» » » Способ изготовления микросхем на силиконовой основе

Способ изготовления микросхем на силиконовой основе


В этой статье будет рассмотрено, как изготовить электронные устройства на силиконовом основании. Эта работа представлена группой бельгийских ученных из университета Хассельта для ознакомления всех желающих. В силиконовые устройства могут быть встроены различные электронные компоненты светодиоды, микроконтроллеры, устройства ввода и вывода, источники питания и т.д. объединенные в один силиконовый, гнущийся и растягивающийся, корпус.
Представленный в этой статье устройство служит скорее для ознакомительных целей с самим процессом изготовления таких схем.
Давайте посмотрим небольшой видеоролик.

Как, видите устройство растягивается, сжимается и продолжает исправно функционировать. Конечно эти технологии уже применяются в промышленности, но такие устройства можно изготовить и своими руками.
Весь процесс занимает не более 2 часов, при наличии всех необходимых инструментов и использовании силикона с отвержением 15 мин.
Несмотря на то, что дизайн является достаточно простым, эта технология подходит для многих типов SMD-компонентов и любого количества слоев.
В конце статьи будет приведены несколько ссылок на более подробное описание этой технологии, а также видео процесса изготовления таких устройств.
Инструменты и материалы:
-Лазерному аппарат типа 60 ​​Вт Trotec Speedy 100R
-Акрил 3 мм ( 2 квадрата 280x280 мм);
-Черная виниловая наклейка (нужно 4 квадрата около 260х260 мм)
-Сперей для пресс-форм (такой или такой);
-Карандаш;
-Жидкий металл;
-Мягкий строительный валик;
-Силиконовая грунтовка ( такая или такая);
-Силиконовый герметик;
-Двухкомпонентный силикон (такой или такой);
-Два светодиода;
-Два резистора 100 Ом;
-Медная, алюминиевая лента или фольга;
-Скотч;
-Приспособление с регулировкой высоты лезвия ( см. шаг 5);
Шаг первый: акрил
Сначала нужно приготовить две пластины из акрила. Размер пластин для этого браслета 280*280 мм. В одной пластине нужно сделать отверстия по всей поверхности.

Шаг второй: пластина нижняя
На акриловую пластину (без отверстий) распыляется слой жидкости для пресс-форм. Затем вырезается виниловая пленка, размером чуть меньше пластины, и приклеивается на пластину. Пленка должна лечь на пластину ровно, без морщин. Края пленки закрепляются скотчем. Затем на пленку распыляется в, два слоя, спрей для пресс-форм. С помощью резака наносится схема устройства. Не нужно вырезать пленку, только рисунок. Затем покрывается в два слоя спреем.
Способ изготовления микросхем на силиконовой основе


Шаг второй: подготовка верхней пластины
Теперь нужно подготовить верхнюю пластину. Наклеивает пленку на верхнюю пластину. С помощью резака вырезает по центру пленку по размеру устройства + 5 мм с каждой стороны. Удаляет лишнюю пленку.



Шаг третий: установка электронных компонентов
Теперь на нижнем слое необходимо, согласно схемы, разместить электронику. В данном случае это светодиоды, резисторы и контакты. Для таких устройств необходимо использовать SMD - компоненты. Желательно типоразмера 2010. Расстояние между контактами должно быть не менее 0, 8 мм. SMD-компоненты закрепляются на пленке контактами вниз.

Шаг четвертый: грунтовка
На нижнюю пластину с установленными электронными компонентами необходимо нанести грунтовку.


Шаг пятый: первый слой
Дальше можно приступать к заливке первого слоя. По периметру выливаемой форму необходимо сделать бортик из строительного силикона. Затем смешать два компонента силикона и вылить в форму. Толщина слоя должна быть на 0,3 мм больше самого толстого электронного компонента. В данном случае, это 1 мм. Достигается такая толщина с помощью специального устройство с регулировкой зазора между лезвием и поверхностью. После формирования первого слоя, необходимо дождаться, когда, он высохнет.



