С развитием высоких технологий производства электронных устройств становится реальным выпуск трехмерных электронных устройств (ТЭУ), в том числе субмикронных монолитных схем.На основе классификации формирования ТЭУ на плоских (2D) и квазиобъемных (квази-3D) подложках рассмотрены основные принципы и характеристики технологий плоской печати. Сделав вывод о невозможности изготавливать по этим технологиям объемные структуры сложной формы в непрерывном технологическом цикле, проанализированы возможности современных аддитивных технологий для производства ТЭУ. Классификация данных технологий по физическому принципу воздействия на конструкционный материал и выявление их общих недостатков показали, что использование традиционных аддитивных технологий, как и традиционных 2D технологий печати, не позволяет формировать многослойные сложные 3D объекты.Решением данной задачи являются еще только разрабатываемые гибридные технологии, названные в данной работе \"4D технологиями формирования ТЭУ\", т.к. только они позволят формировать \"монолитные\" детали, выращиваемые внутри свободного объема или на любой поверхности функциональных многослойных структур или конструкций. Первым шагом к созданию 4D технологий формирования ТЭУ является внедрение 3D MID-технологий. Проведен сравнительный анализ возможностей различных 3D MID-технологий формирования ТЭУ, выявлены недостатки данных технологий и приведены примеры их реализации в промышленности.В тоже время, исходя из возможностей современных технологий, создана классификация 4D объектов ТЭУ. Представлены перспективы развития технологий для создания 4D объектов ТЭУ.Учебное пособие может быть рекомендовано бакалаврам и магистрам высших учебных заведений.

Предисловие......5Введение......7Глава 1. Печатная электроника для квази-3D ТЭУ......81.1. Технологии фиксированной печати......111.1.1. Трафаретная (screen) печать......111.1.2. Глубокая печать (ротогравюрная – gravure)......131.1.3. Высокая печать (флексография – flexographic)......151.1.4. Горячее тиснение (твердо-трансферный перенос)......171.1.5. Офсетная печать (offset)......181.1.6. Нанопечатная литография (nanoimprint lithography)......221.1.7. Общие выводы по технологиям фиксированной печати......251.2. Технологии нефиксированной печати......261.2.1. Матричная печать......261.2.2. Электрография (светодиодная ксерография и лазерное копирование)......271.2.3. Ризография......291.2.4. Струйная печать......301.2.5. Термография......321.2.6. Общие выводы по технологиям нефиксированной печати квази-3D-объектов......361.3. Сравнение технологий формирования квазиобъемных фигур на базе 2D-подложек......36Глава 2. 3D-технологии производства ТЭУ......422.1. Технологии склеивания порошков......452.2. Технология теплового воздействия на конструкционный материал до процесса формирования слоя......472.2.1. Экструзия (выдавливание расплава) материала FDM (Fused deposition modeling) / FFF (Fused Filament Fabrication)......472.2.2. Струйное распыление расплавленного материала (DODJet и MJM)......492.3. Технология теплового воздействия на конструкционный материал в процессе формирования слоя......512.3.1. Ламинирование листовых материалов LOM (Laminated Object Manufacturing)......512.3.2. Ультразвуковая консолидация (наплавление) (UAM – Ultrasonic Additive Manufacturing)......532.3.3. Селективное тепловое спекание SHS (Selective Heat Sintering)......542.3.4. Селективное лазерное спекание порошков СЛС (SLS – Selective Laser Sintering)......552.3.5. Лазерное сплавление материалов (LENS – Laser Engineered Net Shaping)......572.3.6. Электронно-лучевое сплавление порошков (EBM – Electron Beam Melting)......582.3.7. Электронно-лучевое сплавление твердых веществ EBF3 (Electron Beam Free Form Fabrication)......592.4. Технологии фотополимеризации......612.4.1. Облучение УФ-лазером SLA (Stereo Lithography Аpparatus)......612.4.2. Облучение УФ-лампой (FTI (Film Transfer Imaging) или DLP)......622.4.3. Выращивание монолита из раствора CLIP (Continuous Liquid Interface Production)......642.4.4. Облучение УФ-лампой через маску (послойное уплотнение) SGC (Solid Ground Curing)......662.4.5. Струйное распыление фотопластика (PJP – Plastic Jet Printing) с одновременной засветкой УФ-лампой (Poly Jet – Photopolymer Jetting)......682.5. Заключение главы 2......692.5.1. Достоинства и недостатки аддитивных технологий......692.5.2. Ближайшие перспективы внедрения 3D-принтеров......742.5.3. Перспективные технологии изготовления трехмерных электронных устройств (ТЭУ)......77Глава 3. 4D-технологии производства ТЭУ......783.1. Сплавные 3D MID-технологии (V-3D MID)......793.2. Жидкостные S-3D MID-технологии (LS-3D MID)......833.2.1. Двухшаговая заливка или «2S»-технология (Two Step или Two Shot Molding)......833.2.2. Лазерное структурирование (LDS-технология – Laser Direct Structuring)......853.2.3. Субтрактивное лазерное структурирование LSS (Laser Subtractive Structuring)......893.2.4. Струйно-аэрозольная технология (Aerosol-Jet Deposition - AJD или M3D – Maskless
Mesoscale
Material Deposition)......903.2.5. Струйное распыление (металлизация)......933.2.6. 3D-фотолитография (3D-Photoimaging)......943.3. Газофазные (сухие) S-3D MID-технологии (DS-3D MID)......963.3.1. Газоплазменное (газотермическое) напыление (технология Flamecon)......973.3.2. Осаждение при помощи электродугового плазмотрона (технология Plasmadust)......993.4. Анализ перспективы развития 3D MID-технологий......1023.5. Перспективы развития 3D-технологий ТЭУ......111Литература......118Приложения......125Приложение 1. Контрольные вопросы к главе 1......125Приложение 2. Контрольные вопросы к главе 2......133Приложение 3. Контрольные вопросы к главе 3......143