Leitfähiges Gewebe: Machen Sie flexible Schaltungen mit einem Tintenstrahldrucker. - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Mit leitfähigen Geweben lassen sich extrem flexible und nahezu transparente Schaltungen herstellen. Hier sind einige der Experimente, die ich mit leitfähigen Stoffen gemacht habe. Sie können wie eine Standard-Leiterplatte lackiert oder mit Resist bemalt und anschließend geätzt werden. Leitender Kleber oder leitfähiger Faden wird dann verwendet, um die Komponenten auf der Stoffleiterplatte zu befestigen. Um dies zu verdeutlichen, wird der Tintenstrahldrucker nicht verwendet, um direkt Resist auf den Stoff zu drucken. Stattdessen wird es nur verwendet, um das Schaltungsdesign auf das leitfähige Gewebe zu drucken. Sie müssen dann von Hand einen klaren Resist über das Tintenstrahlbild streichen, bevor die Schaltung geätzt werden kann. Siehe Schritt 1 für Details zu einem Drucker, der den Resist direkt auf leitfähiges Gewebe drucken kann. Alternativ--ein Tintenstrahldrucker ist nicht erforderlich --Sie können einfach freihändig auf den Resist malen oder zeichnen, wo die Leiterbahnen sein sollen. Bild 1 zeigt eine einfache Schaltung, die 3 LEDs beleuchtet. Ich habe einige der Spuren kreisförmig gemacht, um herauszufinden, ob sie in Winkeln zu Kette und Schuss des Gewebes gut leiten würden. MaterialienPerformix (tm) flüssiges Klebeband, schwarz-Erhältlich bei Wal-Mart oder https://www.thetapeworks.com /liquid-tape.htmCarbon Graphite, fine powder- Erhältlich in größeren Mengen unter https://www.elementalscientific.net/In kleineren Mengen bei Ihrem örtlichen Baumarkt erhältlich. Es heißt Schmiergraphit und wird in kleinen Röhrchen oder Flaschen geliefert. Leitfähiges Garn – Erhältlich in kleinen Spulen unter: https://members.shaw.ca/ubik/thread/order.htmloder unter: https://www.sparkfun.com/ commerce/categories.php?cPath=2_135Leitfähige Stoffe erhältlich unter: https://www.lessemf.com/fabric.htmlKlarer NagellackCrayonsFerric Chloride Etchant erhältlich unter: https://www.allelectronics.com/cgi-bin/item/ER -3/445/DRY_CONCENTRATED_ETCHANT_.html oder bei: https://www.circuitspecialists.com/search.itml?icQuery=ferric+chlorideInkjet printertoluol Lösungsmittel-erhältlich bei BaumärktenWax paperPic 2 zeigt die drei leitfähigen Stoffe, die in diesem anweisbaren verwendet wurden. 1-VeilShield-A Mesh-Polyester mit geschwärztem Kupfer beschichtet. Sehr leicht und 70% transparent.2-FlecTron-verkupfertes Nylon-Ripstop.3-Nickel-Mesh-Halbtransparentes Kupfer und vernickeltes Polyester. Bild 3 zeigt die Rückseite der Schaltung und die geklebten Komponenten.

