Студент сейчас осознанно выбирает направления в электронике и приборостроении

Федор ВАСИЛЬЕВ, заведующий кафедрой «Технология приборостроения» Московского авиационного института

— Федор Владимирович, одной из проблем наших вузов еще не так давно было их слабое материально-техническое оснащение, которое в итоге сказывалось на качестве подготовки выпускников. Насколько сейчас ситуация изменилась? Есть ли в настоящее время у ваших студентов возможность работать на современном оборудовании?

— Если говорить про нашу кафедру, то ситуация изменилась в лучшую сторону весьма значительно. В частности, за два-три года мы смогли полностью переоснастить нашу кафедру и сейчас имеем хорошее современное оборудование: как лабораторное, так и научно-исследовательское и производственное. Таким образом, наши студенты сейчас имеют возможность получать практические навыки, полностью соответствующие требованиям современного производства, — от проектирования изделий до их изготовления, включая печатные платы, модули и корпусирование, и испытаний.

Если перечислять конкретное оборудование, то у нас есть участок поверхностного монтажа, включающий трафаретный принтер, автомат-установщик компонентов, позволяющий выполнять монтаж компонентов, в том числе размером от 01005, а также достаточно хорошая, хотя и произведенная в Китае, шестизонная конвекционная печь, модули отмывки и хранения. Дополнительно участок оснащен установкой лазерной резки, на которой изготавливаются корпусные изделия, а также двумя 3D-принтерами. Об этих устройствах скажу несколько слов. Первый принтер — относительно простой, делающий изделия из полимерной нити методом послойного наплавления. Второй 3D-принтер — струйный, пожалуй, один из самых лучших в мире, печатающий фотоотверждаемыми чернилами, причем толщина слоя составляет 16 мкм. Имея очень высокое разрешение по вертикали, он может не только печатать из разных материалов (от прозрачных и черных резин до прозрачных и черных пластиков), но и комбинировать материалы в одном изделии.

Принтер используется не только для выполнения заказов предприятий, но и для исследования применения 3D-печати в электронике. Это не корпусные элементы. Сейчас мы активно развиваем тему встраивания электронных компонентов в изделие, получаемое на принтере. В частности, сейчас ведется работа над проектом «умное крыло». На принтере растим крыло, внутри которого установлены электронные компоненты. Такая же технология предусмотрена на базе литья, когда электронные компоненты закладываются в литейные формы, однако там есть ограничения по высоким температурам и сложности закладки компонентов. Здесь же все проще, и мы можем изготовить деталь практически любой конфигурации.

Второе направление использования 3D-принтера в электронике — паяльные маски. Существуют проблемы, связанные с паяльными масками, например в космосе или авиационной технике. Здесь характерен большой уровень вибронагруженности, вследствие чего высок риск отрыва паяльной маски. На 3D-принтере можно сделать маску из материала, сходного с материалом печатной платы, и она будет иметь хорошую адгезию. К тому же можно изготовить маску любой формы, например переменной высоты, и тогда она дополнительно будет удерживать компоненты и приклеивать их в процессе пайки. Еще один важный момент — сейчас выпускаются платы со встроенными компонентами, где паяльные маски нельзя использовать на внутренних слоях. Благодаря 3D-печати удается делать паяльную маску для внутренних слоев, дополнительно заменяющую препрег. Именно сейчас ведется работа по выбору режимов и выбору толщины, чтобы определить, насколько хорошо она склеивает слои и сможем ли мы отказаться от препрегов.

Кроме того, на кафедре есть участки климатических и вибрационных испытаний, рентгеновского контроля и металлографии. Все это позволяет реализовать полный цикл от проектирования до испытаний изделий непосредственно в рамках одной кафедры.

— Насколько уровень и качество такого оборудования связаны с уровнем знаний?

— По истечении двух лет мы отметили, что успеваемость студентов возросла на порядок. Они стали лучше вникать в процессы, начали понимать, как абстрактную схему преобразовать в «живое» изделие и какие проблемы при этом могут возникать. То есть студент видит на собственном опыте, как просчет в проектировании приводит к проблемам в изготовлении и работе изделий.

