Silikonski uređaji: 19 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Silikonski uređaji pružaju prve prednosti meke i rastezljive elektronike kroz pristup prilagođen proizvođaču. Slijedeći ovaj Instructable, naučit ćete osnovne vještine potrebne za stvaranje vlastitih potpuno integriranih mekih elektroničkih kola. Razmislite o Baymaxu! On je odlična buduća vizija mekog robota koji će postati stvarnost tek razvijanjem mekih elektronskih kola.

"Čekaj Noagels … Šta točno misliš s ovim hokus-pokusom" mekih elektroničkih kola "?"

Ukratko, rastezljiva elektronika obećava da će naturalizirati način na koji smo okruženi i interakciju s našim uređajima. Doslovno su meka i „rastezljiva“elektronička kola koja otvaraju nove mogućnosti u interakciji čovjek-računar i ključna su pokretačka tehnologija iza Soft Robotike.

Silikonski uređaji predstavljaju pristup izradi koji je jedinstven jer donosi tehnologiju u zajednicu proizvođača koji je nekada boravio u naučnoistraživačkim grupama. Naravno, proces izrade koji pokazuju Silicone Devices nije jedini put prema rastezljivoj i mekoj elektronici, niti je potpuno novi. Nauka radi postupno. Jedan od naših koraka je učiniti tehnologiju jednostavnom za primjenu i doći do proizvođača širom svijeta. (To znači vi. Upravo ovdje, upravo sada!) Kroz naš pristup izradi možete stvoriti vlastite meke sklopove. Silikonski uređaji podržavaju uključivanje mikrokontrolera, I/O komponenti i izvora napajanja, sve zajedno u samostalni uređaj.

Ovaj rad je nastao kroz saradnju Rafa Ramakersa, Kris Luyten, Wima Defermea i Stevena Nagelsa (to sam ja) na Univerzitetu Hasselt u Belgiji. Tehnika predstavljena u ovom uputstvu objavljena je na glavnom mjestu interakcije čovjek-računar: Ljudski faktori u računarskim sistemima (CHI 2018). Ova instrukcija ima za cilj prenijeti naše rezultate istraživanja izvan akademske zajednice. Ako želite, možete pročitati detaljnije informacije: Evo stranice projekta kompanije Silikonski uređaji, cijelu akademsku publikaciju možete pronaći ovdje, a općenitiju pozadinu o proizvodnji rastezljive elektronike zasnovane na međusobnim vezama možete pronaći ovdje.

Međutim - kako bismo bili sigurni da niste TL; DR - prijeđimo na posao!

Šta će vam trebati:

• Pristup Fablab -ovom ili Makerspace -ovom CO2 laserskom rezaču (referenca: 60W Trotec Speedy 100R)
• Airbrush (poželjno) ili boca sa raspršivačem (pristupačnija alternativa)
• akrilne/PMMA/pleksiglasne ploče (dovoljno za rezanje 2 kvadrata 280x280 mm) koristili smo debljinu 3 mm, sve od 1,5 mm naviše bi trebalo raditi
• Crna naljepnica od vinila (dovoljna za rezanje 4 kvadrata otprilike 260x260 mm) (koristili smo MacTac 8900 Pro mat crnu)
• Sprej za otpuštanje plijesni (Voss Chemie Trennspray, Smooth-on Ease Release)
• Tečni metal: Galinstan (najbolje je držati 10 g pri ruci, ovisno o tome koliko ste rasipni, mogli biste koristiti bilo koju količinu više od 5 g)
• 2 kom 3 ml pipete za jednokratnu upotrebu za vađenje Galinstana iz kontejnera na šablon
• Četka za finu boju, na primjer iz ovog seta
• Mekani gumijasti valjak (koji se naziva i gumeni brayer '', poput ovog)
• Silikonski prajmer (testiran Bison Silicone Primer, 3M AP596 promotor adhezije bi također mogao djelovati)
• Cijev jeftinog silikonskog brtvila + dozator (pištolj za brtvljenje)
• 2 -komponentni silikon na bazi platine koji se brzo stvrdnjava (silikoni i još testirano, DragonSkin 10 alternativa) Koristeći priložene dizajnerske datoteke, ne smijete premašiti 150 g. Većina setova se ipak prodaje u količinama od 1 kg.
• 3 šalice za miješanje (> 100 ml) i štapići za miješanje (6 "je najpogodnije)
• Vaga je precizna do 0,1 ili 0,001 grama (ovi prenosivi rade trik)
• Uređaj za premazivanje oštrica koji se može konfigurirati po visini ili laserski rezano "uradi sam" verzija u visinama 1 mm, 1,5 mm i 2 mm (TODO, super kratki, zasebni, ovo se može uputiti)
• 2 LED-ice niskog profila veličine 1206 (Digikey, Farnell)
• 2 otpornika od 100 ohma veličine 2010 (Digikey, Farnell)
• Bakarna ili aluminijska traka. Folija je još bolja (ako ljepilo za traku treba isprati)
• Fine pincete
• X-acto nož