Шаг шестой: верхняя пластина
Теперь необходимо сверху установить пластину с отверстиями, перевернуть все и снять нижнюю пластину и пленку. Для этого производятся следующие действия:
1. На верхнюю пластину наносится грунтовка.
2. Удаляется виниловая пленка.
3. Разводится двухкомпонентный силикон.
4. Наноситься силикон на застывшую форму.
5. Сверху первого листа устанавливается второй с отверстиями
Далее необходимо совместить два листа ровно друг над другом и надавить на лист, что бы силикон начал продавливаться сквозь отверстия. Еще раз выровнять и подождать, когда силикон высохнет.






Шаг седьмой: снятие нижней пластины
Дальше нужно перевернуть пластины и аккуратно снять нижнюю пластину и пленку. При необходимости можно использовать нож. После удаления пленки нужно проверить мультиметром не попал ли на контакты электронных компонентов силикон.




Шаг восьмой: лазерная резка
Дальше нужно на поверхность наклеить новую пленку, поместить все в резак и вырезать дорожки. Если слои не смещены, то дорожки будут размещены точно по схеме. В противном случае необходимо внести корректировку.




Шаг девятый: верхний токопроводящий слой
Необходимо что бы пленка плотно прилегала к поверхности и метал не протек под нее.
Сначала нужно обезжирить дорожки спиртом. Затем кистью нанести на дорожки и контактные площадки жидкий металл. Мягким валиком металл прокатывается по поверхности. Удаляется внутренняя пленка, затем наружная. Теперь нужно прозвонить дорожки мультиметром.




Шаг десятый: второй силиконовый слой
На поверхность устройства наносится грунтовка.

После высыхания грунтовки необходимо сделать бортик, замещать силикон и разместить его на поверхности. Операции такие же, как и в предыдущих шагах. Самое главное толщина слоя. Предыдущий слой был 1 мм ( светодиод 0, 7 мм + 0,3 мм). Новый слой заливается толщиной 0,5 мм для компенсации неровностей жидкого металла. Т.е. толщина двух слоев составляет 1,5 мм.



Шаг одиннадцатый: трафарет для второго токопроводящего слоя
Дальше повторяются действия выполнение ранее.
Отрезается виниловая наклейка и приклеивается на поверхность. Вырезаются дорожки согласно схемы. Удаляется виниловая пленка в местах размещения дорожек.




Шаг двенадцатый: соединение токопроводящих слоев
Теперь нужно на резаке вырезать в силиконе отверстия между слоями согласно схемы. После прорезывания отверстий силикон из отверстий удаляется.



Шаг тринадцатый: второй токопроводящий слой
Второй слой наносится так же как и первый. Обезжиривание, нанесение кистью, прокатывание валиком и удаление виниловой пленки. Если все сделано правильно, то жидкий металл через отверстия должен соединить два токопроводящих слоя.




Шаг четырнадцатый: последний силиконовый слой
Теперь по отработанной технологии заливается последний силиконовый слой с толщиной 0,5 мм. Таким образом общая толщина изготовленного устройства будет всего 2 мм.




Шаг пятнадцатый: контакты
Как уже было ранее сказано в такие силиконовые устройства можно вставлять батареи питания и другие электронные компоненты. Данное устройство питается от внешнего источника питания. Для доступа к контактам нужно на лазерном резаке сделать вырез к контактам и удалить силикон. Затем нужно нанести на контакты припой.
Шаг шестнадцатый: удаление верхней пластины
Так как на верхнюю пластину грунтовка была нанесена только по краям, средняя часть легко должна отделится от пластины. Нужно всего лишь вырезать плату по контуру и поддев один край снять с пластины.


Теперь осталось подключить устройство к источнику питания и проверить. Если все сделано правильно, то такая схема выдерживает растяжение на 1/2 без повреждения цепи.
Ссылки на ознакомительный материал, предоставленный автором 1, 2, 3, 4.
Видео по изготовлению силиконовых электронных устройств.

