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.
Сегодня студенты инженерных специальностей играют ключевую роль в развитии технологий и электроники. В России спрос на квалифицированных инженеров и конструкторов постоянно растет, открывая широкие перспективы для карьерного роста и профессионального развития.
Приглашаем вас поступать в ТУСУР на специальность 11.03.03 Конструирование и технология электронных средств.
Обучение в ТУСУРе предоставляет уникальные возможности для получения глубоких знаний и практических навыков в области проектирования и создания электронных устройств. Наши выпускники востребованы в ведущих компаниях, занимающихся разработкой и производством высокотехнологичной продукции.
В ТУСУРе разрабатывают технологию электронно-лучевого метода управления поверхностной пористостью керамики из диоксида циркония 3YSBE для задач протезирования.
Разработка системы определения надежности резистивных элементов аспиранта кафедры ФЭ ТУСУРа Вячеслава Сокуренко получила грантовую поддержку программы «УМНИК» ФСИ.
Проект выпускника ТУСУРа «Разработка технологии изготовления пассивных элементов микрополосковых плат с воздушными мостовыми соединениями методами магнетронного распыления и гальванического осаждения» получил поддержку программы «УМНИК» ФСИ.
15 мая в ТУСУРе начала свою работу XIX Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Научная сессия ТУСУР 2024».