• Škotska čarobna traka

Ovaj vodič vodi do dosta detalja! Molimo vas da vas ne odbije broj koraka ili dugačak opis. Budući da naš sistem brtvimo silikonom, bit će teško popraviti greške koje postanu očigledne u fazi testiranja. Stoga ćete morati pažljivo pročitati svaki korak i započeti ga od samog početka. Cijeli proces ne bi trebao trajati više od 2 sata ako imate sav alat na raspolaganju i koristite silikon za lijevanje s vremenom stvrdnjavanja 15 minuta.

Ovaj vodič koristi vrlo osnovni dizajn silikonskog uređaja, koji se sastoji od 4 kontaktne pločice, 2 LED diode i 2 VIA kao primjer. Konačni rezultat prikazan je na fotografiji i video zapisu na vrhu. Iako je ovaj dizajn prilično jednostavan, naš pristup izrade „uradi sam“podržava mnoge vrste SMD komponenti i bilo koji broj slojeva. Stoga se naš pristup prilagođava rastezljivim sklopovima bilo koje složenosti, što je pokazano primjerima dizajna u video zapisu na YouTubeu koji je povezan na početku ovog uputstva.

Ovdje se nalaze sve datoteke dizajna (upakovane kao.zip). Zgodna kompilacija pojedinačnih pdf uputa ovdje.

Korak 1: Lasersko pokretanje + prijenos ploča

Kao prvi korak morat ćete laserski izrezati neke krute noseće ploče za rad.

Zašto su vam potrebne 2 ploče? Pa, nakon stvaranja sloja komponente na glatkoj početnoj ploči, zalijepit ćemo silikonski list s komponentama na prijenosnu ploču, preokrenuti hrpu, skinuti glatku početnu ploču i tako izložiti komponente sa njihove stražnje strane. Ploča za prijenos ima male rupice koje omogućuju izlazak zraka do vlažnog silikonskog sloja u koraku 7.

Zahtjevi prema nosećim tablicama:

• Moraju biti jednake veličine za pravilno poravnanje u koraku prenosa

• Veličina: 280x280mm

• Materijal: prozirni akril (PMMA ili Plexi staklo)

• Označite početnu ploču u gornjem lijevom kutu, prijenosnu ploču u gornjem desnom kutu

Korak 2: Pripremite početnu ploču za komponente

U ovom koraku počet ćemo graditi naš krug na glatkoj startnoj ploči. Kasnije, međutim, želimo ponovo ukloniti ovu ploču. Stoga biste trebali početi prskanjem tankog filma spreja za otpuštanje plijesni po cijeloj površini početne ploče. Nakon toga uzmite naljepnicu od crnog vinila dimenzija nekoliko centimetara ispod dimenzija početne ploče. Zatim odlijepite papir za naljepnice i stavite naljepnicu ravno na i u sredinu početne ploče; ljepljiva strana prema gore. Naljepnicu pričvrstite ljepljivom trakom (pazite da je ne zalijepite jako jer to može izazvati bore na površini naljepnice). Završite još jednim slojem spreja za otpuštanje plijesni na ljepljivoj površini. Držite mlaznicu oko 20 cm iznad površine i raspršite glatki, kontinuirani sloj. Savjet: raspršite dva puta i u šablonu koji se preklapa!