Schritt 1: Drucken Sie das Schaltungsmuster mit einem Tintenstrahldrucker

Erstellen Sie ein Schwarzweißbild in einem Zeichen- oder Bildprogramm, das das Muster für Ihre Schaltung darstellt. Drucken Sie es auf die Mitte eines Blattes Kopierpapier und passen Sie die Bildgröße an, bis Sie die genaue Größe der gedruckten Schaltung erhalten, die Sie suchen. Die letzten Spuren sollten 1'/8" bis 1/4" breit sein. Machen Sie sie breiter, wenn Sie mehr als 100 mA Strom durch sie führen möchten. Als nächstes kleben Sie ein Quadrat aus leitfähigem Stoff auf die Mitte eines Standardstücks Kopierpapier (Bild 4). Klarer Nagellack funktioniert gut, da er dünn und schnell trocknet (ca. 5 Minuten). Kleben Sie den ganzen Weg über die Oberseite des Stoffes (die Seite, die in den Drucker eingezogen wird) und geben Sie dann einen Klecks Klebstoff auf die Unterseite des Stoffes, um ihn straff zu halten. Drucken Sie dann das Muster Ihrer Leiterplatte (Bild 5.).) auf das leitfähige Gewebe. Manchmal braucht es ein paar Durchgänge, um das Muster auf dem Stoff leicht zu erkennen. Ein Experiment, das fehlgeschlagen ist Ich habe ursprünglich versucht, mit einem Tintenstrahldrucker direkt auf den Resist zu drucken. Ich habe das Muster sieben Mal auf die Vorderseite und dann sieben Mal auf die Rückseite gedruckt, um sicherzustellen, dass der Stoff gut mit Tinte gesättigt ist. Leider war die Tinte in meinem Drucker (ein Canon Pixma MP500) zu porös oder nicht wasserdicht genug, um als Resist zu funktionieren. Vielleicht gibt es eine Tintenstrahldruckermarke, die eine Tinte hat, die funktionieren würde. Wachs ist sehr hydrophob. Wie Sie im nächsten Schritt sehen können, können sogar Wachsmalstifte als Resist auf leitfähigen Stoffen verwendet werden. Eine gute Möglichkeit, Resist direkt auf den Stoff zu drucken, ist ein Xerox Phaser- oder Tektronix Phaser-Drucker, der eine geschmolzene Wachstinte verwendet. Dieses sehr gute instructable https://www.instructables.com/id/DIY-Flexible-Printed-Circuits/ von ckharnett zeigt, wie er einen solchen Drucker verwendet, um Wachstintenresist auf spezielle kupferplattierte Polyimid-Kunststofffolie zu drucken, um flexible Schaltungen zu erstellen. Dies sind teure, schwer zu findende Geschäftsdrucker, aber wenn Sie Zugang zu einem haben, kann es einfach funktionieren, Resist direkt auf leitfähige Stoffe zu drucken.

Schritt 2: Malen oder zeichnen Sie auf dem Resist

Nagellack-ResistFür das Auftragen von Lack auf dem FlecTron (Bild 6) oder VeilSheild habe ich klaren Nagellack aufgemalt. Wenn Sie es dick genug auftragen, sättigt es den Stoff und widersteht dem Ätzmittel auf beiden Seiten. Damit es nicht klebt, habe ich es auf eine ebene Fläche mit Wachspapier unter dem Stoff gemalt. Nach etwa 5 Minuten sollte es trocken genug sein, um es umzudrehen und alle trockenen Stellen auf der Rückseite auszubessern. Zeichnen Sie eine Schaltung mit Buntstiften als WiderstandSiehe Bild 7. Es stellt sich heraus, dass Sie Ihr Schaltungsmuster einfach entweder auf dem FlecTron oder zeichnen können Nickel Mesh-Gewebe mit Buntstiften. Das Wachs in den Buntstiften ist so wasserbeständig, dass es trotz einer nicht 100-prozentigen Deckkraft sehr gut funktioniert. Das Nickelgewebe funktioniert am besten mit Buntstiften, da es steifer und ziemlich transparent ist. Sie können es wie Pauspapier über eine Bleistiftzeichnung oder einen Ausdruck Ihres Schaltungsmusters legen und dann darauf zeichnen. Die Spuren sollten 3/16 oder breiter sein. Nachdem Sie auf einer Seite fest gezeichnet haben, drehen Sie sie um und zeichnen Sie die Rückseite ein. Sie muss auf beiden Seiten mit Buntstift beschichtet werden, um dem Ätzmittel gut zu widerstehen.

Schritt 3: Ätzen Sie das leitfähige Gewebe

Für diejenigen, die noch nie eine Platine geätzt haben, hier ist, wie es funktioniert.

