Сегодня мы продолжим препарировать альтернативные технологии производства печатных плат, так как любая эволюция, будь то человеческого общества или технических процессов это определённый путь, со множеством видоизменений, в ходе которого рассмотрение даже самых невероятных вариантов может быть интересным (потенциально дать новое ответвление полезного применения технологии).
В одной из прошлых статей мы упомянули такой интересный принтер, который позволяет производить быстрое прототипирование печатных плат на дому — Voltera V-One.
Одна из последних версий такого принтера была использована даже для успешной печати магниево-цинковой батареи:
В связи с тем, что этот принтер представляет собой достаточно интересный образец для прототипирования, мне стало интересно, как же он работает в деталях, и я попытался в этом разобраться.
Изучить принципы его функционирования имеет смысл только с целью сборки некоего собственного агрегата, так как розничная цена такого принтера (около 2 млн. руб) представляется малореальной для большинства увлечённых людей.
Открытой информации, собранной одном месте, не оказалось, поэтому мне пришлось собрать её по крупицам (зачастую по косвенным признакам), что в итоге несколько прояснило всю картину.
Как можно видеть, этот своеобразный жидкостный принтер позволяет наносить жидкие печатные дорожки на поверхность платы, после чего они запекаются порядка 40 минут, образуя надёжное соединение с её поверхностью.
Как заявляют в компании, такой подход позволяет производить двухсторонние печатные платы, даже соединённые перемычками.
Режим запекания может быть разным, в зависимости от того, какие конкретно «чернила» (по терминологии компании Voltera) используются.
Состав «чернил», по понятным причинам держится компанией в секрете, но, тем не менее кое-что удалось выяснить: они являются серебросодержащими, состоящими из частиц серебра наноразмера и некоего связующего, вероятно, предназначенного для предварительного приклеивания дорожки к плате.
Если мы обратимся к характеристикам серебра, то, мы увидим, что его температура плавления составляет 961,63°С.
Если же мы обратимся по ссылке и посмотрим температурные режимы запекания для различных жидких составов дорожек, то мы обнаружим, что максимальная температура запекания плат у Voltera составляет 240°С.
И там же висит предупреждение, что это является максимально возможной температурой, так как её превышение приводит к выделению ядовитых фенольных паров из печатной платы.
Таким образом, исходя из всего этого, мы можем сделать однозначный вывод о том, что в финальном варианте дорожки готовой печатной платы представляют собой состав из нерасплавленных (для этого просто не хватает температуры) частиц серебра, просто приклеенных к плате.
Тем не менее, такие дорожки вполне себе работают, с некоторыми потерями на повысившееся сопротивление, но, тем не менее.
Видимо, причиной является высокая электропроводность серебра, которую в некоторых источниках, для наглядности, принимают равной за 100%, в то время как у меди, в этой системе мер, она будет находиться в интервале 91-92%.
Таким образом, можно предположить, что, с учётом добавления в серебряный состав — связующего, электропроводность серебряного состава несколько ухудшится и будет плюс-минус где-то в районе меди (понятно, что это предварительное предположение, которое ещё требует проверки).
Тем не менее, как уже было сказано выше, для нас интересно в этом то, что в финальном варианте дорожки не представляют собой металлические монолитные пути, однако, хорошо функционируют.
Для пайки компонентов к такой плате используется низкотемпературная паяльная паста состава олово-висмут, с температурой плавления 138°С.
И тут мне стало интересно, а как мы могли бы создать аналогичный состав? В результате поисков мне удалось найти достаточно любопытный вариант, где на выходе мы получим дорожки из металлического серебра.
Итак, для создания такого состава необходимо взять 1 г порошкообразного ацетата серебра, после чего к нему необходимо прилить 2,5 мл раствора концентрированного (20%-30%) аммиака, который должен полностью растворить ацетат серебра. После успешного завершения процесса, раствор должен стать полностью прозрачным.
Затем к нему по каплям добавляют 0,2 мл муравьиной кислоты. При этом наблюдается частичное выпадение металлического серебра, но это не страшно. После добавления всего объёма муравьиной кислоты, получившуюся смесь оставляют для завершения протекания реакций на 12 часов.