Priprema početne ploče:

• Izrežite naljepnicu na veličinu (približno 2 cm manje od dimenzija ploče)

• Stavite statički naboj na naljepnicu i ploču trljanjem pamučnom krpom ili papirnatim ručnikom, tako ćete ravnomernije ležati

• Otpustite početnu ploču za raspršivanje (dva puta i u obliku rešetke)

• Naljepnica selotejpom na početnu ploču, ljepljiva strana prema gore

• Označite oznake položaja komponenti laserskim rezačem (P = 6-7) NE REZITE KROZ

• Otpustite ljepljivu foliju u spreju (dva puta i u obliku rešetke)

Korak 3: Pripremite prijenosnu ploču za selektivno prianjanje

Kako bismo zajamčili pravilno poravnanje tijekom svih koraka nakon koraka 7, od našeg silikona će se stvoriti snažna veza s prijenosnom pločom na mjestima izvan obrisa našeg mekog kruga. Ova snažna veza postiže se prethodnom obradom prijenosne ploče Bison Silicone Primer. Na kraju procesa izgradnje poželjet ćete lako odvojiti svoj meki krug od ploče za izradu i na taj način se nećete povezati s njim. Stoga moramo držati područje zauzeto našim mekim krugom od temeljnog materijala. To činimo pokrivanjem ovog područja tokom prskanja prajmera naljepnicom izrezanom na veličinu. Ova maska se dobiva lijepljenjem naljepnice (uobičajen način, ljepljivom stranom prema dolje) na cijelu površinu prijenosne ploče, a zatim laserskim rezanjem obrisa kruga + oblik margine 5 mm na naljepnici. Višak materijala za naljepnice se uklanja.

Imajte na umu:

• Isecite nalepnicu po veličini (približne dimenzije ploče)

• Nanesite naljepnicu bez dodavanja mjehurića zraka

• Dizajn treba biti zrcaljen (ploča će biti postavljena licem prema dolje)

• Izrežite masku temeljnog premaza (obrisi ploče + margina 5 mm) laserskim rezačem (8-9 W)

• Selektivno uklonite naljepnicu kako biste otkrili donji pleksi. Ostavite dijelove naljepnica koji pokrivaju područje ploče.

Korak 4: Postavljanje komponenti

Pomalo kontra-intuitivna značajka je početi sa komponentama prije kondukcijskih tragova. Postavite otpornike i LED diode kao što je prikazano na slici prikazanoj ovdje.

Zašto komponente stavljamo na prvo mjesto? Naše komponente trebaju biti lijepo umrežene sa silikonskim materijalom oko njih. Na vrhu i sa strane to je lako postići. Na donjoj strani, međutim, želimo povezati naš silikon sa komponentom posvuda, osim na mjestima koja će biti u kontaktu s vodljivim tragovima. Jedan od načina da se to postigne je, uzastopno, a) umetanjem i vezivanjem gornje strane komponenti u silikonski lim, b) prevrtanjem po hrpi kako bi se otkrile kontaktne pločice svake komponente, c) nanošenje provodnih tragova i tek nakon toga d) vezivanje preostala izložena površina dna komponente na drugi sloj silikona za lijevanje. O ovim koracima a) b) c) i d) govori se dalje u tekstu.

Opće smjernice za ovaj korak:

• Postavite komponente prema izvedbi kola na startnu ploču. Čvrsto gurnite komponentu kroz raspršeni otpuštajući sloj u ljepljivi sloj naljepnice. Na ovaj način ostaje na mjestu.

• Komponente trebaju biti SMD. Po mogućnosti veličine 2010 ili veće. Razmak na susednim pinovima IC -a ne može biti manji od 0,8 mm. TQFN paketi su donja granica.

