[CF755 0]

Здравствуйте.

Для надежного распределенного электрического контакта между двумя прижимаемыми друг к другу  контактными площадками, необходимо создать на поверхности контактной площадки ( в данном случае - одной) искусственные сосредоточенные проводящие неровности. Зарубежная промышленность использует для этого алмазные частицы 20-60мкм, располагая их под внешним проводящим слоем (меди, или золота). Технология схожа с технологией гальванического нанесения алмазного порошка на режущий инструмент, но имеет ряд особенностей. Никто не сталкивался с такой задачей?

[speare 0]

Не встречал такого решения.

А почему не использовать витой контакт ? Их Электродеталь делает. Из минусов - нужен корпус для контактов. Из плюсов хоть СВЧ гонять можно, контакт во множестве точек всегда и все обеспечивается прижимом. 

[CF755 0]

On 12/26/2018 at 7:16 AM, speare said:

Не встречал такого решения.

А почему не использовать витой контакт ? Их Электродеталь делает. Из минусов - нужен корпус для контактов. Из плюсов хоть СВЧ гонять можно, контакт во множестве точек всегда и все обеспечивается прижимом. 

Видел эти штуки. Мне нужно прижимать одну контактную площадку непосредственно к другой, а у этих соединителей минимальная высота 1,4 мм. - это свч применение и топология соединения важна. Можно обрезать, но это уже "колхоз", предполагается серийность. Есть и другие технологии - проводящие эластомеры, анизотропно проводящие резины. Но пока решили покопать в направлении этой технологии. Есть идея добавить алмазные частицы (с уже нанесенным проводящим покрытием - такие продаются) в паяльную пасту и наносить на контактные площадки и запекать. Но пока не понятно какую пасту использовать - нужно ,чтобы меньше окислялась поверхность площадки (хотя, алмазики, по идее, должны окислы и грязь пробивать).

 

 

[EUrry 3]

Как это хоть называется у них? Посмотреть интересно. И что Вам-то нужно? Просто тыкаться в цепи зонды есть типа таких или таких.

[CF755 0]

Примерно, похожая технология описана здесь (Particle Interconnect):
http://pitek.us/BasisOfTechnology.html
тут, как мне кажется, она реализована по схожей технологии нанесения алмазного покрытия на режущий инструмент - плотность алмазов довольно высокая и они "закреплены" в матрице (наверное, никель).
Мне такая плотность не нужна - контакт должен оставаться гибким. Сам контакт (фото ниже) - должен сохранять гибкость, поэтому не такая высокая плотность частиц. Это копланарная линия и она прижимается к другой копланарной линии, переход

[alexunder 4]

Автору спасибо за интересную тему!

В принципе, при наличии основного компонента - металлизированных микрочастиц алмаза (именно такие используют по ссылке pitek.us), технология вполне подъемная.

[CF755 0]

17 hours ago, alexunder said:

Автору спасибо за интересную тему!

В принципе, при наличии основного компонента - металлизированных микрочастиц алмаза (именно такие используют по ссылке pitek.us), технология вполне подъемная.

На то он и форум))

На pitek.us особо про технологию не написано. На аналогичных сайтах я видел даже упоминание, что технология чисто химическая.
Насколько я понимаю - классическое (как для режущего инструмента) гальваническое осаждение частиц алмазов идет из никелевого раствора - частицы осаждаясь, встраиваются в никелевую матрицу. Далее уже можно нанести медь, золото или ещё что-то.
Гальванику удобно делать на производстве печатных плат ещё до травления рисунка топологии. Но это на производстве, и ничего подобного у производителей печатных плат я не встречал.
Если работать с уже готовой платой, то, видимо, надо как-то нанести частицы алмаза и сверху закрыть металлом. И, похоже, уже чисто химическим способом. Или осаждением, или затвердеванием какой-то проводящей "каши" из проводящей связки и алмазиков (как вариант - вышеупомянутое оплавление смеси паяльной пасты и алмазов).
Это все мои дилетантские мысли - ни я, ни мои коллеги в химии не очень разбираемся. И перед тем как обращаться к профессионалам хотелось бы понять примерно как это все делать.
Если кому интересно - вот ещё одно обсуждение на эту тему:
https://www.chipmaker.ru/topic/217045/

[dpss 3]

Попробуйте посмотреть в сторону шаржирования металлизированного порошка в медную поверхность. Никакой химии, только механика.