Источник
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
14 комментариев
  1. Иван_Похмельев
    Следующим номером нашей программы - "Как самому сделать синхрофазотрон"?
    1. pogranec Автор
      Ну, если выложат "синхрофазотрон" опишем и его. А что не так с силиконом? При аккуратности можно и без ЧПУ сделать. А процесс довольно увлекательный, на мой взгляд.
  2. Pronin
    Название не совсем удачно, Imho. Микросхемы здесь никакой нет. Представлен вариант гибридной печатной платы.
    1. pogranec Автор
      Согласен. Нужно было что то типа "Изготовление электронных устройств на силиконовом основании"
  3. Иван_Похмельев
    Цитата: pogranec
    А что не так с силиконом?

    А я разве про силикон что-то говорил?
    Это не самоделка , к тематике сайта не имеет отношения, так как выполнено с использованием профессионального оборудования и профессиональных материалов, не имеет практического применения, а является демонстрационным образцом.
    1. pogranec Автор
      Из профессионального оборудования один резак. При прямых руках и без него можно обойтись. Остальной материал весь доступен к покупке. А насчет "не имеет практического применения" так я и написал "Представленный в этой статье устройство служит скорее для ознакомительных целей", но это конкретно это устройство. По этой технологии можно сделать и другое нужное и полезное.
      И еще насчет "это не самоделка, к тематике сайта не имеет отношение"
      Я думаю, что для обучения значительной части посетителей сайта описания радиолюбительских технологий гораздо полезней очередного примитивного фонарика. А что не самоделка - да. Был бы раздел "Технологии" - туда в самый раз было бы.
      - это же Ваши слова Иван.
  4. Иван_Похмельев
    Цитата: pogranec
    Из профессионального оборудования один резак.

    Ага, один резак. А гравер "Speedy - 100R" за 20000 евро - это бытовое оборудование? А галинстан за $100 - обычный бытовой реактив?
    это же Ваши слова Иван.
    А вот передёргивать не надо! Я писал про технологии, применимые дома, в гараже, а не про заводские.
    1. pogranec Автор
      Хорошо буду описывать фонарики.
    2. pogranec Автор
      Кстати насчет резака
      Доступ к лазерному режущему аппарату Fablab или Makerspace CO2 (ссылка: 60 ​​Вт Trotec Speedy 100R)
      1. Иван_Похмельев
        Я так понимаю, что резак - это "Приспособление с регулировкой высоты лезвия ". Для справки: лезвие - это то, чем режут. И приспособа эта - тоже никак не бытовая.
        1. pogranec Автор
          Нет. Резак это лазерный резак. А то о чем Вы говорите нужно что бы снять лишний слой силикона. Т.е. залить силикон и с помощью этой приспособы выровнять слой и убрать лишнее. В данном случае лезвием снимается лишнее.

          Под лезвием я имею ввиду двигающеюся планку. Можно правилом назвать, если понятней.
  5. Иван_Похмельев
    Цитата: pogranec
    Доступ к лазерному режущему аппарату Fablab или Makerspace CO2

    Это Вы о чём и к чему?
  6. Иван_Похмельев
    Цитата: pogranec
    Резак это лазерный резак.

    Не надо произвольно выдумывать названия устройств: "Speedy - 100R" это гравер, а не резак.
    1. pogranec Автор
      Разница между лазерным гравером и лазерным резаком в мощности. Кстати, автор пишет о Fablab. Там можно найти нужное оборудование. Вот мастерская в Ростове на дону. Думаю такие мастерские есть и в других крупных городах.

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Буду пробовать, кстати павер банк - тот что рекламируют здесь на сайте с солнечной панелькой!...
Как оно в глаза-то попадёт??? Только если отразится от чего-то... Только рикошетом... Именно поэтому "на себя" безопасней.. Конечно, если ниже плоскости не опускать круг... Да и повторяю:...
А что неприятного-то?? Ведь не в тебя-же летят, а мимо тебя и вниз!... А вот шлейф искр вперёд - действительно неприятно... Там может быть стена (если на верстаке в тисках, к примеру), может быть...
..Сразу начну с того, что "по часовой", или против - не совсем корректно... Не понятно, где находится "циферблат" и где - наблюдатель... (По этой же причине пуля в стволе автомата...
Все комментарии