Новая технология производства элементов СВЧ-электроники

1412

Добавить в закладки

В Институте прикладной физики РАН в отделе электронных приборов успешно развивается и используется новый метод аддитивного производства элементов СВЧ-электроники, основанный на технологии 3D-печати с дальнейшим покрытием фотополимерных изделий медным слоем. Данный метод позволяет существенно ускорить процесс перехода от теоретических моделей к их экспериментальной верификации, так как время изготовления элементов и их стоимость снижаются на порядок. В то же время данная технология позволяет создавать различные формы рабочей поверхности электродинамических элементов, которые затруднительно или в некоторых случаях просто невозможно создавать существующими методами с использованием станков с ЧПУ.

Образцы электродинамических структур, созданных по технологии CMPS

 

Развитие технологии химической металлизации фотополимерных структур (Chemical Metallization of Photopolymer based Structures) и ее тестирование глобально разделены на два направления.

Первым направлением является создание элементов приборов, предназначенных для работы с малым уровнем мощности для так называемых «холодных» измерений. Подавляющим большинством таких элементов являются различные волноведущие элементы (волноводы, преобразователи, высокочастотные фильтры и пр.). Для реализации таких изделий достаточно создания тонкого медного слоя на поверхности образца, напечатанного из фотополимера. Для достижения максимальной точности заготовки подбираются специальные режимы засветки фотополимера, затем осуществляется химическая обработка поверхности изделия для подготовки к дальнейшей химической металлизации. В таком случае отработанный процесс металлизации медного слоя толщиной около 10 мкм занимает несколько десятков минут. Стоит отметить, что весь цикл создания детали, от печати до металлизации, может быть легко масштабирован без дополнительных затрат по времени. Оптимизация как самого процесса печати, так и процесса металлизации позволила существенно снизить шероховатость рабочей поверхности элементов (диапазон результирующей шероховатости составил от нескольких десятков нм до нескольких мкм).
-7 Торр), при этом фотополимерные элементы показали отличные свойства по электропрочности – как минимум 30 кВ/мм.

В настоящее время по данной технологии было создано большое количество электродинамических элементов для различных высокотехнологичных приборов (волноводы, преобразователи мод, электродинамические структуры с различной периодической гофрировкой, режекторные фильтры, брэгговские резонаторы), работающих  в различных частотных диапазонах и мощностях.

Результат опубликован: M.D. Proyavin, A.A. Vikharev, A.E. Fedotov, D.I. Sobolev, N.Yu. Peskov, P.B. Makhalov, M.Yu. Shmelev & S.V. Kuzikov Development of Electrodynamic Components for Microwave Electronic Devices Using the Technology of 3D Photopolymer Printing with Chemical Surface Metallization. Radiophys Quantum El 63, 469–478 (2020). https://doi.org/10.1007/s11141-021-10072-0

 

Информация и фото предоставлены пресс-службой ИПФ РАН

Разместила Ирина Усик

ИПФ РАН фотополимеры свч-электроника

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

Применение СВЧ технологии для уменьшения влияния факторов внешней среды на устойчивость конструкций из полимерных композиционных материалов к действию поперечных нагрузок Группа компаний ИНФРА-М — Эдиторум

1. Кошкин, Р.П. Основные направления развития и совершенствования беспилотных авиационных систем: http://spmagazine.ru/420.

2. Каблов, Е.Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники // Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82. №6. С. 520 – 530.

3. Ким, С. Сырье → композиты → углеволокно // The Chemical Journal. 2014. – С. 64 – 73.

4. Дориомедов, М.С. Российский и мировой рынок полимерных композитов (обзор) // Труды ВИАМ. – № 6-7 (89). – 2020. – С. 29 – 37.

5. Садовская, Т. Г., Лукина, Е.А. Проблемы и перспективы реализации политики импортозамещения при формировании производственной кооперации по применению композиционных материалов в отечественном гражданском авиастроении на примере ОАО «Объединенная авиастроительная корпорация» // Инженерный журнал: наука и инновации. 2014. Вып. 11. С. 1 – 12. URL: http://engjournal.ru/catalog/indust/hidden/1221.html.

6. Михайлин, Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. 2-е изд. СПб.: Научные основы и технологии, 2010. – 822 с.