После завершения протекания реакций, через 12 часов, на выходе должен получиться прозрачный раствор, содержащий некоторое количество частиц металлического серебра.
Для их удаления раствор фильтруется через шприцевой фильтр, с мелкими порами, размером 0,2 микрометра.
После чего, получившийся полностью прозрачный раствор может быть нанесён на поверхность печатной платы тем или иным способом.
Далее печатную плату необходимо нагреть до 100°С, что приведёт к выпадению из раствора на поверхность металлического серебра в виде плотного покрытия и выкипания жидкой составляющей раствора.
Получившееся покрытие будет обладать достаточно низким сопротивлением (в эксперименте, показанном ниже, — 4 Ом) и вполне может быть применено для практических целей.
В показанном ниже эксперименте заявляется, что подобный раствор может быть вполне использован для заправки струйных принтеров (вместо стандартных чернил) или же, для нанесения с помощью FDM-принтера (только надо будет переделать экструдер в насос, разрешить в настройках экструзию без нагрева, а 3D модель для печати следует изготовить толщиной в один слой):
Но, несмотря на то что это работает, меня всё это несколько смущало, так как соли серебра не являются особо доступными/дешёвыми.
В результате дальнейших поисков мне удалось найти ещё один любопытный вариант, который, как мне видится, уже вполне доступен для всех: на выходе мы получим металлические медные дорожки (уже звучит неплохо, не так ли?)
Итак, что для этого нужно: самые простые компоненты — аскорбиновая кислота (да-да, тот самый витамин из аптеки) и медный купорос! Ну и ещё кое-какие мелочи, но об этом ниже.
Данный метод даёт возможность получать металлические медные дорожки на любых токонепроводящих поверхностях, от текстолита и пластиков — до бумаги.
Для получения такого состава необходимо иметь под рукой порядка 200 мл нагретой до 70°С воды, в которой нужно растворить 5 г аскорбиновой кислоты. После полного растворения кислоты раствор должен стать прозрачным.
Далее необходимо растворить 1 г медного купороса примерно в 100 мл также нагретой до 70°С воды.
После полного растворения медного купороса, он медленно, с постоянным помешиванием, вливается в раствор аскорбиновой кислоты, вследствие чего смесь двух растворов приобретает бурый цвет — причиной такого окрашивания является то, что аскорбиновая кислота приводит к моментальному выпадению металлической меди из раствора медного купороса (но, в данный момент металлическая медь ещё не успела, собственно, выпасть в осадок и находится в нём в виде суспензии).
Если такой раствор оставить на некоторое время в покое, то на дне сосуда, в котором он содержится, образуется выпавший в осадок слой металлической меди, в виде порошка из частиц наноразмера, красноватого цвета. Этот слой необходимо отфильтровать, собрать и высушить.
Дальнейшей целью является изготовление из этого порошка «краски», где сам порошок будет выступать в качестве «красителя», а удерживаться на поверхности с помощью некоего добавленного в него связующего (в эксперименте, показанном ниже, в качестве такого связывающего был взят гуммиарабик, хотя, отмечается, что в качестве такого связующего могут выступать различные клеи, лаки, полиуретан).
После смешивания со связующим, получившаяся «краска» может быть нанесена на поверхность тем или иным способом.
Отмечается, что после высыхания, полученные таким способом дорожки обладают хорошей электропроводностью, которая, к сожалению, со временем снижается.
Причиной этого является постоянный контакт наночастиц меди со связующим «краски» и кислородом воздуха, что приводит к их постепенному окислению.
В целях борьбы с этими негативными явлениями были успешно протестированы два следующих подхода:
- Для выжигания связующего из состава, плата с такими дорожками была подвергнута нагреву в духовке, при температуре в 250°С (хотя, выше, та же самая компания Voltera не рекомендует нагревать более 240°С; думаю, что стоит к ним прислушаться);
- Для улучшения контакта между частицами и, одновременного уменьшения контакта с кислородом воздуха, — дорожки должны быть подвергнуты большому давлению, чтобы «сплющить» частицы друг с другом — рекомендуется давление в 10-15 тонн, что малореально для большинства. Поэтому в ходе экспериментов был протестирован более щадящий вариант — дорожки вручную прокатаны инструментом, имеющим шаровидную головку. В результате такой прокатки — дорожки приобрели блестящий «словно полированный» металлический вид, а их сопротивление составило 1/3 Ом. Полагаю, что дальнейшая обработка этих дорожек с помощью облуживания и дальнейшего нанесения защитной маски (т.е. той зелёной краски на платах), — должна придать им нужную долговечность. Возможно, такая прокатка может быть осуществлена с помощью ламинатора, но, конечно, это надо ещё тестировать...