• Svaka postavljena komponenta treba da ima svoje kontaktne jastučiće u ravni sa lepljivim slojem nalepnice

Korak 5: Primjena prajmera

Nanošenje prajmera ključan je korak koji se ne može izostaviti. Bez dobrog prianjanja između komponente i okolnog silikona, naprezanje bi stvorilo labavo prianjanje silikona oko svake komponente. Ovo labavo pričvršćivanje tada bi omogućilo tekućem metalu da struji preko kontaktnih jastučića i na taj način uvodi kratke hlače. Tanak, ujednačen sloj Bison Silicone Primer -a trebao bi u potpunosti pokriti sve izložene dijelove komponente koji leže ravno na naljepnici.

Za vaše razmatranje:

• Koristite Bison silikonski prajmer i zračnu četku (Sealey Tools AB931)

• Raspršite komponente po početnoj ploči tankim slojem iz svakog kuta

• Ostavite da se osuši i odmah nastavite s korakom 6 za optimalno umrežavanje

Korak 6: Silikon za livenje/oštrice

Slijedi: lijevanje silikona oko i preko naših komponenti! Debljina ovog sloja mora biti oko 300 mikrona veća od debljine vaše najdeblje komponente. Za komponente navedene na početku ove tabele to znači 1 mm. Da bismo postigli ovu potrebnu debljinu, upotrijebit ćemo poplavnu šipku koju prebrodimo po površini upravo na ovoj visini. (Za znatiželjne umove: žargonski izraz za ovo je oblaganje oštrica).

Samolivanje silikona nije viskozno. Ne bih zadržao oblik nakon što mu dodijelim određenu visinu. Stoga se primjenjuje vrsta "bazena" od viskoznijeg akrilnog mastika (silikonsko brtvilo). Ne želimo razmazati ovo brtvilo u naš uzorak: zato ćemo premazati dva puta i od sredine prema van.

Bullet lista:

• Stavite komplet akrilnog mastika oko potrebnog perimetra silikonskog lima

• Pomiješajte dvokomponentni silikon od tvrdoće platine sa poli-adicijom od 15 tvrdoće

• Sipati u „bazen“sa mastikom, počevši od sredine i na sve komponente

• oštrica premazuje silikonski sloj visine 300um> najveća komponenta

• Sačekajte da se silikon stvrdne

Korak 7: Zalijepite prijenosnu ploču

Hej, do sada odlično radite! Obično se u ovom trenutku nalazi silikonski lim ispunjen komponentama koji vam se smiješi. Komponente trebaju biti potpuno prekrivene silikonom, a njihovi donji kontakti moraju ležati ravno na staklenoj ploči od pleksi stakla s vinilnom naljepnicom između njih. Preokrenimo ovaj stog i razotkrijmo te kontakte!

*ovdje umetnite upozorenje o neusklađenosti*

Ono što imamo u ovom trenutku je list komponenti koje su postavljene tačno (radili ste precizan posao, zar ne?) Prema digitalnom dizajnu poravnatom s gornjim lijevim kutom vaše noseće ploče. Sada moramo postaviti drugu ploču na vrh, zalijepiti silikonsku ploču na nju, okrenuti hrpu i ukloniti prvu noseću ploču - sve bez gubitka poravnanja ugla! Vidjet ćete da je ovo lakše nego što zvuči. Pobrinite se da imate dobar porog ili ravni ugao oko kojeg možete gurnuti ploče u poravnanje.

Prvo moramo poprskati našu drugu noseću ploču (onu s otvorima za zrak) na koju ste već stavili vinilnu naljepnicu i izrezati je u oblik tako da formira masku za temeljni premaz. Raspršite ravnomjerno, kontinuirano. Nakon toga uklonite naljepnicu maske za temeljni premaz.

Sada uzmite svoju ploču s pločom ispunjenom komponentama. Poravnajte gornji lijevi kut s porokom ili ravnim kutom. Zatim pomiješajte još malo silikona (oko 50 ml će biti dovoljno). Izlijte ga na silikonsku ploču i rasporedite na manje -više jednak sloj. Zatim uzmite drugu ploču nosača (s otvorima za zrak) koju smo upravo grundirali. Njegov desni ugao bio je označen nekoliko koraka unatrag. Postavite ga na vrh prve ploče poprskane prema dolje, a označeni kut također prema dolje u skladu s gornjom lijevom oznakom na početnoj ploči. Pritisnite prema dolje, istisnite mjehuriće zraka i nastavite poravnavati ploče između njih. Istiskivanjem više silikona kroz rupe smanjuje se broj mjehurića zraka i bolje se lijepi. Slučajno, međutim, to vam znači i dodatne poteškoće pri premještanju ploča dalje u poravnanje. Zato se prvo poravnajte, a zatim počnite istiskivati zrak.