7. Brinkmann, S. at al. International Plastics Handbook the Resource for Plastics Engineers. – Ed. Hanser. – 2006. – 920 p.

8. Гуняев, Г.М. Кривонос, В.В., Румянцев, А.Ф. Полимерные композиционные материалы в конструкциях летательных аппаратов // Конверсия и машиностроение. – № 4. – 2004. URL: www: viam.ru/public.

9. Сюй, Ц., Гусева, Р.И., Вэй, Л., Линюни, Ч., Юй, Г. Анализ состояния поверхности высокопрочных композиционных материалов с углеродным волокном и исследование их механических характеристик // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. ‒ 2011. – Т. 1. – № 8. – С. 4 – 8.

10. Николаев, А.Ф., Крыжановский, В.К., Бурлов, В.В. Технология полимерных материалов. – СПб.: Профессия, 2008. – 534 с.

11. Архангельский, Ю.С. Справочная книга по СВЧ-электротермии: справочник. – Саратов: Научная книга, 2011. – 560 с.

12. Коломейцев, В.А., Кузьмин, Ю.А., Никуйко, Д.Н., Семенов, А.Э. Экспериментальные исследования уровня неравномерности нагрева диэлектрических материалов и поглощенной мощности в СВЧ устройствах резонаторного типа // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2013. – Т. 18. – № 12. – С. 25 – 31.

13. Калганова, С.Г. Влияние СВЧ воздействия электромагнитного поля на кинетику отверждения эпоксидной смолы // Вестник саратовского государственного технического университета. 2006. – Т. 1. – № 1. – С. 90 – 95.

14. Singh, I. Feasibility study on microwave joining of ‘green’ composites / Pramendra Kumar Bajpaia, Deepak Malika, Apurbba Kumar Sharmaa, Pradeep Kumara // Akademeia (2011) 1(1): ea0101. рр. 1-6.

15. Studentsov, V.N., Pyataev, I.V. Effect of vibration in Processes of structure Formation in Polymers // Russian Journal of Applied Chemistry. – 2014. – vol. 87. – №3. – pp. 352 – 354.

16. Zlobina, I.V. Bekrenev, N.V. The influence of electromagnatic field microwave on physical and mechanical characteristics of CFRP (carbon fiber reinforced polymer) structural // Solid State Phenomena. – 2016. – V. 870. – pp. 101 – 106.

17. Злобина, И.В. Бекренев, Н.В., Павлов, С.П. Прочностные испытания модифицированных в СВЧ электромагнитном поле композиционных материалов // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. – 2017. – № 3 (33). – С. 42 – 57.

18. Zlobina, I.V. The effect of processing in a SHF electromagnetic field on the parameters of vibro-wave processes generated by the impact of a solid body in cured polymer composite materials under influence of climate factors JOP Conference Series: Metrological Support of Innovative Technologies. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. Krasnoyarsk, Russia, 2020. Р. 42 – 45.

19. Злобина, И.В. Бекренев, Н.В. Новые конструкторско-технологические методы повышения прочности конструкционных элементов из неметаллических композиционных материалов: монография. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т. – 2017. – 164 с.

20. Злобина, И.В. Повышение адгезионной прочности отвержденного углепластика с молниезащитным покрытием в СВЧ электромагнитном поле // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2020. – № 7 (109). – С. 35 – 40.

21. Кириллов, В.Н., Ефимов, В.А., Шведкова, А.К. Исследование влияния климатических факторов и механического нагружения на структуру и механические свойства ПКМ // Авиационные материалы и технологии. – № 4. – 2011. – С. 41 – 45.

22. Славин, А.В., Старцев, О.В. Свойства авиационных стеклопластиков и углепластиков на ранней стадии климатического воздействия // Труды ВИАМ. – № 9 (69). – 2018. – С. 71 – 81.

23. Злобина, И.В., Кацуба, И.С., Бекренев, Н.В. Влияние обработки в СВЧ электромагнитном поле на изменение изгибной прочности конструкционных элементов из отвержденных углепластиков под действием факторов внешней среды // Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2020. – № 3 (238). – С. 20 – 22.