Сам эксперимент можно посмотреть вот здесь:
Но, несмотря на то что получаются металлические дорожки, всё равно это всё как-то сложно… Можно как-то ещё проще? Как ни странно, можно: существует интересный способ создания токопроводящих покрытий с использованием мелкоячеистого графита — принцип точно тот же самый, который используется и в варианте выше: графит служит токопроводящим агентом, который удерживается на поверхности с использованием связующего (которое также может быть абсолютно разным; кроме того, если не используются органические компоненты и вода — то консервант тоже не нужен, думаю, логика понятна).
Например, из условно простых вариантов, известен такой состав:
- 1000-1500 мл воды;
- 300 г графита;
- 100 г гуммиарабика;
- 3 мл глицерина (в качестве пластификатора);
- 1 мл гвоздичного масла (в качестве консерванта, для предотвращения гниения органических компонентов и воды).
Кстати, последний способ интересен тем, что позволяет использовать его не только для изготовления печатных плат, но и, например, для «рисования» нагревательных радиаторов и даже большого размера: в видео ниже, показан как раз такой, где с помощью токопроводящих чернил «нарисован» греющий радиатор 2,4х1,2 м на стене, потребляющий 3А при напряжении 230В, мощностью в 0,8 кВт):
Или, например, просто, в качестве токопроводящих дорожек (также нарисованных):
Довольно интересно, что в качестве токопроводящих дорожек хорошо работают даже дорожки, нарисованные обычным графитовым карандашом (сразу просится ЧПУ рисовалка на основе такого):
Сверхбыстрое и дешёвое прототипирование, просто нарисовав схему на бумаге? Хмм...;-) Скажем, положив бумагу на лист металла, и приклеивать к ней детали — неодимовыми магнитами! Альтернативный breadboard :)
К слову, если кого-то весьма напрягает сама идея возиться с составлением своих собственных токопроводящих чернил, то они есть в изобилии в продаже, уже готовые ;-)
Большой плюс перечисленных выше двух вариантов заключается в том, что их использование может быть автоматизировано — то есть они могут наноситься не вручную, а, например, с помощью FDM-принтера или, той же шелкографии, под которой подразумевается продавливание краски сквозь трафарет на основе сетки.
Когда-то очень давно, мне приходилось плотно иметь дело с производством на основе шелкографии, из-за чего пришлось пошагово разобраться со всеми сопутствующими технологическими процессами.
В упрощённом виде технология может быть представлена таким образом (для одежды, например, футболок):
В случае же производства печатных плат всё происходит точно так же, только используется для нанесения маски для травления, защитной маски (для уже готовых дорожек) и маркировки мест установки компонентов/условных обозначений. Если кто ещё не видел, то это выглядит примерно так:
Для увеличения ресурса (то есть, количества оттисков с одного трафарета), такие трафареты могут изготавливаться лазерной резкой из тонких листов металла:
В случае же использования токопроводящих составов, методы шелкографии могут быть применены новым способом: для нанесения непосредственно самих токопроводящих дорожек!
Таким образом, можно попробовать существенно ускорить производство, при одновременной стабилизации выходного качества, уменьшения количества требующихся для производства печатной платы шагов.
Подытоживая, можно сказать, что, несмотря на то, что старые способы выглядят стабильными и привычными, рассмотрение новых способов может дать совершенно новые возможности, которые были малореальны ещё совсем недавно;-)
Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?
Комментарии (53)
courser
06.06.2024 14:32+5Фольгированный текстолит + жидкий или плёночный фоторезист.
Печатаем шаблон лазерником на прозрачной плёнке или тонкой кальке, засвечиваем, проявляем "кротом", дальше травим хлорным железом по классике.
Ничего более простого и качественного по выходу(при набитой руке) для домашнего изготовления нет. Ну, разве что утюжная технология, но она на класс ниже по точности и ширине дорожки.
