17-ая моложедная школа(2014)

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

II ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ «ГИБКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА»

17-я НАУЧНАЯ МОЛОДЕЖНАЯ ШКОЛА С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ «МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ГИБКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ»

СБОРНИК ТРУДОВ

13 – 14 ноября 2014 г.

Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

УДК 621.389 (043)

ББК З 85я43

Г 46

2

ВСТУПИТЕЛЬНАЯ СТАТЬЯ

Среди научно-технических приоритетов современной инновационной системы трансфера знаний и технологий особое место занимает динамично разви-

вающееся направление – гибкая электроника и фотоника.

Термин «гибкая электроника» (полимерная, печатная) отражает две базовые составляющие данного научно-технического направления:

-материаловедческий базис, то есть конструктивно-материаловедческие особенности подложки, систем коммутации-изоляции и функциональных элементов;

-технологический базис как комплекс способов формирования функциональных элементов и систем коммутации-изоляции, основанных на печатных рулоннотрафаретных и капельно-струйных технологиях.

Для формирования в России профессиональных компетенций и обмена опытом в данной перспективной области создания микро- и нанотехники на базе Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ «ЛЭТИ») с 12 по 15 ноября 2013 г. прошла первая в России спе-

циализированная научно-техническая конференция с международным участием и научная молодежная школа по вышеуказанной тематике.

Безусловные достоинства и особенности гибкой электроники и фотоники как прогрессивного конструктивно-функционального и технологического базиса для экспресс-реализации широкой номенклатуры изделий микро- и нанотехники отражает схема, представленная на рис.1.

Рис. 1. Базовые тенденции развития современной микро- и нанотехники.

Изложенный далее аналитический материал, сформированный по результатам прошедшей в 2013 году Всероссийской научно-технической конференции

3

«Гибкая электроника» и молодежной научной школы с международным участием дает представление о базовых направлениях развития гибкой электроники и фотоники, нашедших отражение в докладах отечественных и зарубежных участников молодежной школы и конференции.

Научно-техническая конференция и выставка-экспозиция

В течение трех дней на базе СПбГЭТУ «ЛЭТИ» прошли заседания научнотехнической конференции, в которой приняло участие более 100 специалистов из России, Белоруссии, Голландии, Италии, Финляндии, Японии. На конференции было сделано 22 пленарных доклада, отражающих перспективные и базовые направления развития гибкой электроники и фотоники, включая:

материаловедческие проблемы:

1.Композитные материалы для гибкой органической электроники. Алешин А.Н., д.ф.-м.н., ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН,

2.Conducting polymer/metal composite toward advanced electronics. Dr. Kawakita, компания «NIMS», Japan (Рис. 2),

3.Метаматериалы. Вендик И. Б., д.т.н., СПбГЭТУ «ЛЭТИ»,

4.Электрическая долговечность материалов органической электроники. Сударь Н. Т., д.ф.-м.н., СПбГПУ,

5.Эффекты переключения и памяти в наноструктурированных пленках металлооксидов. Петров А. А., д. ф.-м. н., СПбГЭТУ «ЛЭТИ»,

6.Гибриды «Mn–Zn-феррит–полианилин» в качестве радиопоглощающих материалов. Сапурина И. Ю., к.х.н., ИВС РАН,

7.Диэлектрические наноструктуры на оксидах алюминия как платформа для импедансной биосенсорики. Абрамов И. И., д.ф.-м.н., БГУИР, Белоруссия;

технологические аспекты:

1.Принцип матрицы в микро- и нанотехнологии. Лучинин В. В., д.т.н., СПбГЭТУ «ЛЭТИ»,

2.Применение технологии ALD в гибкой электронике. Майоров Э. А.,

ООО«Бенек»,

3.Пленки Ленгмюра–Блоджетт на основе полиимидов. Голоудина С. И., к.х.н., СПбГЭТУ «ЛЭТИ»;

приборы микро- и нанотехники:

1.Heterogeneous integration technologies as tools for smart integrated systems for healthcare. Dr. Luidgi Occhipinti, компания «ST-Microelectronics», Italy (Рис.

3),

2.Тонкопленочные солнечные модули на гибких подложках. Афанасьев В. П., д.т.н., СПбГЭТУ «ЛЭТИ»; Теруков Е. И., д.т.н., ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН

(Рис. 4),

4

3.Лаборатория на ЧИПе. Зимина Т. М., к. ф.-м. н., СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

4.Миниатюрные бионические робототехнические системы. Горляк А. Н., к.т.н., СПбГЭТУ «ЛЭТИ»;

оборудование для производства электронной базы гибкой электроники и фотоники

1.Кластерные технологические комплексы для гибкой электроники. Афанасьев П. В., к.т.н., ЗАО «МЦКП»; Бохов О. С., к.т.н., СПбГЭТУ «ЛЭТИ»,

2.Inkjet Printing for Pattered Multilayer Processing. Dr.ir. W.J.M. (Wouter) Brok, компания PiXDRO (Netherland).