Na kraju, pričekajte da se silikon stvrdne.

Pregled užeg izbora:

• Ploča za prenos prskanja sa prajmerom. Uklonite masku temeljnog premaza

• Pomiješajte dvokomponentni silikon od tvrdoće platine sa poli-adicijom od 15 tvrdoće

• Nanesite ravnomjerni sloj na već stvrdnutu komponentu koja sadrži silikonski lim, pribl. 1 mm debljine

• Prijenosna ploča, premazana stranom prema dolje

• Poravnajte s početnom pločom

• Pritisnuti, istisnuti vazduh

• Dvaput proverite poravnanje

• Sačekajte da se silikon stvrdne

Korak 8: Uklonite početnu ploču

Ključni deo je gotov. Idemo sada raditi do trenutka kada možemo provjeriti vaše vještine usklađivanja!

Uzmite svoj sendvič od pleksi-silikonske naljepnice-pleksi, nožem za rezanje olabavite traku na rubovima vinilne naljepnice. Početna ploča od pleksi stakla sada bi se trebala lako skinuti. Ako to nije slučaj, upotrijebite ravni predmet između naljepnice i ploče ili između obje ploče da biste olabavili hrpu. Pazite da ne otkinete silikonski snop s druge ploče (s rupama) jer će to dovesti do poravnanja.

Ako su komponente pravilno postavljene - u skladu s naljepnicom - i postupak silikona izveden dovoljno pažljivo da se komponente ne istrgnu s mjesta; sada bi trebalo da vaše komponente budu lijepo izložene sa stražnje strane!

Koristite multimetar za mjerenje vrijednosti svake komponente. (otpornici mjere ohme, LED diode koriste diode da ih osvijetle). Na ovaj način možete električno provjeriti da li tanki film ljepila za naljepnice ili silikona za lijevanje prekriva kontaktne jastučiće - jedva vidljiv golim okom.

Ukratko:

• Otpustite naljepnicu s jedne strane sendviča od pleksi-silikona+naljepnice-pleksi

• Odlepite početnu ploču i naljepnicu sa silikonskih komponenti

• Provjerite komponente na neometano izlaganje provodljivih jastučića

• Budući da smo preokrenuli hrpu, svi daljnji koraci moraju biti ispunjeni s preslikanim slojevima dizajna (sve datoteke u ovom vodiču već su pripremljene u skladu s tim, nisu potrebne dodatne prilagodbe)

Korak 9: Maska za šablone za gornji provodljivi sloj

Vaš trenutak istine! Provjerimo koliko ste dobro prošli u prethodnim koracima.

Nanesite novu naljepnicu kako biste potpuno prekrili silikonsku ploču izloženim kontaktnim dijelovima. Stavite ploču u laserski rezač dok se njena oznaka vidi u gornjem desnom kutu i izrežite prvi sloj kola kroz naljepnicu.

Ako se matrica koju zatim izrežemo lijepo poravna s vašim komponentama, učinili ste dobro u svim prethodnim koracima. Ako je drugačije.. Pa prokletstvo. Problemi se najvjerojatnije odnose na to da vaša naljepnica ne leži ravno tijekom nanošenja silikona i/ili značajnog pomicanja druge noseće ploče na prvu noseću ploču 2 koraka unatrag. Izmjerite koliko mm mm nemate i to možete ispraviti kroz dizajn u softveru za laserski rezač.