Oangai
06.06.2024 14:32да, и точность в пределах 0.1мм даже удается, дорожки по 0.2 вполне даже выходят. Но всё же, муторно это, совмещать обе стороны на такой точности. Хочется чего-то доброго, светлого.
У готовых плат с фоторезистом одна неизлечимая проблема, всегда: "битые пиксели", неизбежные дефекты покрытия. Чем больше размером делаете плату, тем больше риск что оно где-то порвёт дорожку. Каждый раз все дорожки прозванивать приходится.
shkal
06.06.2024 14:32Для совмещения давным давно придумали штифты
Barma2012
06.06.2024 14:32Можно подробнее, как это сделать? Чтоб не выдумывать заново велосипед, а использовать отлаженный метод ))
nafikovr
06.06.2024 14:32сверлите на плате 2 отверстия под штифты, ставите штифты и по ним позиционируете все шаблоны
Oangai
06.06.2024 14:32нет, сверлить нельзя до травления, по многим причинам. Кроме того, это ничего не даст, у меня и сейчас погрешность в пределах 0.1мм, только это довольно кропотливо, требует времени и концентрации. Вопрос скорее в том, как штифты могли бы это сделать лучше? Возможно ли под штифты пробить плёнку шаблона с большей точностью?
nafikovr
06.06.2024 14:32в смысле нельзя? по классике: сверление => металлизация => травление
Oangai
06.06.2024 14:32нет, если берем готовые платы с фотопокрытим, то их свелить нельзя до травления, как минимум в любительских условиях. Пыль, неизбежные царапины, а главное что вокуг отверстий медь деформируется, трафарет уже не ляжет плотно. А после травления наоборот, в отверстиях уже протравлены лунки и сверло прекрасно в них входит, да и с медью меньше контачит, дольше живет.
nafikovr
06.06.2024 14:32наконец то я вас понял. это же дорогая экзотика, которой никто не пользуется. хотя бы потому что с таким материалом невозможна металлизация отверстий
Oangai
06.06.2024 14:32нет, почему дорогая, для любителя вполне себе дешевле чем заказывать, и цикл прототипирования намного короче, за день обычно 1-2 плат удается сделать, не нужно ждать пока доставят.
С металлизацией конечно определенные ограничения, делаю тонким проводом, требует времени конечно, и под корпусами не сделать отверстия.
Была недавно мысль вместо провода взять шарики для BGA подходящего диаметра и по нескольку штук их туда слегка впрессовывать, потом пропаять более легкоплавким припоем, с висмутом например. Если буду еще когда снова платы делать, попробую.
Oangai
06.06.2024 14:32можно будет попробовать, сейчас в продаже есть уже, раньше его не достать было, только аэрозольное непотребство попадалось. Но врядли удастся получить такое же равномерно тонкое покрытие как на готовых платах, а если слой толще делать то навеняка просветы в тонких местах уже пострадать могут.
Сейчас уже и ламинатные плёнки с фоторезистом у китайцев продаются, может у них качество не хуже.
nafikovr
06.06.2024 14:32ну как недостать. какой нибудь ordyl alpha еще лет 10 назад купить можно было без проблем. про всякие пф-вщ вообще молчу
nafikovr
06.06.2024 14:32по сути технология не отличается от той, что применяется на заводах. разница только в нюансах касающихся техпроцесса. фоторезист наносится как попало, да собственно и хранится как попало и часто просроченный. засвечивается/проявляется тоже на глазок. ну и так по каждому пункту. ну и, в конце концов, тестирование и на серийных платах никто не отменял.
Oangai
06.06.2024 14:32да, так и есть, эти платы изначально производятся для любителей, производители похоже не особо о чистоте заморачиваются. В пределах платы у них в фоторезист попадает несколько пылинок размером с миллиметр, увидеть можно на просвет только после травления. С определенной вероятностью попадают на дорожки, приходится ремонтировать.
nafikovr
06.06.2024 14:32почему для радиолюбителей? мы ящиками заказываем на производство по той же технологии. или вы другие популярные технологии знаете?
