Thiết bị silicone: 19 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Thiết bị Silicone mang lại những lợi thế ban đầu của thiết bị điện tử mềm và có thể co giãn thông qua cách tiếp cận thân thiện với Nhà sản xuất. Bằng cách làm theo Tài liệu hướng dẫn này, bạn sẽ học được các kỹ năng cơ bản cần thiết để tạo ra các mạch điện tử mềm tích hợp đầy đủ của riêng bạn. Hãy nghĩ về Baymax! Anh ấy là một người có tầm nhìn tuyệt vời trong tương lai về một robot mềm sẽ chỉ trở thành hiện thực bằng cách phát triển các mạch điện tử mềm.

"Chờ Noagels … Chính xác thì ý bạn là gì với tiếng hocus-pocus 'mạch điện tử mềm' này?"

Nói tóm lại, các thiết bị điện tử có thể co giãn hứa hẹn sẽ tự nhiên hóa cách chúng ta được bao quanh và tương tác với các thiết bị của chúng ta. Theo nghĩa đen, chúng là những mạch điện tử mềm và 'co giãn', mở ra những khả năng mới trong Tương tác Người-Máy tính và là công nghệ thúc đẩy quan trọng đằng sau Soft Robotics.

Thiết bị Silicone đại diện cho một cách tiếp cận chế tạo độc đáo vì nó mang công nghệ đến với cộng đồng Maker vốn từng sinh sống tại các nhóm nghiên cứu khoa học. Nói tóm lại, quy trình chế tạo được chứng minh bởi Thiết bị Silicone không phải là con đường duy nhất hướng tới các thiết bị điện tử có thể co giãn và mềm cũng như không phải là một quy trình hoàn toàn mới. Khoa học hoạt động theo từng bước tăng dần. Một trong những bước chúng tôi đã thực hiện là làm cho công nghệ này dễ dàng triển khai và tiếp cận các Nhà sản xuất trên toàn thế giới. (Điều này có nghĩa là bạn. Ngay tại đây, ngay bây giờ!) Thông qua cách tiếp cận chế tạo của chúng tôi, bạn có thể tạo ra các mạch mềm của riêng mình. Thiết bị Silicone hỗ trợ bao gồm các bộ vi điều khiển, các thành phần I / O và nguồn điện, tất cả được kết hợp thành một thiết bị độc lập.

Công việc này được kết hợp với nhau thông qua sự hợp tác của Raf Ramakers, Kris Luyten, Wim Deferme và Steven Nagels (đó là tôi) tại Đại học Hasselt, Bỉ. Kỹ thuật được trình bày trong tài liệu hướng dẫn này được xuất bản tại địa điểm hàng đầu về tương tác giữa người và máy tính: Yếu tố con người trong hệ thống máy tính (CHI 2018). Hướng dẫn này nhằm mục đích truyền đạt kết quả nghiên cứu của chúng tôi ra ngoài cộng đồng học thuật. Có nhiều thông tin chuyên sâu hơn để đọc, nếu bạn muốn: Đây là trang dự án của Thiết bị Silicone, có thể tìm thấy ấn phẩm học thuật đầy đủ tại đây và cơ sở tổng quát hơn về chế tạo thiết bị điện tử co giãn dựa trên kết nối có thể được tìm thấy tại đây.

Tuy nhiên - để đảm bảo bạn không TL; DR - hãy bắt tay vào công việc!

Những gì bạn sẽ cần:

• Tiếp cận máy cắt laser CO2 của Fablab hoặc Makerspace (tham khảo: 60W Trotec Speedy 100R)
• Airbrush (ưu tiên) hoặc chai xịt (thay thế dễ tiếp cận hơn)
• tấm acrylic / PMMA / plexiglass (đủ để cắt 2 hình vuông 280x280mm) chúng tôi đã sử dụng dày 3mm, bất cứ thứ gì từ 1,5mm trở đi sẽ hoạt động
• Nhãn dán vinyl màu đen (đủ để cắt 4 hình vuông có kích thước ca 260x260mm) (chúng tôi đã sử dụng MacTac 8900 Pro Matte black)
• Xịt tháo khuôn (Voss Chemie Trennspray, Smooth-on Ease Release)
• Kim loại lỏng: Galinstan (tốt nhất là giữ 10g trong tay, tùy thuộc vào mức độ lãng phí của bạn, bạn có thể sử dụng bất kỳ lượng nào trên 5g)
• 2 chiếc Pipet dùng một lần 3ml để lấy Galinstan từ hộp đựng của nó lên giấy nến
• Cọ sơn mịn, chẳng hạn như từ bộ này
• Con lăn gummi mềm (còn được gọi là vòng đệm cao su '', chẳng hạn như con lăn này)
• Sơn lót silicone (Đã thử nghiệm Bison Silicone Primer, chất xúc tiến bám dính 3M AP596 cũng có thể hoạt động)
• Một ống keo silicon giá rẻ + dụng cụ phân phối (súng caulk)
• Silicone đóng rắn nhanh 2 thành phần gốc bạch kim (đã được thử nghiệm Siliconesandmore, thay thế DragonSkin 10) Sử dụng các tệp thiết kế được cung cấp, bạn không được vượt quá 150g. Tuy nhiên, hầu hết các bộ dụng cụ đều được bán với số lượng 1kg.
• 3 cốc trộn (> 100ml) và que khuấy (6 "là tiện lợi nhất)
• Cân chính xác đến 0,1 hoặc 0,001 gam (những chiếc di động này thực hiện thủ thuật)
• Máy mài lưỡi có thể cấu hình lại chiều cao hoặc phiên bản tự làm cắt bằng laser với các chiều cao 1mm, 1,5mm và 2mm (TODO, siêu ngắn riêng biệt Có thể hướng dẫn về điều này)
• 2 đèn LED cấu hình thấp kích thước 1206 (Digikey, Farnell)
• 2 điện trở 100 ohm cỡ 2010 (Digikey, Farnell)
• Băng đồng hoặc nhôm. Giấy bạc thậm chí còn tốt hơn (nếu keo băng cần được rửa sạch)
• Nhíp tốt
• một con dao X-acto

