В чем растворить фотополимерную смолу?

[proxy3d]

22.06.2023 в 17:23, Вадим Вергун сказал:

Гидроксид калия или натрия. Хлорид тут не причем. 

да описался, гидроксид калия. что лучше? или оба пробовать?

[Вадим Вергун]

22.06.2023 в 17:29, proxy3d сказал:

да описался, гидроксид калия. что лучше? или оба пробовать?

Калия лучше. 

[proxy3d]

22.06.2023 в 17:31, Вадим Вергун сказал:

Калия лучше. 

так...  щелочи для растворения пленки отпадают. они влияют на сплав галлия, который тоже будет реагировать. про него я не подумал.

Галлий амфотерен (т. е. реагирует либо как кислота, либо как основание, в зависимости от обстоятельств), реагируя с растворами гидроксида натрия и калия с образованием галлата и газообразного водорода. Галогены атакуют его энергично.

 

Металлический галлий активно реагирует с разбавленными кислотами с выделением водорода. Оксид Ga2O3 и гидроксид Ga(OH)3 амфотерны и реагируют с кислотами и щелочами. При взаимодействии Ga(OH)3 с растворами щелочей образуются соли – галлаты.

 

Галлий легко растворяется в щелочах, индий растворяется только в концентрированных щелочах, таллий со щелочами не взаимодействует.

 

в принципе в качестве растворимой подложки подойдет любой материал. Раз с ПЭТ сложности при ее растворении (галлий будет тоже реагировать), но как вариант целлофан (полиэтилен не подходит. так как не растворим толком). А целлофан состоит из целлюлозы и в принципе целлофан растворяется в уксусной кислоте, ацетоне, реактив Швейцера, ЖВНК, кадоксен, хлорид цинка и т.д. 
Либо вообще другая пленка. 

 

В голову пока не приходить ни какая пленка органика или неорганика, которую можно было попробовать растворить легко без кислот и щелочей. 
Пока что самое просто это как раз целлюлоза. Тем более она вообще растворяется в холодной воде (речь про водорастворимые эфиры). Вопрос только в том, не оставит ли она примеси на поверхности галлий. Так как при растворении в воде, она образует вязкий раствор. 

[St2Ra3nn8ik]

23.06.2023 в 14:00, proxy3d сказал:

В голову пока не приходить ни какая пленка органика или неорганика, которую можно было попробовать растворить легко без кислот и щелочей.

Плёнку из ПВС (поливиниловый спирт) попробуйте. Водой растворяется.

[proxy3d]

23.06.2023 в 19:18, St2Ra3nn8ik сказал:

Плёнку из ПВС (поливиниловый спирт) попробуйте. Водой растворяется.

Да, тоже обратил на неё внимание, пока искал сейчас альтернативы. Я так понял её используют в швейном производстве, когда рисунки или вышивку на одежду переносят (не понял толком). ПВС у меня тем более есть, но его мало очень осталось. 

Пока что я так понял это водорастворимая швейная плёнка их ПВС и целлюлозная пищевая пленка. В принципе плёнку тонкую растворимую сделать не сложно по идеи, но тут всё упирается в толщину. Разные пены от ожогов, смазки на водной основе, и прочие подобные вещи как раз там  вода  целлюлоза, глицерин и ещё что то (забыл состав, он у всех схож). И там после высыхания, на поверхности образуется пленка. И если окунуть её в воду, то она снова растворится

[proxy3d]

23.06.2023 в 19:18, St2Ra3nn8ik сказал:

Плёнку из ПВС (поливиниловый спирт) попробуйте. Водой растворяется.

Я думаю в данной технологии придётся модернизировать так же состав силиконовой плёнки. Добавлять в неё кремний, фтор, антипригарные добавки или силаны. Это нужно, чтобы увеличить адгезию силиконовой плёнки со сплавом галлия. Кремний в чистом виде не является проводником, но способствует усилен адгезии со галлием. Посмотрим, как это скажется на свойствах плёнки на растяжение.
Так же у меня есть отработанная технология по нанесению на плёнку микроузоров для лучшего сцепления.
Сейчас сложно сказать, даст ли это какой то результат.
Но например для того, чтобы галлий не лип к другой стороне, я точно знаю что буду использовать пластины с напыленным графитом, так как прошлые опыты показали что сплавы галлия совершено не липнут к нему. (Когда я искал способы сцепления).
Сейчас всё упирается в смолу, как она поведёт себя с галлием после полимеризации. Но и тут пока тоже есть план, сделав в неё добавки для уменьшения адгезии со сплавом, ведь мне надо сделать так, чтобы сплав заполнил дорожки, но слабо прилипал к самой смоле. И тут пока вопрос, заполнит ли он микродорожки. Прошлые опыты показали, что например втирание сплава не заполняет эти микродорожки, но вот в случае напыления, заполнение было.
В общем технология требует решений на каждом шаге
- буферный слой - решено с помощью водорастворимой плёнки
- печать маски смолой на пленке - решено
- напыление сплава - решено
- отталкивающая сплав пластина - решено
- напыление и приготовление своего состава силикона - решено
- адгезия к силиконовой пленке - решено
- уменьшить адгезию к смоле - предстоит решить
- перенос галлия с матрицы - предстоит решить

Теперь предстоит все эти части соеденить в единое целое и дальше играть с изменением состава и температурными режимами.
Но если всё подучится, это будем совершенно новый подход для печати тянущейся электроники, которая позволит создавать очень тонкие дорожки и ускорить процесс производства.
А дальше, надо будет собирать оборудование в в виде модулей, которое позволит автоматизировать весь процесс.

