Някой има ли интерес да правим химични опити с електролиза

[xyz1]

Става дума не толкова за забавление, колкото да се опита да се направи нещо практически полезно. Материалите които ще се ползват ще са евтини. Не ми се занимава сам, защото ще ми е скучно, а и няма с кого да дискутирам развитието и анализа на проекта.

[Joro-01]

А откъде / къде си?

Аз мислех малка водородна (водородно-кислородна) горелка да си правя, но един газов поялник / минигорелка върши повече работа. Хем е като химикалка, а другото е инсталация

[fantom4e]

практически полезна електролиза, звучи ми интересно

[xyz1]

Аз съм от В. Търново, но идеята е да се прави постановката на двете места.

Тъй като има интерес, то сега ще опиша за какво става дума.

Ще започна с малко въведение, свързано с крайната идея. По-долу след реда "Постановка" ще опиша какво точно е идеята да се прави.

По принцип електронните платки се правят по следния начин.

1. Взема се пластмасова платка на коята е залепено чисто медно фолио.

2. Нанася се фотолак на цялата платка.

3. Поставя се върху платката фотоплака-позитив на пистите.

4. Осветява се с ултравиолетова светлина за известно време.

5. Проявява се платка, премахвайки излишния фотолак.

6. Резултатът се потапя в киселина, която разяжда незащитените от лака зони.

7. Други довършителни работи.

Основното в тази схема са точки 1 и 6. Моята идея е да се реализира по друг начин. Сега ще опиша как.

Начин I (глупав, после ще каза защо).

1. Взима се достатъчно дебела метална пластина (може дори желязо).

2. Гравират се (чрез използването на CNC машина) на огледално копие на местата, където няма писти.

3. Всичко се покрива с пласт термоустойчив изолатор - примерно някаква боя.

4. Изшкурва се горния слой на пластината, така че да се покажат само пистите.

5. Показалите се писти се калайдисват.

6. Пластината се потапя във вана с меден сулфут и се нанася (чрез електролиза) покритие върху калая.

7. Върху медното покритие са нанася лепило и пластината се залепва с негова помощ за пластмасова подложка.

8. Всичко се загравя, за да се разтопи калаят и пластината да се отдели от платката.

Този метод е гпупав поради една причина. Една матрица ще произведе чрез този начин една платка за много дълго време (електролизата е бавен процес). Затова не става за серийно производство! От друга страна и за прототипи не става, защото вместо да правиш матрица, то ще ти е по-изгодно да направиш направо самата платка с CNC машина (такава технология, всъщност си се използва).

Начин II (пак глупав, ама не толкова).

Този начин е подобен на начин I, но имаме някои разлики.

1. Същата кати при начин I.

2. Същата кати при начин I, но се изготвя се нормално копие, а не огледално такова.

3. Същата кати при начин I.

4. Същата кати при начин I.

5. Върху пластината се поставя много тънък пласт от неразтеглив изолатор (твърда пластмаса).

6. Същата кати при начин I. Тук трябва да отбележим, че тъй като тънкия слой пластмаса не е 100% изолатор (заради тунелния ефект) то електролиза ще има. Но ще трябва да се прилагат малко по-високи напрежения.

7. Отделя се пласта пластмаса с появилите се медни писти на него (този пласт не е залепен, а е само допрян до пластината).

8. Залепва се пластът резултат върху пластмасова подложка (от страната на изолацията, а не на пистите).

Ако разгледаме и този начин - за него може да се каже почти същото като при начин I. Накратко: изглежда глупаво. Тук, обаче, имаме една важна особеност!!! Стъпки 1-4 могат да се заменят и така ще получим:

Начин III (Смислен, ама сложен за реализация).

1. Правим матрица, която се състои от гъсто успоредно разположени в плътна решетка метални пинчета, които са изолирани едно от друго.

2. Добавяме електроника към матрицата, която управлява напреженията на пинчетата.

3. Правим електронно устройство, което да може да се свързва с компютър, а и да управлява споменатата в точка 2 електроника.

4. Пишем необходимия софтуер за компютъра...

5. Същата кати при начин II.

6. Същата кати при начин II.

7. Същата кати при начин II.

8. Същата кати при начин II.

При този метод вече нямаме физическа матрица, а само компютърно управляема да я наречем логическа матрица. Това в частност отменя и стъпка 2 (обработките на CNC машина), която е твърде бавна, въпреки че и процеса на електролизата (стъпки 6) е бавен процес. От друга страна чрез този метод на практика ще се нулира боклука от изработката на крайната платка.

