Silikonová zařízení: 19 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Silikonová zařízení poskytují rané výhody měkké a roztažitelné elektroniky prostřednictvím přístupu, který je přátelský k Makeru. Dodržováním tohoto Instructable se naučíte základní dovednosti potřebné k vytvoření vlastních plně integrovaných měkkých elektronických obvodů. Myslete na Baymax! Je to skvělá budoucí vize měkkého robota, který se stane realitou pouze vývojem měkkých elektronických obvodů.

„Počkej, Noageli … Co přesně myslíš tím huk-pocusem„ měkkých elektronických obvodů “?“

Stručně řečeno, roztažitelná elektronika slibuje, že naturalizuje způsob, jakým jsme obklopeni a komunikujeme s našimi zařízeními. Doslova jsou to měkké a „pružné“elektronické obvody, které otevírají nové možnosti v interakci člověk-počítač a jsou klíčovou hnací technologií Soft Robotics.

Silikonová zařízení představují výrobní přístup, který je jedinečný, protože přináší technologii do komunity Maker, která dříve sídlila ve skupinách vědeckého výzkumu. Offcourse, výrobní proces předvedený Silicone Devices není jedinou cestou k roztažitelné a měkké elektronice, ani není úplně novou. Věda pracuje v krocích. Jedním z našich kroků je snaha usnadnit implementaci technologie a dostat se k tvůrcům po celém světě. (To znamená vás. Právě tady, právě teď!) Prostřednictvím našeho výrobního přístupu si můžete vytvořit vlastní měkké obvody. Silicone Devices podporuje začlenění mikrokontrolérů, I/O komponent a zdroje energie, které jsou sloučeny do samostatného zařízení.

Tato práce vznikla na základě spolupráce Rafa Ramakera, Krise Luytena, Wima Deferma a Stevena Nagelsa (to jsem já) na univerzitě v Hasseltu v Belgii. Technika uvedená v tomto návodu je publikována na předním místě interakce člověk-počítač: Lidské faktory ve výpočetních systémech (CHI 2018). Tento instruktáž má za cíl sdělit výsledky našeho výzkumu mimo akademickou obec. Pokud chcete, můžete si přečíst podrobnější informace: Zde je stránka projektu Silicone Devices, úplná akademická publikace je k dispozici zde a obecnější informace o výrobě roztažné elektroniky založené na propojení najdete zde.

Nicméně - abychom zajistili, že nebudete TL; DR - jdeme na věc!

Co budete potřebovat:

• Přístup k laserovému řezači CO2 Fablab nebo Makerspace (reference: 60W Trotec Speedy 100R)
• Airbrush (preferovaný) nebo sprej (dostupnější alternativa)
• listy z akrylátu/PMMA/plexiskla (dost na řezání 2 čtverců o rozměrech 280 x 280 mm) použili jsme tloušťku 3 mm, vše od 1,5 mm dále by mělo fungovat
• Černá vinylová nálepka (stačí na ořez 4 čtverců o rozměrech 260 x 260 mm) (použili jsme MacTac 8900 Pro Matte black)
• Sprej pro uvolnění formy (Voss Chemie Trennspray, Smooth-on Ease Release)
• Tekutý kov: Galinstan (nejlepší je mít po ruce 10 g, v závislosti na tom, jak jste nehospodární, můžete použít jakékoli množství vyšší než 5 g)
• 2 ks 3ml jednorázová pipeta k odběru Galinstanu z jeho nádoby na šablonu
• Jemný štětec, například z této sady
• Měkký gumový váleček (také nazývaný gumový brayer '', jako je tento)
• Silikonový primer (testován Bison Silicone Primer, může fungovat i promotor adheze 3M AP596)
• Tuba levného silikonového tmelu + dávkovač (těsnicí pistole)
• 2komponentní rychle tvrdnoucí silikon na bázi platiny (testováno na Siliconesandmore, alternativa DragonSkin 10) Při použití dodaných konstrukčních souborů byste neměli překročit 150 g. Většina souprav se však prodává v množství 1 kg.
• 3 šálky (> 100 ml) a míchací tyčinky (6 "je nejvhodnější)
• Měřítko s přesností na 0,1 nebo 0,001 gramu (tyto přenosky to zvládnou)
• Výškově rekonfigurovatelný lakovací stroj nebo laserem řezaná DIY verze ve výškách 1 mm, 1,5 mm a 2 mm (TODO, super krátký samostatný návod k tomuto)
• 2 nízkoprofilové LED diody velikosti 1206 (Digikey, Farnell)
• 2 odpory 100 ohmů 100 ohmů (Digikey, Farnell)
• Měděná nebo hliníková páska. Fólie je ještě lepší (pokud je třeba lepidlo z pásky smýt)
• Jemná pinzeta
• nůž X-acto

