Poszukuję materiału na płytki drukowane, który można rozpuścić

Pracujemy nad produktem, w którym całe urządzenie musi zostać rozpuszczone w cieczy po jego uruchomieniu, a urządzenie nie jest już użyteczne lub pożądane.

Jest to aplikacja typu down-hole. Korpus urządzenia to aluminium lub magnez. Jest mała bateria litowo-jonowa plus płytka drukowana z pewną elektroniką. Obecnie istnieje technologia rozpuszczania aluminiowego korpusu - roztwór solanki około 5% chlorku potasu (KCl) krąży do momentu rozpuszczenia urządzenia.

Nasz klient chciałby również, aby płytka drukowana uległa uszkodzeniu / rozpuszczeniu. Płytka jest obecnie ze szkła epoksydowego FR4 ze śladami na górnej i dolnej warstwie. Zobaczymy, czy istnieje szansa, że ​​możemy ograniczyć ślady tylko do górnej warstwy - może to pozwolić nam na użycie aluminiowej płytki drukowanej. Nie mam jednak nadziei, że będzie to możliwe.

Szukam sugestii dla odpowiedniego materiału LUB technik PCB , które mogłyby pozwolić na rozpuszczenie płyty.

Rozważamy na przykład użycie znacznie delikatniejszego materiału PCB (papierowo-epoksydowa) i użycie małego ładunku wybuchowego do rozbicia płyty na znacznie mniejsze kawałki. Chciałbym jednak dowiedzieć się o innych technikach, które mogą osiągnąć nasz cel.

Pamiętaj, że NIE jest to pytanie dotyczące zakupów. Jeśli ktoś może zasugerować materiał na PCB, który byłby bezpośrednio odpowiedni - to niesamowite. Ale szukam innych technik, które mogą osiągnąć podobny wynik.

Wiem, że poszczególne składniki nie zostaną rozpuszczone w solance. Jednak celem jest, aby kawałki były wystarczająco małe, aby można je było pompować bez zatykania systemu - kawałki można odfiltrować i wyrzucić.

[Edytować]

Z poniższych komentarzy:

1) Nie wojskowy

2) PCB ma obecnie około 1,5 "x 1,0". Był większy, ale go zmniejszaliśmy.

3) Czas działania od uruchomienia do końca okresu eksploatacji jest mierzony w godzinach. Nie jestem głównym inżynierem projektu, ale sądzę, że pojemność akumulatora wystarcza na około 24 godziny pracy.

4) Płytka drukowana jest szczelnie zamknięta w grubościennym kanistrze aluminiowym. Płytka drukowana nie jest narażona na działanie płynów przez cały okres eksploatacji.

5) Maksymalna temperatura, którą testowaliśmy, wynosi 100 ° C. Co zaskakujące, konkretna bateria Lipo, której używamy, jest całkiem zadowolona w tej temperaturze.

6) Jednostka rozpuszczająca się lub rozpadająca się na mniejsze kawałki jest po prostu tak, aby nie powodować przeszkód po zakończeniu pracy. Nic złego - po prostu „sprzątanie po sobie”.

Naukowcy z National Physical Laboratory (NPL) w Londynie, we współpracy z partnerami In2Teck Ltd i Gwent Electronic Materials Ltd, opracowali drukowaną płytkę drukowaną 3D, która dzieli się na poszczególne elementy po zanurzeniu w gorącej wodzie. Celem projektu ReUSE było zwiększenie możliwości recyklingu podzespołów elektronicznych w celu ograniczenia stale rosnącej ilości odpadów elektronicznych.

Źródło: http://environmentaltestanddesign.com/dissolvable-printed-circuit-board-recycled-with-hot-water/

Jeśli to nie zadziała, kwas azotowy będzie działał na prawie wszystko.

Och, jeśli chcesz „zrolować własny” proces produkcyjny, możesz znaleźć materiał rozpuszczalny (może jakiś celulozę?) I wydrukować na nim za pomocą tych przewodowych drukarek atramentowych z PCB: https: //www.voltera. io /

Zgodnie z sugestią Edgara Browsa, także ten pomysł rozpuszczania poliimidu dla płaskiego flexu:

Wypróbuj mieszaninę metanolu: THF = 1: 1, ale zajmie to 1-2 dni; Najłatwiejszym sposobem rozpuszczenia Kapton jest użycie 0,1-0,3 M NaOH w wodzie. Używając roztworów alkalicznych można całkowicie rozłożyć Kapton - aż do początkowych monomerów.

https://www.researchgate.net/post/can_polyimide_filmskapton_dissolved

NaOH to ług, nie wiem w jakim stężeniu musiałbyś zmusić kapton do rozpuszczenia, ale wygląda na to, że łatwo byłoby eksperymentować.

