Hallo an Alle!
Nachdem ich mich einige Zeit hier im Forum umgesehen hab und nichts
genaueres zu diesem Thema gefunden habe, wollte ich direkt mal
nachfragen, bzw. erklären was mein Vorhaben ist. Und zwar hatte ich die
ausgefallene Idee einen Laserdrucker derart umzubauen, dass ich damit
imstande bin Leiterbahnen direkt zu drucken. Achtung: Ich beziehe mich
hier NICHT auf das Tonertransferverfahren! Ich will wirklich mit
Kupferpulver (oder vergleichbarem Material) auf ein ("beliebiges")
Substrat drucken. Das ganze Verfahren soll also rein Konstruktiv sein,
kein Belichten, kein Ätzen.
Soviel im groben zur Idee.
Bevor ihr jetzt ganz ausflippt, weil das Thema doch nicht ganz ohne ist,
möchte ich euch noch sagen, dass es sich dabei um eine (vorerst
theoretische) Projektarbeit handelt. Die Idee ist vergangenes Jahr in
unserem elektronik Labor entstanden, wo wir über alternativen zum
klassischen Belichten und Ätzen gesprochen haben. Aus einem absurden
Vorschlag wurde dann doch irgendwie Ernst und jetzt möchte ich ein wenig
Marktforschung betreiben.
Meine Frage wäre nun, was sagt ihr dazu? Gab es schon Einfälle zu diesem
Thema? Und wenn ja, hat es jemand bereits versucht umzusetzen?
Ich freue mich auf eure Antworten!
Danke schon mal im Voraus,
Migsi
Danke für den Link! Ist aber nicht ganz das was ich vor habe. Thermische Verfahren funktionieren in meinem Falle nur, wenn die Temperatur nicht die Schmelz- (oder Verbrennungs-)temperatur des Substrats übersteigt. Zumal ich mit einem solchen Verfahren nicht die gewünschte genauigkeit erreichen könnte? Vielleicht hätte ich noch erwähnen sollen, dass das Fixieren eher mittels leitender Kunststoffe, die dem Kupferpulver beigemischt sind, geplant wäre...
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Michael P. schrieb: > Vielleicht hätte ich noch erwähnen sollen, dass das Fixieren eher > mittels leitender Kunststoffe, die dem Kupferpulver beigemischt sind, > geplant wäre Dann wäre das Ganze nichts Neues, gibt es längst per Tintenstrahldruck und auf Silber basierend. Diese ganzen Pulvermischungen kann man für Platinen aber vergessen. Bei den heutigen Strukturgrößen stößt man schon mit reinem Kupfer an deutliche Grenzen. Also den Drucker gleich für supraleitende Kügelchen auslegen, erst dann macht das Sinn.
>Gab es schon Einfälle zu diesem Thema?
Ja, allerdings. Mir fällt immer wieder das Gesicht ein, wenn mir solche
Schnapsideen präsentiert werden.
Hallo, beim direkten Laserdruck auf eine Kupferschicht sehe ich zwei Probleme. Zum einen die hohe Wärmeleitfähigkeit von Kupfer im Gegensatz zu Papier. Da wird bei einem Standard Laserdrucker die Laserleistung vermutlich nicht ausreichen, um den Toner sauber aufzuschmelzen. Zum zweiten ist Kupfer reflektieren, womit der Laserstrahl zurück in den Laser geworfern werden kann, was die Lasersysteme teils zerstören kann. Da muss ich aber passen, wie das beim Laserdrucker aussieht. Zudem bleibt dann immer noch der Bearbeitungsschritt des Ätzens. Wenn wäre da eine Anlage interessanter, die die Leiterbahnen direkt mit dem Laser in die Kupferschicht schneidet. Ich bin aber skeptisch, ob dafür eine Markt existiert, da man sich Platinen heute sehr schnell und günstig fertigen lassen kann und eine Anlage per Laserdrucker oder Laserschneiden einen nicht unerheblichen Preis haben wird. Zudem ist man auch auf maximal 2 Lagen beschränkt. Gruß Kai
Kai, bist dir sicher das du weist wie ein Laserdrucker arbeitet? Da wird kein Toner vom Laser geschmolzen
Dricky schrieb: > Da wird kein Toner vom Laser geschmolzen Er hat zudem auch das Thema verfehlt, er möchte eine Art Tonertransfer machen...
