذه الفتحة ويتصل كهربائيًا.

سيتعين عليك أولاً معايرة الليزر (راجع: المعايرة) لقطع طبقة غطاء السيليكون الموجودة أعلى طبقة الدائرة السابقة بدقة. ثم قم بقص بطاقات VIA وفقًا للملف المرفق طيه. قم بإزالة كل طبقة من طبقات تغطية السيليكون بالملاقط وانتقل إلى الخطوة التالية: طباعة طبقة دائرة معدنية سائلة جديدة في الأعلى!

إنشاء نسخة قصيرة من فيا:

• مع استعداد قناع استنسل الطبقة السفلية الموصلة

• معايرة الليزر لقطع طبقة السيليكون بدقة لفضح الطبقة الموصلة العلوية (12-17 واط)

• قطع فيا في جميع أنحاء السيليكون حيث يجب أن تكون الطبقة الموصلة العلوية والسفلية مترابطة

• قم بإزالة السيليكون المقطوع لفضح الطبقة الموصلة العلوية

الخطوة 15: الطبقة السفلية الموصلة

مرة أخرى ، تأكد من تغطية مساحة العمل الخاصة بك عند العمل بالمعدن السائل. هذا سيجعل التعامل مع الانسكابات أسهل بكثير.

تعد طباعة هذه الطبقة مرة أخرى تكرارًا للجهود السابقة. تأكد من أن الاستنسل يلتصق جيدًا بالسيليكون عند الحواف. لا نريد أي معدن سائل يتدفق من تحته. استخدم إجراء الغمس مرة أخرى لتطبيق المعدن السائل على فتحات الاستنسل بفرشاة دقيقة. خذ الأسطوانة ولف الفائض من المعدن السائل إلى الجانب. استعد النقط الكبيرة من المعدن السائل باستخدام ماصة بلاستيكية.

نسخة TL ؛ DR:

• استخدم فرشاة طلاء لتغطية جميع المناطق المكشوفة تقريبًا باستخدام Galinstan

• استخدم الأسطوانة لتحويل غالينستان المطبق إلى طلاء مستوٍ

• قم بإزالة الاستنسل الملصق بعناية

• إذا تدفقت Galinstan أثناء الإزالة إلى مناطق لا ينبغي أن تكون فيها ، فهذا يعني أن طلاءك كان سميكًا جدًا. نظف السطح وأعد تشغيله في الخطوة 13.

• استخدم فرشاة الدهان لتلميع كل شريحة VIA وتأكد من توصيل الطبقات الموصلة العلوية والسفلية

الخطوة 16: طبقة من السيليكون المصبوب / الشفرة

يمكنك أن تبدأ بالإثارة الآن! هذه هي الطبقة الأخيرة من السيليكون المصبوب ، مما يعني أن دائرتك الناعمة على وشك الانتهاء! لقد قمت بذلك بالفعل مرتين من قبل. لذلك سأبقيها قصيرة وأخبرك بالارتفاع الذي يجب أن تستهدفه لطلاء الشفرة. لدينا بالفعل طبقة مكون بسمك 1 مم وطبقة دارة أولى بسمك 0.5 مم. يجب أن تكون طبقة الدائرة هذه أيضًا بسمك 0.5 مم. لذلك يتم تغطية الشفرة بسماكة 2 مم في هذه الخطوة!

المسار السريع:

• ضع عدة أكريليك ماستيك حول محيط صفائح السيليكون المطلوب

• اخلط مكونين من شور 15 صلابة من سيليكون إضافة بولي بلاتينيوم

• صب في "بركة" المصطكي ، بدءا من الوسط وعلى جميع المكونات

• طلاء الشفرة بطبقة من السيليكون بارتفاع 500 ميكرومتر> سماكة المكدس الحالية

• انتظر حتى يعالج السيليكون

الخطوة 17: ضمادات التلامس

بينما يمكن لأجهزة السيليكون تضمين الطاقة (البطارية) والمعالجة (متحكم دقيق) ، من أجل بساطة هذا المثال ، نضيف موصلات خارجية لتوفير الطاقة لمصابيح LED. في هذه الخطوة ، سنقطع السيليكون حتى جهات الاتصال التي قمنا بتضمينها بالداخل. مرة أخرى ، ستحتاج إلى معايرة الليزر (راجع: المعايرة) حتى لا تتلف الطبقات الأساسية. عند الانتهاء من التخفيضات ، قم بتمزيق قواطع السيليكون بالملاقط. ثم اكشط بقايا السيليكون الزائدة من جهات الاتصال الخاصة بك ونظفها بمسحات قطنية وقم بتطبيق اللحام على نقاط التلامس لمزيد من الموثوقية.

