W artykule opisano laboratoryjną metodę lutowania złączy ceramika-metal w przepustach próżnioszczelnych, na przykładzie wysokonapięciowego przepustu WN10, który jest przeznaczony do wprowadzania napięcia 10 kV do aparatury wysokopróżniowej.
EN
The article describes a laboratory method of brazing of ceramic-metal joints in vacuum-tight feedthroughs, on the example of high-voltage WN10 feedthrough, which is designed for introducing 10 kV voltage into high-vacuum equipment.
Przedstawiono zarys historyczny rozwoju technik próżniowych i miernictwa próżni w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym. Przedstawiono także kilka nowych konstrukcji urządzeń próżniowych opracowanych w ITR a mianowicie: aparaturę ciśnieniowo – próżniową przeznaczoną do hiperpolaryzacji gazów i stosowania obrazowania w badaniach medycznych, aparaturę przeznaczoną do puryfikacji gazów wydzielanych w procesie wygrzewania minerałów ilastych, zastosowaną do oznaczania wieku minerałów w badaniach geologicznych. Zaprezentowano także nowo opracowane pompy próżniowe jak pompa PJ-25S oraz próżniomierz cieplno-przewodnościowy. Opisano także zakres prac prowadzonych w laboratorium wzorcującym miernictwa próżni – akredytowanym w Polskim Centrum Akredytacji.
EN
A historical outline of vacuum technology and vacuum metrology development at the Institute of Tele and Radio Technology (ITR). Also we present new vacuum equipment design developed in the ITR namely: 1. High pressure and vacuum apparatus designed for hyperpolarization of gases applied for lung imaging. 2. Apparatus designed for purification of gases emitted during process of clay minerals annealing, dedicated for age determination of minerals in geological research. We present also newly developed vacuum pumps as PJ-25S and thermo-conductive vacuum gauge. We describe the scope of work carried out in the vacuum metrology calibration laboratory – accredited by the Polish Accreditation Centre.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The influence of carbon ions implantation into Zeranin30 alloy on their sensitivities to pressure and temperature has been investigated . Specimens were foil type, 20µm thick and planar dimensions 1x50mm). The C+ ions, of energy 100, 150 and 250keV, were implanted on the one side of specimens with doses of 1-, 2- and 3x10 17 ions C+/cm2 respectively. Depth distribution of carbon ions were calculated using SRIM method. The implantation range was less than 0.5µm. Due to C+ ions implantation of max energy and dose a12% increase of mean pressure sensitivity of specimens was noted. Using developed earlier method for more accurate interpretation of implanted flat specimens it was possible to determined properties of modified layer we can estimate the pressure sensitivity coefficient (PSC) of the strongly implanted part as three times higher than the value for not implanted one. High-dose implantation with C+ ions remarkably changes also the temperature - resistance characteristic of Zeranin30 specimens, making it more convenient for the use in the further vicinity of the room temperature. The thermo power of implanted Zeranin30 against copper at room temperature appeared to be about 30% smaller than those for not implanted one. SIMS method of determination of concentration of basic Zeranin30 components and introduced C was used. An anomalous concentration of basic component in depths of 300nm has been observed. The maximal depth of implanted carbon atoms was detected as less than 1µm. Investigated specimens were annealed before and after implantation by 100h at temperature of 150oC.