• Băng Scotch Magic

Hướng dẫn này đi vào chi tiết khá cao! Vui lòng không bị đẩy lùi bởi số lượng bước hoặc mô tả dài dòng. Vì chúng tôi đang niêm phong hệ thống của mình bằng silicone, nên sẽ rất khó để sửa chữa các lỗi trở nên rõ ràng ở giai đoạn thử nghiệm. Do đó, bạn sẽ phải đọc kỹ từng bước và thực hiện ngay từ đầu. Toàn bộ quá trình sẽ không mất hơn 2 giờ nếu bạn có tất cả các dụng cụ liên tục theo ý của bạn và sử dụng silicone đúc với thời gian đóng rắn 15 phút.

Hướng dẫn này sử dụng thiết kế rất cơ bản của Thiết bị Silicone, bao gồm 4 miếng đệm tiếp xúc, 2 đèn LED và 2 VIA làm ví dụ chạy. Kết quả cuối cùng được hiển thị trong ảnh và video ở trên cùng. Mặc dù thiết kế này khá cơ bản, nhưng phương pháp chế tạo DIY của chúng tôi hỗ trợ nhiều loại linh kiện SMD và bất kỳ số lượng lớp nào. Do đó, phương pháp tiếp cận của chúng tôi mở rộng quy mô đến các mạch có thể kéo giãn ở bất kỳ độ phức tạp nào như được thể hiện bằng các thiết kế mẫu trong video youtube được liên kết ở phần đầu của tài liệu hướng dẫn này.

Tất cả các tệp thiết kế (được đóng gói dưới dạng.zip) tại đây. Hướng dẫn biên dịch pdf đơn tiện dụng tại đây.

Bước 1: Bắt đầu Lasercut + Tấm chuyển

Bước đầu tiên, bạn sẽ cần phải cắt một số tấm sóng mang cứng để hoạt động.

Tại sao bạn cần 2 tấm? Vâng, sau khi tạo một lớp thành phần trên tấm khởi động nhẵn, chúng tôi sẽ dán tấm silicone với các thành phần bên trong vào tấm chuyển, lật chồng lên, tháo tấm khởi động nhẵn và do đó để lộ các thành phần từ mặt sau của chúng. Tấm chuyển có các lỗ nhỏ để cho phép không khí thoát ra khi gặp lớp silicone ướt ở bước 7.

Nhu cầu đối với các tấm tàu sân bay:

• Cần có kích thước bằng nhau để căn chỉnh phù hợp trong bước chuyển

• Kích thước: 280x280mm

• Chất liệu: acrylic trong (thủy tinh PMMA hoặc Plexi)

• Đánh dấu tấm bắt đầu ở góc trên bên trái, tấm chuyển ở trên cùng bên phải

Bước 2: Chuẩn bị tấm bắt đầu cho các thành phần

Chúng tôi sẽ bắt đầu xây dựng mạch của chúng tôi trên tấm khởi động trơn tru trong bước này. Tuy nhiên, sau đó, chúng tôi muốn loại bỏ mảng này. Do đó, bạn nên bắt đầu bằng cách xịt một lớp màng mỏng xịt giải phóng khuôn lên toàn bộ bề mặt tấm bắt đầu. Sau đó, lấy một miếng dán vinyl màu đen với kích thước dưới tấm xuất phát của bạn vài cm. Sau đó bóc giấy dán ra và đặt nhãn dán phẳng lên và chính giữa tấm bắt đầu; mặt dính lên. Cố định nhãn dán bằng băng dính scotch (cẩn thận không kéo mạnh nhãn vì điều này sẽ tạo ra các nếp nhăn trên bề mặt nhãn dán của bạn). Kết thúc bằng một lớp xịt chống nấm mốc khác lên trên bề mặt dính. Đảm bảo giữ vòi phun cao hơn bề mặt khoảng 20 cm và phun một lớp liên tục, mịn. Mẹo: xịt hai lần theo hình lưới chồng lên nhau!

