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Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser

geschrieben von xpix 
Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
14. July 2019 11:23
Hallo,

also ich war lange nicht mehr hier und komme etwas durcheinander, da das Forum "neue Ideen" nicht mehr existiert und hier die Warnung steht "Bitte nur konkrete Projekte, keine fernen Vorhaben!".
Gut also dann versuche ich es hier, bitte in das richtige Forum verschieben wenn ich mich verirrt habe smiling smiley

Ich würde gerne mit Euch eine Idee durchsprechen um zu sehen ob ich da weiter in die Richtung invenstieren sollte, wer mich nicht kennt hier mein Kanal:
[www.youtube.com]

Nun zu meiner Idee, ich würde gerne versuchen UV Harz mit Kupfer oder Silberpulver vermischen und
diesen hauchfein auf einem Trägermaterial (z.B. FR4) auftragen und via Laser die Leiterbahnen aushärten lassen.

Hier mal meine Materialiste die ich mir bis jetzt zusammen gesucht habe:

Die Frage ist, hat das schon mal jemand ausprobiert?
Als Mischungsverhältnis würde ich ein 3:1 anpeilen und damit experimentieren.

Was ist Eure Meinung, hat das Sinn oder soll ich die Finger davon lassen?

Gruß
Frank
Re: Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
14. July 2019 11:30
Wenn es um den Einsatz eines Lasers zur Platinen Herstellung geht, wird sich VDX sicher noch melden. Die Vorgehensweise eine übliche Kupferplatine erst mit Sprühlack zu überziehen und die zu ätzenden Flächen dann per Laser vom Lack zu befreien, ist wohl der gängige Weg...warum so kompliziert?


Deltadrucker, Tantillus Reborn by Toolson/Protoprinter, Ashray - (445nm Lasercutter), die Delta-Kalibrieranleitung
VDX
Re: Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
14. July 2019 11:45
Hi Frank,

um eine vernünftig leitfähige Leiterbahn hinzubekommen, brauchst due ein "Mischungsverhältnis" von Metallpulver zum Resin von eher 60:1oder noch besser.

Für den Aufbau von Sensoren, wo ich Mikro-Drähte über Goldpads aufgespannt, mit einem Tropfen Leitkleber überdeckt und dann im Ofen "gebacken" habe, haben wir einen Leitkleber verwendet, der aus Silber-Flocken in Polyimid mit ich glaube um die 80% Silber-Füllanteil bestand -- und selbst da mußten wir bei 120°C über eine halbe Stunde "Backen", bis die Leitfähigkeit brauchbar war.

Such mal nach "silver-ink" - da gibt's ein paar Hersteller, die gut stromleitende "Tinten" für Dispenser und Ink-Jets herstellen ... und dann schau mal nach dem Preis eye popping smiley

Kupferbeschichtete Platinen lackieren, lasergravieren und freiätzen ist viel einfacher, günstiger ... und wird auch praktisch verwendet ...

Ganz zu Beginn meiner Laser-Tüftelei (um 1993 herum) hatte ich mir mal was anderes überlegt und ausprobiert:
- eine Trägerplatte hauchdünn mit Kupfer beschichtet (um die 5-10 Mikrometer Schichtdicke)
- mit aus Lotpaste ausgewaschenen Lotkügelchen gleichmäßig deckend beschichtet
- mit einem Laser die Lotkügelchen entlang der späteren Leiterbahnen aufgeschmolzen
- das "überschüssige" Lot runtergewaschen (ist gut wiederverwendbar)
- nochmal im Ofen "aufgebacken", damit die auf der Schmelzspur aufsitzenden nur teilgeschmolzenen Lotkügelchen auch mit einschmelzen
- die nicht mit Lotzinn abgedeckten Kupferbereiche freigeätzt.

Nach ersten erfolgreichen Tests scheint sich das irgendwie herumgesprochen zu haben ... beide bisherigen Lotzinn-Lieferanten haben mir nichts mehr verkaufen wollen sad smiley

Hab' kurz danach aber die Firma gewechselt und diesen Weg nicht mehr weiterverfolgt ...