На участке по производству печатных плат студенты сейчас осваивают полный цикл: от зачистки и нанесения фоторезиста до гальваники и фрезерования. Наше оборудование позволяет делать платы до 4–5‑го класса точности и до 6–8 слоев. Кстати, одно из аспирантских исследований связано с деформациями и совмещением внутренних слоев многослойных печатных плат.

Вообще, раньше технология приборостроения не была популярной специальностью. Значительная часть выпускников выбирала ее по остаточному принципу. Сейчас же у нас один из самых высоких конкурсов. Средний балл ЕГЭ поступивших на нашу кафедру на бюджетную основу в 2016 году составил около 80 в пересчете на один экзамен, что сравнимо с самыми популярными направлениями, есть большое количество «платников», то есть мы видим, что популярность инженерных специальностей растет, хотя, конечно, не последнюю роль в выборе кафедры играет материально-техническая база.

Сейчас наши выпускники крайне востребованы. Но хорошие студенты идут в магистратуру. Поэтому предприятиям приходится дольше ждать специалистов. Хотя многие организации стали охотно брать магистрантов. По крайней мере, они достаточно компетентны как начинающие конструкторы-технологи или помощники технолога. Да и те, кто активно занимается научно-исследовательской деятельностью, знают зачастую больше действующих технологов на предприятиях. Так, один из наших бакалавров сделал многослойную печатную плату со встроенными компонентами. Сам разработал технологию встраивания активных и пассивных компонентов, провел несколько экспериментов, выбрал оптимальную технологию. Конечно, он придет на предприятие уже пусть с небольшим, но опытом в работе с самыми современными технологиями.

— Одной из составляющих модернизации системы высшего образования является ее более тесная интеграция с наукой и реальным сектором экономики. В этом направлении какая работа проводится на кафедре? Какие из разработок воплощены в «железе» или имеют перспективы?

— Основным направлением кафедры является обеспечение надежности. Эта тема в первую очередь связана с предприятиями ОПК, авиационной и ракетно-космической отраслей. Но у нас есть и другие темы, в том числе пересекающиеся с коммерческими организациями. Например, мы разрабатывали один из блоков для наземной техники — маленький модуль, который встраивается в другой. И его конструкция изначально была несовершенна, поэтому модуль постоянно выходил из строя. По заказу предприятия-производителя мы выявили причины, усовершенствовали конструкцию, изготовили модуль и провели испытание. Наш вариант оказался лучше. Соответственно, мы выпустили конструкторскую документацию, передали ее заказчику и технология пошла в производство.

Сейчас выполняем интересную работу для АО «Карачевский завод «Электродеталь» по автоматизации установки контактов в разъемы.

Еще один «гражданский» проект, выполняемый по заказу частного бизнеса, — сис-тема управления электронной очередью. Поставленной перед нами задачей было уменьшение стоимости аппаратной части системы. Путем оптимизации схемотехнических и конструкторских решений нам удалось снизить себестоимость примерно в четыре раза.

Есть работа, связанная с диагностическим контролем соединений, автоматическим распознаванием дефектов на рентгеновских снимках. Как известно, скрытые дефекты, такие как микротрещины на дорожке, трудно диагностировать, поскольку физически контакт есть — остался кусочек дорожки. Никаким из способов контроля этот дефект не определишь. Точно так же, как в многожильном кабеле в процессе зачистки незаметно повредить или перерезать две-три, а иногда и 70% жил — изменение сопротивления настолько мало, что остается в пределах погрешности и приборами это не отследить. Мы разработали технологию, которая позволяет находить подобные неисправности и дефекты.

Студенты и аспиранты кафедры активно участвуют в выполняемых научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, благодаря чему они получают хорошие навыки и опыт работы, а будущие работодатели присматриваются к потенциальным сотрудникам.

Кроме того, Московский авиационный институт (и наша кафедра в частности) совместно с индустриальными партнерами участвует в программе «Инженерный класс в московской школе», которая задумана именно как реализация программы школа-вуз-предприятие, то есть профориентация будущих специалистов начинается уже со школьной скамьи.

Интервью провел Сергей Веретенников