Chuẩn bị đĩa bắt đầu:

• Cắt nhãn dán theo kích thước (kích thước tấm sơn nhỏ khoảng 2cm)

• Đặt điện tích tĩnh lên miếng dán và tấm bằng cách chà xát bằng vải bông hoặc khăn giấy, điều này sẽ làm cho nó nằm phẳng đều hơn

• Thả tấm bắt đầu phun (hai lần và theo dạng lưới)

• Miếng dán băng keo dính vào đĩa khởi động, mặt dán lên

• Ghi điểm đánh dấu vị trí thành phần bằng máy cắt laser (P = 6-7) KHÔNG ĐƯỢC CẮT QUA

• Xả tấm dính dạng xịt (hai lần và theo dạng lưới)

Bước 3: Chuẩn bị đĩa chuyển để kết dính chọn lọc

Để đảm bảo căn chỉnh phù hợp trong tất cả các bước tiếp theo đến bước 7, chúng tôi sẽ yêu cầu silicone của chúng tôi tạo ra một liên kết mạnh mẽ với tấm chuyển tại các vị trí bên ngoài đường viền mạch mềm của chúng tôi. Mối liên kết bền chặt này có được bằng cách xử lý trước tấm chuyển với Bison Silicone Primer. Khi kết thúc quá trình xây dựng, bạn sẽ muốn dễ dàng tách mạch mềm của mình khỏi tấm xây dựng và do đó không liên kết với nó. Vì vậy, chúng ta cần giữ cho khu vực bị chiếm bởi mạch mềm của chúng ta không có vật liệu sơn lót. Chúng tôi làm điều này bằng cách che khu vực này trong quá trình phun sơn lót bằng một miếng dán được cắt theo kích thước. Mặt nạ này có được bằng cách dán một nhãn dán (theo cách thông thường, dán từ mặt xuống) lên toàn bộ bề mặt của tấm chuyển và sau đó cắt laser đường viền mạch + hình dạng lề 5mm ra khỏi nhãn dán. Vật liệu nhãn dán thừa bị loại bỏ.

Ghi nhớ:

• Cắt nhãn dán theo kích thước (kích thước xấp xỉ tấm)

• Dán nhãn dán mà không tạo bọt khí

• Thiết kế nên được phản chiếu (tấm sẽ được đặt úp xuống)

• Cắt mặt nạ sơn lót (đường viền bảng + lề 5mm) bằng máy cắt laser (8-9W)

• Loại bỏ nhãn dán một cách chọn lọc để lộ plexi bên dưới. Để các bộ phận nhãn dán che khu vực bảng mạch.

Bước 4: Vị trí thành phần

Một tính năng hơi phản trực quan là bắt đầu với các thành phần trước khi có dấu vết dẫn điện. Đặt cả điện trở và đèn led như được chỉ ra trong hình ảnh được cung cấp ở đây.

Tại sao chúng ta đặt các thành phần đầu tiên? Chúng tôi cần các thành phần của chúng tôi được liên kết chéo với vật liệu silicone xung quanh chúng một cách độc đáo. Ở mặt trên và các mặt, điều này rất dễ thực hiện. Tuy nhiên, ở phía dưới cùng, chúng tôi muốn liên kết silicone của mình với thành phần ở mọi nơi ngoại trừ những điểm sẽ tiếp xúc với các vết dẫn điện. Một cách để đạt được điều này, rõ ràng là a) nhúng và liên kết mặt trên của các thành phần trong một tấm silicone, b) lật ngược ngăn xếp để lộ các miếng tiếp xúc của từng thành phần, c) dán các vết dẫn điện và chỉ sau đó d) liên kết diện tích bề mặt đáy bộ phận tiếp xúc còn lại với lớp silicone đúc thứ hai. Các bước a) b) c) và d) này sẽ được thảo luận thêm trong Ible.

Hướng dẫn chung cho bước này:

• Đặt các thành phần theo thiết kế mạch trên tấm khởi động. Đẩy mạnh thành phần qua lớp giải phóng đã phun vào lớp keo dán của nhãn dán. Bằng cách này, nó vẫn ở đúng vị trí.

• Các thành phần phải là SMD. Tốt nhất là kích thước 2010 trở lên. Khoảng cách trên các chân lân cận của IC không được dưới 0,8mm. Gói TQFN là giới hạn thấp hơn.

