Малое инновационное предприятие Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) – ООО «Термопасты» совместно с индустриальными партнерами создают новую технологию изготовления многослойных печатных плат с использованием уникальных композиций на основе полимерных матриц и модифицированных нанопорошков. Это позволит отказаться от использования в производстве плат импортных материалов, а также существенно улучшить их характеристики: уменьшить электрическое сопротивление и увеличить теплопроводность. Для микроэлектроники и светотехники эти параметры являются основополагающими, поиском решений этих проблем занимаются научные коллективы во всем мире.

Традиционное производство многослойной печатной платы на сегодняшний день состоит из ряда отдельных технологических операций. Это никелирование или покрытие металлической (алюминиевой) пластины сплавом висмут-олово, отдельное изготовление керамической пластины при температуре 1100–2050 градусов Цельсия и соединение этих двух деталей специальной клеевой композицией. После чего на керамическую подложку наносят токопроводящие топологии и припаянные элементы, – рассказывает Василий Туев, директор ООО «Термопасты», профессор ТУСУР. – Наша технология подразумевает уменьшение операций, когда на металлическое основание в одном технологическом потоке наносятся два слоя специальных композиционных материалов. Первый – это диэлектрический, заменяющий керамическую пластину, и второй – это токопроводящие топологии. При этом, температура спекания этих слоев составляет около 180 градусов Цельсия.

Для создания таких композиций применяются нанопорошки – полученные на установке томского производства, которая позволяет получать нано- и микропорошки как металлов (для электропроводящего слоя), так и их оксидов (для изолирующего слоя) и оригинальное полимерное связующее, разработанное учеными ТУСУРа.

Научные сотрудники предприятия совместно с аспирантами и студентами ТУСУРа работают над созданием принципиально нового полимерного связующего, которое, в отличие от иностранных аналогов, позволяет улучшить характеристики в конечном продукте, – поясняет профессор Туев. – Особенно его использование актуально для токопроводящей композиции. Большая теплопроводность и низкое удельное электрическое сопротивление обеспечивается, благодаря тому, что ученым удалось достичь эффекта, когда нано- и микрочастицы металла (в данном случае нанопорошок серебра) в готовой композиции непрерывно связанны друг с другом, и при дальнейшем спекании композита они образуют непрерывные токопроводящие связи в объеме сформированной топологии, что положительно сказывается на значениях удельного электрического сопротивления и теплопроводности.

Проект имеет очень большое значение для отечественной микроэлектроники, поскольку на сегодняшний день при производстве плат используются материалы иностранного производства, – подчеркнул Александр Шелупанов, проректор по научной работе ТУСУР. – Создание собственных, оригинальных технологий и материалов позволит не только избавиться от импортозависимости при производстве российских печатных плат, но, благодаря улучшенным характеристикам, повысить качество и конкурентоспособность конечного продукта.

В настоящее время, сотрудники ООО «Термопасты» совместно с заинтересованными в новой технологии промышленными партнерами – ЗАО «НПФ «Микран» и ОАО «НПЦ «Полюс» проводят испытания полученных экспериментальных образцов композиционных материалов, а также работают над усовершенствованием технологических операций производства плат.

Финансирование работы осуществляется, в том числе, при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «СТАРТ».