Sažetak, radi vaše udobnosti:

• Isecite nalepnicu po veličini (približne dimenzije ploče)

• Nanesite naljepnicu bez dodavanja mjehurića zraka

• Kalibrirajte laser za precizno rezanje naljepnice (8-9W)

• Izrežite gornje tragove bakrenih krugova laserskim rezačem

• Uklonite naljepnicu u područjima koja moraju biti provodljiva (tragovi krugova, jastučići)

Korak 10: Gornji provodljivi sloj

U ovom koraku ćemo raditi s tekućim metalom. Uvjerite se da je vaš radni prostor potpuno prekriven (na primjer, novinama). Kada prolijete tekući metal, postaje bol u čišćenju. Za njega nema pravog otapala niti se upija u spužve ili papirne ubruse. Najbolje je raditi zaista čisto i odmah nakon toga baciti novine na koje ste se možda prosipali. Najbolje je da nosite rukavice ili operite ruke nakon toga. Biće mrlja.

U ovom trenutku trebali biste imati pravilno definiranu matricu. Pazite da se lijepo zalijepi za silikon na rubovima. Ne želimo da ispod teče tekući metal.

Sada uzmite tekući metal i finu četku. Nanesite tekući metal na otvore šablona u kratkim mrljama (slike za referencu). Ovo bi trebalo biti više umočivanje nego razmazivanje. Tečni metal mora biti prisiljen u bliski kontakt kako bi mogao dobro prianjati. Nakon što prekrijete uzorak šablone, uzmite valjak i otkotrljajte višak tekućeg metala u stranu. To se može povratiti pomoću male plastične pipete.

Ukratko:

• Uvjerite se da se vaša naljepnica dobro lijepi oko rubova izloženih područja

• Očistite izložene silikone i jastučiće sa komponentama izopropilahol alkoholom

• Četkom za boju grubo pokrijte sva izložena područja Galinstanom

• Pomoću valjka pretvorite naneseni galinstan u ujednačen premaz

• Vratite višak galinstana nazad u njegov kontejner

• Pažljivo uklonite matricu naljepnica

• Ako tokom uklanjanja Galinstan teče na područja na kojima ne bi trebao biti, vaš premaz je bio previše gust. Očistite površinu i ponovo pokrenite u koraku 9.

Korak 11: Dna temeljnih komponenti

Ovaj korak je sam po sebi razumljiv. Već ste dva puta nanijeli prajmer. Uradi to ponovo. Fokus nije na silikonskom listu, već na donjim stranama komponente, a posebno na dijelovima na kojima nema otisnutog tekućeg metala. Pustite da se temeljni premaz osuši i odmah nakon toga nastavite s korakom 12.

• Korištenje Bison silikonskog prajmera i zračne četke (Sealey Tools AB931)

• Dno izloženih komponenti poprskajte tankim slojem prajmera

• Ostavite da se osuši i odmah nakon toga nastavite s korakom 12

Korak 12: Silikon za livenje/oštrice

I ovaj je više isti kao i prije. Ovdje je najvažnije visina na kojoj nožete kaput. Prethodni sloj (komponentni sloj) je bio 1 mm (preporučena LED ploča bila je debljine 0,7 mm + 0,3 mm kao što je ranije predloženo). Za svaki sloj kruga dodaje se visina od 0,5 mm silikona na vrhu kako bi se ostavilo dovoljno prostora za neravne premaze tekućim metalom. Visina na koju ovdje nanosite nož postaje 1 mm + 0,5 mm = 1,5 mm.

Ukratko detaljni koraci:

• Stavite komplet akrilnog mastika oko potrebnog perimetra silikonskog lima

• Pomiješajte dvokomponentni silikon od tvrdoće platine sa poli-adicijom od 15 tvrdoće

• Sipati u „bazen“sa mastikom, počevši od sredine i na sve komponente

• sečivo premazuje silikonski sloj visine 0,5 mm> trenutne debljine snopa

• Sačekajte da se silikon stvrdne

Korak 13: Maska za šablone za donji vodljivi sloj

I sada smo potpuno ušli u jednostavne dijelove! Ono što ovdje pronalazite je ponavljanje. Svaki sloj kola koji nanesete odozgo ponavljanje je koraka izvedenih za prethodne slojeve kola. Ovdje morate stvoriti šablonsku masku za sloj 2.