• Mọi thành phần được đặt phải có các miếng tiếp xúc của nó trong mặt phẳng với lớp keo dán của nhãn dán

Bước 5: Ứng dụng sơn lót

Thi công sơn lót là bước quan trọng không thể bỏ qua. Nếu không có sự kết dính tốt giữa thành phần và silicone xung quanh, sức căng sẽ tạo ra sự lỏng lẻo của silicone xung quanh mỗi thành phần. Sự phù hợp lỏng lẻo này sau đó sẽ cho phép kim loại lỏng chảy qua các miếng đệm tiếp xúc và do đó tạo ra quần short. Một lớp Bison Silicone Primer mỏng, đồng nhất sẽ bao phủ hoàn toàn tất cả các phần lộ ra của thành phần nằm phẳng trên nhãn dán.

Để bạn xem xét:

• Sử dụng Bison Silicone Primer và cọ không khí (Sealey Tools AB931)

• Phun các thành phần lên tấm khởi động với một lớp mỏng từ mọi góc độ

• Để khô và ngay lập tức tiếp tục với bước 6 để có liên kết chéo tối ưu

Bước 6: Đúc / lưỡi phủ Silicone

Tiếp theo: đúc silicone xung quanh và trên các thành phần của chúng tôi! Độ dày của lớp này cần phải hơn độ dày của thành phần dày nhất khoảng 300 micron. Đối với các thành phần được nêu ở phần đầu của tôi, điều này có nghĩa là 1mm. Để đạt được độ dày cần thiết này, chúng tôi sẽ sử dụng một thanh lũ quét mà chúng tôi quét trên bề mặt ở độ cao chính xác như vậy. (Đối với những bộ óc tò mò: thuật ngữ biệt ngữ cho điều này là lớp phủ lưỡi).

Đúc silicone tự nó không nhớt. Tôi sẽ không giữ được hình dạng sau khi tăng cho nó một chiều cao nhất định. Do đó, một loại 'hồ bơi' gồm mastic acrylic (chất trám silicone) nhớt hơn được áp dụng. Chúng tôi không muốn bôi chất trám này vào mẫu của chúng tôi: đó là lý do tại sao chúng tôi sẽ phủ hai lần và từ giữa ra ngoài.

Danh sách đạn:

• Đặt bộ mastic acrylic xung quanh chu vi tấm silicone cần thiết

• Trộn 2 thành phần silicone poly bổ sung platin độ cứng bờ 15

• Đổ vào 'hồ' mastic, bắt đầu từ giữa và trên tất cả các thành phần

• lưỡi phủ một lớp silicone có chiều cao 300um> thành phần cao nhất

• Chờ silicone đông lại

Bước 7: Tuân thủ tấm chuyển

Này, bạn đang làm rất tốt cho đến nay! Thông thường vào thời điểm này sẽ có một tấm silicon chứa đầy thành phần mỉm cười với bạn. Các bộ phận phải được bao phủ hoàn toàn bằng silicone và có các mặt tiếp xúc dưới cùng của chúng nằm phẳng trên tấm giá đỡ bằng thủy tinh plexi với một miếng dán vinyl ở giữa. Bây giờ chúng ta hãy lật ngăn xếp này và phơi bày những địa chỉ liên hệ đó!

* chèn cảnh báo lệch trục ở đây *

Những gì chúng ta có tại thời điểm này là một bảng các thành phần được đặt chính xác (bạn đã làm một công việc chính xác, phải không?) Theo một thiết kế kỹ thuật số được căn chỉnh ở góc trên cùng bên trái của tấm tàu sân bay của bạn. Bây giờ chúng ta cần đặt một tấm thứ hai lên trên, dán tấm silicone vào nó, lật chồng lên và tháo tấm mang đầu tiên - tất cả đều không làm mất sự liên kết góc này! Bạn sẽ thấy điều này là dễ dàng hơn so với âm thanh. Đảm bảo rằng bạn có một góc tốt hoặc góc thẳng xung quanh để bạn có thể đẩy các tấm vào thẳng hàng.

Đầu tiên, chúng ta cần phun tấm mang thứ hai của chúng ta (tấm có lỗ thoát khí) mà bạn đã đặt một miếng dán vinyl và cắt theo hình dạng để tạo thành mặt nạ sơn lót. Phun đều, liên tục. Sau đó, gỡ bỏ miếng dán mặt nạ lót.

Bây giờ lấy tấm của bạn với tấm đầy thành phần. Căn góc trên cùng bên trái của nó thành góc ngược hoặc góc thẳng của bạn. Tiếp theo, trộn thêm một ít silicone (khoảng 50ml là được). Đổ nó lên trên tấm silicone và trải nó ra một lớp nhiều hơn hoặc ít hơn. Tiếp theo, lấy tấm mang thứ hai (có lỗ thoát khí) mà chúng ta vừa sơn lót. Góc bên phải rop của nó được đánh dấu lùi lại một vài bước. Đặt nó lên trên tấm đầu tiên được phun mặt xuống và với góc được đánh dấu cũng hướng xuống cho phù hợp với đánh dấu trên cùng bên trái trên tấm ban đầu. Nhấn xuống, ép hết bọt khí và tiếp tục căn chỉnh các đĩa ở giữa. Bóp nhiều silicone hơn qua các lỗ giúp tạo ra ít bọt khí hơn và liên kết tốt hơn. Tuy nhiên, thật trùng hợp, điều này cũng đồng nghĩa với việc bạn gặp nhiều khó khăn hơn khi xếp các tấm vào thẳng hàng. Vì vậy, hãy căn chỉnh trước, sau đó bắt đầu ép không khí ra ngoài.