[EUrry 3]

У меня первый вопрос возник, как не пропадает контакт при прокалывании до диэлектрика, т.е. до алмаза. Но, вероятно связь очень хорошая с алмазом, да и другие факторы, типа увеличения площади контактирования играют роль (он же на конус проникает). В патентах PITek пишут: 

"Материалы с улучшенными частицами обычно получают следующим образом. Кристалл алмаза диаметром от 0,000880 до 0,001080 (от 22 до 27 микрон) покрыт твердым металлом." 

"Практически отсутствует действие вытирания контактов с улучшенными контактами частиц, поскольку способ контакта в таких материалах включает прокол контакта. Когда устройство прижимается к контактам, частицы материала проникают в любые оксиды, которые могут присутствовать на выводах устройства. Типичная глубина проникновения частиц составляет от 5 до 10 микрон."

"Частотная характеристика: испытанная до 800 МГц."

Т.е. алмазная пыль как-то изначально металлизируется, а потом каким-то гальваническим способом наносится на проводник контакта. Может эти частицы представляют собой что-то типа движения молионов в коллоидных системах и таким образом осаждаются?...

P.S. Вообще очень интересно.

[alexunder 4]

48 minutes ago, EUrry said:

Т.е. алмазная пыль как-то изначально металлизируется, а потом каким-то гальваническим способом наносится на проводник контакта. Может эти частицы представляют собой что-то типа движения молионов в коллоидных системах и таким образом осаждаются?...

Я именно так и понял - частички алмаза метализированы, затем они осаждаются, например, на медную поверхность, после этого вся структура вроде покрывается ещё слоем металла и контакт готов. Там по ссылке у pitek небольшая схема в разделе physical description.

По поводу металлизации алмаза никелем. Углеродные соединения очень "любят" переходные металлы типа никеля, железа, кобальта и образуют с ними хорошую связь. По этой причине, кстати, именно эти металлы выступают отличными катализаторами (затравочными поверхостями) в обратном процессе - синтезе углеродных кристаллов (графита или алмаза) из газовой фазы (CVD). Наверное, поэтому и выбран алмаз, т.к. легко метализируется более тугоплавких металлом, чем медь. Если бы не это свойство, то в качестве микрочастиц можно было бы применить шарики из двуокиси кремния, благо они намного дешевле в изготовлении и можно получать порошки с очень узким распределением по диаметру. Но вот с аналогичной по свойствам металлизацией шариков SiO2 будут проблемы. 

 

[CF755 0]

2 hours ago, EUrry said:

Материалы с улучшенными частицами обычно получают следующим образом. Кристалл алмаза диаметром от 0,000880 до 0,001080 (от 22 до 27 микрон) покрыт твердым металлом

Вот я до конца и не понял - покрытие никелем алмазов происходит при их осаждении, или они изначально покрыты никелем.
Есть цитата на pitek.us:
"Note sharp corners of the particles that make electrical contact at very low pressure to form a temporary bond. Solder would wick into spaces between the particles during reflowing to form perament bond."
из нее можно сделать вывод, что частицы закреплены в "матрице" из припоя. Ещё на картинке видно, что поверх "матрицы" и частиц ещё есть пара слоев - возможно никель и иммерсионное золото (или ещё что-то) для лучшей коррозийной стойкости

1 hour ago, alexunder said:

Я именно так и понял - частички алмаза метализированы, затем они осаждаются, например, на медную поверхность, после этого вся структура вроде покрывается ещё слоем металла и контакт готов. Там по ссылке у pitek небольшая схема в разделе physical description.

Да, там четко указано "electroplating" (гальваническое покрытие). Но с другой стороны на фотке четко видно, что есть отдельные проводники на плате с этими структурами - они что, подводят контакт к каждому отдельному проводничку для "electroplating", или например к посадочному месту для bga корпуса с тысячью отдельных контактов. Ну, или они сами делают (или им все это делают на производстве печатных плат) платы, и "гальванируют" до травления топологии платы

 

Не уверен, что Резонит, или ещё кто-то из производителей печатных плат будет заморачиваться с этой темой, но в принципе мне надо нанести такое покрытие на простую структуру (фото я приводил выше), и всю эту гальванику я смогу сделать (в специализированной лаборатории) после изготовления печатной платы - с подведением потенциала проблем не возникнет и маску наносить не надо будет.