Bez previše elaboracije:

• Isecite nalepnicu po veličini (približne dimenzije ploče)

• Nanesite naljepnicu bez dodavanja mjehurića zraka

• Izrežite tragove bakrenih krugova na dnu laserskim rezačem (W à kalibracija)

• Uklonite naljepnicu u područjima koja moraju biti provodljiva (tragovi krugova, jastučići)

• Uvjerite se da je vaša naljepnica dobro prilijepljena oko rubova izloženog područja

• Očistite izloženi silikon izopropilakoholom

Korak 14: VIA odozgo-dolje

Jedino novost leži u mjestima gdje nam je potrebna veza između dva naredna sloja kola. U žargonu se to naziva Vertical Interconnect Access ili VIA skraćeno. Da biste stvorili prolaz, morate izrezati otvor u silikonu koji prekriva prethodni sloj kola. Kada zatim odštampate novi tekući metal na vrhu za sljedeći sloj kruga, on će teći u ovaj otvor i električno se spojiti.

Prvo ćete morati kalibrirati (pogledajte: kalibracija) laser kako biste precizno presjekli silikonski pokrivni sloj na vrhu prethodnog sloja kruga. Zatim samo izrežite VIA -e prema datoteci koja se ovdje nalazi. Uklonite svaki izrez silikonskog pokrovnog sloja pincetom i prijeđite na sljedeći korak: ispišite novi sloj kruga od tekućeg metala na vrhu!

Kreiranje VIA -a, kratka verzija:

• Sa spremnom maskom šablone donjeg provodljivog sloja

• Kalibrirajte laser za precizno rezanje silikonskog sloja kako biste otkrili gornji vodljivi sloj (12-17W)

• Izrežite VIA -e po silikonu gdje gornji i donji vodljivi sloj moraju biti međusobno povezani

• Uklonite izrezani silikon kako biste otkrili gornji vodljivi sloj

Korak 15: Donji provodni sloj

Ponovo provjerite je li vaš radni prostor prekriven pri radu s tekućim metalom. To će uvelike olakšati rješavanje prosipanja.

Štampanje ovog sloja ponovo je ponavljanje prethodnih napora. Pazite da se šablona lijepo zalijepi za silikon na rubovima. Ne želimo da ispod teče tekući metal. Ponovno upotrijebite postupak uranjanja kako biste finom četkom nanijeli tekući metal na otvore šablona. Uzmite valjak i otkotrljajte višak tekućeg metala u stranu. Oporavite velike mrlje tekućeg metala plastičnom pipetom.

Još jedna verzija TL; DR:

• Četkom za boju grubo pokrijte sva izložena područja Galinstanom

• Pomoću valjka pretvorite naneseni galinstan u ujednačen premaz

• Pažljivo uklonite matricu naljepnica

• Ako tokom uklanjanja Galinstan teče na područja na kojima ne bi trebao biti, vaš premaz je bio previše gust. Očistite površinu i ponovo pokrenite u koraku 13.

• Pomoću četke za boje dodirnite svaku VIA i provjerite jesu li spojeni gornji i donji vodljivi slojevi

Korak 16: Silikon za livenje/oštrice

Sada možete početi da se uzbuđujete! Ovo je naš posljednji sloj lijevanja silikona, što znači da je vaš mekani krug gotovo završen! Ovo ste već učinili već dva puta. Zato ću samo kratko reći i reći vam na koju visinu trebate ciljati premaz oštrice. Već imamo komponentni sloj debljine 1 mm i sloj prvog kruga debljine 0,5 mm. I ovaj sloj kola mora biti debljine 0,5 mm. Stoga u ovom koraku premažite oštricu ukupne debljine 2 mm!