Oangai
06.06.2024 14:32не работал на таком производстве, не могу сказать. Профессиональные печатные фирмы на сколько мне известно фоторезист сами наносят, у них материалы явно другого качества чем любителю доступны
zbot
06.06.2024 14:32+1-шаблон на "лазернике" получается довольно хреновым из-за низкой плотности заполнения тонером, в этом плане его даже струйник переплевывает.
-вместо лазерника можно использовать фотополимерный принтер, можно использовать чпу с лазерной головкой 405нм (или даже 450нм но это хуже)
-"крот" вспучивает края дорожек фоторезиста, нужна кальцинированная сода
в остальном все верно.
P.S. кстати даже на китайском условном "cnc 3018" фрезой вполне прилично режутся печатные платы, если никуда не спешить )))Oangai
06.06.2024 14:32я на лазернике всегда двухслойные шаблоны делал, вполне достаточно. Совместить плёнки для одного слоя как раз не проблема, плёнка после распечатки довольно заряжена электростатикой, если резать аккуратно и касаться только по краю то они надёжно и точно слипаются. Вот совместить стороны всегда проблема, если хочется точности и via меньше 0.8мм
nafikovr
06.06.2024 14:32проблема лазерника еще и в точности. если печатать два шаблона не на одном листе, то с большой вероятностью они не сойдутся
Oangai
06.06.2024 14:32нет, тут проблем нокогда не было, на разных лазерниках, даже у древних, если он вообще 600dpi мог давать, то погрешность там заметно меньше 0.1мм
nafikovr
06.06.2024 14:32именно поэтому все любительские программы имеют возможность печати с компенсацией размеров для ЛУТ
Oangai
06.06.2024 14:32я вообще-то не про ЛУТ, я про печать фотошаблона на плёнку. Собственно ЛУТ тоже использовал но только вместо шелкографии, на готовую плату номиналы наносить
nafikovr
06.06.2024 14:32Лут я упомянул только потому, что там обязательно нужен лазерный принтер. А струйный, у которого этой проблемы нет, не подходит.
courser
06.06.2024 14:321 От лазерника зависит, и от подбора экспозиции(если передерживать, то начинает просвечивать)
если тонер совсем рыхлый - трик - быстро, чтобы не успел поплыть тонер, проводим кистью, смоченной в ацетоне, поры закрываются.
Под струйник сложней найти плёнку\кальку.2 Мысли были, но удачных реализаций не видел. Сомневаюсь, что растровая засветка с точностью распространённых китайских принтеров даст приличный результат.
3 Крот(NaON) в правильной концентрации на дистиллированной воде даёт идеальный результат. Рекомендации производителей ФР всё-таки не с потолка взяты.
Сотни плат на этой технологии сделаны, значительная часть - двухсторонние.
sim2q
06.06.2024 14:32быстро, чтобы не успел поплыть тонер, проводим кистью, смоченной в ацетоне, поры закрываются.
Читал рекомендацию подержать в закрытой ёмкости в парах ацетона, но кажется там была речь про фотошаблон. Надо попробовать сами платы, а то "жёлтая китайская бумага для ЛУТ" тоже даёт провалы из за пористой структуры пленочного покрытия.
Но иногда ламинатор как то особо удачно чуть размазывает, что всё получается идеально, но на малой площади. Т.к. делаю не часто, забиваю подобрать оптимальный режим.
Oangai
06.06.2024 14:32Автору можно посоветовать подумать на тему EDM технологии для удаления меди, может что и выйдет.
nafikovr
06.06.2024 14:32проблема любых электрохимических методов в том, что нужно подводить ток ко всем дорожкам. а они мало того что имеют свойство быть разделенными, так еще и могут пострадать от этого тока
Oangai
06.06.2024 14:32нет, это не проблема, скорее логическая ошибка. Если проходить растром, то всегда контакт будет. По EDM в пинципе всё также как современная резка лазером, только что должно быть менее затратно в плане расходов, и материал текстолита скорее всего меньше повреждаться будет, если он это вообще заметит. Просветы в 0.1мм в принципе должны получаться, если тонким проводом резать в качестве электрода, примерно как в прошлом на заводах газовые форсунки на такой диаметр прокалывали. Только, для ускорения процесса нужен плоттер с несколькими сменными электродами разного диаметра. Так, мысли в слух, может у кого новые идеи появятся.