Cuối cùng, đợi silicone đông lại.

Tổng quan về danh sách rút gọn:

• Phun tấm chuyển bằng sơn lót. Loại bỏ mặt nạ kem lót

• Trộn 2 thành phần silicone poly bổ sung platin độ cứng bờ 15

• Phủ một lớp đều lên thành phần hiện đã được bảo dưỡng có chứa tấm silicone, khoảng. Dày 1mm

• Tấm chuyển, mặt bên dưới được sơn lót

• Căn chỉnh với tấm bắt đầu

• Tạo áp lực, ép không khí ra ngoài

• Kiểm tra kỹ căn chỉnh

• Chờ silicone đông lại

Bước 8: Loại bỏ tấm bắt đầu

Phần quan trọng đã kết thúc. Bây giờ chúng ta hãy làm việc để chúng tôi có thể xác minh kỹ năng căn chỉnh của bạn!

Lấy bánh sandwich plexi-silicone-sticker-plexi của bạn, dùng dao cắt để nới lỏng băng dính ở các cạnh của nhãn dán vinyl của bạn. Tấm bắt đầu bằng kính plexi bây giờ sẽ dễ dàng tháo ra. Nếu không đúng như vậy, hãy sử dụng một vật phẳng ở giữa nhãn dán và đĩa của bạn hoặc ở giữa cả hai tấm để nới lỏng chồng giấy. Hãy cẩn thận để không làm rách chồng silicone của bạn từ tấm thứ hai (có lỗ) vì điều này sẽ dẫn đến sự lệch lạc.

Nếu các thành phần được đặt chính xác - tuân theo nhãn dán - và quá trình silicone được thực hiện đủ cẩn thận để không làm tách các thành phần ra khỏi vị trí; bây giờ bạn sẽ có các thành phần của bạn với mặt sau của chúng được phơi bày độc đáo!

Sử dụng đồng hồ vạn năng để đo giá trị của từng thành phần. (điện trở đo ohms, thiết lập diode sử dụng led để thắp sáng chúng). Bằng cách này, bạn có thể kiểm tra bằng điện nếu không có màng mỏng keo dán hoặc silicone đúc nào che phủ các miếng tiếp xúc - hầu như không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Nói ngắn gọn:

• Nới lỏng nhãn dán trên một mặt của bánh sandwich plexi-silicone + nhãn dán-plexi

• Bóc tấm bắt đầu và nhãn dán khỏi các thành phần được nhúng silicone

• Kiểm tra các bộ phận xem có bị cản trở sự tiếp xúc của miếng đệm dẫn điện không

• Vì chúng tôi đã lật ngăn xếp, nên tất cả các bước tiếp theo cần được thực hiện với các lớp thiết kế được phản chiếu (tất cả các tệp trong hướng dẫn này đã được chuẩn bị phù hợp, không cần điều chỉnh thêm)

Bước 9: Mặt nạ Stencil cho lớp dẫn điện trên cùng

Khoảnh khắc của sự thật! Hãy kiểm tra xem bạn đã làm tốt như thế nào trong các bước trước đó.

Dán một miếng dán mới để che phủ hoàn toàn tấm silicone của bạn với các điểm tiếp xúc của linh kiện. Đặt tấm vào máy cắt laser của bạn trong khi đánh dấu của nó được nhìn thấy ở góc trên cùng bên phải và cắt lớp mạch đầu tiên qua nhãn dán.

Nếu stencil mà chúng tôi cắt tiếp theo phù hợp với các thành phần của bạn thì bạn đã làm tốt trong tất cả các bước trước đó. Nếu không thì.. Chà chết tiệt. Các vấn đề hầu hết có thể liên quan đến nhãn dán của bạn không nằm phẳng trong quá trình áp dụng silicone và / hoặc sự lệch đáng kể của tấm mang thứ hai với tấm mang thứ nhất lùi lại 2 bước. Đo xem bạn bị lệch bao nhiêu mm và bạn có thể sửa lỗi này thông qua vị trí thiết kế trong phần mềm máy cắt laser.