PL
W pracy przedstawiono wpływ średnio-energetycznej, wysoko dawkowej implantacji węglem Zeraninu30 na charakterystykę rezystancja - temperatura oraz na czułość ciśnieniową. Próbki miały wymiary 20µm x2mm x50mm. Zastosowano energie implantacji 100,150 i 250keV i jednostronną implantację dawkami 1- ,2- i 3x1017 jonow C+ / cm2, odpowiednio. Do określenia rozkładu jonów węgla użyto kodu SRIM 2000 określającego maksymalny zasięg na 0.5µm. Po implantacji maksymalną energią i dawką zauważono 12% wzrost średniego współczynnika czułości ciśnieniowej. Stosując metodę określania właściwości warstw silnie implantowanych w próbkach planarnych określono jego trzykrotny wzrost w stosunku do czułości ciśnieniowej zeraninu czystego. Zaobserwowano, korzystne dla zastosowań, rozpłaszczanie się charakterystyki R-T w okolicy temperatury pokojowej, oraz niewielki (30%) spadek siły termoelektrycznej zeraninu30 względem miedzi w temperaturze pokojowej. Metodą SIMS określono rzeczywiste rozkłady podstawowych składników Zeraninu i zaimplantowanych jonow C (z zasięgiem 1µm) stwierdzając anomalne wartości koncentracji składników podstawowych w głębokościach do 200nm. Próbki przed i po implantacji były stabilizowane termicznie w temperaturze 150oC w czasie 100h. (Temperaturowe i ciśnieniowe właściwości rezystancyjnych stopów ZERANIN30 implantowanych jonami C+ o wysokich dawkach i średnich energiach).
W artykule opisano prostą metodę badania desorpcji gazów w układzie wytwarzającym próżnię dynamiczną. Opisano zastosowanie tej metody do kontroli gazowania detali próżniowych w procesie przemysłowym metalizacji odbłyśników żarówek. Opracowany układ i metoda odznaczają się dużą prostotą, zaś czas wykonania badania jest stosunkowo krótki.
EN
Simple method of gas desorption analysis in dynamic vacuum has been developed and applied. The method was described for control of gas desorption of vacuum elements used in the process of metalization of glass electric buld elements. Presented system is simple, easy in use and quick.
Zbadano wpływ wysokiej temperatury na zjawisko dyfuzji występujące na granicy warstw miedzi i niklu w płytkach drukowanych (Printed Circuit Board). Poddano analizie układy warstwowe Cu/Ni/Au po wygrzaniu ich w temperaturach: 200 i 300°C oraz niewygrzewane. Do zainicjowania i utrzymania wyładowania jarzeniowego w trakcie analizy, do badanej próbki przykładano stałe napięcie o wartości 1500V. Proces wyładowania jarzeniowego prowadzono w argonie przy ciśnieniu wynoszącym ok. 1hPa. Zastosowano katodę pośrednią wykonaną z blachy tantalowej z otworem o średnicy 1,5 mm. Uzyskane w trakcie przeprowadzonych analiz wyniki pokazują, że dyfuzja na granicy warstw Cu/Ni nie zachodzi w temperaturze 200°C, natomiast jest wyraźnie widoczna w efekcie grzania układu w temperaturze 300°C. Wyniki pokazują też, że analizator GDMS typ SMWJ-01 może być stosowany do innych badań związanych z charakteryzacją cienkich warstw.
EN
Results of glow discharge mass spectrometry (GDMS) depth profile analysis are presented. Interdiffusion in the Cu-based Cu/Ni/Au trilayer films of a printed circuit board has been investigated for anneal temperatures of 200 and 300°C in forming gas Ar. Non heated sample was also analysed. In GDMS method of analysis the sample is a cathode. Argon positive ions bombard surface of the sample resulting atomization and ionization of atoms from the sample surface. In depth profile mode of analysis we use intermediate cathode. Tantalum diaphragm of 1.5 mm diameter is masking analyzed samples. Glow discharge is obtained in argon at 1 hPa pressure and due to application of 1500 V DC voltage. The results show that Cu/Ni/Au structure is stable up to 200°C. Cu - Ni inter-diffusion occurs at 300°C. GDMS method appears to be a very useful for depth profile analysis of electronic layered structures.