Рис. 2. Фрагменты доклада Dr. Kawakita компании «NIMS» (Япония), посвященного металло-полимерным композициям.

5

Рис. 3. Фрагмент доклада Dr. Luidgi Occhipinti компаниия «ST-Microelectronics» (Италия), посвященного технологии гетерогенной интеграции при создании интеллектуальных систем для биомедицинских целей.

Рис. 4. Фрагмент доклада Афанасьева В. П. (д. т. н., СПбГЭТУ «ЛЭТИ»); Терукова Е. И. (д.т.н., ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН) «Тонкопленочные солнечные модули на

гибких подложках».

6

На выставке-экспозиции, проходившей в рамках конференции, наибольший интерес вызвала представленная ЗАО «Межвузовский центр прототипирования и контрактного производства микро- и нанотехники» (ЗАО МЦКП), созданного на базе СПбГЭТУ «ЛЭТИ», установка для струйно-капельного формирования рисунка различными функционально-орентированными техническими чернилами (Рис. 5).

Рис. 5. Комплекс струйно-капельной печатной технологии компании PiXDRO (Нидерланды), представленный ЗАО «Межвузовский центр прототипирования и контрактного производства микро- и нанотехники».

Научная молодежная школа «Материалы и технологии гибкой электроники»

Молодежная школа «Материалы и технологии гибкой электроники» проходила в течение одного дня и основной ее особенностью следует признать, безусловно, образовательно-компетентностный подход к быстро прогрессирующему направлению, имеющему значительный коммерческий потенциал.

Наибольшее внимание к лекционно-образовательной части школы было уделено материаловедческому аспекту современной гибкой электроники фотоники, на что указывают названия часовых лекций:

7

«Физико-химические основы технологии гибкой электроники», д.ф.-м.н. В.А. Мошников;

«Нанокомпозиты на основе коллоидных полупроводниковых наночастиц. получение, свойства и применение», к.ф.-м.н. C.Ф. Мусихин;

«Новые методы синтеза графена и их моделирование», д.ф.-м.н. Н.И. Алексеев;

«Organic materials for advanced electronics», Dr. Jin Kawakita, National Institute for Materials Science (NIMS), Japan;

«Пленки Ленгмюра-Блоджетт на основе полиимидов», к.х.н., С.И. Голоудина.

Фактически данный материаловедческий блок, представленный специалистами, обладающими высоким уровнем компетенций в данной области, позволил комплексно представить, в первую очередь, проблемы синтеза исходных компонентов гибкой электроники и фотоники, необходимых для формирования функциональных элементов, систем коммутации-изоляции, пассивации и защиты.

В завершающей лекции «Струйно-капельные и матрично-принтерные технологии» (д.т.н. В.В. Лучинин) были представлены основные направления развития технологической базы гибкой электроники и фотоники, определяющие возможность называть ее «печатной», отличающейся высокой производительностью, вариабельностью наносимых материалов, гибкостью субстрата-подложки, возможностью формирования разнообразных топологических картин с достаточно высоким пространственным разрешением. В завершении молодежной школы на стендовой сессии (Рис. 6), в которой участвовало более 50 докладов молодых инженеров и научных сотрудников, аспирантов и студентов были определены победители и, в частности, первое место присуждено докладу «Гибкие многослойные поглотители электромагнитных волн для диагностики совместимости электронных устройств», представленного молодыми сотрудниками ОАО «Магнеток-Пластик».

8

Рис. 6. Дискуссия на стендовой сессии молодежной научной школы «Материалы и технологии гибкой электроники».

Выводы

Анализ материалов, представленных на первой специализированной российской конференции по гибкой электронике и молодежной научной школе, показал:

современные конструктивно-технологические решения в области гибкой электроники и фотоники обеспечивают возможность экспресспрототипирования широкой номенклатуры изделий микро- и нанотехники;

наиболее широко используемыми динамично перестраиваемыми технологиями в отношении топологической локализации и состава осаждаемого материала являются капельно-струйные печатные технологии, обеспечивающие приемлемое микронное разрешение;

формирование трехмерных конструкций с достаточно высоким микронным пространственным разрешением обеспечивается процессами объемной лазерной стереолитографии;

наиболее высокую скорость формирование сложной коммутации на поверхности 2D- и 3D-объектов обеспечивает процесс лазерной конверсии (модификации) металлосодержащего полимерного субстрата;

наиболее эффективными направлениями использования технологий гибкой электроники и фотоники в настоящее время являются излучатели и преобразователи оптического излучения на гибком субстрате, а также органонеорганические гибкие аккумуляторы;

9