Применение ручных и полуавтоматических монтажных систем в НИР и НИОКР при макетировании радиофотонных и СВЧ-устройств на примере ТГц квантово-каскадных лазеров

Богословский В.А., [email protected]

Рассмотрены основные проблемы, с которыми сталкиваются отечественные предприятия при сборке макетов и малых партий приборов в рамках НИОКР. Описаны различные технологические процессы монтажа и возможность быстрого перехода между ними на одной и той же установке, а также особенности сборки СВЧ- и радиофотонных приборов. Кроме того, предложен обзор установок Finetec GmbH и примеры их применения в Российской Федерации. Проанализированы проблемы масштабирования технологии в серийное производство.

Большинство НИИ и конструкторских бюро не обладают полными технологическими цепочками изготовления действующих макетов приборов, что приводит к необходимости кооперации с производственными предприятиями, ориентированными на серийный выпуск изделий. Это влечет за собой следующие проблемы:

• высокая стоимость и длительность изготовления опытных образцов;
• невозможность быстрого внесения корректировок в конструкцию;
• зависимость от технологий производства изготовителя макета;
• отсутствие возможности анализа работы изделия на каждом этапе производства.

Решением таких проблем на этапе сборки может стать организация сборочной и испытательной лаборатории непосредственно в составе предприятия-разработчика. Это позволяет проводить оценку работоспособности и получаемых характеристик приборов в значительно более короткие сроки, при необходимости вносить изменения в конструкцию или технологию производства и оценивать сложность изготовления конечного изделия.

На практике разработка радиофотонных и СВЧ-устройств требует наличия подобной лаборатории из-за специфики таких приборов, где существует прямая зависимость выходных характеристик и качества сборки [1], а также минимизируются физические манипуляции с прибором между разделением пластины на отдельные кристаллы и сборкой полностью функционирующего модуля. Многие такие приборы выделяют значительное количество тепла, часто весьма локализовано, и крайне зависимы от влияния материалов корпуса и его конструкции (рис. 1) [2]. Это требует применения не только современного сборочного оборудования, но и современных технологий с использованием перспективных материалов — соединения кристаллов с подложкой по технологии спекания, применения теплоотводов, в том числе из синтетического алмаза, и материалов с низкой диэлектрической проницаемостью для формирования защитных покрытий и т. д.

Полную весию статьи читайте в PDF формате.