Một bản tóm tắt, để thuận tiện cho bạn:

• Cắt nhãn dán theo kích thước (kích thước xấp xỉ tấm)

• Dán nhãn dán mà không tạo bọt khí

• Hiệu chỉnh laser để cắt chính xác qua nhãn dán (8-9W)

• Cắt các vết mạch đồng trên cùng bằng máy cắt laser

• Loại bỏ nhãn dán ở những khu vực cần được làm dẫn điện (vết mạch, miếng đệm)

Bước 10: Lớp dẫn điện trên cùng

Chúng ta sẽ làm việc với kim loại lỏng trong bước này. Đảm bảo không gian làm việc của bạn được che phủ hoàn toàn (ví dụ: với báo). Khi bạn làm đổ kim loại lỏng, bạn sẽ khó làm sạch nó trở lại. Không có dung môi thực sự cho nó và nó cũng không ngấm vào vết bẩn hoặc khăn giấy. Tốt nhất là làm việc thực sự sạch sẽ và ngay sau đó hãy vứt bỏ những tờ báo mà bạn có thể đã làm rơi vãi. Tốt nhất hãy đeo găng tay hoặc rửa tay sau đó. Sẽ có những vết nhơ.

Tại thời điểm này, bạn nên có một stencil được xác định đúng cách. Đảm bảo rằng nó dính chặt vào silicone ở các cạnh. Chúng tôi không muốn bất kỳ kim loại lỏng nào chảy qua bên dưới.

Bây giờ lấy kim loại lỏng và một bàn chải mịn. Bôi kim loại lỏng lên các khe hở của giấy nến theo các vệt ngắn (hình ảnh để tham khảo). Đây nên là một hành động nhúng hơn là bôi bẩn. Kim loại lỏng phải được tiếp xúc chặt chẽ để nó có thể bám dính tốt. Khi bạn đã che được mẫu giấy nến của mình, hãy lấy con lăn và lăn phần kim loại lỏng thừa sang một bên. Điều này có thể được phục hồi bằng một pipet nhựa nhỏ.

Nói ngắn gọn:

• Đảm bảo rằng nhãn dán của bạn bám dính tốt xung quanh các cạnh của các khu vực tiếp xúc

• Làm sạch silicone và miếng đệm thành phần tiếp xúc với isopropylalcohol

• Sử dụng chổi sơn để phủ gần hết các khu vực tiếp xúc với Galinstan

• Sử dụng con lăn để biến lớp tráng men đã thi công thành lớp phủ đều

• Khôi phục galinstan thừa trở lại thùng chứa của nó

• Tháo giấy nến nhãn dán cẩn thận

• Nếu trong quá trình loại bỏ, Galinstan chảy đến những nơi không nên có, tức là lớp phủ của bạn quá dày. Làm sạch bề mặt và khởi động lại ở bước 9.

Bước 11: Phần dưới cùng của thành phần chính

Bước này khá dễ hiểu. Bạn đã áp dụng sơn lót hai lần trước đó. Chỉ cần làm điều đó một lần nữa. Tiêu điểm không nằm ở tấm silicone mà là ở các mặt dưới cùng của linh kiện và đặc biệt là các phần không có kim loại lỏng được in trên đó. Để lớp sơn lót khô và ngay sau đó tiếp tục với bước 12.

• Sử dụng Bison Silicone Primer và chổi quét không khí (Sealey Tools AB931)

• Phun lớp sơn lót mỏng lên đáy thành phần lộ ra ngoài

• Để khô và ngay sau đó tiếp tục với bước 12

Bước 12: Đúc / lưỡi phủ Silicone

Điều này cũng giống như bạn đã làm trước đây. Quan trọng nhất ở đây là chiều cao mà bạn cạo lông. Lớp trước (lớp thành phần) là 1mm (led được đề xuất dày 0,7mm + 0,3mm như đã đề xuất trước đây). Đối với mỗi lớp mạch, người ta thêm silicone cao 0,5mm lên trên để chừa đủ lề cho các lớp phủ không đồng đều với kim loại lỏng. Do đó, chiều cao mà bạn kéo lớp áo ở đây trở thành 1mm + 0,5mm = 1,5mm.

Các bước chi tiết ngắn gọn:

• Đặt bộ mastic acrylic xung quanh chu vi tấm silicone cần thiết

• Trộn 2 thành phần silicone poly bổ sung platin độ cứng bờ 15

• Đổ vào 'hồ' mastic, bắt đầu từ giữa và trên tất cả các thành phần

• lưỡi phủ một lớp silicone có chiều cao 0,5mm> độ dày của ngăn xếp hiện tại

• Chờ silicone đông lại

Bước 13: Mặt nạ Stencil cho lớp dẫn điện dưới cùng

Và bây giờ chúng ta đã bước vào đầy đủ các phần dễ dàng! Những gì bạn tìm thấy ở đây là tất cả sự lặp lại. Mỗi lớp mạch bạn áp dụng trên cùng là sự lặp lại các bước đã thực hiện cho các lớp mạch trước đó. Ở đây bạn cần tạo một mặt nạ stencil cho lớp mạch 2.

