https://youtu.be/cM10uk1EPEA
Вот пример, как народ вручную делает данный вариант. Да раскатка галлия работает, но там куча нюансов (ширина дорожек, расход сплава, материал подложки), толщина итоговой конструкции.
Так что если кому то очень нужно, то сделать можно вручную, хотя то что показано на видео занимает несколько суток (там заливают силикон, а он сохнет сутки)
Вот пример, как народ вручную делает данный вариант. Да раскатка галлия работает, но там куча нюансов (ширина дорожек, расход сплава, материал подложки), толщина итоговой конструкции.
Так что если кому то очень нужно, то сделать можно вручную, хотя то что показано на видео занимает несколько суток (там заливают силикон, а он сохнет сутки)
YouTube
Silicone Devices: DIY Fabrication of Self-Contained Multi-Layered Soft Circuits using Microfluidics
Project page: http://www.raframakers.net/wiki/Main/SiliconeDevices
Silicone Devices are self-contained and thus embed components for input, output, processing, and power. Our approach scales to arbitrary complex devices as it supports techniques to make…
Silicone Devices are self-contained and thus embed components for input, output, processing, and power. Our approach scales to arbitrary complex devices as it supports techniques to make…
👍1
image_2022-07-18_15-44-32.png
225.6 KB
Опишу существующие методы производства тянущихся электронных плат на сплавах галлия.
Сразу скажу, что это методы именно нанесения дорожек. У них у всех, кроме дорожек есть еще куча проблема (защитный слой, контакты, масштабируемость производство, скорость производства и т.д.)
Штамповка
Образцы жидкого металла могут быть изготовлены с использованием штампа с помощью УФ-лазера.
Недостатки:
Хотя метод штамповки может плавно наносить тонкие пленки из жидкого металла и равномерно, остатки могут накапливаться на поверхности штампа, если штамп используется повторно, Накопленные остатки значительно ухудшают качество
Так же есть проблема с заполнением канавок сплавом. Чем они длиннее и тоньше, тем сложнее это сделать.
Сразу скажу, что это методы именно нанесения дорожек. У них у всех, кроме дорожек есть еще куча проблема (защитный слой, контакты, масштабируемость производство, скорость производства и т.д.)
Штамповка
Образцы жидкого металла могут быть изготовлены с использованием штампа с помощью УФ-лазера.
Недостатки:
Хотя метод штамповки может плавно наносить тонкие пленки из жидкого металла и равномерно, остатки могут накапливаться на поверхности штампа, если штамп используется повторно, Накопленные остатки значительно ухудшают качество
Так же есть проблема с заполнением канавок сплавом. Чем они длиннее и тоньше, тем сложнее это сделать.
image_2022-07-18_15-47-26.png
177.1 KB
Литография ( не стоит путать с тем, как мы сейчас пытаемся сделать - тут именно шаблоны)
- с помощью паттернов
- фоторезиста
- ручной ролик, распределяет галлий по каналам
- отрыв подложки
Недостатки:
Данный метод имеет недостатки, связанные с тем, что сплав прилипает к подложке/ролику. Фоторезистивный метод более дорогой и длительный, так как на все этапы процессы необходимо длительное время.
- с помощью паттернов
- фоторезиста
- ручной ролик, распределяет галлий по каналам
- отрыв подложки
Недостатки:
Данный метод имеет недостатки, связанные с тем, что сплав прилипает к подложке/ролику. Фоторезистивный метод более дорогой и длительный, так как на все этапы процессы необходимо длительное время.
image_2022-07-18_15-50-57.png
230.9 KB
Прямая печать
Выдавливает жидкий металл через дозирующий наконечник, обычно иглу шприца, на целевой субстрат в непосредственной близости. Как правило, дозирующий наконечник или подложка прикреплены к моторизованные ступени, которые могут двигаться как запрограммировано. В отличие от литографического паттерна, прямая печать не требует никакой подготовки в чистой комнате.
Недостатки:
При печати шприцевым методом, полученные шаблоны демонстрируют волнистость из-за пульсации в шприцевом насосе. Для удаления волнистости шприцевой насос заменяют пневматическим источником давления и электронным регулятором давления. Также важно поддерживать расстояние между наконечником и подложкой для получения однородного рисунка жидкого металла.