• Páska Scotch Magic

Tento tutoriál jde do poměrně vysokých detailů! Nenechte se odrazit počtem kroků nebo zdlouhavými popisy. Protože utěsňujeme náš systém silikonem, bude obtížné opravit chyby, které se projeví ve fázi testování. Budete si proto muset každý krok pečlivě přečíst a hned od začátku ho získat. Celý proces by neměl trvat déle než 2 hodiny, pokud máte neustále k dispozici všechny nástroje a používáte lití silikonu s dobou vytvrzování 15 minut.

Tento tutoriál používá velmi běžný příklad silikonového zařízení, které se skládá ze 4 kontaktních plošek, 2 LED diod a 2 VIA. Konečný výsledek je uveden na fotografii a videu nahoře. I když je tento design poměrně základní, náš přístup k výrobě DIY podporuje mnoho typů komponent SMD a libovolný počet vrstev. Náš přístup se tedy přizpůsobuje roztažitelným obvodům jakékoli složitosti, jak ukazují příklady návrhů ve videu na youtube propojeném na začátku tohoto instruktuálu.

Všechny soubory návrhu (v balíčku.zip) zde. Praktická kompilace jednoho pdf návodu zde.

Krok 1: Spuštění Lasercut + přenosové desky

Jako první krok budete muset laserově řezat některé pevné nosné desky, na kterých budete pracovat.

Proč potřebujete 2 talíře? Po vytvoření vrstvy součásti na hladké startovací desce přilepíme vrstvu silikonu se součástmi uvnitř na přenosovou desku, překlopíme stoh, sundáme hladkou startovací desku a tím odhalíme součásti z jejich zadní strany. Přenosová deska má malé otvory, které umožňují úniku vzduchu v mokré silikonové vrstvě v kroku 7.

Požadavky na nosné desky:

• Pro správné zarovnání v kroku přenosu musí být stejné velikosti

• Velikost: 280x280 mm

• Materiál: čirý akryl (sklo PMMA nebo Plexi)

• Označte startovací desku v levém horním rohu, přenosovou desku vpravo nahoře

Krok 2: Příprava startovací desky pro součásti

V tomto kroku začneme stavět náš okruh na hladké startovací desce. Později však chceme tuto desku znovu odstranit. Proto byste měli začít nastříkáním tenkého filmu spreje na uvolnění formy na celý povrch startovací desky. Poté vezměte černou vinylovou nálepku o rozměrech několik centimetrů pod počáteční desku. Poté odlepte papír nálepky a položte nálepku naplocho na a doprostřed startovní desky; lepivou stranou nahoru. Zajistěte nálepku na místě lepicí páskou (dávejte pozor, abyste na pásku příliš netáhli, protože to způsobí vrásky na povrchu nálepky). Dokončete další vrstvou spreje na uvolnění formy na lepivém povrchu. Dbejte na to, aby byla tryska asi 20 cm nad povrchem a nastříkejte hladkou souvislou vrstvu. Tip: stříkejte dvakrát a v překrývající se mřížce!