Ако говорим за цената - почти изцяло консуматива е електроенергия. Но и този разход е леко подвеждащ. На практика медното фолио, което се поставя върху платките много често се пречиства точно чрез електролиза. Така ако използваме електроди от не много чиста мед (такава която се получава директно след предотавята на медната руда), тогава си решаваме проблема с допълнително похабената електроенергия.

И вече стигнахме до:

Постановка:

Смисълът от всичко е начин III, но реализацията му (по-точно стъпки от 1 до 4) изисква очевидно високи технологии, които не могат да се приложат вкъщи. Затова идеята е да се експериментира с начин II, който също съдържа важна част от постановката на начин III.

Необходими материали и дейности:

Вана, която може да е произволна пластмасова кутия (амбалаж от някаква храна).

Син камък (меден сулфат) за електролит.

Метална пластина - все отнякъда ще се изкопае.

Гравиране върху пластината - ако имате познат зъболекар, тогава ще е лесно.

Трансформатор - аз имам някакъв звънчев, но явно ще трябва и схема за изправяне на напрежението.

Меден електрод - обикновена медна жица ще се намери.

Вода - от чешмата (а дали ще е по-добре да се купи дестилирана?).

Тънък пластмасов пласт - ето това трябва да се обсъди от какво. Трябва да е такъв материал, че на него да може да полепва медта.

[fantom4e]

на първо четене:

ако правилно съм разбрал, идеята ти е нещо като 3Д принтер за платки, като принтера е елхимичен?

с платки отдавна не съм се занимавал, но мисля че няма нещо кой знае колко ново и различно...

за сега се сещам за няколко несъществени проблеми, но може да ти объркат сметките

ако си в университет или подобно може проект за ФНИ да се спретне набързо?

[xyz1]

идеята ти е нещо като 3Д принтер за платки, като принтера е елхимичен

Да така е, но всъщност става дума за 2D принтер.

идеята ти е нещо като 3Д принтер за платки, като принтера е елхимичен

Би ли споделил какви? Например чистотата на електролита може ли да направи изненади? Примерно водата може да се вземе дестилирана, но медния сулфат едва ли ще е твърде чист.

ако си в университет или подобно може проект за ФНИ да се спретне набързо

Да в подобно съм, но все си мисля, че началото на експериментите може да се осъществи с подръчни материали.

[Joro-01]

Добрее.. Сега аз няма да давам оценка кое е глупаво, ти сам си се оценил, но докато не се хванеш.. Почвам аз да ти предлагам, но ще ме улесниш ако кажеш типови или серийни платки ще правиш

[Joro-01]

Първо - ако имаш CNC машина и фолирана платка, просто "рисуваш" пистите с абразивен инструмент. Имаше подобен начин на изчегъркване с такова или направо дрелка в "Instructable"

[Joro-01]

http://www.instructables.com/

[xyz1]

Смислен е само метод III и то единствено за прототипни платки. Идеята е, че си купуваш съответно направената компютърно управляема електроматрица (стъпки от 1 до 4) и след това си правиш единични копия на платките си. Естествено не особено бързо, защото се използва електролиза. Но доста по-удобно и по-евтино от това да поръчваш единични бройки на фирма. И много по-чисто (отколкото стандартния химичен метод), защото почти няма отпадъчни материали.

Тъй като реализиране на метод III е илюзия, то затова се започва с метод II, за да се усъвършенства електрохимичното принтиране.

Edit:

Използването на CNC машина е добре известен метод. Той е много бавен, ако говорим за изключително сложна платка, а и практически неизползваем при много тънки писти. Но по-големият проблем е, че механиката рано или късно се скапва.

На практика и при разглеждания метод накрая ще трябва да пробиваш дупките (и най-вероятно с CNC е най-добре да се прави, ако става дума за много through hole компоненти), но разликата е, че пробиването на дупките е много по-малко работа, сравнено с цялостното шлайфане на платката с CNC машината.

Не на последно място и изработката с чистото CNC машина не дава нужното качество на платката, защото чрез този метод не могат да се правят метализация на отворите (процедура, която на практика се осъществява с електролиза).

Метод III има и едно важно предимство! Чрез него можеш да направиш различна дебелина на пистите. Просто в хода на електролизата появата на нови да го нарече "електро-места" ще започне изграждането на нови писти. Това не може да се направи с метод II, а дори и с класическите технологии за платките.

Edit 2:

Още едно предимство на представения метод. Скоростта на направата на платката е константа, защото всички писти започват да се проявяват едновременно. Така независимо от сложността на платката времето за направа е едно и също!

Edit 3:

Още една особеност е, че представеният метод е по-устойчив от гледна точка на така наречените чисти технологии. Смисълът е следният: Ако във фото-лака има прашинки (не говорим за микроскопични), тогава те мога да добавят нещо към пистите на платката, когато се осъществява нанасянето. И резултатът е късо между пистите, а платката - неизползваема. Този проблем е валиден както при домашно производство, така и при промишлено (и е нещото от което най-много се оплакват инженерите).