Không cần quá nhiều công phu:

• Cắt nhãn dán theo kích thước (kích thước xấp xỉ tấm)

• Dán nhãn dán mà không tạo bọt khí

• Cắt các vết mạch đồng dưới cùng bằng máy cắt laser (W à hiệu chỉnh)

• Loại bỏ nhãn dán ở những khu vực cần được làm dẫn điện (vết mạch, miếng đệm)

• Đảm bảo rằng hình dán của bạn bám dính tốt quanh các cạnh của khu vực tiếp xúc

• Làm sạch silicone tiếp xúc với isopropylacohol

Bước 14: VIA từ trên xuống dưới

Chỉ có sự mới lạ nằm ở những chỗ mà chúng ta cần kết nối giữa 2 lớp mạch tiếp theo. Trong thuật ngữ, chúng được gọi là Truy cập kết nối dọc hoặc viết tắt là VIA. Để tạo lỗ thông, bạn phải cắt một lỗ trong silicone bao phủ một lớp mạch trước đó. Sau đó, khi bạn in kim loại lỏng mới lên trên cho lớp mạch tiếp theo, nó sẽ chảy vào lỗ này và kết nối điện.

Trước tiên, bạn sẽ phải hiệu chỉnh (tham khảo: hiệu chuẩn) tia laser để cắt chính xác qua lớp bao phủ silicone trên cùng của lớp mạch trước đó. Sau đó, chỉ cần cắt VIA theo tệp được cung cấp kèm theo đây. Dùng nhíp loại bỏ từng lớp silicone che phủ và tiến hành bước tiếp theo: in một lớp mạch kim loại lỏng mới lên trên!

Tạo VIA, một phiên bản ngắn:

• Với mặt nạ stencil lớp dẫn điện phía dưới đã sẵn sàng

• Hiệu chỉnh laser để cắt chính xác qua lớp silicone để lộ lớp dẫn điện trên cùng (12-17W)

• Cắt VIA trong suốt silicone nơi lớp dẫn điện trên cùng và dưới cùng cần được kết nối với nhau

• Loại bỏ silicone đã cắt để lộ lớp dẫn điện trên cùng

Bước 15: Lớp dẫn điện dưới cùng

Một lần nữa, hãy đảm bảo không gian làm việc của bạn được che phủ khi làm việc với kim loại lỏng. Điều này sẽ làm cho nó dễ dàng hơn rất nhiều để đối phó với sự cố tràn.

Việc in lớp này một lần nữa là sự lặp lại của những nỗ lực trước đó. Đảm bảo rằng giấy nến dính chặt vào silicone ở các cạnh. Chúng tôi không muốn bất kỳ kim loại lỏng nào chảy qua bên dưới. Sử dụng thao tác nhúng một lần nữa để phủ kim loại lỏng lên các khe hở của giấy nến bằng một bàn chải mịn. Lấy con lăn và lăn phần kim loại lỏng dư sang một bên. Thu hồi các đốm màu lớn của kim loại lỏng bằng pipet nhựa.

Một phiên bản TL; DR khác:

• Sử dụng chổi sơn để phủ gần hết các khu vực tiếp xúc với Galinstan

• Sử dụng con lăn để biến lớp tráng men đã thi công thành lớp phủ đều

• Tháo giấy nến nhãn dán cẩn thận

• Nếu trong quá trình loại bỏ, Galinstan chảy đến những nơi không nên có, tức là lớp phủ của bạn quá dày. Làm sạch bề mặt và khởi động lại ở bước 13.

• Sử dụng cọ sơn để chạm lên từng VIA và đảm bảo các lớp dẫn điện trên cùng và dưới cùng được kết nối

Bước 16: Đúc / lưỡi phủ Silicone

Bạn có thể bắt đầu hứng thú ngay bây giờ! Đây là lớp silicone đúc cuối cùng của chúng tôi, có nghĩa là mạch mềm của bạn đã gần hoàn thành! Điều này bạn đã làm hai lần trước đây. Vì vậy, tôi sẽ chỉ ngắn gọn và cho bạn biết bạn nên nhắm đến chiều cao nào cho lớp phủ lưỡi. Chúng ta đã có lớp linh kiện dày 1mm và lớp mạch đầu tiên dày 0,5mm. Lớp mạch này cũng nên dày 0,5mm. Do đó, lớp phủ lưỡi cắt ở tổng độ dày 2mm trong bước này!