Příprava startovací desky:

• Odstřihněte nálepku na velikost (přibližně o 2 cm menší než rozměry desky)

• Na samolepku a talíř naneste statický náboj třením bavlněným hadříkem nebo papírovým ručníkem, takže bude ležet rovnoměrněji

• Uvolněte startovací desku postřiku (dvakrát a v mřížce)

• Nálepka se skotskou páskou na startovní desku, lepivou stranou nahoru

• Vyhodnoťte značky umístění komponent pomocí laserové řezačky (P = 6-7) NEREZÁVEJTE PŘES

• Uvolněte sprej lepkavý list (dvakrát a v mřížce)

Krok 3: Připravte přenosovou destičku na selektivní adhezi

Abychom zajistili správné zarovnání během všech kroků následujících po kroku 7, necháme náš silikon vytvořit silné spojení s přenosovou deskou v místech mimo obrys našeho měkkého obvodu. Tato silná vazba se získá předběžným ošetřením přenosové desky silikonovým základním nátěrem Bison. Na konci procesu sestavení budete chtít snadno oddělit svůj měkký obvod od desky pro sestavení, a tak s ní nebudete spojeni. Musíme tedy udržet oblast obsazenou naším měkkým obvodem bez základního materiálu. Děláme to tak, že tuto oblast během postřiku základního nátěru zakryjeme samolepkou nařezanou na míru. Tato maska se získá nalepením nálepky (normálním způsobem, lepivou stranou dolů) na celý povrch přenosové desky a následným laserovým vyříznutím obrysu obvodu + 5 mm okraje z nálepky. Přebytečný materiál samolepky je odstraněn.

Mějte na paměti:

• Ořízněte nálepku podle velikosti (přibližně rozměry desky)

• Nalepte nálepku bez vytváření vzduchových bublin

• Design by měl být zrcadlený (deska bude umístěna lícem dolů)

• Vystřihněte masku primeru (obrysy desky + okraj 5 mm) laserovou řezačkou (8-9W)

• Selektivně odstraňte nálepku a odhalte podkladové plexi. Ponechejte části nálepky, které pokrývají oblast desky plošných spojů.

Krok 4: Umístění komponent

Poněkud protiintuitivní funkcí je začít s komponenty před vodivými stopami. Umístěte oba odpory a diody LED, jak je znázorněno na obrázku.

Proč klademe komponenty na první místo? Potřebujeme, aby naše součásti byly pěkně zesíťovány silikonovým materiálem kolem nich. Nahoře a po stranách je to snadné. Na spodní straně však chceme náš silikon vázat na komponentu všude kromě míst, která budou kontaktována vodivými stopami. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je v důsledku toho a) vložení a svázání horní strany součástí do silikonové fólie, b) převrácení stohu, aby se odhalily kontaktní podložky jednotlivých součástí, c) nanesení vodivých stop a teprve poté d) vazba zbývající exponovaná spodní plocha povrchu součásti druhé vrstvě odlévacího silikonu. Tyto kroky a) b) c) a d) jsou dále diskutovány v části Ible.

Obecné pokyny k tomuto kroku:

• Umístěte součásti podle návrhu obvodu na startovací desku. Pevně zatlačte komponentu stříkanou uvolňovací vrstvou do lepicí vrstvy samolepky. Takto zůstane na svém místě.

• Součásti by měly být SMD. Ideálně velikost 2010 nebo větší. Rozteč na sousedních pinech IC nesmí být menší než 0,8 mm. Balíčky TQFN jsou spodní limit.

• Každá umístěná součást by měla mít své kontaktní podložky v rovině s lepicí vrstvou samolepky

Krok 5: Aplikace základního nátěru

Nanesení základního nátěru je zásadním krokem, který nelze vynechat. Bez dobré adheze mezi komponentou a okolním silikonem by napětí vytvořilo volné uchycení silikonu kolem každé komponenty. Toto volné uložení by pak umožnilo tekutému kovu proudit přes kontaktní podložky a tak zavést šortky. Tenká, stejnoměrná vrstva silikonového základního nátěru Bison by měla zcela zakrýt všechny odhalené části součásti ležící naplocho na nálepce.