Badano proces usuwania węglowodorów z powierzchni miedzi, glinu i stali z zastosowaniem niskotemperaturowej plazmy nierównowagowej generowanej w wyładowaniu barierowym pod ciśnieniem atmosferycznym. Wyładowanie generowano w argonie lub w powietrzu między elektrodą wykonaną z ceramiki ferroelektrycznej i elektrodą metalową, której powierzchnię pokryto warstwą węglowodoru. Usuwanie warstwy z powierzchni miedzi i glinu jest bardziej efektywne w powietrzu niż w argonie. Usuwanie węglowodorów z powierzchni stali jest tak samo efektywne dla każdego z gazów. Skuteczność usuwania węglowodorów zależy od czasu oddziaływania wyładowania na warstwę węglowodorów. Po usunięciu warstwy badano powierzchnię metali metodą SIMS. Okazało się, że proces usuwania jest skuteczny do grubości warstwy pół mikrometra. Po procesie plazmowym prowadzonym w powietrzu, na powierzchni metalu zostaje jeszcze warstwa węglowodorów o grubości nieprzekraczającej 300 nm dla stosowanej mocy wyładowania.
EN
A process of hydrocarbons eliminating from the surface of Cu, Al and steel applying cold plasma, generated in dielectric barrier discharge at atmospheric pressure, was studied. The discharge was generated between two electrodes in argon or in air. One of the electrodes was made of ferroelectric ceramics and the second one of the metal, which was intentionally covered by thin film of hydrocarbons. In air plasma the film of hydrocarbons is eliminated from the surface of Cu and Al more effectively than in argon plasma. The hydrocarbon film is eliminated from the surface of steel with the same effectivity in both types of plasma gas. The effectiveness of elimination of the film depends on the time of discharge duration. After eliminating of hydrocarbons film the surface of metal was investigated by SIMS method. It was found that the process of film elimination is effective for the thickness of the film, which is limited to a half of micrometer. After plasma process in air the thickness of the remaining film of hydrocarbons reach 300 nm for a given power of discharge.
Przedstawiono wyniki pilotowych pomiarów dotyczących drobin pyłów zawieszonych w środowisku miejskim. Badania pozwoliły na określenie rozkładów ziarnowych drobin pyłów oraz poznanie składu chemicznego poszczególnych frakcji tych drobin. Pobór pyłów prowadzono przy pomocy kolektorów umożliwiających zarówno pomiar stacjonarny na wybranym stanowisku w środowisku miejskim jak i pobór pyłów w tym środowisku przy pomocy osobistego przenośnego kolektora. Celem była także próba porównania składu pierwiastkowego pobieranych drobin z drobinami pyłów adsorbowanych w układzie oddechowym człowieka. W przeprowadzonym badaniu efektów ekspozycji na pyłowe zanieczyszczenia w środowisku miejskim zastosowano swoistą metodę badawczą, traktującą organizm człowieka jako kolektor - pobór materiału biologicznego (tzw. indukowanej plwociny) od wybranej grupy ochotników. Badania spektrometryczne zebranych materiałów wykonano stosując spektrometr mas ze źródłem iskrowym JEOL JMS-1BM2 i wykazano obecność drobin pyłów osadzających się na ścianach dróg oddechowych. Przeprowadzono analizę mikroskopową tych drobin i porównano ich skład pierwiastkowy ze składem drobin pobieranych w środowisku miejskim za pomocą kolektorów mechanicznych.
EN
Results of pilot studies considering collection and analysis of urban environment micro- and nanoparticles are presented. Particulate matter (PM) is collected from indoor and outdoor urban air with several methods using mechanical collectors like personal cascade impactors and quartz filters. The other applied specific method is treating human organism as a collector - this method is based on identification of PM in biological material - induced sputum, collected from the selected group of volunteers. Elemental analysis of the collected material is performed by spark source mass spectrometry (SSMS) using magnetic sector JEOL JMS-1 BM2 mass analyzer. Obtained results of samples collected using mechanical collectors and extracted from induced sputum were compared.