ضمادات التلامس ، قصة قصيرة:

• معايرة الليزر لقطع طبقة السيليكون وكشف نقاط التلامس مع الشريط النحاسي (20-30 واط)

• قطع ملامسات الدائرة باستخدام قاطع الليزر

• قم بإزالة السيليكون في مناطق الانقطاع

• نظف الوسادات النحاسية المكشوفة بمذيب سريع الجفاف

• ضع اللحام على الوسادات المكشوفة حتى تصبح الملامسات متساوية مع السيليكون. استمر في إعادة اللحام أثناء كشط السيليكون الزائد من جهات الاتصال الخاصة بك وتنظيف الأوساخ حتى يلتصق اللحام باللوحة.

الخطوة 18: عينة مجانية

حان الوقت لتحرير دائرتك اللينة من لوحة الناقل الخاصة بها! نظرًا لأن لوحة النقل الخاصة بنا لم تكن مغطاة بطبقة أولية أسفل دائرتنا الناعمة ، فكل ما يتعين علينا القيام به هو قطع الجوانب فضفاضة ويمكننا خلعها. استخدم ملف القطع المرفق بقص العينة. استمر في تكرار القطع بقوة متزايدة حتى تأتي العينة مجانًا. يجب أن يكون الإزاحة Z لليزر الخاص بك -1 (نصف ارتفاع المكدس). عندما يتم قطع العينة بالكامل ، ارفع زاوية من جانب واحد ثم اقطع دائرتك الناعمة الخالية من جميع الملحقات الموجودة تحتها والتي تم تشكيلها في فتحات الهواء الموجودة في اللوحة الحاملة. ألق نظرة فاحصة عليه: أول جهاز سيليكون لك! دائرة متطابقة وقابلة للتمدد وناعمة!

عينة مجانية في نقاط:

• معايرة الليزر لقطع حزمة السيليكون الكاملة (40-60 واط)

• قص مخطط العينة باستخدام قاطع الليزر

• ارفع العينة من الصفيحة أثناء قصها يدويًا خالية من ملحقات السيليكون التي تكونت في فتحات هواء لوحة النقل

الخطوة 19: معجب

الآن قم بتوصيل جهاز السيليكون الخاص بك بمصدر طاقة 5 فولت. كل مسار موصل-مقاوم-قاد-موصل له حاجة منفصلة للطاقة. يمكنك توصيل كلاهما بالتوازي. فقط راقب قطبية المصباح الخاص بك وقم بمطابقة توصيلات الطاقة الخاصة بك وفقًا لذلك. بمجرد تشغيل الدائرة الناعمة الخاصة بك ، يجب أن يتم تشغيل المصباح الأزرق.

امنح امتدادًا إلى دائرتك! إذا كنت قد فعلت ذلك بشكل صحيح ، فيجب أن تصل بسهولة إلى إجهاد بنسبة 50٪ دون أي ضرر للدائرة. ستكون نقطة الفشل الرئيسية هي وسادات التلامس الخاصة بك لأنها مصنوعة من رقائق صلبة تمزق مع إجهادات عالية.

الصفات التالية تطابق جهاز السيليكون الخاص بك:

•مرن

• لينة / لمط

• الشفاء الذاتي

•شفاف

• مغلف بالكامل

مجالات التطبيق التي أتوقعها: بقع المراقبة الحيوية (على الجلد) ، والأجهزة القابلة للارتداء ، وأجهزة السيليكون المدمجة في المنسوجات ، والدوائر الإلكترونية التي تمتد عبر المفاصل الميكانيكية ، وإلكترونيات القيادة أو الاستشعار للروبوتات اللينة ، …

ما هي التطبيقات التي تبدو مناسبة لهذه الأنواع الفريدة من الدوائر اللينة؟ اسمحوا لي أن أعرف في التعليقات! لا أطيق الانتظار لرؤية ما توصلتم إليه يا رفاق. اسمحوا لي أن أعرف ما إذا كان المبنى الخاص بك شيء فريد من نوعه. من يدري قد أكون قادرًا على تقديم بعض النصائح لك!

حظا سعيدا في التجارب ،

هتافات،

نواجلز