K vašemu zvážení:

• Použijte Bison silikonový primer a vzduchový kartáč (Sealey Tools AB931)

• Nastříkejte komponenty na startovací desku tenkou vrstvou ze všech úhlů

• Nechte zaschnout a ihned pokračujte krokem 6 pro optimální zesíťování

Krok 6: Litý/ostří natřený silikonem

Další krok: lití silikonu kolem a přes naše komponenty! Tloušťka této vrstvy by měla být přibližně o 300 mikronů větší než tloušťka vaší nejsilnější součásti. U komponent uvedených na začátku tohoto Ible to znamená 1 mm. Abychom dosáhli této požadované tloušťky, použijeme protipovodňovou tyč, kterou zameteme po povrchu přesně v této výšce. (Pro zvědavé mysli: žargónovým termínem je povlak čepelí).

Lití silikonu samo o sobě není viskózní. Po určité výšce bych neudržel tvar. Proto se používá jakýsi „bazén“z viskozitnějšího akrylového tmelu (silikonového tmelu). Nechceme tento tmel namazat do našeho vzorku: proto budeme potahovat dvakrát a od středu ven.

Seznam kuliček:

• Umístěte sadu akrylátového tmelu kolem požadovaného obvodu silikonového plechu

• Smíchejte 2komponentní platinový polyadiční silikon s tvrdostí Shore 15

• Nalijte do tmelového „bazénu“, počínaje od středu a na všech součástech

• čepel nanáší silikonovou vrstvu s výškou 300um> nejvyšší komponenta

• Počkejte na vytvrzení silikonu

Krok 7: Přilepte přenosovou desku

Ahoj, zatím děláš skvělou práci! V tomto místě se na vás obvykle usmívá silikonový arch naplněný komponentami. Součásti by měly být zcela pokryty silikonem a jejich spodní kontakty by měly ležet naplocho na nosné desce ze skla plexi s vinylovou nálepkou mezi nimi. Pojďme nyní převrátit tento zásobník a odhalit tyto kontakty!

*sem vložte varování o nesouososti*

V tuto chvíli máme list komponent, které jsou umístěny přesně (odvedli jste přesnou práci, že?) Podle digitálního designu zarovnaného k levému hornímu rohu nosné desky. Nyní musíme umístit druhou desku nahoře, přilepit k ní silikonovou desku, převrátit stoh a odstranit první nosnou desku - to vše bez ztráty zarovnání rohů! Uvidíte, že je to jednodušší, než to zní. Ujistěte se, že máte dobrý svěrák nebo rovný roh, proti kterému můžete tlačit desky do zarovnání.

Nejprve musíme nastříkat naši druhou nosnou desku (tu se vzduchovými otvory), na kterou jste již umístili vinylovou nálepku a nastříhali ji do tvaru, aby se vytvořila základní maska. Nastříkejte rovnoměrným souvislým vzorem. Poté odstraňte nálepku masky primeru.

Nyní vezměte svůj talíř s deskou naplněnou komponentami. Zarovnejte jeho levý horní roh do svěráku nebo rovného rohu. Dále smíchejte trochu silikonu (asi 50 ml bude stačit). Nalijte ji na silikonovou desku a rozetřete na víceméně stejnou vrstvu. Dále vezměte druhou nosnou desku (se vzduchovými otvory), kterou jsme právě natřeli. Jeho pravý roh byl označen o několik kroků zpět. Umístěte jej na první desku nastříkanou stranou dolů a označeným rohem také dolů v souladu s levým horním označením na startovací desce. Stiskněte dolů, vytlačte vzduchové bubliny a zarovnejte desky mezi nimi. Vytlačením více silikonu skrz otvory vznikne méně vzduchových bublin a lepší přilnavost. Shodou okolností to pro vás ale také znamená větší potíže při posouvání desek dále do zarovnání. Nejprve tedy zarovnejte a poté začněte vytlačovat vzduch.

Nakonec počkejte, až se silikon vytvrdí.