Przedstawiono zasadę działania próżniomierza nowego typu, którego zasada działania opiera się na zjawisku transmisji fali dźwiękowej w gazach. Pomiaru ciśnienia w zakresie 8-1000 mbar dokonuje się na zasadzie emisji fali akustycznej i pomiaru natężenia sygnału akustycznego docierającego do odbiornika. Głowica próżniomierza składa się z nadajnika i odbiornika ultradźwięków o częstotliwości 40 kHz, umieszczonych w obszarze mierzonego ciśnienia. Zmierzona wartość sygnału zostaje przetworzona przez mikroprocesor na wartość ciśnienia i wyświetlona na wskaźniku.
EN
Design and construction of a new type vacuum gauge is described. The gauge operation is based on transmission of sound wave in gases. Pressure measurement in range 8-1000 mbar is due to detection of generated acoustic wave. Generator and receiver of 40 kHz wave are applied. Detected signal is processed by a microprocessor and showed on a display.
W artykule opisano szklaną głowicę jonizacyjną typu Bayarda-Alperta, z katodą renowo-wolframową oraz urządzenie kontrolno-zasilające próżniomierza. Omówiono parametry i właściwości zasilacza oraz właściwości katody renowowolframowej. Niższa temperatura pracy katody renowo-wolframowej niż czystej katody wolframowej (o ok. 180K) przekłada się na większą trwałość katody.
EN
The vacuummeter with a glass Bayard-Alpert gauge is described. As a cathode, rhenium-tungsten alloy wire was used. Parameters of vacuummeter and properties of cathode Re-W were analysed. Lower working temperature of rhenium-tungsten cathode than tungsten cathode (by about 180K) is the reason for its longer life-time.
W artykule opisano próżniową sondę jonizacyjną typu Bayarda-AIperta, opracowaną w Zakładzie Aparatury Próżniowej ITR. W sondzie zastosowano katodę renowomolibdenową. Przeprowadzono analizę parametrów katody pod względem szybkości parowania, trwałości, wartości prądu emisyjnego i temperatury pracy. Porównano właściwości tej katody z katodą wolframową. Stwierdzono większą szybkość parowania katody renowo-molibdenowej. Jednocześnie katoda ta może pracować w temperaturze ok. 150K niższej niż katoda wolframowa przy tej samej wartości prądu emisyjnego, co pozwala zmniejszyć desorpcję termiczną z głowicy.
EN
Ultra high vacuum ion gauge type Bayard Alpert is described. As a cathode, Re-Mo alloy wire was used. Parameters like evaporation rate, lifetime, emission current and working temperature were analyzed and compared to tungsten wire cathode. Higher evaporation rate of Re-Mo cathode was observed, however this cathode works at 150K lower temperature than tungsten cathode yielding the same emission current. It allows to limit thermal desorption from the gauge.
Zaprezentowano wyniki prac badawczych dotyczących zastosowania spektrometru mas wyładowania jarzeniowego GDMS (glow discharge mas spectrometer) typ SMWJ-01 do analizy składu pierwiastkowego stopów lutowniczych. Celem głównym pracy było wykonanie analizy pierwiastkowej lutowia ze szczególnym uwzględnieniem zawartości ołowiu. Zbadano lutowia typu Sn97C, Sn100C, Sn63Pb37. W artykule zaprezentowano również wyniki analiz lutowi zawierających lit. W zastosowanym spektrometrze GDMS proces analityczny oparty jest na zjawisku wyładowania jarzeniowego, które powoduje trawienie i jonizację badanego materiału. Napięcie przykładane do badanej próbki wynosi -2500 V. Gazem wyładowczym jest argon o ciśnieniu 1hPa. Jako analizator wykorzystywany jest kwadrupolowy filtr mas. Użyty do analiz spektrometr wyładowania jarzeniowego SMWJ-01, opracowany w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym, przeznaczony jest do szybkiego i precyzyjnego określenia składu pierwiastkowego metali, stopów metali oraz izolatorów, może być również stosowany do analiz profilowych układów warstwowych.