Просто печать ни дает ничего, так как сплав может растечься, может просто не прилипнуть к пленке и т.д. Как основа неплохо (его используют часто), но решение в чистом виде - нет
Выдавливает жидкий металл через дозирующий наконечник, обычно иглу шприца, на целевой субстрат в непосредственной близости. Как правило, дозирующий наконечник или подложка прикреплены к моторизованные ступени, которые могут двигаться как запрограммировано. В отличие от литографического паттерна, прямая печать не требует никакой подготовки в чистой комнате.
Недостатки:
При печати шприцевым методом, полученные шаблоны демонстрируют волнистость из-за пульсации в шприцевом насосе. Для удаления волнистости шприцевой насос заменяют пневматическим источником давления и электронным регулятором давления. Также важно поддерживать расстояние между наконечником и подложкой для получения однородного рисунка жидкого металла.
Просто печать ни дает ничего, так как сплав может растечься, может просто не прилипнуть к пленке и т.д. Как основа неплохо (его используют часто), но решение в чистом виде - нет
image_2022-07-18_15-53-48.png
215 KB
Струйная печать
Используют струйный принтер. Прокачивают сплав галлия через струйный принтер, чтобы создать мелкие брызги жидких металлических капель, которые оседают на подложке
Недостатки:
Жидкие металлы не подходят для струйной печати. Они имеют тенденцию вызывать коррозию других металлов, а поверхностный оксид может легко засорить струйные сопла.
Одним из способов решения этой проблемы является формирование дисперсий наночастиц жидкого металла путем обработки сплава ультразвуком в летучем растворителе, таком как этанол. Но это ведет к тому, что изменение структуры справа увеличивает его сопротивление.
Используют струйный принтер. Прокачивают сплав галлия через струйный принтер, чтобы создать мелкие брызги жидких металлических капель, которые оседают на подложке
Недостатки:
Жидкие металлы не подходят для струйной печати. Они имеют тенденцию вызывать коррозию других металлов, а поверхностный оксид может легко засорить струйные сопла.
Одним из способов решения этой проблемы является формирование дисперсий наночастиц жидкого металла путем обработки сплава ультразвуком в летучем растворителе, таком как этанол. Но это ведет к тому, что изменение структуры справа увеличивает его сопротивление.
image_2022-07-18_15-54-21.png
214.4 KB
Заливка
Слой PDMS с отлитым микроканалом соединен с другим голым слоем PDMS с обработкой УФ. Затем EGaIn заполняют микроканалы с применением вакуума. После заполнения EGaIn, все устройство охлаждается на холодной тарелке при - 10◦C. Затем устройство помещают на горячую плиту на 60◦С и слой PDMS с микроканалом отслаивается. Наконец, шаблон EGaIn остается на обработанном плазмой голом слое PDMS, так как поверхностный оксид жидкого металла приводит к лучшей адгезии с обработанной плазмой
Недостатки:
Невозможно заполнить очень тонкие и длинные микроканалы. Метод производства не является быстрым.
Слой PDMS с отлитым микроканалом соединен с другим голым слоем PDMS с обработкой УФ. Затем EGaIn заполняют микроканалы с применением вакуума. После заполнения EGaIn, все устройство охлаждается на холодной тарелке при - 10◦C. Затем устройство помещают на горячую плиту на 60◦С и слой PDMS с микроканалом отслаивается. Наконец, шаблон EGaIn остается на обработанном плазмой голом слое PDMS, так как поверхностный оксид жидкого металла приводит к лучшей адгезии с обработанной плазмой
Недостатки:
Невозможно заполнить очень тонкие и длинные микроканалы. Метод производства не является быстрым.
image_2022-07-18_15-57-53.png
221.1 KB
Шариковый метод
в качестве печатающей головки, аналог шариковый ручки (япония)
Недостатки
Шариковая ручка царапает и рвет тонкую пленку. Нанесенный слой получается неравномерный, так как сплав становиться более жидким при нагревании (например трении), а в случае шарика ему для этого надо прокрутиться, что приводит к неравномерному нанесению дорожки.