Stručný přehled:

• Přenosovou desku nastříkejte základním nátěrem. Odstraňte masku základního nátěru

• Smíchejte 2komponentní platinový polyadiční silikon s tvrdostí Shore 15

• Naneste rovnoměrnou vrstvu na nyní vytvrzený komponent obsahující silikonovou fólii, cca. 1 mm tlustý

• Přenosová deska natřená stranou dolů

• Vyrovnejte se startovací deskou

• Zatlačte, vytlačte vzduch

• Překontrolujte zarovnání

• Počkejte na vytvrzení silikonu

Krok 8: Odstraňte startovací desku

Zásadní část je u konce. Pojďme se nyní propracovat k okamžiku, kdy můžeme ověřit vaše schopnosti zarovnání!

Vezměte si sendvič s plexi, silikonovou samolepkou a plexi, pomocí řezacího nože uvolněte skotskou pásku na okrajích vinylové nálepky. Startovací deska ze skla plexi by se nyní měla snadno vyjmout. Pokud tomu tak není, uvolněte hromádku plochým předmětem mezi nálepkou a talířem nebo mezi oběma deskami. Dávejte pozor, abyste neroztrhli svůj silikonový stoh z druhé desky (s otvory), protože to způsobí nesouosost.

Pokud byly součásti umístěny správně - v souladu s nálepkou - a silikonový proces byl proveden dostatečně opatrně, aby nedošlo k vytržení součástí z místa; nyní byste měli mít své komponenty s jejich zadními stranami pěkně odhalené!

Pomocí multimetru změřte hodnotu každé komponenty. (rezistory měří ohmy, LED diody používají k jejich rozsvícení). Tímto způsobem můžete elektricky ověřit, zda kontaktní podložky nepokrývá tenký film lepidla na samolepky nebo odlévacího silikonu - pouhým okem sotva viditelný.

Ve zkratce:

• Uvolněte nálepku na jedné straně sendviče plexi-silikon+samolepka-plexi

• Odlepte startovací desku a nálepku ze silikonových součástí

• Zkontrolujte, zda součásti nejsou vystaveny vodivým podložkám

• Protože jsme převrátili zásobník, všechny další kroky je třeba splnit zrcadlením návrhových vrstev (všechny soubory v tomto tutoriálu již byly odpovídajícím způsobem připraveny, nejsou nutné žádné další úpravy)

Krok 9: Maska šablony pro horní vodivou vrstvu

Vaše chvíle pravdy! Podívejme se, jak dobře jste si vedli v předchozích krocích.

Naneste novou nálepku, která zcela zakryje vaši silikonovou desku odhalenými kontakty součástí. Umístěte desku do laserové řezačky, zatímco je její označení vidět v pravém horním rohu, a prořízněte první vrstvu obvodu samolepkou.

Pokud se šablona, kterou jsme dále ořízli, pěkně vyrovná vašim komponentám, ve všech předchozích krocích jste si vedli dobře. Pokud jinak.. No sakra. Problémy s největší pravděpodobností souvisejí s tím, že vaše nálepka neleží naplocho během aplikace silikonu a/nebo výrazné nesouososti druhé nosné desky s první nosnou deskou o 2 kroky zpět. Změřte, kolik mm jste vypnuti, a můžete to opravit pomocí umístění návrhu v softwaru laserové řezačky.

Souhrn pro vaše pohodlí:

• Odstřihněte nálepku podle velikosti (přibližně rozměry desky)

• Nalepte nálepku bez vytváření vzduchových bublin

• Kalibrujte laser, abyste přesně prořízli nálepku (8-9W)

• Řezejte špičkové stopy měděných obvodů laserovou řezačkou

• Odstraňte nálepku v oblastech, které musí být vodivé (stopy obvodů, podložky)

Krok 10: Nejlepší vodivá vrstva

V tomto kroku budeme pracovat s tekutým kovem. Ujistěte se, že je váš pracovní prostor zcela zakryt (například novinami). Když rozlijete tekutý kov, stane se bolestí ho vyčistit zpět. Neexistuje žádné skutečné rozpouštědlo ani se nevsákne do špon nebo papírových ručníků. Nejlepší je pracovat opravdu čistě a hned poté vyhodit noviny, na které jste se mohli vylít. Nejlépe noste rukavice nebo si poté umyjte ruce. Budou tam šmouhy.