EN
Results of glow discharge mass spectrometry (GDMS) analysis are presented. Analysed were solder materials: Sn97C, Sn100C, Sn63Pb37. The main aim was to find concentration of lead. Solders containing Li were analysed as well. Glow discharge occurs during the analysis. Argon ions of the glow discharge are etching the surface of the analysed sample. Sputtered material is ionized in glow discharge and the obtained ions are extracted into quadrupole mass analyzer. Glow discharge is generated using 2500 V DC and 1hPa of argon as a discharge gas. GDMS (type SMWJ-01) spectrometer allows to perform quick and quantitative analysis of metals and its' alloys as well as isolators. This analyzer can also be used for depth profile analysis of thin films and layered structures.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Secondary ion mass spectrometry (SIMS) has been used to determine depth profiles of thin boron nitride films adapted as insulators in metal-insulator-semiconductor (MIS) devices. The negative secondary ion detection has been chosen to overcome the sample surface charging due to Ar+ primary ion beam bombardment and to determine the elemental distribution without an electron flood gun treatment. Thin boron nitride films of 20-200 nm thickness were obtained by the radiofrequency plasma-assisted chemical vapour deposition method on Si-substrate with various flows of the gas source. The effect of silicon diffusion from the substrate into the insulator on nitrogen detection due to multiply charged Si ion mass interferences is observed. In order to entirely eliminate the silicon contribution to nitrogen signal in SIMS, we propose to produce BN film on two substrates (e.g., Si and GaAs) simultaneously and then to determine the nitrogen profile. The data obtained for MIS devices formed by covering the BN film with Al layer reveal also Al presence in the insulating film.
Przedstawiono wyniki prac badawczych dotyczących zastosowania nowo opracowanego spektrometrycznego analizatora wyładowania jarzeniowego (typ SMWJ-01) do analizy profilowej układów warstwowych. Jako układy testowe badano cienkie warstwy azotków tytanu i chromu nanoszone metodą plazmową na powierzchnię stali. W trakcie analizy powierzchnia badanych próbek ulega trawieniu jonowemu w obszarze wyładowania jarzeniowego. Rozpylone składniki atomowe ulegają jonizacji i są analizowane przez układ kwadrupolowego filtru mas. Rejestrowane prądy jonów odzwierciedlają skład atomowy rozpylanych warstw. Zastosowana metoda umożliwia analizę warstw (szybkość trawienia ok.0,8 žm/min). Czas analizy jest krótki - wynosi ok. 15 min wraz z zamocowaniem badanej próbki w analizatorze. Do wytworzenia wyładowania jarzeniowego stosowano stałe napięcie 1350 V oraz ciśnienie argonu ok. 1 hPa. Analizator GDMS typ SMWJ-01 może być stosowany do charakteryzacji cienkich warstw, a wyniki mogą być zastosowane w technologii nanoszenia warstw oraz kontroli ich jakości.
EN
Results of glow discharge mass spectrometry (GDMS) depth profile analysis are presented. Analysed structures were TiN and CrN materials deposited on st-3 steel using vacuum plasma arc method. During the analysis surface of samples is eroded by argon ions originated from glow discharge. Ion sputtering allows to remove atomic layers of the structures. Sputtered material is ionized in glow discharge and ions are extracted into quadrupole mass analyzer. Registered ion currents reflect the uncovered structure. The method allows for 0,8 mm/min sputtering rate and quick analysis time - 15 min including sample loading and pumping. Glow discharge is obtained using 1500 V DCand 1hPa of working gas argon. Intermediate cathode of 1.5 mm diaphragm is used to mask analysed samples. The method shows that thin layers can be analysed with a good depth resolution. Multilayer system allows to resolve 10 nm thick single layers of TiN and CrN. The simple construction analyser can be used for thin film characterization and technology process monitoring.
