Обоснование и выбор направления исследований с целью определения оптимального варианта направлений исследования по микро-гравировке керамики и нанесению нановеществ

Объект исследования - перспективная технология изготовления металлооксидных сенсоров на основе керамических материалов, в форм-факторе SMD корпуса, способного к применению в мобильных устройствах (смартфоны, планшеты, ноутбуки и т.д.). Цель исследования - отработка новой среднесерийной технологии изготовления газовых керамических МЭМС-сенсоров на основе адаптивной технологии лазерной микрогравировки монолитных материалов, прежде всего оксида алюминия (Al₂O₃), для получения МЭМС-микронагревателей и технологии получения/нанесения современных наноматериалов с повышенной селективностью к взрывоопасным и токсичным газам.Выполнен анализ современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему. Обоснованы выбор и направления исследований по оптимальному варианту решения задачи лазерной микрогравировки керамики; проводились патентные исследования. Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы по методам изготовления керамических МЭМС-микронагревателей. Детально обоснованы выбранные направления исследований по оптимальному варианту решения задачи лазерной микрогравировки керамики. Выполнены подготовка и отладка оборудования для лазерной микрогравировки керамики. Технико-экономический аспект проекта основан на том, что в настоящее время технологическая цена выхода на массовый коммерческий рынок газовых сенсоров довольно высока. Это связано с использованием либо кремниевой МЭМС, либо керамической МЭМС (прежде всего LTCC) технологии для изготовления актюаторных элементов (микронагревателей), а также вакуумных и печатных технологий для нанесения нанодисперсных газочувствительных слоев. Основной частью подобной инфраструктуры является чистая комната (не ниже класса ISO7), затраты на содержание которой сопоставимы с ценой оборудования, находящегося в ней, а на долгосрочном промежутке и превышают ее. Поэтому проект направлен на преодоление вышеперечисленных несоответствий за счет создания комплекса дешевого и доступного оборудования для поддержки технологии прототипирования полупроводниковых газовых сенсоров. Для достижения целей проекта необходимо объединить две разноплановые задачи: получение МЭМС-микронагревателя заданной топологии в SMD корпусе, а также получение и нанесение на микронагреватель наноматериалов с повышенной селективностью. Результаты работы планируется использовать на зарубежных предприятиях, производящих мобильные устройства (смартфоны, планшеты, ноутбуки и т.д.) - Samsung Electronics Co., Ltd (Республика Корея), Huawei Technologies Co. Ltd (Китайская Народная Республика) и предприятиях - производителях газовых сенсоров Alphasense Ltd (Великобритания), группа компаний ОСТЕК (Россия). С представителями вышеперечисленных компаний проведены предварительные переговоры, показавшие перспективность разрабатываемой в ходе выполнения проекта технологии.