V tomto okamžiku byste měli mít správně definovanou šablonu. Ujistěte se, že na okrajích dobře přilne k silikonu. Nechceme, aby zespod protékal tekutý kov.

Nyní vezměte tekutý kov a jemný kartáč. Tekutý kov naneste na otvory šablony krátkými skvrnami (obrázky pro referenci). To by mělo být spíše ponoření než rozmazání. Tekutý kov musí být tlačen do těsného kontaktu, aby mohl dobře přilnout. Jakmile pokryjete vzor šablony, vezměte váleček a přehoďte přebytečný tekutý kov na stranu. To lze získat zpět malou plastovou pipetou.

Ve zkratce:

• Ujistěte se, že vaše nálepka dobře přilne k okrajům exponovaných oblastí

• Očistěte vystavené silikonové a součástkové podložky isopropylalkoholem

• Pomocí štětce nahraďte Galinstanem hrubě všechny exponované oblasti

• Pomocí válečku naneste aplikovaný galinstan na rovnoměrný povlak

• Vraťte přebytečný galinstan zpět do jeho nádoby

• Opatrně odstraňte šablonu nálepky

• Pokud během odstraňování Galinstan teče do oblastí, kde by neměl být, byl váš povlak příliš silný. Vyčistěte povrch a restartujte v kroku 9.

Krok 11: Prime Bottoms Bottoms

Tento krok je zcela samozřejmý. Už jste dvakrát aplikovali základní nátěr. Udělej to znovu. Důraz není kladen na silikonovou fólii, ale na spodní strany součástí a zejména na části, na kterých není vytištěn tekutý kov. Nechte základní nátěr zaschnout a ihned poté pokračujte krokem 12.

• Použití silikonového základního nátěru Bison a vzduchového kartáče (Sealey Tools AB931)

• Nastříkejte exponovaná dna součástí tenkou vrstvou základního nátěru

• Nechte zaschnout a ihned poté pokračujte krokem 12

Krok 12: Litý/ostří natřený silikonem

Tenhle je také více stejný jako ty předtím. Nejdůležitější je zde výška, na kterou se natíráte. Předchozí vrstva (složková vrstva) byla 1 mm (doporučená LED měla tloušťku 0,7 mm + 0,3 mm, jak bylo navrženo dříve). Pro každou vrstvu okruhu je nahoře přidán silikon o výšce 0,5 mm, aby byl ponechán dostatečný prostor pro nerovnoměrné povlaky tekutým kovem. Výška, na kterou se zde natíráte, se proto stává 1 mm + 0,5 mm = 1,5 mm.

Stručné kroky ve zkratce:

• Umístěte sadu akrylátového tmelu kolem požadovaného obvodu silikonového plechu

• Smíchejte 2komponentní platinový polyadiční silikon s tvrdostí Shore 15

• Nalijte do tmelového „bazénu“, počínaje od středu a na všech součástech

• čepel potahuje silikonovou vrstvu s výškou 0,5 mm> aktuální tloušťkou stohu

• Počkejte na vytvrzení silikonu

Krok 13: Maska šablony pro spodní vodivou vrstvu

A nyní jsme plně vstoupili do jednoduchých částí! To, co zde najdete, je celé opakování. Každá vrstva obvodu, kterou nanesete na vrchol, je opakováním kroků provedených pro předchozí vrstvy obvodu. Zde musíte vytvořit masku šablony pro vrstvu obvodu 2.

