Новый взгляд на конструирование печатных плат: в Институте НМСТ разрабатывают технологии создания трехмерных микросборок

Институт нано- и микросистемной техники (Институт НМСТ) достиг больших успехов в области разработок трехмерных микросборок и электронных устройств на гибких и гибко-жестких печатных платах. Технология включает в себя использование коммутационных подложек из кремния и вертикальных межуровневых соединений TSV, а также СВЧ материалов.

«Концепция трехмерных микросборок заключается в том, что, в отличие от классической схемы, где основой устройства является плоская печатная плата, на которую устанавливаются компоненты методами поверхностного монтажа, так и по технологиям внутреннего монтажа бескорпусных микросхем и пассивных элементов без применения процессов пайки и сварки, в микросборке применяется множество небольших печатных плат, устанавливаемых друг на друга, как этажи в здании. Такая компоновка позволяет значительно сократить габаритные размеры устройства и разместить в ограниченном объеме корпуса значительно больше компонентов. Гибкие платы, в свою очередь, позволяют в буквальном смысле свернуть устройство, сделав его более компактным» – поясняет руководитель направления по разработке трехмерных микросборок, сотрудник Института НМСТ Денис Васильевич Вертянов.

Среди интересных примеров готовых изделий можно отметить СБИС, созданные методами группового «корпусирования кристаллов», уровень электромагнитного излучения которых в 1,7 раз меньше, а перекрестные помехи в 100 раз меньше, чем в пластиковом корпусе QFN. Также специалистами Института созданы и изготовлены коммутационные платы из кремния со сквозными переходными отверстиями (Through-Silicon Via, TSV).

«Теплопроводность кремния примерно в 50 раз больше, чем LTCC керамики и около 300 раз больше, чем у печатных плат на основе органических материалов, к тому же топологические нормы на кремнии намного превосходят возможности технологии производства плат на стеклотекстолите, керамике и других материалах» – отметил Денис Васильевич.

Разработки в области трехмерных микросборок находят применение у создателей отечественной ЭКБ и бортовой электронной аппаратуры. Технология может быть применена в электронных модулях бортовой аппаратуры авиационной и космической отрасли, например в системах управления космических аппаратов. Среди заказчиков продукции по данной тематике АО «ЭЛАРА», АО «НПП "Геофизика-Космос» и другие.