Theo dõi nhanh:

• Đặt bộ mastic acrylic xung quanh chu vi tấm silicone cần thiết

• Trộn 2 thành phần silicone poly bổ sung platin độ cứng bờ 15

• Đổ vào 'hồ' mastic, bắt đầu từ giữa và trên tất cả các thành phần

• lưỡi phủ một lớp silicone có chiều cao 500um> độ dày chồng hiện tại

• Chờ silicone đông lại

Bước 17: Liên hệ với miếng đệm

Mặc dù Thiết bị Silicone có thể nhúng nguồn (pin) và xử lý (vi điều khiển), để đơn giản hóa ví dụ này, chúng tôi thêm các đầu nối bên ngoài để cấp nguồn cho đèn LED. Trong bước này, chúng tôi sẽ cắt qua silicone đến các điểm tiếp xúc mà chúng tôi đã nhúng bên trong. Một lần nữa, bạn sẽ cần phải hiệu chỉnh tia laser (tham khảo: hiệu chuẩn) để không làm hỏng các lớp bên dưới. Khi bạn đã cắt xong, hãy dùng nhíp xé các vết cắt silicone ra. Sau đó cạo cặn silicone thừa của các tiếp điểm và làm sạch bằng tăm bông và bôi chất hàn vào các tiếp điểm để tăng độ tin cậy.

Tấm đệm liên lạc, một câu chuyện ngắn:

• Hiệu chỉnh laser để cắt qua lớp silicone và để lộ các điểm tiếp xúc băng đồng (20-30W)

• Cắt tiếp điểm mạch bằng máy cắt laser

• Loại bỏ silicone ở những vùng da bị cắt

• Làm sạch các miếng đồng bị hở bằng dung môi làm khô nhanh

• Áp dụng chất hàn vào các miếng đệm tiếp xúc cho đến khi các điểm tiếp xúc bằng silicone. Tiếp tục kiên quyết trong khi cạo silicone thừa của các điểm tiếp xúc của bạn và làm sạch bụi bẩn cho đến khi chất hàn của bạn dính vào miếng đệm.

Bước 18: Cắt mẫu miễn phí

Đã đến lúc giải phóng mạch mềm của bạn khỏi tấm sóng mang của nó! Vì tấm chuyển của chúng tôi không được phủ một lớp sơn lót bên dưới mạch mềm của chúng tôi, tất cả những gì chúng tôi phải làm là cắt các bên lỏng lẻo và chúng tôi có thể tháo nó ra. Sử dụng tệp cắt đính kèm theo đây để cắt mẫu. Tiếp tục cắt lặp lại với công suất tăng dần cho đến khi mẫu tự do. Z-offset của tia laser của bạn phải là -1 (một nửa chiều cao ngăn xếp). Khi đường cắt mẫu được tạo ra hoàn toàn, nhấc một góc từ một bên và sau đó cắt mạch mềm của bạn khỏi tất cả các phần đính kèm bên dưới đã được hình thành trong các lỗ khí của tấm mang. Hãy xem kỹ nó: Thiết bị Silicone đầu tiên của bạn! Một mạch phù hợp, có thể kéo dãn và mềm mại!

Cắt mẫu miễn phí trong các gạch đầu dòng:

• Hiệu chỉnh laser để cắt xuyên qua ngăn xếp silicone hoàn chỉnh (40-60W)

• Cắt phác thảo mẫu bằng máy cắt laser

• Nâng mẫu ra khỏi tấm trong khi cắt thủ công để không bị dính các phụ kiện silicone được hình thành trong các lỗ thoát khí của tấm chuyển

Bước 19: Chiêm ngưỡng

Bây giờ, hãy kết nối thiết bị silicone của bạn với nguồn điện 5V. Mỗi đường dẫn đầu nối-điện trở-dẫn-đầu nối có một nhu cầu riêng biệt về nguồn điện. Bạn có thể kết nối song song cả hai. Chỉ cần để ý đến cực của đèn led của bạn và kết nối các kết nối nguồn của bạn cho phù hợp. Khi mạch mềm của bạn được cấp nguồn, đèn led màu xanh lam sẽ bật.

Cung cấp cho một đoạn mạch của bạn! Nếu bạn đã làm đúng, bạn sẽ dễ dàng đạt được mức căng thẳng 50% mà không có bất kỳ thiệt hại nào cho mạch. Điểm chính của lỗi sẽ là các miếng đệm tiếp xúc của bạn vì chúng được làm bằng các lá cứng bị xé ra với độ căng cao.

Các tính từ sau phù hợp với Thiết bị Silicone của bạn:

•Linh hoạt

• Mềm mại / có thể co giãn

• Tự chữa bệnh

• Mờ

• Đóng gói hoàn toàn

Các lĩnh vực ứng dụng mà tôi thấy trước: miếng dán giám sát sinh học (trên da), thiết bị đeo được, Thiết bị silicon nhúng vào hàng dệt, mạch điện tử nối các khớp cơ học, thiết bị truyền động hoặc cảm biến điện tử cho rô bốt mềm,…

Bạn có vẻ phù hợp với những ứng dụng nào cho những loại mạch mềm độc đáo này? Hãy cho tôi biết trong phần bình luận! Tôi rất nóng lòng muốn xem các bạn nghĩ ra điều gì. Hãy cho tôi biết nếu bạn xây dựng một cái gì đó độc đáo. Ai biết tôi có thể cho bạn một số lời khuyên!

Chúc may mắn khi thử nghiệm, Chúc mừng, Noagels