Tinte, Farbe, Klebeband oder ein anderes Material (als Resist bezeichnet) wird verwendet, um Teile der kupferplattierten Leiterplatte zu bedecken und sie vor dem Ätzmittel zu versiegeln. Das Ätzmittel (normalerweise Eisenchlorid) reagiert mit unbeschichtetem Kupfer und entfernt es chemisch. Also, wo immer es Widerstand gibt, wird das Kupfer bleiben. Der Resist wird in dem Muster der Leiterbahnen aufgetragen, mit dem Ihre Leiterplatte enden soll. Bei leitfähigen Geweben ist der Vorgang gleich, mit der Ausnahme, dass es sich um ein poröses Gewebe handelt, das mit Kupfer und/oder Nickel beschichtet ist. Leitfähige Stoffe haben eine extrem dünne Metallbeschichtung, normalerweise über Nylon oder Polyester. Es ist so dünn, dass sie in 5 bis 60 Sekunden geätzt werden können. Dies geschieht mit einer starken Eisenchloridlösung bei Raumtemperatur. Weichen Sie den Stoff für die folgenden Zeiten in der Eisenchloridlösung ein: VeilShield-5-10 Sekunden FlecTron 30-60 Sekunden Nickel Mesh-60 Sekunden Entfernen Sie den geätzten Stoff und spülen Sie SEHR GUT mit viel Wasser ab und tupfen Sie dann auf Papiertücher und hängen Sie ihn auf trocken. Bild 9 zeigt VeilSheild-Gewebe, das mit 3 Leiterbahnen geätzt wurde, um ein fast transparentes, flexibles Kabel zu bilden. Bild 9b zeigt das Kabel mit Leitkleber und Leitfaden. Bild 8 zeigt das Nickelgewebe mit Wachsmalstift nach dem Ätzen. Das Eisenchlorid ätzt Nickel gut. Obwohl die Leiterbahnen winzige Lücken aufweisen, leiten sie sehr gut. Der Stoff wurde in Toluol-Lösungsmittel getränkt, um den Buntstift zu entfernen. In einem Glasbehälter etwa eine Stunde einweichen und gelegentlich umrühren.

Schritt 4: Vervollständigung der Schaltung

Es stellt sich heraus, dass Nagellackresist eine sehr dünne Isolierschicht über den Leiterbahnen aufbringt. Sie können eine einfache leitfähige Farbe herstellen, die durch diese Isolierschicht schmilzt, um eine leitfähige Klebeverbindung zu erzeugen. Dies bedeutet, dass Sie Komponenten wie LEDs, integrierte Schaltungen, Widerstände, leitfähige Fäden oder Drähte überall auf die Leiterbahnen kleben können. Leitfähige Farbe herstellenEs ist einfach, eine leitfähige Farbe herzustellen, die einfach aus leitfähigem Klebstoff besteht, der verdünnt wurde. Es wird mit einem Lösungsmittel verdünnt, um gut auf dem Stoff zu haften und durch den Nagellack zu schmelzen. Weitere Informationen zum Mischen von leitfähigen Klebstoffen und Farben finden Sie unter: https://www.instructables.com/id/Conductive-Glue-And-Conductive-Thread-Make-an-LED/Mix the Paint 1-1/2 Powdered Graphite to 1 Liquid Tape auf 1 Toluol nach Volumen. Mischen Sie es schnell und mischen Sie es gut. Halten Sie alles bereit, was Sie zum Kleben benötigen, da diese Farbe ziemlich schnell trocknet. Da es so verdünnt ist, müssen Sie möglicherweise zwei oder drei Schichten auftragen, um eine ausreichend dicke Verbindung zu Ihren Komponenten zu erhalten. Diese Mischung hat starke Lösungsmitteldämpfe. Tun Sie dies in einem SEHR GUT BELÜFTETEN RAUM oder im Freien. Die Leiterbahnen selbst erhöhen normalerweise nur einen Ohm oder weniger zum Widerstand. Jede leitfähige Klebeverbindung zu einer Komponente fügt etwa 3 bis 5 Ohm hinzu. Bild 10 zeigt die Buntstift-Resist-Schaltung mit einer leuchtenden LED. Das Nickel Mesh-Gewebe ist transparent genug, dass die LEDs auf der Rückseite montiert werden können und das LED-Glühen durchkommt. Bild 11 zeigt die Rückseite der Buntstift-Resist-Schaltung.