В статье рассказывается о современных подходах к интеграции технологий 3D-печати и струйной печати для микроволновых и миллиметровых приложений.Резюме
В документе обсуждается интеграция технологий 3D-печати и струйной печати для микроволновых и миллиметровых приложеий. Благодаря последним достижениям в области технологий 3D- и струйной печати, позволяющим достичь разрешения до 50 мкм, стало возможным изготавливать электронные компоненты и антенны, работающие в режиме миллиметровых волн. Природа аддитивного производства позволяет дизайнерам создавать специальные компоненты и устройства для специализированных приложений и обеспечивает отличный и недорогой способ прототипирования электронных конструкций.
Комбинация нескольких материалов для печати обеспечивает вертикальную интеграцию проводящих, диэлектрических и полупроводниковых материалов, которые являются фундаментальными компонентами пассивных и активных элементов схемы, таких как индукторы, конденсаторы, диоды и транзисторы. Кроме того, способ печати по требованию может исключить использование субтрактивных процессов изготовления, которые необходимы для традиционных процессов микропроизводства, таких как фотолитография, и значительно снизить стоимость и материальные отходы при изготовлении.
Использование 3D- и струйной печати для изготовления межсоединений интегральных схем и антенн является интересным направлением для исследований из-за индивидуального характера некоторых приложений, таких как автомобильные радары и беспроводные решения 5G. В этой статье будут рассмотрены различные способы взаимодействия с монолитными микроволновыми интегральными схемами (ММИЦ) с использованием методов аддитивного производства, включая печатные переходные отверстия, наклонные межсоединения и проволочные соединения.
С помощью этих структур можно улучшить микроволновые свойства, такие как согласование и потери, благодаря простоте печати индивидуальных интерфейсов, подходящих для каждого отдельного устройства. Он также будет включать в себя демонстрацию антенн, полностью изготовленных аддитивным способом, демонстрирующих отличную полосу пропускания и круговую поляризацию, что является дорогостоящим и труднодостижимым с помощью традиционных методов производства. Наконец, в документе также будут представлены будущие направления аддитивного производства электроники, включая упаковку мощных устройств, функции охлаждения и использование экзотических материалов для защиты от электромагнитных помех и повышения гибкости.
Заключение
В статье были рассмотрены некоторые современные конструкции высокочастотных пассивных устройств аддитивного производства, межсоединений ИС, а также представлены некоторые новые конструкции антенн, которые возможны только при аддитивном производстве. Будущие темы исследований включают использование более тесной интеграции с активными устройствами для создания умной упаковки, улучшение добротности и SRF-резонанса радиочастот, а также системную интеграцию с антеннами, напечатанными на 3D-принтере.
Кроме того, допуски аддитивного производства и минимальные размеры элементов по-прежнему отстают от традиционных методов изготовления, однако исследуются многие другие области, такие как двухфотонная полимеризационная печать, которые могут соответствовать традиционным методам изготовления или превосходить их. Эти темы принесут большую пользу приложениям 5G при создании интеллектуальной электроники следующего поколения.
Авторы:
Xuanke He, Bijan K. Tehrani, Ryan A. Bahr, Manos Tentzeris
Georgia Institute of Technology
Atlanta, GA
- Надежность оловянно-свинцового припоя по сравнению с бессвинцовым припоем
- CTE и проблемы с надежностью паяных соединений
- Охрупчивание золота в паяных соединениях
Первоначально опубликовано в Протоколах МПК (The IPC Proceedings)