Как запасные варианты:
- шаржированием. Только вот вопрос - насколько надежно как при механическом вдавливании алмазных зерен (ещё и покрытых никелем) в медь они там будут крепиться, и не сильно ли они раскрошатся, и насколько пострадает (или нет) никелевая оболочка.

- наносить через трафарет кашу из алмазов и какой-то связки, затем эту связку как-то выпарить/вытравить, чтобы на поверхности контакта оставались равномерно нанесенные алмазики, а затем уже наносить гальванический никель. Это как разновидность "классического" способа, но без приготовления раствора никеля с алмазной крошкой, чтобы пользоваться только стандартными гальваническими процессами - никелированием и золочением. Хотя, возможно, нанесение через трафарет + выпаривание связки тоже будет задачкой ещё той. Ну, это уже профессионалы решат.

- для начала попробовать просто перемешать никелированные алмазики с паяльной пастой, нанести на контакты и запечь. Надо только подобрать пасту с улучшенной коррозийной стойкостью (пока такой информации не нашёл)

[alexunder 4]

23 hours ago, CF755 said:

Да, там четко указано "electroplating" (гальваническое покрытие). Но с другой стороны на фотке четко видно, что есть отдельные проводники на плате с этими структурами - они что, подводят контакт к каждому отдельному проводничку для "electroplating", или например к посадочному месту для bga корпуса с тысячью отдельных контактов. Ну, или они сами делают (или им все это делают на производстве печатных плат) платы, и "гальванируют" до травления топологии платы

Тоже обратил на эту картинку вримание. Уверен, что такие контакты создавались гальванизацией через отдельный масочный слой фоторезиста. Затем фоторезист смывался растворителем.

Если у Вас есть "мазь" из таких металлизированных алмазов и задача попроще (большая площадь контакта), то почему бы и не намазать вручную. Как проверять эффективность такого контакта будете?

С производителем ПП всегда можно договориться, вопрос будет в цене/масштабе партии.

[CF755 0]

20 hours ago, alexunder said:

Тоже обратил на эту картинку вримание. Уверен, что такие контакты создавались гальванизацией через отдельный масочный слой фоторезиста. Затем фоторезист смывался растворителем.

Да. Что-то простое можно и чисто в гальванической лаборатории сделать - лишнее закрыть маской, куда нужно подвести потенциал. Но если что-то серьёзное со сложным рисунком и проблемами с подводкой потенциала - уже на производство печатных плат.

 

20 hours ago, alexunder said:

Если у Вас есть "мазь" из таких металлизированных алмазов и задача попроще (большая площадь контакта), то почему бы и не намазать вручную. Как проверять эффективность такого контакта будете?

"мази" нет - её ещё "сварить" надо)). Но, думаю, начать с алмазов в паяльной пасте - для этого все есть. Уточню только коррозионностойкую пасту и в путь. "Мазь" для гальваники хороша тем, на мой непрофессиональный взгляд, что равномерно распределяются алмазики по контакту. Все-таки осаждение взвешенных частиц из раствора (с постоянно меняющимся составом) со всеми этими токами - непростой физико-химический процесс. Но это все в теории.
Проверять эффективность контакта будем анализатором (коэффициент отражение/прохождения, может ещё TDR).

 

20 hours ago, alexunder said:

С производителем ПП всегда можно договориться, вопрос будет в цене/масштабе партии.

С деньгами каждый дурак может)) А если серьезно, то  пока есть возможность "поиграться" с технологией и сразу идти отдавать миллионы (не думаю, что подобного рода НИОКР на серийном предприятии уровня Резонита будет стоить меньше) необходимости нет. Плюс - пока стоит необходимость в простых задачах и, думаю, можно будет обойтись услугами гальванической лаборатории, или вообще найти специалиста. А к серии видно будет.

[CF755 0]

Если кому интересно - разместил объявление о поиске исполнителя.
https://www.chipmaker.ru/topic/217753/
или мне в личку можно писать.