При разглеждания електролизен метод прашинки в електролита може да има, но те няма да се утаят на тавана (там където е разположена платката), а на дъното или по-скоро ще се движат в течността. Не че има пълна гаранция, но е по-устойчив метод на замърсявания.

Редактирано Юли 17, 2014 от xyz1

[Joro-01]

XYZ1, разгледай този сайт дето то дадох, има отговор на всичко, чак се притеснявам че ще те запали. Каза ми че си добре с EN, има търсачка там. Нямах време още да пиша, Аз ще мога да ти пратя конкретни линкове късният следобед или чак довечера.

Ако само искаш да си направоиш шлатка и бе ецвал - с киселина примерно, става и без фоторезист, трябва ти лазерен принер и някаква трансферна / tranferable или как беше тамя ще питам ако искаш/ хартия - принтиш платката, налагаш листа на фолираната плоча и с ютията /имало и специални пресички за целта/

[Joro-01]

Ако нямаш такава хартия /продавала се и не скъпо/, кенсъл на принтенето, отваряш принетра и вадиш листа, но преди да е минал през изпичащите барабани - може да трябва да го модифицираш ако в твоя случай се окаже трудно. След фотоелектретния барабан, листа се подава на изпичащи ролки / барабани (с халогена лампа вътре), а ти трябва да го извадиш преди изпичането и да направиш процедурата с ютията.

Ако при това принтене се изпича листа, ще можете с пръст да изтупате образа

[Joro-01]

http://www.instructables.com/tag/type-id/?sort=none&q=DIY+mini+laser+engraver

http://www.instructables.com/tag/type-id/?sort=none&q=DIY+laser+cutter+mashine

http://www.instructables.com/tag/type-id/?sort=none&q=DIY+CNC

[fantom4e]

oпасявам се че за да протече елхим процес между дюзата и бъдещата платката трябва и двете да са проводник. по скоро върху пластмасата с твоя 2д принтер ще метализираш и чак после процеса на същинско отлагане на мед.

[Joro-01]

DIY магнетронно разпрашване /DIY magnetro sputtering/ на мед, да не е от тук, от нета си го намери,

[xyz1]

@Joro-01:

- Това, че може без фотолак ми е известно. Това не прави процеса по-чист, защото накрая пак се прилага киселина за разяждане. При метода който описвам на практика електролита не се изразходва.

- Това магнетронно разпрашване какво знаеш за него. Не питам за технологията, а примерно защо не се прилага при производителите на платки? Да не би да е много високо съпротивлението на резултатните писти? С електролиза няма ли да се получи плътен метал?

@fantom4e:

- Сигурен ли си, че поради тунелния ефект няма да прескачат електрони от катода през изолационната повърхност. Нали електо-химичният процес точно това изисква.

Edit: Магнетронът не е ли ускорител на частици? Това не е ли особено опасно в домашни условия? Например микровълновите печки, колкото и да са изолирани, то пак са си вредни...

Редактирано Юли 17, 2014 от xyz1

[Joro-01]

Не, магнетронът е генераторна лампа. Както и клистрона между другото. Магнетронът прави микровълните в микровълновите печки и в мощни радари (там са по-прецизно изработени).

При разпрашването - прави се магнетронна камера, то е вид катодно разпрашване, слоят няма да е с високо съпротивление ако го държиш достаъчно или ползваш по-голяма мощност. Ще ти пусна линкове само от форума не ти казвам чети моите неща, виж в нета

[Joro-01]

Електролизата трябва да е в-ху метал или проводник, ако имаш шаблон за изпечатване, можеш да пробеаш с проводящо лепило, върху което да отлжиш мед.

Не мога сега да гледам видо, но виж в Тюбето "Cold metal spraying" - Дюза пръска метален прах през дъга и почти може да рисува...

Имаше изпечатани платки на 3D принтер, но не са добри, проводящо лепило / мастило ползват - в Инструкабълс пак

[Joro-01]

За DIY магнетронното разпрашване

http://nauka.bg/forum/index.php?showtopic=15679

Хора знаещи, които са правили магнетронни камери, ставало е въпрос в тази тема

http://nauka.bg/forum/index.php?showtopic=10550&page=3

[Joro-01]

Ако имаш начин да изпечараш с проводящо мастило / лепило както казах и после електролиза /Фантомче да каже дали йоните ще се задържат, но да според мен.../ Друг начин - да изпечаташ с фин меден / сребърен прах образа / пистите.. Трябва ти плосък вариант на електретния барабан, преса и микровълнов / индукционен нагревател

Имаше и начин за електролитно ецване със солена вода - б БГ книга направи си сам бе описано

Между другото - Магнетронната камера служи да покрие цялата плоча на платката, после пак се ецва

[Joro-01]

Тунелен ефект тука - не. Може ако с високо напрежение излъжеш нещо /пробив, разряд/, ама пак има вероятно нищо да не стане.

