Интервью на выставке «Новая электроника - 2016»

Интервью с А. В. Буянкиным, главным специалистом и заместителем главного конструктора ОКР АО «Концерн „Вега“, и С. З. Пурыжинским, директором Экспериментально — технологического центра и главным конструктором ОКР АО «МРТИ РАН», на выставке «Новая электроника» 13.04.2016 г.

Вопрос: Расскажите, пожалуйста, о тех образцах продукции, которые представлены на этом стенде и об особенностях использованной технологии

А.В. Данная технология называется 3DMS. Мы переносим возможности микроэлектроники на печатные платы, улучшая ряд технических параметров. Здесь представлены образцы узлов доплеровского измерителя составляющих скорости, угла сноса и высоты (ДИСС-МЛК) созданных по технологии 3DMS. Представлены три типа образцов — цифровые, силовые и высокочастотные. Цифровые — это узлы синхронизатора, которые создают управляющий сигнал для приемника и передатчика ДИСС. Платы состоят из резистивного слоя, двух слоев металлизации разделенных диэлектрическим слоем. Минимальная ширина проводников 10 мкм. Силовые — это модули источников питания. Платы имеют два слоя металлизации, причем нижний слой достигает толщины 100 мкм. Благодаря высокой теплопроводности подложки и толстому слою металлизации эти источники питания способны пропускать значительные токи. СВЧ модуль представляет собой приемник на рабочую частоту 36 ГГц с уникальной конструкцией. Это 4-х слойная плата внутри слоев которой, в окнах, располагаются бескорпусные кристаллы. Это значительно уменьшает габариты, увеличивает теплоотвод.

Вопрос: Основная идея представленной технологии — уменьшение размеров создаваемых устройств?

А.В. Да, технология позволяет уменьшить размеры, увеличить теплопроводность, повысить характеристики. Например, в источниках питания мы добиваемся значительного отвода тепла, поэтому мы можем минимизировать размеры изделия, сохранив все технические характеристики.

Вопрос: Можно ли сравнить размеры изделий, созданных по технологии 3DMS с размерами изделий выполненных по традиционной технологии?

А.В. Изготовленный по традиционной технологии СВЧ блок будет занимать площадь в 4 — 5 раз большую, соответственно большую массу и больший ток потребления.

Вопрос: Эта технология для микроэлектроники является эволюционной или революционной?

С.З. Данная технология имеет свою историю развития. Она развивается как минимум последние 20 лет. Постепенно, при получении новых результатов переходили к новому качеству. Наши непосредственные предшественники работали с платами, на которых создавали слои способами масочного производства. Кристаллы непосредственно ставились в тело платы. Это не давало возможности получать устойчиво воспроизводимые результаты и переходить к серийному производству. Революционность нашего шага в том, что мы подошли к этой технологии с точки зрения микроэлектроники. Мы применили современные методы микроэлектроники, такие как прецизионная фотолитография, вакуумное напыление для создания и травления диэлектрических и проводящих слоев. Это позволило перейти нам к массовым процессам, позволило повысить точность и воспроизводимость создаваемых изделий, что и привело к новому качеству.

Вопрос: Так все-таки технология 3DMS— это революция или эволюция?

С.З. Я считаю, что для России это определенно революция, а для Запада мы сейчас идем почти вровень с ними.

Вопрос: То есть, технология 3DMS — это очередной виток развития микроэлектроники?

С.З. Это скорее развитие технологии печатных плат, так как печатные платы достигли предела своего развития по размерам и точности воспроизведения. Здесь же, используя методы микроэлектроники, мы создаем тонкопленочные платы, на порядок превосходящие по своему качеству и точности печатные платы. Это нам позволило перейти от работы с корпусными элементами, с которыми в основном работают на печатных платах, к работе с бескорпусными элементами, т.е. с самими кристаллами.

Вопрос: Как производится разработка изделий по технологии 3DMS, какие существуют стадии?

С.З. Сначала электрическая схема передается специалисту по электронике, который одновременно и конструирует СВЧ изделие. Затем КД передается разработчику технологу, т.е. мне и я подбираю те технологические приемы и материалы, с помощью которых можно реализовать данную конструкцию.

Вопрос: Андрей Викторович добавит что-нибудь ?

А.В. Сейчас все проектирование компьютеризировано и автоматизировано. Например, расчет модели микросхемы занимает в среднем 2-3 дня. Хочу добавить, что после каждого этапа проектирования есть определенные операции моделирования для проверки расчетов анализа теплового распределения, механической прочности, электромагнитной совместимости. Для СВЧ приборов определяются КСВ, фронты импульсов и т.д.

Вопрос: Сергей Зиновьевич продолжит?

С.З. Макетирование осуществляют технологи на своих производственных участках. Макетирование изделий проводится в тех же габаритах, что и готовое изделие. Это значительно облегчает в дальнейшем изготовление готовых образцов изделий.

Вопрос: Существует ли проблема с кадрами?

С.З. Что касается кадров программистов, разработчиков и конструкторов эта задача в основном решается. Что же касается технологических кадров, проблема очень серьезная, поскольку мы очень отстали по уровню технологии и технологическому оборудованию, и соответственно технологи в вузах обучаются на устаревшем оборудовании по старым технологиям. Современное передовое оборудование институтам взять неоткуда, ознакомление идет только из книг и журналов. Наиболее оптимальное обучение технологов должно проходить непосредственно на передовых производствах, а их у нас очень мало.

Вопрос: Скажите, пожалуйста, какие факторы определяют успех при реализации таких изделий: искусство проектировщика, точность позиционирования рабочих элементов, чистота обработки поверхности, наличие уникальных компонентов, из чего складывается успех?

С.З. Успех, прежде всего, складывается из правильной идеи и ее технической реализации. Надо придумать, как это будет делаться технологически, т.е. видеть эту картинку в объеме. Фактически мы выращиваем структуру 3DMS послойно создавая слой за слоем определенной конфигурации. Естественно все, что необходимо для качественной микроэлектроники здесь присутствует и играет важную роль. Чистота производства, наличие современного оборудования, обученные кадры, отработанная технология. Электрическая схема должна быть воспроизводимой и комплектующие элементы должны быть высокого качества. Отличие данной технологии от прочих в том, что она не допускает ремонта плат. Поэтому необходим высокий уровень годных. В современном зарубежном производстве уже давно не занимаются ремонтом. Ремонт допускается только на стадии отработки и для определения причин выхода изделий из строя.

Вопрос: Каков состав оборудования для производства представленных изделий?

С.З. Основа наших приборов это тонкопленочные структуры. Поэтому необходимо иметь вакуумные напылительные установки, для создания проводящих, резистивных и диэлектрических слоев. Необходимо иметь высокоточное фотолитографическое оборудование для создания необходимых рисунков в слоях. Необходимо сборочное оборудование, измерительные комплексы для замера параметров, установки для микрошлифования. В каждом изделии заложен свой набор технологий, и их сочетание позволяет создавать различные приборы.

Вопрос: Какие основные параметры контролируются при производстве изделий?

С.З. Сначала проверяются геометрические размеры рисунка на плате, а затем через определенные точки на плате проверяются сопротивления созданных резисторов, сопротивление изоляции, переходные сопротивления между слоями. Создавая опытный образец, подтверждающий принципиальную возможность работы изделия, мы одновременно работаем над улучшением технологических процессов.

Вопрос: Когда вы ожидаете переход на мелкосерийное производство?