Пока шанс на удачный исход у этого подхода есть.
Из интересного, chatGPT тоже продолжил в качестве плёнки использовать водорастворимую, когда я попросил его какую плёнку я могу использовать, так чтобы её можно было растворить и не повредить силикон и галлий.

 

Сейчас суть подхода следующая:

- делаю водорастворимую плёнку

- печатаю на ней фото полимерной смолой маску (фоторезист не подходит) . Смолу вероятно придётся доработать

- напыляю сплав галлия (втирания не подходят) 

- сверху делаю подложку с напылением графита

- растворяю водорастворимую плёнку. Мы имеем бутерброд из смолы, с дорожками заполненными сплавом, сверху слой галлия тоже и сверху пластина с графитом

- с другой стороны напыляю силикон или прикладываю всё это дело к силиконовой плёнке (где предварительно напыляю тонкий слой силикона для большей адгезии). Напыляемый сликон возможно  придётся доработать добавками. У меня свой состав отработанный для силикона, лучше чем те что в продаже (силиконовые спреи не подходят, они на практике имеют ужасные свойства) 

- галлий из дорожек плипает к силикону

- сверху напыляю силикон и если нужно то ещё добавляю силиконовую плёнку

- возможно пропускаю плёнку сквозь горячие барабаны, чтобы не было микротрещин до высыхания силикона

 

На выходе должно теоретически выйти электронная плата с жидким сплавом  галлия внутри силикона

 

Если видны какие то пробелы, которые я не увидел, то буду рад услышать критику

[proxy3d]

Отсюда еще вопрос. Насколько мои рассуждения верны?
Мне надо увеличить адгезию галлия и силикона и уменьшить адгезию галлия с фотополимерной смолы после ее полимеризации.

Из того что я вижу, усиливает адгезию к галлию:  органо-функциональный силан в состав силиконовой пленки, чтобы увеличить ее адгезию с галлием
То что ослабляет адгезию к галлию (добавить в фотополимерную смолу): фторсодержащие соединения или материалы на основе силикона (думаю силиконовое масло), а также антипригарные покрытия (но там отчасти как раз тоже силикон)

Я как не нахожу исследований на тему взаимодействие галлия со смолой и силиконом , в плане влияния на адгезию. Я пробовал разные усилители адгезии, но все они не очень сильно влияли на результат (и ухудшали сцепление). Поэтому думаю может добавление в состав силикона, даст лучше эффект. 

Из опасений, что изменение сильно скажется на качестве самой силиконовой пленки и она станет хуже растягиваться и станет менее эластичной. 
Все что нахожу - это по арсениду галлия, а это совсем другое. Как одно из решений, которым я улучшал адгезию силикона и галлия, является выжигание микроузоров на поверхности силиконовой пленки лазером, но это слишком долго. Еще вариант плазменная, коронная обработка поверхности силикона, это как запасной вариант.

Как еще один запасной вариант, добавление графита или оксида графена в смолу, чтобы уменьшить адгезию смолы и галлия. Так как галлий плохо липнет (если вообще липнет) к поверхности напыленной графитом.

[proxy3d]

 

 

Первый шаг сделан. Оставлю за кадром предварительные эксперименты, а их было не мало прежде чем удалось получить этот результат. 
Если кратко, то изготовил тянущуюся водорастворимую пленку прям в ванночки. Она неровная, так как не занимался красотой (раствор не фильтровал, лил в несколько слоев, осадок тоже попал), так как главное было проверить саму идею.
И так, удалось сделать маску на водорастворимой пленке и промыть ее. 
Теперь буду пробовать напылить сплав галлия на это.  А дальше пробовать переносит это все на силиконовую подложку. Очень переживал, что не получиться. Но это только небольшая часть, которую надо проделать, прежде чем будет итоговый результат.

[proxy3d]

Продолжая тема.

Промежуточные тесты:

Фото 1. Проверка растворимости плёнки с нанесённой обычной маской из тонкого слоя смолы. Плёнка растворилась, от маски остались ошмётки. Тут пока правильно всё. 

Фото 2. Попробовал сделать водорастворимую смолу. Не вышло. Если слишком делать водорастворимую, то нет полимеризации, иначе нет растворения. Но, это дало другой эффект, маска отпадает от силиконовой плёнки. Это нужно будет на последнем этапе. Видимо частично смола растворяется и это способствует тому, что маска из смолы отпадает от плёнки. Это была одна из проблем и вариант решения найден. 

Фото 3. Как поведёт себя сплав галлия на разной концентрации водорастворимой смолы. На фото видно, что часть сплава галлия отпала от маски. Это означает, что при правильной концентрации растворимости часть лишнего сплава сможет опуститься на дно и его можно будет использовать повторно. 

Фото 4. Сверху вниз: обычная смола, с добавка для уменьшения адгезии галлия, частично растворимая. Растворимая маска приводит к лучшему заполнению щелей галлием

[proxy3d]

То есть добавки в смолу pvc приводят к тому, что у неё улучшается адгезия то ли с галлием, то ли компонентами сплава. Пока ещё не понял, что лучше в итоге увеличение или уменьшения адгезии маски из смолы. После напыления маски сплавом будет понятно какой вариант предпочтительнее. 

 

Как ещё один вариант думаю упрощённую схему. Добавляю в состав силикона усилитель адгезии к галлию, наношу на него маску частично водорастворимой смолы, напыляю сплав, опускаю в вводу, маска отпадает. Но тут пока вопрос, останется ли сплав галлия на силиконе (там где щели) или  же отпадёт вместе с маской. 

 

Пока что, всё варианты очень туманные и вполне возможно, что не сработает ни один из них