Лаборатория печатной электроники "Аддитив" появилась в ТУСУРе в 2022 году. Ученые занялись разработкой технологии аддитивного изготовления толстопленочных интегральных схем, главная особенность которой – использование принтера для нанесения особо вязких паст.
"Совместно с АО «НПЦ «Полюс» нами решалась задача по разработке технологического оборудования, которое позволит наносить такие пасты и тем самым обеспечить возможность прототипирования новых устройств методом печати без использования сетчатых и металлических трафаретов. Эта задача была решена", – рассказывает Сергей Артищев.
В 2024 году макет прошел опытную эксплуатацию на предприятии, сотрудники учились с ним работать. На основе обратной связи был подготовлен план модернизационных работ.
Томские ученые работают над такой конструкцией, которая обеспечит высокую точность позиционирования и определенную эргономику, причем пригодились знания и навыки, полученные при выполнении проекта по созданию геномного принтера. Необходимо обеспечить возможность нанесения материалов на предыдущие слои при изготовлении многослойных печатных плат – принтер во время печати должен учитывать перепад высоты на керамическом основании. Как подчеркивает завлабораторией, критичным в данном случае является перепад уже в 10-15 микрометров.
"На данный момент эта механическая часть конструкции принтера уже модернизирована. Ведется отработка технических решений для бесконтактного контроля расстояния от сопла дозатора до подложки. Также решается задача обеспечения контроля дефектности печати с помощью технического зрения", – указывают в ТУСУР.
Это должно обеспечить возможность качественной многослойной печати, а также открыть перспективы нанесения паст на криволинейные поверхности.
"Сама по себе подложка может быть не плоская, а с различными выступами или даже сферической формы. Печать на таких криволинейных поверхностях можно использовать, например, чтобы наносить проводящий рисунок на поверхности корпуса. Помимо контроля зазора до поверхности необходимо обеспечить вращение самой детали, на которую наносится паста", – говорит Артищев.
В лаборатории также изучают возможность создания диэлектрических паст с определенными параметрами, которые позволили бы создавать устройства для СВЧ-техники и элементов сенсорики.
В материале вуза используются некоторые термины, которые стоит вкратце пояснить.
Название лаборатории "Аддитив" – от "аддитивные технологии", это метод послойного создания физических объектов из различных материалов (пластика, металла, керамики, бетона) на основе цифровых 3D-моделей. Интегральная схема – это миниатюрное электронное устройство из множества транзисторов, диодов и резисторов, объединенных на едином полупроводниковом кристалле. Печатная плата – это пластина из диэлектрика с проводящими дорожками, которая соединяет между собой электронные компоненты в приборах.
Печать интегральных схем и плат с помощью принтеров осуществляется методом трафаретной или прямой струйной печати специальными проводящими, резистивными и диэлектрическими пастами. На подложку (например, керамику или полимер) наносятся слои паст по цифровой или трафаретной модели. После этого слои проходят сушку и обжиг в печи, формируя элементы толщиной 10–25 микрометров.