Brza traka:

• Stavite komplet akrilnog mastika oko potrebnog perimetra silikonskog lima

• Pomiješajte dvokomponentni silikon od tvrdoće platine sa poli-adicijom od 15 tvrdoće

• Sipati u „bazen“sa mastikom, počevši od sredine i na sve komponente

• sečivo premazuje silikonski sloj visine 500um> trenutne debljine snopa

• Sačekajte da se silikon stvrdne

Korak 17: Kontaktni jastučići

Iako silikonski uređaji mogu ugraditi napajanje (baterija) i obradu (mikrokontroler), radi jednostavnosti ovog primjera dodajemo vanjske konektore za napajanje LED dioda. U ovom koraku ćemo presjeći silikon do kontakata koje smo ugradili unutra. Opet ćete morati kalibrirati laser (pogledajte: kalibracija) kako ne biste oštetili temeljne slojeve. Kad ste napravili rezove, iščupajte silikonske izreze pincetom. Zatim ostružite višak silikonskih ostataka na vašim kontaktima i očistite ih pamučnim štapićima te nanesite lem na kontakte radi dodatne pouzdanosti.

Kontaktni jastučići, kratka priča:

• Kalibrirajte laser za rezanje silikonskog sloja i otkrivanje kontakata od bakrene trake (20-30W)

• Izrežite kontakte kruga laserskim rezačem

• Uklonite silikon u područjima izreza

• Očistite izložene bakrene jastučiće otapalom koje se brzo suši

• Nanesite lemljenje na izložene jastučiće dok kontakti ne budu u ravnini sa silikonom. Nastavite sa lemljenjem dok stružete višak silikona sa svojih kontakata i čistite prljavštinu sve dok se lemljenje ne zalijepi za podlogu.

Korak 18: Uzorak bez reza

Vrijeme je da oslobodite svoj meki krug sa njegove noseće ploče! Budući da naša prijenosna ploča nije bila premazana prajmerom ispod našeg mekog kruga, sve što moramo učiniti je odrezati stranice i možemo je skinuti. Za rezanje uzorka koristite priloženu datoteku za rezanje. Ponavljajte rezove sa povećanjem snage dok se uzorak ne oslobodi. Z -pomak vašeg lasera trebao bi biti -1 (polovina visine snopa). Kad je izrezivanje uzorka potpuno probušeno, podignite ugao s jedne strane, a zatim izrežite meki krug bez svih dodataka ispod koji su nastali u otvorima za zrak na nosaču. Dobro ga pogledajte: vaš prvi silikonski uređaj! Konformabilno, rastezljivo i mekano kolo!

Uzorak je izrezan na grafičkim oznakama:

• Kalibrirajte laser za rezanje cijelog silikonskog naslaga (40-60W)

• Izrežite konturu uzorka laserskim rezačem

• Podignite uzorak s ploče dok ga ručno režete bez silikonskih dodataka koji su nastali u otvorima za zrak na prijenosnoj ploči

Korak 19: Divite se

Sada priključite svoj silikonski uređaj na napajanje od 5 V. Svaki put konektora-otpornika koji vodi-otpornik ima zasebnu potrebu za napajanjem. Oboje možete povezati paralelno. Samo pripazite na polaritet vašeg LED -a i u skladu s tim spojite svoje priključke za napajanje. Nakon što se napaja meko kolo, plava LED dioda bi se trebala uključiti.

Rastegnite svoj krug! Ako ste to učinili kako treba, lako biste trebali postići 50% naprezanja bez ikakvog oštećenja kruga. Glavna točka kvara bit će vaši kontaktni jastučići jer su izrađeni od krute folije koja se kida s visokim naprezanjima.

Sljedeći pridjevi odgovaraju vašem silikonskom uređaju:

• Fleksibilno

• Meko/rastezljivo

• Samoizlječenje

• Proziran

• Potpuno kapsulirano

Područja primjene koje predviđam: zakrpe za biomonitoring (na koži), nosive stvari, silikonski uređaji ugrađeni u tekstil, elektronička kola koja pokrivaju mehaničke spojeve, elektronika za vožnju ili osjetljivost za meke robote,…

Koje aplikacije izgledate prikladne za ove jedinstvene vrste mekih sklopova? Javite mi u komentarima! Jedva čekam da vidim šta ćete smisliti. Javite mi ako je vaša zgrada jedinstvena. Ko zna da bih vam mogao dati neki savjet!

Sretno u eksperimentisanju, Živjeli, Noagels