AlexSky
06.06.2024 14:32+3Делал когда-то следующим способом.
На медь наносил тонер для лазерного принтера, потом на 3D принтере с лазером от dvd резака запекал тонер на тех местах, где должны быть дорожки, промывал от незапекшегося тонера и травил. Переводил картину в G-код самлписным скриптом. Была одна хитрость - изображение должно выводиться построено и рабочий ход головки всегда должен быть в одну сторону - так устраняется проблема люфта временной передачи принтера.
RusikR2D2
06.06.2024 14:32+1Может быть возможно печатать паяльной пастой (возможно измененного состава) на специально подготовленном текстолите (чтобы после расплавления пасты она приклеивалась к текстолиту. Возможно, в два прохода - сначала печатаем клеем дорожки, потом наносим пасту, там где был клей она после оплавления приклеится, образуя дорожки. Это так, в порядке идеи.
Вторая идея кажется более реальной - печать на струйном принтере (или модернизированном FDM) защитной маски непосредственно на плате и дальнейшее ее травление.
Oangai
06.06.2024 14:32+4проблема любой пасты в том что у олова удельное сопротивление примерно в 8 раз больше чем у меди, любые более-менее высокочастотные сигналы будут вести себя очень непредсказуемо на таких дорожках. Может быть в каких-то удачных случаях и будет работать, но будет невозможно предсказать заранее как плата себя поведет, всё будет плясать от минимальных нюансов разводки.
И кстати у любых легкоплаввких порошков на основе олова та же проблема будет, даже если в него гранулы серебра замешать - на постоянном токе сопротивление может и будет более-меннее приемлемое, но на ВЧ и для импульсных сигналов моментально будет сказываться скин-эффект, который выдавит ток в несколько последних микрон поверхности, а там снова всё то же сплошное олово. А если оно еще и подокислилось, шероховатость поверхности увеличилась, да не сразу а после скольких-то недель работы...
MountainGoat
06.06.2024 14:32А нельзя ли на несколько последних микрон поверхности нанести серебро из раствора гальваникой, если уж сопротивление остального проводника не так важно?
Oangai
06.06.2024 14:32у гальванического серебра обычно шероховатость высокая. Вот если его потом отполировать как-то, не повредив при этом, то может и получится.
MountainGoat
06.06.2024 14:32Возражу. Шероховатость поверхности зависит от формы тока, которым осаждается. При 400Гц первая же рекламка обещает до Rz=0,02 мкм, а это уже уровень лазерной полировки.
semennikov
06.06.2024 14:32+6Я чего то не понял, если мы хотим нанести дорожки рисованием, то берем старый известный рапидограф, далее что больше нравиться:
Аддитивный способ - заправляем хлоридом палладия, рисуем дорожки на чистом текстолите, сушим, опускаем в щелочной раствор меднения, вынимаем - медные дорожки 3-5 микрон толщиной
Субтрактивный способ - заправляем водостойкой тушью, рисуем дорожки на фольгированном текстолите, сушим, опускаем в хлорное железо, полоскаем - готово! Дорожки от 18 до 50 микрон.
Gryphon88
06.06.2024 14:32напишите про меднение с ХП. В теории-то все просто, а как руками делаешь, начинаются нюансы, которые всё убивают.
sim2q
06.06.2024 14:32Всё равно колхоз какой то, толи дело - https://ru.wikipedia.org/wiki/LTCC (низкотемпературная керамика)
sappience
06.06.2024 14:32+1Мне кажется, что все способы связанные с нанесением мелкодисперсного, что серебра, что меди, являются крайне ненадежными в продолжительной эксплуатации. Напечатать и показать в ролике, что оно проводит ток - можно. Но развитая поверхность меди будет подвержена окислению, а серебра - образованию сульфида серебра. Это для цельной дорожки не страшно, там под слоем оксида (сульфида) лежит сплошной металлический монолит проводника. А тут монолита нет, есть слипшиеся зёрна с точечным контактом этих зёрен.
Oangai
06.06.2024 14:32да, именно об этом речь, наносить порошки на текстолит не даст минимального качества, или будет опять сложно и дорого, если какие-то редкоземельные металлы использовать. А порошки на керамику уже 70 лет наносят, тут без вопросов, только не может карамика текстолит заменить, дороже на порядок и хрупкая. Было бы просто, уже бы пользовались.
