Материалы и Технологии для
Гибкой Электроники.
Новый взгляд на возможности в производстве гибкой гибридной электроники (FHE):
RIVALTEC – один из первых частных R&D проектов в области материалов для гибкой электроники в мире. Участники команды проекта имеют большой успешный опыт и глубокие знания для реализации целей проекта.
Развитие новых базовых технологических подходов происходило с 80-х годов в США и СССР, шло научное состязание в области создания новых материалов, технологий для перспективных и стратегических областей, таких как микроэлектроника, атомная техника и др. Новые материалы определяют возможность реализации той или иной технологии, в принципе. Хотя успехи фундаментальной советской науки были приоритетными в то время, но в силу исторических причин, они не были реализованы в законченном технологическом и промышленном плане. Тем не менее, они заложили базовую технологическую основу для взрывного развития микроэлектроники и информационных технологий и других современных индустрий. Производство электронного кремния и технология SoI (кремний на изоляторе) позволили производить новые мощные микроэлектронные процессоры и развивать миниатюризацию и многофункциональность в применении электроники во всех отраслях промышленности в мире. Девять из десяти процессоров во всех суперкомпьютерах сделаны на базе технологии кремний на изоляторе SoI (SOITEC, Франция и ShinEtsu, Япония).Такой метод является базовой частью применяемой технологии производственного процесса для изготовления процессоров КНИ и МЭМС во всем мире уже более 30 лет. Наша (запатентованная в CCCP,1983г.) разработка , уже в середине 80-х позволяла получать тонкие пластины кремния для реализации технологии SoI с точностью +\- 10 нм по толщине и шероховатости поверхности, о нанотехнологиях тогда еще не говорили . Спустя 40 лет, точность самого высокотехнологичного решения составляет 5 нм в позиционировании масок при производстве микроэлектроники.
Новые требования к микроэлектронике по миниатюризации, многофункциональности, автономности, биосовместимости поставили задачу в создании новых технологий и материалов, старые уже не могли решать необходимые задачи. Так в начале 2000-х появилась гибкая гибридная электроника, где эти возможности стали реальностью.
Основные направления использования технологии и материалов гибкой электроники: для IC, LED, OLED изделий, трехмерная упаковка компонентов и миниатюризация носимых устройств, терморегулирование в плотноупакованных и ограниченных по размерам пространствах, тонкие и гибкие аккумуляторы, сенсоры и биосовместимая микроэлектроника и др.
Существует и запатентованы два технологических способа получения гибких безадгезивных печатных плат, базовой основы всей новой микроэлектроники, от процессоров и сенсоров до робототехники и спутников.
По иронии судьбы, эти два возможных способа были независимо разработаны и запатентованы в США и России практически одновременно. В США – химический метод, в России –электрохимический.
Дальше история развития этих технологических решений различается значительно.
На базе дочерней компании (патентообладатель), Endicott Interconnect Technologies (2002-1012 ) and the I3 Electronics company ,которые были поглощены IBM , в 2010 году создается пул (FlexTechAlliance) из ~ 500 крупнейших мировых компаний для развития этой технологии. Через шесть лет в 2016 г., правительство США принимает решение преобразовать этот проект в национальную программу NEXTFLEX, под эгидой семи ведущих федеральных ведомств: DOE,DOD, DARPA и др. С этого времени начинается еще более активное развитие этой зонтичной технологии, только ежегодное федеральное финансирование R&D составляет 2,5 млрд. долл. США и соответственно, все проекты финансируются участниками и правительством, по отдельным контрактам и программам. Основная идея, что результаты этой программы будут доступны для использования всем национальным потребителям и участникам программы, т.е. снимаются барьеры для развития новых продуктов из-за технологической недоступности, что обеспечило значительный технологический прорыв по сравнению со странами ЕС и Японии и остального мира.
Некоторые наши решения для полного цикла от разработки до производства сенсорной техники.
1. Прецизионные безадгезивные гибкие печатные платы (ГПП).
( HDI FPCB).
- Прямая аддитивная технологии производства безадгезивных гибких печатных плат (ГПП), без использования фольгированных ламинатов (MeCL) , без сверления и металлизации переходных отверстий ( THVs).
- Z-осевая проводимость в полимерной пленке.
- Возможность 3D упаковки электронных компонентов для миниатюризации электроники.
- Ширина проводника ГПП от 5 микрон.
- Толщина проводящего слоя гибкой печатной платы от 2 микрон.
- Толщина базовой полимерной пленки для ГПП: 10- 50 микрон.
- Возможность применения широкого спектра металлов для проводников ГПП.
2.Полупроводниковые структуры для изготовления сенсоров.
3. Инновационные технические решения, новые бактерицидные материалы, know-how для преодоления проблем борьбы с биопленками (преодоление AMR), создания био-/медсенсоров и разработки мед. изделий и инструментов со встроенными сенсорными системами и др.
Технологии зашиты объектов интеллектуальной собственности торговых марок.
Решения для "Умных систем ID", совмещенных с различными сенсорами на базе гибкой электроники.
Гибкие системы ID на базе оптоэлектронных систем (для квантовых IC).
Биосовместимые материалы и решения для имлантируемых микроэлестронных систем и сенсоров.
Бактерицидные материалы для био-медицины.
ГИБКАЯ гибридная электроникаю. Безагезивные материалы для следующего поколения электроники. Высоко интегрированные гибкие печатные платы. Эффективное термо регулирование в микроэлектронных устройствах.
R&D новых возможностей для применения полупроводниковых оптоэлектронных мататериалов для гибкой электроники и других прменений.
Мировой тренд развития микроэлектроники и сенсорных систем на базе гибкой гибридной электроники для Industry 4.0.
Основные требования рынка микроэлектроники :
миниатюризация, цена, многофункциональность, надежность, термическая стабильность , биосовместимость с телом человека .
- USA. NEXTFLEX – национальный проект : 150 ведущих мировых компаний из США (28.08. 2015) . Только начальный R&D бюджет составляет порядка 2.5 млрд.$\год.
- ЕС. Под эгидой – ESA ,Thales ( Проекты : Hermes, E-Brains, Nano Therm и др. Основные корпорации : Siemens, Bosh ,Ericsson, STMicroelectronics, Infineon, AT&S, BASF, Agfa, IMEC и др.
- Азия. Национальные проекты в Китае, Корее, Японии др.