24. Мошинский, Л. Эпоксидные смолы и отвердители. – Тель-Авив: Аркадия-Пресс. ЛТД. – 1995. – 371 с.

О нас – Микроволновые технологии

Наша история

Компания Microwave Technology пользуется растущей репутацией своей линейки продуктов для беспроводной инфраструктуры.

Компания MicroWave Technology, Inc. (MwT), расположенная в Кремниевой долине в Калифорнии, была основана в 1982 году техническими руководителями с большим опытом проектирования и производства устройств на основе арсенида галлия (GaAs). С заводом, занимающим 35 000 квадратных футов, основные активы компании включают в себя как полупроводниковый завод GaAs, так и предприятие по производству гибридных микросхем и проводных микроволновых интегральных схем (HMIC).

Вертикальное производство и прочность продукции обеспечивают компании MwT необыкновенную гибкость и возможности на рынке компонентов для микроволновых печей.

Сегодня MwT является ведущим американским производителем дискретных диодов и транзисторов на основе арсенида галлия (FET, pHEMT и диодов Ганна). Ранние работы, направленные на повышение надежности устройств, привели к созданию запатентованных систем металлизации, которые делают устройства MwT невосприимчивыми к загрязнению водородом, что в настоящее время вызывает серьезную озабоченность в отрасли, связанной с высокой надежностью.

В этих устройствах используется запатентованный эпитаксиальный материал и технология утопленного затвора в четверть микрона, что обеспечивает высокую линейность (+48 дБм IP3 в беспроводном усилителе мощностью 1 Вт P-1 дБ) и низкий фазовый шум (-125 дБн при смещении 100 кГц в цифровом осциллографе 17,5 ГГц). ) устройства с выходной мощностью от 10 мВт до 5 Вт. Эти устройства, продаваемые в виде микросхем или в упаковках, находят широкое применение для усиления сигналов от 10 МГц до 40 ГГц при передаче или приеме информации в беспроводных инфраструктурных системах, промышленных радиочастотных приложениях, а также в различной оборонной и космической электронике.

Благодаря низким характеристикам интермодуляционных искажений полевых транзисторов MwT на арсениде галлия, Компания пользуется растущей репутацией своей линейки продуктов небольших модульных передающих и приемных модулей с внутренней согласованностью для поверхностного монтажа, предназначенных для работы с несколькими несущими и/или с цифровой модуляцией ( высокая линейность) беспроводная инфраструктура и военные системы связи. В основном они используются в качестве входных каскадов приемников, а также в качестве драйверов или выходных усилителей пикосот в сотовой связи, базовых станциях PCS и WLL, а также в военной высоконадежной связи. Заслуживающие внимания новые продукты имеют чрезвычайно низкие входные и выходные обратные потери, что упрощает ввод коэффициента усиления в высококритичных каскадах усилителей мощности с высокой линейностью. MwT предлагает свои проверенные высоконадежные возможности обработки тонкопленочных схем как для внутреннего, так и для внешнего использования заказчиками. Используя тонкопленочные гибридные микросхемы, MwT производит и продает различные стандартные модульные усилители до 26 ГГц. Эти модули также являются строительными элементами для MwT при разработке и производстве стандартных, а также нестандартных усилителей с разъемами для оборонных и телекоммуникационных приложений.

Компания MwT имеет многолетний опыт работы со специальными предложениями для клиентов и располагает обширной библиотекой индивидуальных конструкций на основе устройств MwT. MwT использует как стандартные, так и нестандартные версии своих компонентов для производства специализированных усилителей и продуктов на уровне плат. Наш проверенный опыт и послужной список помогут вам сэкономить затраты на проектирование, время и инженерные ресурсы. Примеры включают низкочастотный МШУ, усилитель беспроводной МШУ, встроенные строительные блоки, высокочастотные генераторы, оценочные платы и испытательные приспособления.

Усилители MMIC – микроволновые технологии

MMIC усилители

Приложения 5G, VSAT и радиосвязи «точка-точка» Усилители MMIC высокой мощности

* AT +18dBm на тон, (1) Старый корпус не рекомендуется для нового дизайна, (2) Новый корпус рекомендуется для нового дизайна, (3) Доступна версия чипа этой модели, (4) MMA-212735D- M5 заменен на MMA-212734D-M5. Пожалуйста, свяжитесь с нашим отделом продаж для специального заказа.

Приложения VSAT и радиосвязи «точка-точка» Высоколинейные MMIC-усилители

Модель
Частотный диапазон (ГГц) Мощность постоянного тока (Вт) Для обслуживания IM3 Усиление Тип/мин (дБ) Р-1 (дБм) Р-3 (дБм) IM3 (дБн) при Po=20 дБм/тон OIP3 (дБм) при Po=20 дБм/тон Возвратные потери на входе/выходе (дБ) Пакет
ММА-070936-M5(2) 7-8,5 28,5 / — 34 36 -50 15 / 15 5X5 QFN
12,5-15,5 8,4 Вт (6 В 1,4 А) 23,5 / — 32 34 44 42 10 5X5 QFN
12,5-15,5 8,4 Вт (6 В 1,4 А) 23,5 / — 32 34 44 42 10 5X5 QFN
ММА-374030-R5(1)(3) 37-40 10,8 Вт (6 В 1,8 А) 24 31 32 39* 38* 10 5X5 QFN
ММА-374030-M5(2)(3) 37-40 10,8 Вт (6 В 1,8 А) 24 31 32 39* 38* 10 5X5 QFN
MMA-445933H-02(1)(нет ссылки) 4,4-5,9 29/33 33 45 7 — 10 02
4,4-5,9 31 33 45 7 — 10 5X5 QFN
ММА-495933-М5 4,9-5,9 10,5/10 33 46 9,6/4,8 5X5 QFN

* AT +18dBm на тон, (1) Старый корпус не рекомендуется для нового дизайна, (2) Новый пакет рекомендуется для нового дизайна, (3) Доступна версия этой модели с чипом. Пожалуйста, свяжитесь с нашим отделом продаж для специального заказа.

Драйверные усилители

Модель
Частотный диапазон (ГГц) Мощность постоянного тока (Вт) Для обслуживания IM3 Усиление (дБ) Р-1 (дБм) Р-3 (дБм) Усиление ± неравномерность тип./макс. (дБ) OIP3 (дБм) при Po=10 дБм/тон Возвратные потери на входе/выходе (дБ) Пакет
6-20 0,6 (5 В 0,12 А) 13,5 18,3 19,5 +/- 1 28 10 Чип
6-20 0,6 (5 В 0,12 А) 13,5 18,3 19,5 +/- 1 28 10 3X3 QFN
17-43 1,125 Вт (4,5 В 0,25 А) 20 21 22 +/- 2,5 26 8 Чип
17-43 1,125 Вт (4,5 В 0,25 А) 20 21 22 +/- 2,5 26 8 4X4 QFN

(1) Старая упаковка не рекомендуется для новой конструкции, (2) Новая упаковка рекомендуется для новой конструкции

Усилители бегущей волны

Модель
Частотный диапазон (ГГц) Мощность постоянного тока (Вт) Для поддержания IM3 Усиление (дБ) Р-1 (дБм) Р-3 (дБм) Неравномерность усиления (дБ) OIP3 (дБм) при Po=10 дБм/тон Возвратные потери на входе/выходе (дБ) Пакет
30 кГц-50 1,4 (7 В 0,2 А) 15,5 22 24 +/- 1 37 10 Чип
30 кГц-50 1,4 (7 В 0,2 А) 15,5 22 24 +/- 1 37 10 4X4 QFN
ММА-012030 0,1-20 6 (12 В 0,5 А) 12,5 27 29 +/- 0,5 37 10 Чип
ММА-012030-М4 0,1-20 6 (12 В 0,5 А) 12,5 27 29 +/- 0,5 37 10 4×4 QFN
0,1-26,5 3,5 Вт (10 В 0,35 А) 12,5 26 27 +/- 0,5 35 11 Чип
0,1-26,5 3,5 Вт (10 В 0,35 А) 12,5 26 27 +/- 0,5 35 11 4X4 QFN

(1) Старая упаковка не рекомендуется для новой конструкции, (2) Новая упаковка рекомендуется для новой конструкции.

Высоколинейные усилители с широкополосным драйвером

Модель
Частотный диапазон (ГГц) Линейное усиление тип./макс. (дБ) Неравномерность усиления тип./макс. (+/- дБ) Тип входа RL (дБ) Выход RL Тип (дБ) Н.Ф. Тип (дБ) Pвых при -1 дБ тип. (дБм) Psat Тип (дБм) Тип OIP3 (дБм) Вдд (В) Постоянный ток тип./макс. (мА) Пакет
1-10 15 / — 2,5 / — 12 15 4,5 16     6 75 / — Чип
1-10 15 / — 2,5 / — 10 10 4,5 16   6 75 / — 3X3 QFN
ММА-053223 . 5-3.2 12 / — 1,5 10 10 3,5 24   42 6 120/200 Чип
ММА-053223-M4(2) .5-3.2 12 / — 1,5 10 10 3,5 24   42 6 120/200 4X4 QFN
ММА-054025 .5-4 11 / — 1 10 10 3,5 25   44 7,5 — / 350 Чип
ММА-054025-Q3(1) .5-4 11 / — 1 10 10 3,5 25   44 7,5 — / 350 3×3 QFN
ММА-054025-87 . 5-4 11 / — 1 10 10 3,5 25   44 7,5 — / 350 87
ММА-054025-M4(2) .5-4 11 / — 1 10 10 3,5 25   44 7,5 — / 350 4X4 QFN
ММА-053026-82 .9-2 ​​ — / 11 — / 2 10 8 3,0 26 (мин)   44 8 220/300 82

(1) Старая упаковка не рекомендуется для новой конструкции, (2) Новая упаковка рекомендуется для новой конструкции

Широкополосные малошумящие усилители

Модель
Частотный диапазон (ГГц) Линейное усиление тип. /макс. (дБ) Неравномерность усиления тип./макс. (+/- дБ) Вход RL Тип (дБ) Выход RL Тип (дБ) Н.Ф. Тип (дБ) Pвых при -1 дБ тип. (дБм) Psat Тип (дБм) Тип OIP3 (дБм) Вдд (В) Постоянный ток тип./макс. (мА) Пакет
1-10 17 1 14 11 1,6 16   5 55 Чип
1-10 17 1 14 11 1,6 16   5 55 4X4 QFN
1-12 16 1,0 10@1–8 ГГц 13@1-8ГГц 1,9 при 6 ГГц
16@6ГГц 28 при 6 ГГц 5 55 Н7
. 2-1
1-2
17
16
0,5
0,3
12
14
20
13
1
1,5
16
15
  3
3
70
70
Чип
Чип
.2-1
1-2
17,5
15
1
1,3
10
13
11
12
1
1,2
15
15
  3
3
65
65
87
87

(1) Старая упаковка не рекомендуется для новой конструкции, (2) Новая упаковка рекомендуется для новой конструкции

Драйверные усилители с высокой линейностью для WiMax/WLAN/Wifi

Модель
Частотный диапазон (ГГц) Линейное усиление тип. /макс. (дБ) Неравномерность усиления тип./макс. (+/- дБ) Тип входа RL (дБ) Выход RL Тип (дБ) Н.Ф. Тип (дБ) Pвых при -1 дБ тип. (дБм) Psat Тип (дБм) Тип OIP3 (дБм) Вдд (В) Постоянный ток тип./макс. (мА) Пакет
ММА-020624 2-4
2-6
17/15
17/15
1/1,5
1/1,5
12
12
12
10
3
3
25
25
  40
40
8
8
250/300
250/300
Чип
Чип
ММА-020624-M4(2) 2-4
2-6
17/15
17/15
1/1,5
1/1,5
12
12
12
10
3
3
25
25
  40
40
8
8
250/300
250/300
4X4 QFN
4X4 QFN
ММА-495930-Q4(3) 4,9-5,9 20/18 1/1,2 8 8 30   45 7,5 450 / 500 4X4 QFN
ММА-495933-М5 4,9-5,9 10,5/10 9,6 4,8 33 / 32,5   46 7,5 600 / — 5X5 QFN
4,4-5,9 31 33 45 7 — 10 5X5 QFN

(1) Старая упаковка не рекомендуется для новой конструкции, (2) Новая упаковка рекомендуется для новой конструкции, (3) Доступна версия этой модели с чипом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *