В НовГУ разработали «умный» столик, который спасёт электронику от брака
11 августа 2026, 11:35 42
Команда студентов НовГУ разработала инновационный столик для разварки кристаллов на подложке. Это устройство, призванное решить одну из главных скрытых проблем в производстве современной микроэлектроники – микросмещения деталей и тепловой стресс компонентов при сборке. Главная цель — помочь российским предприятиям повысить выход годных микросхем, снизить себестоимость производства и сделать шаг к автоматизации линий. Использование столика сокращает вибрации и брак, экономя дорогие расходники.
Наставником команды выступил преподаватель кафедры проектирования и технологии радиоаппаратуры НовГУ Алексей Саплев.
Что такое разварка кристаллов и зачем она нужна?
Представьте себе современный процессор или датчик в вашем смартфоне. Сердце этого устройства – крошечный кремниевый кристалл, на котором вытравлены миллиарды транзисторов. Но сам по себе этот чип бесполезен, пока его не подключат к «внешнему миру» – плате или подложке.
Разварка кристаллов — это ювелирный процесс прокладывания «электрических мостов». Инженеры соединяют микроскопические контактные точки на самом кремниевом чипе («мозге» микросхемы) с металлическими ножками его защитного корпуса. Делается это с помощью тончайших металлических нитей — микропроводников из золота или алюминия, которые тоньше человеческого волоса. То есть, если сам кристалл — это суперкомпьютер, то разварка — это прокладывание сотен невидимых глазу кабелей интернета к нему. Если хоть один проводник отойдет или припаяется криво, вся система превратится в «кирпич».
Этот процесс критически важен в авиастроении, ракетостроении, производстве медицинского оборудования, автомобильной электроники и создании оптических систем — везде, где микросхемы должны работать безупречно в условиях больших перегрузок.
Проблема и решение: вакуум и идеальная температура
При производстве микросхем стандартные монтажные столики часто не имеют систем подогрева и вакуумной фиксации. В процессе ультразвуковой сварки возникают сильные микровибрации. Из-за них незакрепленные детали смещаются буквально на доли микрона, что делает качественную разварку невозможной.
Кроме того, если нагревать полупроводники неравномерно, они испытывают термический стресс и разрушаются. Как результат — высокий процент брака и неоправданный перерасход дорогостоящих материалов.
— Мы создали специализированный столик, который решает обе проблемы, — рассказал студент Политехнического института НовГУ Иван Гордеев. — Детали прочно фиксируются на столике с помощью вакуума, что полностью исключает возможность смещения. Кроме того, устройство плавно и равномерно прогревает рабочую зону. Корпус столика выполнен из специально подобранного алюминия. Он лёгкий, недорогой и распределяет тепло без «холодных зон». За нагрев отвечают сверхнадежные нихромовые ТЭНы, а температуру с точностью до градуса контролирует промышленный регулятор «Термодат 16E6» с высокочувствительным датчиком. Для идеального теплового контакта датчик «посажен» на специальный термоцемент.
Главные преимущества перед конкурентами
Устройство получилось универсальным: на нём нанесены специальные риски-направляющие, позволяющие работать с подложками от 2 до 6 дюймов. Столик готов принимать как тугоплавкие вольфрам и молибден, так и хрупкие пьезокристаллы или оптический сапфир. Наличие канавок значительно упрощает ручное позиционирование по сравнению с импортными аналогами.
— Сейчас на рынке представлены два варианта аналогичных решений, но оба компромиссные, — отметил Иван Гордеев. — Простые отечественные аналоги – доступные, но не имеют вакуумного прижима и систем подогрева. Западные бренды обладают вакуумом и высокой точностью, но их цена «кусается» — самые бюджетные модели стартуют от 1500 долларов. Наша разработка объединяет сверхточную плоскость поверхности с доступностью и возможностью глубокой настройки под нужды конкретного российского заказчика. При этом у нашего столика на поверхность выведена удобная разметка-линейка для позиционирования, которой нет у конкурентов.
Планы по реализации
На данный момент создана полноценная 3D-модель столика, на которой просчитано распределение тепла. Собран действующий макет, наглядно демонстрирующий работу вакуумного прижима.
В планах разработчиков – провести комплексную апробацию прибора и подготовить его к серийному выпуску.
Проект был представлен на конкурсе проектов «ПРО.Инновации», организованном Школой проектного обучения НовГУ. Эксперты высоко оценили коммерческий потенциал устройства, отметив, что в текущих реалиях рынка спрос со стороны отечественных производств гарантирован. Команде рекомендовано подать заявку на конкурс Фонда содействия инновациям «УМНИК» для привлечения стартовых инвестиций и дальнейшего развёртывания полноценного бизнеса.
Ранее в НовГУ разработали умный софт для выявления дефектов микросхем
Эту и другие новости читайте в официальном МАХ-канале Новгородского университета.