Also, es muss "nur" das Kupfer geschmolzen und versprüht werden... Vielleicht ein gutes Projekt für das nächste Jahrhundert?
Dricky schrieb: > Kai, bist dir sicher das du weist wie ein Laserdrucker arbeitet? Oh, ja, weiß ich schon, aber irgendwie war ich gedanklich beim einer Dimension zuviel (das selektive Lasersintern für 3D Drucker ist ja das mit dem Aufschmelzen). Also das, was ich zum Laserdrucker geschrieben hab bitte schnell wieder vergessen. Danke für die Korrektur. Gruß Kai
Beitrag "Platinen mit 3d Drucker erstellen" http://www.bluhmsysteme.com/blog/leiterbahnen-drucken-elektronikentwicklung-mit-dem-inkjetdrucker/
0815 schrieb: > Michael P. schrieb: >> Vielleicht hätte ich noch erwähnen sollen, dass das Fixieren eher >> mittels leitender Kunststoffe, die dem Kupferpulver beigemischt sind, >> geplant wäre > > Dann wäre das Ganze nichts Neues, gibt es längst per Tintenstrahldruck > und auf Silber basierend. > > Diese ganzen Pulvermischungen kann man für Platinen aber vergessen. Bei > den heutigen Strukturgrößen stößt man schon mit reinem Kupfer an > deutliche Grenzen. > > Also den Drucker gleich für supraleitende Kügelchen auslegen, erst dann > macht das Sinn. Darüber, dass es sowas schon in Form von Tintenstrahldruckern gibt, bin ich mir im klaren. Ich rede ja auch nicht einfach so drauf los ;) Was beim Tintenstrahldruck aber von Nachteil ist, ist die grobe Auflösung. Deswegen wäre Laserdruck ja interessant. Was die Strukturgröße angeht, sehe ich das ganze nicht so problematisch. Ich will doch keine nano-Schaltkreise drucken! ^^ Damit sollen (vorerst) "simple" Platinen hergestellt werden können, auf denen man maximal grobe SMD Bausteine verbauen können soll (wobei, wenn das Prinzip mal funktioniert, könnten feinere Strukturen sicher auch noch drin sein). Klar ist es vor allem chemisch kein Spaß eine dementsprechende Kupfermischung zu finden. Beim Laserdruck an sich stellt vor allem die Leitfähigkeit von Kupfer ein Problem dar. Wie soll leitendes Pulver mittels Elektrostatik aus eine Kartusche auf die Walze übertragen werden? Die gesamte Ladung würde aufgeladen und bei Kontakt mit der Walze sofort entladen... Deswegen müsste man einen Weg finden, einen isolierendes Material beizumengen, welches nach dem Fixieren zu einem Leiter wird... An dieser Stelle will die Details mal gut sein lassen. Bis noch ist das ganze ein Gedankenspiel und ich bin zufrieden, wenn ich eine saubere Facharbeit darüber verfassen kann. Der praktische Teil ist zweitrangig.
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Michael P. schrieb: > Was > beim Tintenstrahldruck aber von Nachteil ist, ist die grobe Auflösung. > Deswegen wäre Laserdruck ja interessant. Wie kommst du darauf? Eher das Gegenteil. Beim Laser gibt es kleine Fehlerstellen, die für einen Leiterzug tötlich sein kann. Mit einem Laser hab ich auch mal einen Versuch gemacht, ob man damit flexibles Platinenmaterial bedrucken kann. Es geht einfach nicht. Damals gab es einen Drucker, welcher Festtinte verarbeitet hat. Aber das Experiment scheiterte an dem Missfallen des Computershops, welche so einen Musterdrucker hatten. Kaschierte Kupferfolie war ein zu großes Risiko.
Michael P. schrieb: > Wie soll leitendes Pulver > mittels Elektrostatik aus eine Kartusche auf die Walze übertragen > werden? Das scheint es aber früher schon mal gegeben zu haben. Habe seit Jahrzehnten einige Kg sogenannten Entwickler (offenbar für alte Sharp-Laserdrucker). Das scheint trotz der ungewöhnlichen Bezeichnung ein Toner zu sein. Ist zumindest tiefschwarz und stark färbend, aber mit nem Löwenanteil Eisenpulver (geschätzt 90%). Das Zeug leitet bestimmt.
>Löwenanteil Eisenpulver
Das war garantiert kein Eisenpulver, sondern Magnetit oder Eisenoxid.