Viktor
--------
Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - [reprap.org]
Call for the project "garbage-free seas" - [reprap.org]
Re: Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
15. July 2019 04:23
Quote
Protoprinter
..warum so kompliziert?

Ich versuche diesen Vorgang an meinem Hypercube zu automatisieren, ätzen ist da halt eine unschöne Idee smiling smiley

Ich versuche eine Leiterplatte komplett automatisch herzustellen, deswegen gehe ich erst einmal alle Wege durch, wie man leiterbahnen am 3D Drucker oder CNC herstellen kann, ja meine erste Wahl ist das Isolationsfräsen aber ich versuche auch andere Wege zu finden.
Das mit dem UV Harz wird schwierig, wenn man versucht den überflüssigen harz, nach dem Belichten, automatisch zu entfernen ... aber das sollte machbar sein.
Re: Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
15. July 2019 04:31
Quote
VDX
um eine vernünftig leitfähige Leiterbahn hinzubekommen, brauchst due ein "Mischungsverhältnis" von Metallpulver zum Resin von eher 60:1oder noch besser.
...
Such mal nach "silver-ink" - da gibt's ein paar Hersteller, die gut stromleitende "Tinten" für Dispenser und Ink-Jets herstellen ... und dann schau mal nach dem Preis eye popping smiley

Hallo Viktor,

vielen Dank mit dem Mischungsverhältnis, ich denke das werde ich mal ausprobieren.
Silber-tinten habe ich mir schon angeschaut, neben dem UV-Hartz kam mir eine andere Idee da auch noch ... man könnte doch versuchen einen Stencil zu schneiden und diesen dann in Verbindung mit silberlack auf ein Trägermaterial aufbringen.
Also so eine Art Siebdruckverfahren für Leiterplatten, habt ihr das auch schon ausprobiert?

Gruß
Frank
Re: Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
15. July 2019 06:16
Quote
xpix
Quote
VDX
um eine vernünftig leitfähige Leiterbahn hinzubekommen, brauchst due ein "Mischungsverhältnis" von Metallpulver zum Resin von eher 60:1oder noch besser.
...
Such mal nach "silver-ink" - da gibt's ein paar Hersteller, die gut stromleitende "Tinten" für Dispenser und Ink-Jets herstellen ... und dann schau mal nach dem Preis eye popping smiley

Hallo Viktor,

vielen Dank mit dem Mischungsverhältnis, ich denke das werde ich mal ausprobieren.
Silber-tinten habe ich mir schon angeschaut, neben dem UV-Hartz kam mir eine andere Idee da auch noch ... man könnte doch versuchen einen Stencil zu schneiden und diesen dann in Verbindung mit silberlack auf ein Trägermaterial aufbringen.
Also so eine Art Siebdruckverfahren für Leiterplatten, habt ihr das auch schon ausprobiert?

Gruß
Frank
So werden professionell Leiterplatten hergestellt. Erst wird ein Träger aufgedruckt und dann elektrolytisch Kupfer auf getragen. Das hat den Vorteil, dass man die Bohrungen, welche auch beschichtet sind, im gleichen Arbeitsgang durch kontaktieren kann.


Liebe Grüße aus Henstedt-Ulzburg.
Frithjof
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VDX
Re: Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
15. July 2019 06:44
... für Multilayer-Leiterplatten und Keramik-Sensorträger wird manchmal auch direkt leitfähige Paste per Siebdruck aufgebracht und im ersten Schritt "aufgebacken" und dann nochmal in einem Ofen gesintert -- ist also auch eine "übliche" Technik winking smiley

Ich hatte mir sowas seinerzeit auch für "DIY-Multilayer" überlegt, bin dann aber doch zum Lasergravieren+Ätzen mit manuell eigesetzten Durchkontaktiernieten gewechselt, weil ich das zu selten brauchte.