Powinieneś ponownie rozważyć przykład PCB z metalowym rdzeniem . Użyłem ich do diod LED dużej mocy i wytrawiliśmy w domu, stosując zasadniczo standardowe procesy. To ten, który kupiliśmy .

Oczywiście nakładają ograniczenia na twój projekt (i irytują ręczne lutowanie), ale mogą być dwustronne (przykład od tego samego dostawcy jak powyżej, a nie kogoś, kogo kiedykolwiek użyłem). Dadzą ci rozwiązanie, które rozpuści się we wszystkim, w którym rozpuszcza się twoja sprawa Al.

Warstwa izolacyjna ma zazwyczaj grubość 100 µm i wydaje się, że jest prepregiem na bazie żywicy epoksydowej. Zakładam, że jeśli można sobie poradzić z komponentami do montażu powierzchniowego, to mogą to być również małe kawałki izolacji polimerowej, które mogą się rozpaść. Można go było zdobyć przez ułożenie, wbicie planszy, a nawet ręcznie za pomocą skrobaka, aby rozpadł się na mniejsze kawałki (nie wiem, czy jest to badanie jednorazowe, czy produkcja, więc nie wiem jakie procesy są prawdopodobne).

podobnie jak glin, tlenek glinu jest rozpuszczalny w wodorotlenku potasu i jest dostępny jako substrat od wielu producentów, a także niektórzy producenci wykonają dwustronne aluminium.

Prawdopodobnie najbardziej sensownym rozwiązaniem byłaby metalizacja aluminium na podłożu z tlenku glinu, prawdopodobnie potrzebne będą specjalne lutowie i topniki do zamocowania części, ale wszystkie połączenia powinny rozpuścić się w roztworze soli alkalicznej. Nie znam żadnego miejsca, które mogłoby to zapewnić jako standardową opcję.

pulpa drzewna połączona z rozpuszczalną solą byłaby kolejnym interesującym eksperymentem, ale wymagałaby zastosowania tylko procesów bezwodnych podczas produkcji

W przypadku FR4 wystarczy rozpuścić lub rozłożyć epoksyd pomiędzy włóknami. Zwykle proces polega na jego pirolizie.

Obok FR4 są inne materiały do ​​wykonania PCB. Folia poliimidowa jest często stosowana w elastycznych płytach i można ją rozpuścić.

https://electronics.stackexchange.com/a/221926/148363

Nieświadomy zastosowania może być konieczne przyklejenie tej elastycznej płytki do innego łatwiej rozpuszczalnego podłoża w celu uzyskania sztywności lub termicznej.

Elastyczna płytka drukowana będzie również łatwiejsza do wypalenia. Niektóre wadliwe produkty już uszkodziły elastyczną płytkę drukowaną z powodu wody z napojów.

Wymagana jest ścisła współpraca z domem z PCB. Ponieważ jest to dość nietypowy wymóg dotyczący produktu.

Rozważ zastosowanie elastycznej płytki drukowanej i użycie konstrukcji „kruszarki do puszek” w celu sprasowania jej w jednej osi, a następnie ponownego sprasowania z drugą w drugiej osi. Zostaniesz z granulatem, który można łatwo uwolnić z obudowy.

Najłatwiejszym sposobem pozbycia się PCB jest faza projektowania twojego projektu, a nie po jego wdrożeniu. Oznacza to, że w ogóle nie używaj PCB .

W obwodzie można użyć sztywnego kawałka niepowlekanego kartonu jako podłoża . Komponenty o długim ołowiu (rezystory, diody itp.) Mogą wbić się w karton. Komponenty o krótszym ołowiu (IC) mogą wymagać gniazda. Zamiast śladów nawiąż połączenia za pomocą starych, dobrych technik owijania drutem . Od wieków używałem tego jako techniki prototypowania biedaka.

Jeśli chodzi o czas na pozbycie się urządzenia, karton jest dość łatwy do zniszczenia (źródło: paczki na mojej werandzie za każdym razem, gdy trochę pada). Pozostaną same elementy i gniazdo szczura z drutu pokrytego Kynarem. Kynar jest odporny na kwasy, ale istnieją rozpuszczalniki, które go zniszczą (niektóre elementy elektroniczne prawdopodobnie zawierają w sobie Kynar, więc i tak będziesz potrzebować tej substancji chemicznej). Jeśli to możliwe, wybierz lut, który rozkłada się w tym samym kwasie, którego używasz do rozpuszczenia obudowy.

Głównymi wadami tego podejścia jest to, że urządzenia są trudniejsze do wyprodukowania (więcej pracy, mniej automatyzacji) i że są znacznie mniej wytrzymałe (mniejszy problem, ponieważ twoje będą w obudowie). Jeśli obwód jest bardzo skomplikowany, może być konieczne użycie większego rozmiaru płytki lub utworzenie obwodu wielowarstwowego, układając kilka płytek jeden na drugim.