в качестве печатающей головки, аналог шариковый ручки (япония)
Недостатки
Шариковая ручка царапает и рвет тонкую пленку. Нанесенный слой получается неравномерный, так как сплав становиться более жидким при нагревании (например трении), а в случае шарика ему для этого надо прокрутиться, что приводит к неравномерному нанесению дорожки.
image_2022-07-18_16-22-27.png
243.6 KB
Мы предложили другой подход. Сначала мы перепробовали вручную все описанные выше методы и выявили их недостатки:
- высокая стоимость
- нестабильность качественного результат
- скорость производства продукта указанным методом
- ухудшение сопротивления сплава в 2-5 раз
- ограничение на создание сложных схем
Выше очень упрощенная схема, которая описывает изначальную идею.
- создание дорожек
- печать сплавом
- нанесение защитного слоя
- внешние контакты
Сейчас все этапы переделаны.
- ламинирование было заменено на другой модуль.
- После лазера необходимо убирать остатки материала, за это отвечает дополнительный модуль.
Некоторые пленки ведут себя иначе, и требуют совсем другой подход создания дорожек
- Углубления для контактов - лазер не подошел, пришлось изменять
Эпоксидный клей - заменили на спец клей
- сделали рулонный метод печати, чтобы процесс был непрерывным
- пришлось дорабатывать сплав галлия
Сейчас это единственный подход, дающий высокую скорость производства.
- высокая стоимость
- нестабильность качественного результат
- скорость производства продукта указанным методом
- ухудшение сопротивления сплава в 2-5 раз
- ограничение на создание сложных схем
Выше очень упрощенная схема, которая описывает изначальную идею.
- создание дорожек
- печать сплавом
- нанесение защитного слоя
- внешние контакты
Сейчас все этапы переделаны.
- ламинирование было заменено на другой модуль.
- После лазера необходимо убирать остатки материала, за это отвечает дополнительный модуль.
Некоторые пленки ведут себя иначе, и требуют совсем другой подход создания дорожек
- Углубления для контактов - лазер не подошел, пришлось изменять
Эпоксидный клей - заменили на спец клей
- сделали рулонный метод печати, чтобы процесс был непрерывным
- пришлось дорабатывать сплав галлия
Сейчас это единственный подход, дающий высокую скорость производства.
👍2🔥1
Собственно для чего нужна тянущаяся электроника.
Это кончено малая часть. Но уже достаточно того, что она может решить проблемы шлейфов и проводов на изгибах. Это большая проблема на текущий момент.
Из того что всплыло в памяти, мне недавно указали, например, на проблему складываемых наушников. Сейчас это головная боль, так как шлейфы для таких задач совершено не предназначены, так как имеют ряд ограничений и срок жизни в случае постоянных изгибов.
Это кончено малая часть. Но уже достаточно того, что она может решить проблемы шлейфов и проводов на изгибах. Это большая проблема на текущий момент.
Из того что всплыло в памяти, мне недавно указали, например, на проблему складываемых наушников. Сейчас это головная боль, так как шлейфы для таких задач совершено не предназначены, так как имеют ряд ограничений и срок жизни в случае постоянных изгибов.
❤1
Решил поделиться материалом с теми, кто занимается ЭЭГ. Последнии 5-6 лет, идёт сильное изучение ушного ЭЭГ, который "дублирует" сигналы мозга.
Напррмер, юзеркейс с помощью Ухо-ЭЭГ, когда электроды ЭЭГ встроены в наушник, можно узнать уровень слуха
https://www.embs.org/tbme/articles/ear-eeg-based-objective-hearing-threshold-estimation-evaluated-normal-hearing-subjects/
таким образом можно автоматически увеличивать уровень звука или уменьшать в зависимости от того как человек слышит
Или например патент спотифай, на музыкальную подборку на основе сигналов с ЭЭГ
Напррмер, юзеркейс с помощью Ухо-ЭЭГ, когда электроды ЭЭГ встроены в наушник, можно узнать уровень слуха
https://www.embs.org/tbme/articles/ear-eeg-based-objective-hearing-threshold-estimation-evaluated-normal-hearing-subjects/
таким образом можно автоматически увеличивать уровень звука или уменьшать в зависимости от того как человек слышит
Или например патент спотифай, на музыкальную подборку на основе сигналов с ЭЭГ
👍4🥰1