Томские ученые изготовили 3D-печатный образец литиевого феррита для СВЧ-техники

Исследователи из Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники создали образец изделия из литиевого феррита с применением аддитивных технологий. Ферритовая керамика широко используется в электронике и СВЧ-технике. Аддитивный метод производства позволит получать изделия более сложной формы, чем традиционными методами, например прессованием.

Исследования проводились совместно с учеными Проблемной научно-исследовательской лаборатории электроники, диэлектриков и полупроводников Томского политехнического университета, занимающимися исследованием электромагнитных свойств ферритовых материалов, получаемых с помощью традиционных термических и современных электронно-лучевых технологий, сообщает пресс-служба ТУСУР.

«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. Для этого в нашей лаборатории разрабатываются методы экструзионной печати материалов на различных подложках для применения в электронной технике», — рассказал заведующий лабораторией печатной электроники ТУСУР Сергей Артищев.

По словам ученого, коллеги из Томского политехнического университета обратились к сотрудникам лаборатории печатной электроники с гипотезой: если применить технологию 3D-печати, можно получить ферритовую керамику с определенным уровнем электромагнитных свойств, позволяющим интегрировать ее с электронными компонентами, включая сверхвысокочастотные приложения. При этом встает проблема получения ферритовых структур с высокой плотностью, что может быть достигнуто за счет разработки керамических суспензий с высоким содержанием ферритового порошка.

На основе синтезированного порошка литиевого феррита, переданного в лабораторию ТУСУРа, ученые изготовили пасту для принтера, а затем и тестовый образец. Полученный феррит прошел ряд исследований и испытаний 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. 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. До этого мы в лаборатории пробовали наносить проводниковые, диэлектрические и резистивные материалы для отработки изготовления многослойных печатных плат, элементов гибридных интегральных схем (планарных резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности), а также микрополосковые элементы СВЧ-техники. Благодаря совместным исследованиям с ТПУ мы можем увеличить номенклатуру материалов, доступных для печати», — рассказал Сергей Артищев.

Лаборатория печатной электроники создана в 2022 году на грант Министерства науки и высшего образования РФ. Ее сотрудники занимаются проработкой и исследованием технологии печати толстопленочных гибридных интегральных схем. Опытный образец 3D-принтера уже прошел опытную эксплуатацию в научно-производственном центре «Полюс».

«В нашей лаборатории сейчас трудятся не только научные сотрудники, но и студенты, в основном, радиоконструкторского факультета. 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», — рассказал Сергей Артищев.

Результаты исследования опубликованы в издании Russian Physics Journal.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.