Bez přílišného rozvedení:

• Odstřihněte nálepku podle velikosti (přibližně rozměry desky)

• Nalepte nálepku bez vytváření vzduchových bublin

• Řezejte spodní stopy měděných obvodů pomocí laserové řezačky (kalibrace W à)

• Odstraňte nálepku v oblastech, které musí být vodivé (stopy obvodů, podložky)

• Ujistěte se, že vaše nálepka dobře přilne k okrajům exponované oblasti

• Vyčištěný silikon očistěte isopropylakoholem

Krok 14: VIA shora dolů

Pouze novinka spočívá v místech, kde potřebujeme spojení mezi 2 následujícími vrstvami obvodu. V žargonu se jim říká Vertical Interconnect Access nebo zkráceně VIA. Chcete -li vytvořit průchodku, musíte vyříznout otvor v silikonu zakrývající předchozí vrstvu obvodu. Když pak vytisknete nový tekutý kov nahoře pro další vrstvu obvodu, bude proudit do tohoto otvoru a elektricky se spojit.

Nejprve budete muset laser zkalibrovat (viz: kalibrace), aby přesně prořízl silikonovou krycí vrstvu v horní části předchozí vrstvy obvodu. Poté stačí vyříznout VIA podle zde poskytnutého souboru. Pinzetou odstraňte každý výřez silikonové krycí vrstvy a pokračujte dalším krokem: tisk nové vrstvy tekutého kovového obvodu na vrch!

Vytváření VIA, krátká verze:

• S připravenou maskou šablony spodní vodivé vrstvy

• Kalibrujte laser, abyste přesně prořízli silikonovou vrstvu a odhalili vrchní vodivou vrstvu (12–17 W)

• Odřízněte VIA v celém silikonu, kde je potřeba propojit horní a spodní vodivou vrstvu

• Odstraňte vystřižený silikon, abyste odhalili vrchní vodivou vrstvu

Krok 15: Spodní vodivá vrstva

Při práci s tekutým kovem se opět ujistěte, že je váš pracovní prostor zakryt. Díky tomu bude řešení problémů s rozlitím mnohem snazší.

Tisk této vrstvy je opět opakováním předchozích snah. Ujistěte se, že se šablona na okrajích hezky drží na silikonu. Nechceme, aby zespod protékal tekutý kov. Namáčením znovu naneste tekutý kov na otvory šablony jemným štětcem. Vezměte váleček a přehoďte přebytečný tekutý kov na stranu. Obnovte velké kapky tekutého kovu plastovou pipetou.

Další verze TL; DR:

• Pomocí štětce nahraďte Galinstanem hrubě všechny exponované oblasti

• Pomocí válečku naneste aplikovaný galinstan na rovnoměrný povlak

• Opatrně odstraňte šablonu nálepky

• Pokud během odstraňování Galinstan teče do oblastí, kde by neměl být, byl váš povlak příliš silný. Vyčistěte povrch a restartujte v kroku 13.

• Pomocí štětce opravte každý VIA a ujistěte se, že jsou spojeny horní a spodní vodivé vrstvy

Krok 16: Litý/ostří natřený silikonem

Už teď se můžete začít vzrušovat! Toto je naše poslední vrstva odlévacího silikonu, což znamená, že váš měkký obvod je téměř hotový! To jste již udělali dvakrát. Takže to zkrátím a řeknu vám, na jakou výšku byste měli při lakování čepelí zamířit. Již máme vrstvu vrstvy o tloušťce 1 mm a první vrstvu obvodu o tloušťce 0,5 mm. Tato obvodová vrstva by také měla mít tloušťku 0,5 mm. V tomto kroku proto plášť laku o celkové tloušťce 2 mm!