[xyz1]

Между другото - Магнетронната камера служи да покрие цялата плоча на платката, после пак се ецва

И аз това разбрах. Е то все едно да имаш готова платка и нататък пак химия с химикали (между които и киселини). А иначе магнетронното разпрашване използва ли се в практиката при производство на празни печатни платки? Или последните се правят по технологията фолио залепено за основата? Аз ще задам няколко конкретни въпроса към fantom4e, свързани с това което описвам: - Електроните на катода (матрицата на платката в метод II) не могат ли да преминат през дилектрика (тънкият пластмасов пласт) и така да неутрализират вече привлечените медни катиони? По спомени ми се струва, че това се наричаше тунелен ефект. Между другото подобен ефект се наблюдава и при полупроводниците, които в чисто състояние са доста близки до изолатори. В смисъл кондензаторите при какъв процес се саморазреждат? - При електролизата се ползват напрежения някъде под 1 волт, за да имаме отлагане на метал. Ако имаме диелектрик можем ли да увеличим напрежението, така че между дилектрика и анода да се получи желаното напрежение, или не е точно така? В смисъл ако на конденатор подадеш малко по-малко от пробивното напрежение, то значи ли че той ще започне да се разрежда по-бързо, отколкото при по-ниски напрежения? - Кое определя дали неутрализирания меден атом ще се залепи за катода (независимо дали говорим за стандартен метален катод, или такъв който е диелектрик като в схемата която разглеждам)?

[xyz1]

Между другото - Магнетронната камера служи да покрие цялата плоча на платката, после пак се ецва

И аз това разбрах. Е то все едно да имаш готова платка и нататък пак химия с химикали (между които и киселини). А иначе магнетронното разпрашване използва ли се в практиката при производство на празни печатни платки? Или последните се правят по технологията фолио залепено за основата? Аз ще задам няколко конкретни въпроса към fantom4e, свързани с това което описвам: - Електроните на катода (матрицата на платката в метод II) не могат ли да преминат през дилектрика (тънкият пластмасов пласт) и така да неутрализират вече привлечените медни катиони? По спомени ми се струва, че това се наричаше тунелен ефект. Между другото подобен ефект се наблюдава и при полупроводниците, които в чисто състояние са доста близки до изолатори. В смисъл кондензаторите при какъв процес се саморазреждат? - При електролизата се ползват напрежения някъде под 1 волт, за да имаме отлагане на метал. Ако имаме диелектрик можем ли да увеличим напрежението, така че между дилектрика и анода да се получи желаното напрежение, или не е точно така? В смисъл ако на конденатор подадеш малко по-малко от пробивното напрежение, то значи ли че той ще започне да се разрежда по-бързо, отколкото при по-ниски напрежения? - Кое определя дали неутрализирания меден атом ще се залепи за катода (независимо дали говорим за стандартен метален катод, или такъв който е диелектрик като в схемата която разглеждам)?

[xyz1]

Между другото - Магнетронната камера служи да покрие цялата плоча на платката, после пак се ецва

И аз това разбрах. Е то все едно да имаш готова платка и нататък пак химия с химикали (между които и киселини). А иначе магнетронното разпрашване използва ли се в практиката при производство на празни печатни платки? Или последните се правят по технологията фолио залепено за основата? Аз ще задам няколко конкретни въпроса към fantom4e, свързани с това което описвам: - Електроните на катода (матрицата на платката в метод II) не могат ли да преминат през дилектрика (тънкият пластмасов пласт) и така да неутрализират вече привлечените медни катиони? По спомени ми се струва, че това се наричаше тунелен ефект. Между другото подобен ефект се наблюдава и при полупроводниците, които в чисто състояние са доста близки до изолатори. В смисъл кондензаторите при какъв процес се саморазреждат? - При електролизата се ползват напрежения някъде под 1 волт, за да имаме отлагане на метал. Ако имаме диелектрик можем ли да увеличим напрежението, така че между дилектрика и анода да се получи желаното напрежение, или не е точно така? В смисъл ако на конденатор подадеш малко по-малко от пробивното напрежение, то значи ли че той ще започне да се разрежда по-бързо, отколкото при по-ниски напрежения? - Кое определя дали неутрализирания меден атом ще се залепи за катода (независимо дали говорим за стандартен метален катод, или такъв който е диелектрик като в схемата която разглеждам)?

[xyz1]

fffffff