Das ist ganz was anderes und sicher nicht elektrisch leitfähig.
Copycat schrieb: > Magnetit oder Eisenoxid. Also für Magnetit ist das Zeug zu schwer. Und Eisenoxid ist nicht magnetisch.
Michael P. schrieb: > Deswegen müsste man einen Weg finden, einen > isolierendes Material beizumengen, welches nach dem Fixieren zu einem > Leiter wird... An dieser Stelle will die Details mal gut sein lassen. Hä? Dieser "Halbleiter-Toner" ist doch die absolut wichtigste Komponente an deinem Vorhaben! Eine Substanz auf einer glatten Oberfläche zu strukturieren ist Stand der Technik, das bekommt inzwischen schon jeder bessere Bastler zuhause hin. Einen Toner mit den geforderten Eigenschaften zu entwickeln halte ich für fast unmöglich. Das Zeug müsste sich bei ca. 200° unumkehrbar in eine massive Kupferschicht verwandeln und sich mit dem Trägermaterial verbinden. Außerdem muss es eine glatte Oberfläche bilden und darf nicht oxidieren. Bei 1-2 folgenden Reflow-Prozessen darf auch nichts mehr ausdampfen weil sonst der Stopplack von der Platine fliegt. Irgendwelche Reaktionen mit der Lötpaste oder Beschichtung (z.B. ENIG) sind natürlich auch verboten. Außerdem müsste der Drucker Durchkontaktierungen erzeugen können, bei einzelnen Leiterbahnen wird es schwierig später galvanisch eine DuKo aufzubauen. > eine saubere Facharbeit darüber verfassen Das verstehe ich nicht, wie kannst du eine ordentliche Facharbeit über ein Thema verfassen dessen Kernaspekt nur zweitrangig ist? Geht es nur um Marketing? Selbst da kommst du doch nicht sinnvoll weiter... Einsatzgebiet: Theoretisch sämtliche Leiterplatten-Hersteller. Praktisch aber nicht abschätzbar weil die Eingeschaften vom Toner unbekannt sind. Zwei blöde Fragen zum Schluss: Wie viel Ahnung hast du von der LP-Herstellung und welcher Studiengang hat dich mit so einer Facharbeit beglückt?
LED schrieb im Beitrag #3903518: > Außerdem muss es eine glatte Oberfläche bilden Ein Leiter mit einer rauen Oberfläche leitet auch, der Drucker könnte auch eine raue Oberfläche erzeugen. Das mit den Durchkontaktierungen ist sicherlich schwierig. Ich denke so ein Direktdruck funktioniert im Hochtemperaturbereich. Kupferpulver aufstreuen und dann mal kurz auf 1400 Grad erwärmen, das Kupfer schmilzt ein paar ym in Oberfläche die des keramischen Trägers.
LED schrieb im Beitrag #3903518: > > Hä? Dieser "Halbleiter-Toner" ist doch die absolut wichtigste Komponente > an deinem Vorhaben! Eine Substanz auf einer glatten Oberfläche zu > strukturieren ist Stand der Technik, das bekommt inzwischen schon jeder > bessere Bastler zuhause hin. Ja, das mag sein. Nur hätte ich mir hier nicht umbedingt Hilfe zum chemischen Aspekt erwartet. Nicht böse gemeint ;) > Einen Toner mit den geforderten Eigenschaften zu entwickeln halte ich > für fast unmöglich. Das Zeug müsste sich bei ca. 200° unumkehrbar in > eine massive Kupferschicht verwandeln und sich mit dem Trägermaterial > verbinden. > Außerdem muss es eine glatte Oberfläche bilden und darf nicht oxidieren. > > Bei 1-2 folgenden Reflow-Prozessen darf auch nichts mehr ausdampfen weil > sonst der Stopplack von der Platine fliegt. Irgendwelche Reaktionen mit > der Lötpaste oder Beschichtung (z.B. ENIG) sind natürlich auch verboten. Diesen Part sehe ich selbst als den Löwenanteil des Projekts. Immerhin gibt es Laserdrucker per se ja schon, den muss ich (gottseidank) nicht neu erfinden. > Außerdem müsste der Drucker Durchkontaktierungen erzeugen können, bei > einzelnen Leiterbahnen wird es schwierig später galvanisch eine DuKo > aufzubauen. Zwei oder mehrere Layer sind, wenn der Druck mal funktioniert, prinzipiell möglich, Durchkontaktierungen müssten aber zwangsweise im Nachhinein erzeugt