Rychlá dráha:

• Umístěte sadu akrylátového tmelu kolem požadovaného obvodu silikonového plechu

• Smíchejte 2komponentní platinový polyadiční silikon s tvrdostí Shore 15

• Nalijte do tmelového „bazénu“, počínaje od středu a na všech součástech

• Blade coate silikonovou vrstvu s výškou 500um> aktuální tloušťkou stohu

• Počkejte na vytvrzení silikonu

Krok 17: Kontaktujte podložky

Zatímco silikonová zařízení mohou integrovat napájení (baterie) a zpracování (mikrokontrolér), pro jednoduchost tohoto příkladu přidáváme externí konektory pro napájení LED diod. V tomto kroku prořízneme silikon až ke kontaktům, které jsme vložili dovnitř. Opět budete muset laser zkalibrovat (viz: kalibrace), aby nedošlo k poškození podkladových vrstev. Jakmile provedete škrty, vytrhněte silikonové výřezy pinzetou. Poté oškrábejte přebytečné silikonové zbytky kontaktů a očistěte je vatovými tampony a pro větší spolehlivost naneste na kontakty pájku.

Kontaktní podložky, krátký příběh:

• Kalibrujte laser, abyste prořízli silikonovou vrstvu a odhalili kontakty měděné pásky (20-30 W)

• Odřízněte kontakty obvodu laserovou řezačkou

• Odstraňte silikon v oblastech s výřezy

• Vyčistěte exponované měděné podložky rychle schnoucím rozpouštědlem

• Na exponované podložky naneste pájku, dokud se kontakty nedostanou na úroveň silikonu. Při škrábání přebytečného silikonu z kontaktů a čištění nečistot pokračujte, dokud se vaše pájka nepřilepí k podložce.

Krok 18: Ukázka zdarma

Čas osvobodit váš měkký obvod od nosné desky! Protože naše přenosová deska nebyla potažena základním nátěrem pod naším měkkým obvodem, nezbývá než uvolnit boky a můžeme ji sundat. K řezání vzorku použijte přiložený řezací soubor. Opakujte škrty se zvyšujícím se výkonem, dokud se vzorek neuvolní. Odsazení Z vašeho laseru by mělo být -1 (polovina výšky stohu). Když je výřez vzorku úplně proveden, zvedněte z jedné strany roh a poté odřízněte měkký obvod bez všech příloh, které byly vytvořeny ve vzduchových otvorech nosné desky. Dobře se na to podívejte: vaše první silikonové zařízení! Přizpůsobivý, roztažitelný a měkký obvod!

Ukázkový řez zdarma v bulletintech:

• Kalibrujte laser, abyste prořízli celý silikonový stoh (40-60W)

• Vyřízněte obrys vzorku laserovou řezačkou

• Zvedněte vzorek z desky a ručně jej odřízněte bez silikonových nástavců, které byly vytvořeny ve vzduchových otvorech přenosové desky

Krok 19: Obdivujte

Nyní připojte své silikonové zařízení k napájení 5V. Každá cesta konektoru, rezistoru a LED konektoru má samostatnou potřebu napájení. Oba můžete spojit paralelně. Jen sledujte polaritu vašich LED a odpovídajícím způsobem připojte svá napájecí připojení. Jakmile je váš měkký obvod napájen, měla by se rozsvítit modrá LED.

Dopřejte svému okruhu! Pokud jste to udělali správně, měli byste snadno dosáhnout 50% napětí bez poškození obvodu. Hlavním bodem selhání budou vaše kontaktní podložky, protože jsou vyrobeny z pevných fólií, které se při vysokých napětích roztrhají.

Následující přídavná jména odpovídají vašemu silikonovému zařízení:

• Flexibilní

• Měkké/roztažitelné

• Samoléčení

•Průsvitný

• Plně zapouzdřené

Doménové oblasti aplikací, které předvídám: biomonitorovací náplasti (na kůži), nositelná zařízení, silikonová zařízení zabudovaná do textilií, elektronické obvody pokrývající mechanické spoje, hnací nebo snímací elektronika pro měkké roboty,…

Které aplikace se vám zdají vhodné pro tyto jedinečné druhy měkkých obvodů? Dejte mi vědět v komentářích! Nemůžu se dočkat, až uvidíte, s čím přijdete. Dejte mi vědět, pokud vaše budova je něčím jedinečná. Kdo ví, možná bych vám mohl dát nějakou radu!

Hodně štěstí při experimentování, Na zdraví, Noagels