LAutour
06.06.2024 14:32+2и хрупкая
Вспоминается как я "крыл матом" тех, кто изобрел такой модуль для блока цветности и жесткий щелевой разъем для него. Случайно сломать модуль в процессе вытаскивания\вставки было несложно.
HardWrMan
06.06.2024 14:32О, знакомая тема. И это на фоне окисления контактов в этом разъёме, что требует периодического вытаскивания такого модуля из разъёма.
ivanstor
Была такая технология — "гибридные микросхемы". Это миниатюрная печатная плата, керамическая. На которую методами шелкографии (толстопленочная технология) или напыления (тонкопленочная технология) наносили проводящие дорожки, резисторы и конденсаторы. Для СВЧ и пассивные элементы СВЧ. Потом к этому приваривались активные элементы.
Впрочем, почему "была"? И сейчас эти технологии используются. Возможно, если порыться в справочниках того времени, то можно найти и рецептуру и технологи. И приспособить с учетом нынешних возможностей, прежде возможностей CNC.
Напыление, кстати, бывает ионное. Возможно, плазменная головка маленькой мощности может напылять медь. Плазменные резаки/сварка сейчас не экзотика, по гаражам полно.
Это всё были мысли вслух.
Oangai
на самом деле две технологии, и сейчас всё также: тонкоплёночная, когда наносят напылением, и толстоплёночная, когда наносят пасту или суспензию и запекают до надёжного сплавления гранул. Но в обоих случаях на керамику, которая это может выдержать. В советское время в военной радиосвязи не жалели и целиком плату ВЧ части так сделать, серебром на литой фарфор, с выемками под пассивные компоненты.
У автора всё грустно в плане качества, нельзя так делать, по всем параметрам плохо будет. Вот если бы поверх порошка залудить припоем или гальванизировать, то еще бы прошло в ограниченных случаях может быть, на НЧ и без остальных жестких требований. Но, если было бы так просто, многие бы уже делали. К сожалению, даже гальванически наращенная медь не даёт нужного минимума по качеству, к которому все привыкли.
Moog_Prodigy
Я делал еще в 2008 нечто подобное (плазменное напыление). Суть в чем. При коротком замыкании медных контактов (в рубильниках) было стойкое явление - проводимость в местах, которые были рядом с дугой, резко падала. На основе этого принципа и родилась установка. Вручную (лазеры тогда еще не были доступны) вырезалась маска для дорожек и наклеивалась на текстолит (без меди совсем). Затем непосредственно над платой устраивалось КЗ от батареи конденсаторов. Напыление было, и устойчивое. Но даже многократное "напыление" давало порядка сотен ом на сантиметр дорожки. Это довольно топорный метод, и дорожки там меньше миллиметра не получить. ЛУТ тогда уже шагал по планете уверенно.
В журнале ЮТ когда-то был выпуск, где схемы рисовали мягким графитовым карандашом, и в теории они даже работали. Ну это так, к слову.
Если с современными лазерами 5вт и чпу типа 3018 на обычном же нефольгированном текстолите прожигать "дорожки". Они разумеется это уголь, и сопротивления там будут высокие. Но это уже дорожки. А как насчет того, чтобы тем же валиком под давлением вдавливать в эти "дорожки" которые уже являются углублениями в текстолите некую пасту, и далее с ней работать? Сечение ведь можно сделать довольно большим!
Oangai
если есть уголь или графит, то уже гальваника пойдет, покроет как минимум сплошной и химически чистой медью. Другое дело что даже такая медь слишком мягкая и рыхлая для электроники, у неё сопротивление заметно больше и коррозия пойдет быстро, еще добавит пакостей. Медь должна быть прокатнная. А если катать там прямо на плате, то что случится со сцеплением к текстолиту, как её паять после этого?
vvbob
Проще как сейчас многие делают - на фольгированный текстолит нанести краску, выжечь ее лазером и протравить. Либо нанести фоторезист и засветить его тем-же лазером. Качество высокое получается, и не особо сложно.
Или профрезеровывать дорожки, там еще меньше телодвижений, вообще никакой химии не потребуется.