DIY für Kondensatoren?

Hallo Leute,

beim Suchen nach aktuellen “Anwendungen” für meinen “Laser-Multiaterial-Nano-3D-Druck” bin ich ach auf die Eigenfertigung von Kondensatoren oder HV-Equipment gekommen.

Mit dem “typischen” Aufbau mit einer 110x110mm-Galvo-Optik und der Möglichkeit, aus unterschiedlichen Materialien Schichtdicken bis runter zu einigen 10 Nanometern mit einer beliebigen Geometrie zu erzeugen und aufeinander aufzulaminieren, sieht das doch schonmal ziemlich gut für “Multilayer-Kondensator” aus - praktisch abwechselnde Schichten aus einem Metall und einem Isolator mit gleichzeitiger Durchkontaktierung der jeweils zusammengehörigen Schichten … und wenn statt langweilige Flächen z.B. Kamm-Strukturen aufgetragen werden, erinnert mich das doch gleich an die 2kV-Statik-Papier-Halter für Plotter und Schreiber … oder anderes Zeugs aus dieser Ecke …

… nur wenig weitergedacht – das Verfahen würde sich auch direkt für die “kombinierte” Chip-Fetigung und beliebige Sensoren eignen.

Was nicht direkt mit diesem “Laser-Transfer/Laminieren” herzustellen geht, kann auch mit extern gefertigten Komponenten kombiniertwerden.

Z.B. ein Chip- oder Sensorgehäuse soweit vorfertigen, daß die kleinen externen Futzeldinger in “Taschen” eingelegt werden (geht auch z.B. “überkopf”) und dann mit Kupfer oder Gold “Laser-laminiert” die Verbindungen zwischen den Kontakten auf dem Chip und am Rand der “Tasche” statt zu bonden einfach auflaminiert werden.

Auch zusätzliche Leiterbahnen mit beliebiger Geometrie mit Bahn-Breiten bis runter zu 20µm und Höhen von unter 1µm bis ein paar µm und auch “Multilayer” mit Leiterbahnen und eine Isolatorschicht darauf in mehreren Lagen wären kein Problem.

Bräuchte dann nur noch ein paar Interessenten und/oder Inverstoren, um von der “Chip-Massenfertigung” im Multi-Mega-Millionen-Fabriken hin zu kleineren Serien bis Prototypen/Einzelfertigung bis DIY zu kommen … für mich selber könnteich das so schon umsetzen (hatte mich die letzten Jahre mit etwas ähnlichem für den Job auseinandergesetzt) :thinking:

Klingt sehr interessant! Kannst ja mal einen Batch produzieren und an die Mitglieder verteilen, wir machen dann den Stresstest für die Caps… :smiley:

… ich schau mal, wann ich dazu komme - Folien mit PVD-Vorbeschichtung von Gold, Kupfer, Silizium und Titan habe ich noch etwas da … als Isolator nehme ich erstmal Farb-Lack - den konne ich letztens schön deckend (fast farblos) übertragen :thinking:

… kennt sich jemand mit dem optimalen Aufbau von Kondensatoren aus?

Was wäre besser für eine höhere Kapazität und/oder schnellere Umladung - abwechselnde Schichtung von möglichst großen geschlossenen Flächen oder, in der gleichen Größe, eine Anordnung von feinen “Kamm-Strukturen”, die “ineinandergreifen”?

Bei desen Kämmen könnte ich z.B. “Zinken” von um 40µm Breite in jeweils 160µm Abstand aufbauen, so daß die Zinken des jeweiligen Gegen-Pols mit umlaufend 40µm Abstand in der gleichen Ebene ineinanderpassen – und einen Lack als Isolator in die Lücken zwischen den Zinken oder als “Luft” frei lassen?

Dazu dann jeweils eine Lage Tesaband mit 40µm Dicke dadrauf als Isolator zur darauffolgenden Schicht, bei der die Kämme/Zinken so angeordnet sind, daß jeweils Gegen-Pole übereinander liegen … und das dann in xx Lagen aufeinanderlaminiert.


Ich frage, ob der Aufwand für dieses “3D-Kamm-Labyrinth” sich überhaupt lohnt, oder reine Rechteckflächen mit abwechsselnder Polung übereinander mehr Kapazität hätten?

So eine Kammstruktur könnte dann dafür evtl. die maximal möglichen Grenzfrequenzen erhöhen oder andere “elektrodynamische” Vorteile bringen?

Mit den 40µm Abstand zwischen den Zinken/Polen wollte ich erstmal ausprobieren, weil das Tesa genau die 40µm Dicke hat … wenn ich die Zwischenschicht auch mit Lack als Isolator mache, kann ich die Abstände auf ein paar µm reduzierenm was entsprechend die Kapazität erhöht, dafür dann aber dieSpannungsfestigkeit reduziert.
:thinking:

Die Kammkondensatoren oder Fingerkondensensatoren nennen sich
IDC( InterDigitated Capacitor).
Hier mal nen Paper zum Design von IDCs.

Da steht auch etwas zur Nutzung.

Hier noch nen Paper um Verstellbare Kondensatoren.

https://www.researchgate.net/publication/251992201_BST_tunability_study_at_DC_and_microwave_frequencies_by_using_IDC_and_MIM_capacitors

Wäre vielleicht auch mal nen Test wert.

MFG Paul

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… hmmm … in dem PDF hatten sie nur 4-10 “Finger” und eine maximale Fläche von 30x30mm.

Mit meinem aktuellen Aufbau könnte ich eine Fläche von 100x100mm und bis über 620 Finger (40µm Fingerbreite) herstellen … und das noch xx-mal aufeinanderlaminieren :thinking:

… noch eine Idee, die beim Diskutieren mitmeinem Jüngsten aufkam:

Weil ich mit dem “Laser-Multimaterial-Nano-3D-Druck” ja ach Metall auflaminieren kann – damit ließen sich neben Kondensatoren natürlich auch Widerstände und Spulen “laminieren”.

Ich weiß nicht, ob sich Ferrit sinnvoll aufbauen läßt … sollte aber auch gehen.

Also, als “Fernziel” – Angefangen mit der Gehäuse-Unterseite geht der Druck z.B. mit Kunststoff los … dann iwann stabile “Träger-Ebenen” aus Keramik mit Leiterbahnen drauf … dazwischen entweder “Taschen” für vorgefertigte Bauteile oder gleich Kondensatoren und Spulen/Drosseln und sonstiges (mit externen Teilen kombiniert) … statt zu bonden weren die zu verbindenden Kontaktpads dicht nebeneinander eingesetzt, dann einfach mit Gold “drüberlaminiert” … und iwann wird dann das “Gehäuse” nach Oben wieder abgeschlossen.

Als Ergebnis würde dann ein massiver “Gehäuse-Block” da liegen, mit der kompletten Schaltung innendrin durch “auflaminiren” aufgebaut … und mit passenden Löchern und Buchsen an den Seiten bereit fürs Anstöpselne der externen Peripherie :sunglasses: