Российский принтер для сухой печати электроники: в 15 раз быстрее традиционных методов ( 3 фото )
В апреле 2026 года в России успешно завершились государственные испытания первого принтера для сухой аэрозольной печати электронных компонентов. Аппарат, который совмещает синтез наночастиц, их модификацию и лазерное спекание, готовят к серийному выпуску. В мире существует несколько конкурирующих технологий сухой печати, но наша разработка — единственная, где наночастицы создаются непосредственно в процессе печати с помощью электрического газового разряда, а не методом лазерной абляции из твердой мишени.
Этот уникальный российский принтер был создан в МФТИ. Он формирует аэрозольный поток из наночастиц размером от 50 до 300 нанометров и осаждает их на подложку, создавая токопроводящие дорожки шириной от 30 до 400 микрометров. Скорость печати достигает 100 мм/с, что в 5–15 раз превышает показатели традиционных методов. За рубежом все аналогичные разработки, близкие к коммерческому внедрению, используют лазерную абляцию твердых мишеней.
В отличие от классической фотолитографии, требующей дорогих чистых комнат, вакуумных камер и агрессивной химии, а также от существующих методов печатной электроники (струйная, трафаретная печать), использующих жидкие чернила с последующим удалением растворителей, разработка специалистов МФТИ, на которую ушло более 9 лет, основана на принципиально новом подходе.
Устройство генерирует наночастицы прямо во время печати методом электрического разряда между электродами, а затем осаждает их на подложку сфокусированным аэрозольным потоком. В одном устройстве объединены четыре технологические операции: синтез наночастиц, их модификация, печать аэрозольным пучком и лазерное спекание осажденного слоя. Такой подход исключает применение жидких сред, что устраняет риск загрязнения конечной структуры солями, остатками стабилизаторов или другими компонентами чернил, ухудшающими характеристики устройства. Кроме того, отказ от растворителей делает производство более экономичным, быстрым и экологичным.
Российский принтер создает наночастицы размером от 50 до 300 нанометров и позволяет печатать токопроводящие структуры с шириной линии от 30 до 400 микрометров со скоростью до 100 миллиметров в секунду. Для сравнения, традиционные методы требуют от 10 до 30 минут на формирование одного слоя, тогда как отечественное устройство создает дорожки для стандартного микрочипа размером 10×10 мм всего за 1–2 минуты. Принтер может работать с различными подложками, включая стекло, кремний, гибкие полимерные пленки и биосовместимые материалы, что открывает перспективы для медицины, например, для создания биосенсоров или нейроимплантов.
На мировом рынке аддитивного производства электроники существует несколько технологий, близких по цели, но отличающихся по принципу действия и степени готовности к промышленному внедрению. Наиболее близким аналогом является технология Laser Ablation Dry Aerosol Printing (LADAP), разработанная исследователями Тринити-колледжа в Дублине. LADAP генерирует наночастицы путем импульсной лазерной абляции из твердой мишени с последующей аэродинамической фокусировкой. Дублинская технология пока находится на стадии лабораторных прототипов. Другим значимым игроком является американская компания Optomec, которая много лет выпускает промышленные системы Aerosol Jet для печатной электроники. Её система формирует аэрозоль из жидких наночернил с последующим спеканием. Optomec позиционирует своё решение как готовое для серийного производства. Также сингапурская компания UVJC в 2025 году объявила о создании демонстрационного производства на базе технологии Universal Vapor Jet Printing, которая также является сухой и безрастворительной. В отличие от российского принтера, который синтезирует частицы из газового разряда, все три зарубежные технологии используют лазерную абляцию твердых мишеней, что ограничивает их по набору материалов и чистоте получаемых структур.
Разработка наших ученых является первой и единственной в мире, где наночастицы генерируются электрическим газовым разрядом прямо в процессе печати, что обеспечивает высокую чистоту материала и позволяет обойтись без дорогостоящих лазеров для абляции. Устройство готово к масштабированию и внедрению на производствах, занимающихся микроэлектроникой, оптоэлектроникой и аналитическим приборостроением.
В апреле 2026 года российский принтер сухой аэрозольной печати для изготовления компонентов микроэлектроники находится в стадии подготовки к выпуску первых серийных образцов для поставки заказчикам.
Михаил Петровский, Иван Захаров. Использованы фото МФТИ.
Верите, что эта технология реально выйдет в серию? Да/Нет