Спец-ЭлектронКомплект

Исследователи лаборатории печатной электроники ТУСУР создали с помощью принтера образец изделия из литиевого феррита. Ферритовая керамика широко используется в электронике и СВЧ-технике. Аддитивный метод производства феррита позволит получать изделия сложной формы в отличие от традиционных методов получения изделий из феррита, например, прессования.

Исследования проводились совместно с учеными Проблемной научно-исследовательской лаборатории электроники, диэлектриков и полупроводников Томского политехнического университета (ПНИЛ ЭДиП ТПУ), которые занимаются синтезом ферритовых материалов с помощью традиционных термических и уникальных электронно-пучковых технологий и исследованием их электромагнитных свойств.

«В настоящее время происходит быстрое развитие новых аддитивных технологий, направленных на получение изделий как с более сложной формой, так и с различными по свойствам функциональными слоями, – рассказал заведующий лабораторией печатной электроники ТУСУРа Сергей Артищев. – Для этого в нашей лаборатории разрабатываются методы экструзионной печати материалов на различных подложках для их применения в электронной технике».

По словам ученого, коллеги из ТПУ обратились в лабораторию ТУСУРа с гипотезой о том, что если применить технологию печати на принтере, то можно получить ферритовую керамику с определенным уровнем электромагнитных свойств, позволяющих интегрировать ее с электронными компонентами, включая сверхвысокочастотные приложения. При этом встает проблема получения ферритовых структур с высокой плотностью, что может быть достигнуто с помощью разработки керамических суспензий с высоким содержанием ферритового порошка.

На основе синтезированного порошка литиевого феррита, переданного в лабораторию ТУСУРа, ученые изготовили пасту для печати на принтере, а в дальнейшем и тестовый образец. Полученный в ходе печати феррит проходил ряд исследований и тестов в ТУСУР и ТПУ, в частности измерялись механические, магнитные и электрические свойства.

«В результате было подтверждено, что, во-первых, такая технология позволяет получать литиевый феррит, то есть с помощью принтера можно изготовить такое изделие, – добавил заведующий лабораторией. – Во-вторых, что сами связующие, которые мы подбирали, не изменяют критичным образом свойства феррита, то есть эту технологию можно применять. В дальнейшем планируется подбирать составы с точки зрения концентрации связующих, режимы нанесения, чтобы повысить качество слоев, их однородность, нарастить толщину».

Результаты совместного исследования ученых опубликованы в журнале «Russian Physics Journal» статья «Structural and Electromagnetic Properties of Lithium Ferrite Manufactured by Extrusion Printing».

«До этого мы в лаборатории пробовали наносить проводниковые, диэлектрические и резистивные материалы для отработки изготовления многослойных печатных плат, элементов гибридных интегральных схем (планарные резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности), а также микрополосковые элементы СВЧ-техники, – рассказал ученый. – Благодаря совместным исследованиям с ТПУ мы можем увеличить номенклатуру материалов, доступных для печати».

Лаборатория печатной электроники была создана в 2022 году в рамках гранта Минобрнауки РФ. Ее сотрудники занимаются проработкой и исследованием технологии принтерной печати толстопленочных гибридных интегральных схем. Изготовленный макет принтера уже прошел опытную эксплуатацию на производстве АО «НПЦ «Полюс».

«В нашей лаборатории сейчас трудятся не только научные сотрудники, но и студенты, в основном, радиоконструкторского факультета, – сказал Артищев. – Начиная со второго курса, студенты у нас занимаются проектной деятельностью, проходят практику и дипломирование. Каждый студент может внести свою лепту в разработку конструкции принтера и материалов, которые мы изготавливаем для печати».

Источник