Für die Firma hatten wir sowas aus Keramik-Folie und Gold-Paste machen lassen - das waren bis zu 6 Layer aus vorbearbeiteter (Löcher und Konturschnitte) "Grünling"-Keramikfolie (ist schneid- und biegbar wie Karton) und aufgedruckter Gold-Glasfritten-Paste -- nach dem Backen+Sintern ist das ein massiver Block aus Keramik mit den ganzen Gold-Leiterbahnen und Ebenen-Durchkontaktierung innendrin ... Unten, seitlich und obendrauf hatte es Pads, auf die ich dann superdünne Platindrähte aufgeklebt oder hartgelötet/lasergeschweißt habe ... und Bonddrähte für die Kontaktierung nach Außen ...

Hier, das drittletzte Bild von Unten, zeigt einen kleinen Ausschnitt aus so einem "Keramik-Sensorträger" mit zwei von den Platindrähten: [reprap.org]


Viktor
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Re: Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
17. July 2019 13:21
Quote
VDX
Ganz zu Beginn meiner Laser-Tüftelei (um 1993 herum) hatte ich mir mal was anderes überlegt und ausprobiert:
- eine Trägerplatte hauchdünn mit Kupfer beschichtet (um die 5-10 Mikrometer Schichtdicke)
- mit aus Lotpaste ausgewaschenen Lotkügelchen gleichmäßig deckend beschichtet
- mit einem Laser die Lotkügelchen entlang der späteren Leiterbahnen aufgeschmolzen
- das "überschüssige" Lot runtergewaschen (ist gut wiederverwendbar)
Diese Technik müsste man mal mit Fittinglötpaste ausprobieren. Ich benutze das Zeug immer, um meine Leiterplatten nach dem Ätzen zu verzinnen um die Haltbarkeit und Lötbarkeit zu erhöhen.
Sieht danach schöner und sauberer aus als wenn man es Galvanisch aufbringt.
Das Zeug läßt sich super per Pinsel auftragen und danach mit einer Karte Glatziehen. Ich benutze dann ein Heißluftgebläse zum aufschmelzen und wäsche das überflüssige ab.
Warum nicht vorher mit einem Laser verflüssigen und den Rest abkratzen und Wiederverwenden.
Würde auch das Lackieren sparen.
VDX
Re: Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
17. July 2019 13:43
... such mal Infos zum MID-Verfahren (MID=Moulded Interconnect Devices) - dabei hat's einen Körper aus Kunststoff mit in den Kunststoff eingemischten Partikeln, die mit einem Laser "aktiviert" werden -- entweder einfach nur Oberfläche weg und die leitfähigen Partikel freigelegt, oder angeschmolzen und die Partikel platzen auf und setzten eine Chemikalie frei -- danach sind die gelaserten Bereiche leitfähig.

Jetzt wird galvanisch auf die leitfähigen Bereiche Nickel, Kupfer und/oder Gold aufwachsen lassen, um damit stabile Leiterbahnen zu bekommen ...


Viktor
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Re: Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
19. July 2019 08:00
Also ich werde mal die Schablonenidee weiter verfolgen, ich habe aus Neugier auch mal den jlpcb support gerfragt ob es möglich wäre einen Stencil aus einem anderen layer, als den Solderpaste layer, herzustellen. Der chinesische Kollege am anderen Ende hat erst nicht verstanden, was ich meinte aber dann:

Quote

Many thanks for your clarification. Yes I believe we can do that as long as you include this layer in the GERBER.

Ich werde erst einmal mit meinem Silhoutte Cutter ein paar Schablonen mit Silberlack oder Tinte probieren, irgendwelche Vorschläge für ein Basismaterial?

Gruß
Frank
VDX
Re: Idee: Leiterbahnen herstellen via UV Harz / Kupfer o. Silberpulver / Laser
19. July 2019 14:11
...wenn du was "für de Zukunft" vorhast, dann schau mal, ob du Keramik-Grünlingfolie bekommst - die gibt's in verschiedenen Stärken, kannst du ungesintert sehr gut bearbeiten (schneiden, fräsen, lasern, siebdrucken, ...) -- nach dem "Backen" ist's richtige Keramik cool smiley


Viktor
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