К.А. Малиновский1, А.Р. Сафин2, А.В. Беляев3

1,2 ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»  (Москва, Россия)

1,2 Институт радиотехники и электроники» им. В.А. Котельникова РАН (Москва, Россия)

3 ФГБОУ ВО «МАИ (НИУ)» (Москва, Россия)

¹ malinovskiykostya@yandex.ru; ² arsafin@gmail.com; ³ abv@a2dyn.ru 

Постановка проблемы. Современная система конструирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) характеризуется необходимостью повышения плотности компоновки, миниатюризации и сокращения цикла «проектирование — производство». Традиционные субтрактивные (позитивные и негативные) методы литографии и химического травления, демонстрирующие низкие показатели на этапе создания макета, ограничивают возможность реализации топологий на поверхностях сложной геометрической формы. В связи с этим аддитивные технологии (Additively Manufactured Electronics, AME), обеспечивающие селективное формирование проводящих и диэлектрических структур, являются перспективным направлением производства РЭА.

Цель. Систематизировать и проанализировать методы аддитивного формирования коммутационных структур, оценить физико-химических свойства применяемых функциональных материалов и определить области эффективного внедрения данных технологий в производственный цикл РЭА.

Результаты. Проведено сопоставление результатов опубликованных обзорных исследований, посвященных аддитивному формированию электронных структур, материал-джеттингу, прямой записи функциональных материалов и печатной электронике. Рассмотрены физические основы струйной, аэрозольной и микродозаторной (плоттерной) технологий нанесения. Описаны механизмы ультразвуковой активации высоковязких наночернил (эффект Коновалова). Проанализированы процессы термического и фотонного спекания металлосодержащих порошковых систем, а также особенности полимеризации органических полупроводников.

Практическая значимость. Представленный обзор методов аддитивного формирования коммутационных структур может быть использован как краткое пособие по современным методам формирования функциональных узлов РЭА на базе аддитивных технологий.

Малиновский К.А., Сафин А.Р., Беляев А.В. Аддитивные технологии формирования функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 8. С. 147−159. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202608-14

1. Туев В.И. Аддитивные технологии производства устройств радиоэлектроники: Учеб. пособие. Томск: Изд-во ТУСУР. 2020. 90 с.
2. Каблов Е.Н. Аддитивные технологии: перспективы 3D-печати в промышленности // Атомный эксперт. 2014. № 56. С. 5661.
3. Юхновец А.В. Технологии аддитивного формирования коммутационных структур [Электронный ресурс] // Репозиторий БГУИР. 2021.
4. Franke J. (Ed.) Three-Dimensional Molded Interconnect Devices (3D-MID). Munich: Hanser Publications. 2014.
5. Cui H. et al. Direct writing of flexible electronics: from materials to applications // Journal of Materials Chemistry C. 2020.
6. Jeevan E. Aerosol jet-printed sensors for aero-engine component health monitoring // Aeronautics - Characteristics and Emerging Technologies. 2024.
7. Gülcan O. et al. The state of the art of material jetting: a critical review // Polymers. 2021.
8. Bokobza L. Mechanical properties of polymer nanocomposites // Polymers. 2019. V. 11. Is. 2.
9. King B.H., Wilkinson J.M. Aerosol jet® direct write printing for mil-aero electronic applications // IMAPS. 2009.
10. Коновалов Е.Г., Гарамович В.Н. Ультразвуковой капиллярный эффект // Доклады АН БССР. 1961. Т. 5. № 11. С. 496498.
11. Xiong Z. et al. Enhanced aerosol-jet printing using annular acoustic field for high resolution and minimal overspray // Nature Communications. 2024.
12. Hoeng J. et al. State-of-the-art methods and devices for generation, exposure, and collection of aerosols from e-vapor products // Toxicology Research and Application. 2020.
13. Agarwala S. et al. Aerosol-jet-printed preferentially aligned carbon nanotube twin-lines for printed electronics // ACS Applied Materials & Interfaces. 2019.
14. Mahajan A. et al. Aerosol-based direct-write of conductive, additive-free silver lines // Journal of Materials Chemistry C. 2013.
15. Secor E.B. et al. Traceable characterization of aerosol jet printing via high-speed imaging // Flexible and Printed Electronics. 2014.
16. Zhang Z. et al. Current progress on the 3D printing of thermosets // Advanced Composites and Hybrid Materials. 2020.
17. Church K.H. et al. Method and apparatus for dispensing viscous materials. U.S. Patent No. 6,760,996. Publ. 2004.
18. Datar A. Micro-extrusion Process Parameter Modeling // Master of Science - Industrial Engineering. 2012.
19. Стахарный С.В. Перспективы органических светодиодов в системах освещения // Современная светотехника. 2010. № 3. С. 2330.
20. Nassar J.M. et al. Paper skin multisensory platform // Advanced Materials Technologies. 2016.
21. Giannakou P. Printed transition metal oxide electrochemical capacitors for energy harvesting applications // ResearchGate. 2021.
22. Deegan R.D. et al. Capillary flow as the cause of ring stains from dried liquid drops // Nature. 1997. V. 389. P. 827829.
23. Hu H., Larson R.G. Marangoni effect reverses coffee-ring depositions // Journal of Physical Chemistry B. 2006.
24. Buffat P., Borel J.P. Size effect on the melting temperature of gold particles // Physical Review A. 1976. V. 13. № 6. P. 2287.
25. Babalola B.J. et al. Sintering of nanocrystalline materials: sintering parameters // Heliyon. 2023.
26. Dhage S. et al. Intense pulsed light sintering of copper nanoink for printed electronics // Applied Physics A. 2009.
27. Jabari E. et al. 2D printing of graphene: a review // 2D Materials. 2019.
28. Hedges M. 3D aerosol jet printing adding electronics functionality to RP/RM // DDMC Conference. Berlin, 2012.
29. Friedman M. et al. 3D printed high-performance RF components // IEEE Access. 2019.
30. Greer J.R., Street R.A. Thermal cure effects on electrical performance of nanoparticle silver inks // Acta Materialia. 2007.
31. Flowers P.F. et al. 3D printing electronic components and circuits with conductive thermoplastic filament // Additive Manufacturing. 2017. V. 18. P. 156-163.