werden... Mir für das noch was einfallen zu lassen bleibt mir momentan aber nicht die Zeit. Ich bin erst mal glücklich wenn ich einen einfachen Layer hinbekommen würde. > >> eine saubere Facharbeit darüber verfassen > > Das verstehe ich nicht, wie kannst du eine ordentliche Facharbeit über > ein Thema verfassen dessen Kernaspekt nur zweitrangig ist? > > Geht es nur um Marketing? Selbst da kommst du doch nicht sinnvoll > weiter... > Einsatzgebiet: Theoretisch sämtliche Leiterplatten-Hersteller. Praktisch > aber nicht abschätzbar weil die Eingeschaften vom Toner unbekannt sind. Wie oben schon gesagt, ich hätte mir hier keine konkreten Fragen bzw. Hilfe im chemischen Bereich erwartet. Mir ist klar, dass gerade das der Kernaspekt ist und damit keinesfalls vernachlässigbar. Um marketing geht es ebensowenig, wenn dann eher um Marktforschung. Mein gedachtes Einsatzgebiet sind eigentlich eher "Bastler", die gerne schnell und einfach fertige Platinen haben wollen. Die Idee reif genug zu kriegen, um im professionellen Gebiet arbeiten zu können, bedürfe es mir weitaus mehr Mittel als mir zur Verfügung stehen. Ich bin leider kein Branchenriese, sondern eher einfacher Student... :/ > Zwei blöde Fragen zum Schluss: Wie viel Ahnung hast du von der > LP-Herstellung und welcher Studiengang hat dich mit so einer Facharbeit > beglückt? Experte bin ich gewiss keiner, aber mit der LP Herstellung befasse ich mich seit nun fast 2 Jahren. Im Rahmen des Projekts bin ich seit ein paar Monaten weiter in der Materie vertieft. Insofern kenne ich gängige Herstellungsverfahren. Beglückt hab ich mich gewissermaßen selbst damit. Der Projektrahmen wurde relativ grob gefasst, und mein Intresse für das Thema war da. Und in den Bereich Telekommunikation sollte das ganze schon noch irgendwie passen ;)
Copycat schrieb: > Magnetit IST Eisenoxid. > > http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetit Magnetid ist EINES der zahlreichen existierenden Eisenoxide.
Ich drucke mit Bleioxid. Das Zeug mit Hilfe div. Zusätze bei 330 Grand in Blei umzuwandeln bedarf schon einiger Tricks -ist aber machbar. Wie schaffst Du die ca. 1070 Grad bei Kupfer?
Versteher schrieb: > Ich drucke mit Bleioxid. Das Zeug mit Hilfe div. Zusätze bei 330 > Grad > in Blei umzuwandeln bedarf schon einiger Tricks -ist aber machbar. > > Wie schaffst Du die ca. 1070 Grad bei Kupfer?
Versteher schrieb: > Wie schaffst Du die ca. 1070 Grad bei Kupfer? Das bliebe das Problem, aber auch die Kupferstärke. Üblicher Toner hat geschätzt ca. 5µm Stärke, wenn da auch noch einiges von verdampfen müsste, läge man bei beispielsweise 2µ Kupfer. Bissl wenig. Denke nicht, daß dieses Verfahren in drei Jahren der neueste Schrei bei der Platinenfertigung sein wird...;-)
0815 schrieb: > Das bliebe das Problem Nein! Das Problem sind die PCB, die eine solche Temperatur nicht aushalten. Vielleicht sollte man statt Epoxy auf reine Glasfaser umsteigen?
http://de.m.wikipedia.org/wiki/Molded_Interconnect_Devices Kann man sich da was abguken? Ohne Chemie wird wohl nicht gehen.
Hallo! Der Direktdruck mit Silber wird seit Jahrzehnten erfolgreich in der Dickschichttechnik auf Keramiksubstraten verwendet. Kupfer auf Epoxy: unwahrscheinlich bis unmöglich.
Schmelzpunkt Silber: 961,78 °C Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Silber > Der Direktdruck mit Silber wird seit Jahrzehnten erfolgreich in der > Dickschichttechnik auf Keramiksubstraten verwendet. in der Industrie, aber nicht im privaten Rahmen, viel zu aufwändig! Schmelzpunkt Kupfer: 1084,62 °C Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Kupfer Thread bitte nach Offtopic verschieben ;-)
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