W artykule opisano laboratoryjny zestaw spektrometru mas wyładowania jarzeniowego opracowany i wykonany w Przemysłowym Instytucie Elektroniki w Warszawie. Wyładowanie jarzeniowe jest inicjowane prądem stałym w obecności argonu jako gazu wyładowczego i powoduje rozpylanie jonowe analizowanej próbki. Powstałe jony są analizowane za pomocą kwadrupolowego spektrometru mas. Przedstawiono podstawowe parametry urządzenia i przykłady uzyskanych spektrogramów.
EN
A laboratory model of a glow discharge mass spectrometer with Grimm-type glow discharge ion source and quadruple mass spectrometer has been developed. This spectrometer provides detailed analysis of metals, alloys and isolators at a very attractive price.
This work reports on changes in the properties of ultra-thin PECVD silicon oxynitride layers after high- temperature treatment. Possible changes in the structure, composition and electrophysical properties were investigated by means of spectroscopic ellipsometry, XPS, SIMS and electrical characterization methods (C-V, I-V and charge- pumping). The XPS measurements show that SiOxNy is the dominant phase in the ultra-thin layer and high-temperature annealing results in further increase of the oxynitride phase up to 70% of the whole layer. Despite comparable thickness, SIMS measurement indicates a densification of the annealed layer, because sputtering time is increased. It suggests complex changes of physical and chemical properties of the investigated layers taking place during high-temperature annealing. The C-V curves of annealed layers exhibit less frequency dispersion, their leakage and charge-pumping currents are lower when compared to those of as-deposited layers, proving improvement in the gate structure trapping properties due to the annealing process.
Experiments presented in this work are a summary of the study that examines the possibility of fabrication of oxynitride layers for Si structures by nitrogen implantation from rf plasma only or nitrogen implantation from rf plasma followed immediately by plasma oxidation process. The obtained layers were characterized by means of: ellipsometry, XPS and ULE-SIMS. The results of electrical characterization of NMOS Al-gate test structures fabricated with the investigated layers used as gate dielectric, are also discussed.
In this paper differences in chemical composition of ultra-thin silicon oxynitride layers fabricated in planar rf plasma reactor are studied. The ultra-thin dielectric layers were obtained in the same reactor by two different methods: ultrashallow nitrogen implantation followed by plasma oxidation and plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD). Chemical composition of silicon oxynitride layers was investigated by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and secondary ion mass spectrometry (SIMS). The spectroscopic ellipsometry was used to determine both the thickness and refractive index of the obtained layers. The XPS measurements show considerable differences between the composition of the fabricated layers using each of the above mentioned methods. The SIMS analysis confirms XPS results and indicates differences in nitrogen distribution.
The goal of this work was to study nitrogen implantation from plasma with the aim of applying it in dual gate oxide technology and to examine the influence of the rf power of plasma and that of oxidation type. The obtained structures were examined by means of ellipsometry, SIMS and electrical characterization methods.
Przedstawiono konstrukcję oraz parametry techniczne i metrologiczne spektrometru mas wyładowania jarzeniowego, opracowanego w Przemysłowym Instytucie Elektroniki. Spektrometr ten wyposażony jest w źródło wyładowania jarzeniowego oraz kwadrupolowy spektrometr mas (1...200 j.m.a.). Umożliwia szybką analizę ilościową metali i izolatorów; przeznaczony jest głównie do monitorowania składu wytwarzanych materiałów np. stali oraz stopów metali nieżelaznych z czułością do 1 ppm.
EN
The design of quadrupole based glow discharge mass spectrometer recently constructed in Industrial Institute of Electronics is presented. The analyser is equipped with glow discharge cell and quadrupole mass spectrometer (1...200 amu). It allows elemental quantitative analysis of metals, alloys and insulators with detection limits of 1 ppm. The construction is optimised for industrial applications mainly in metallurgy.
W artykule przedstawiono termiczną utylizację tworzyw sztucznych zawierających halogenowe antypireny, które występują w odpadach elektronicznych w szczególności w płytkach obwodów drukowanych. W wyniku pirolizy takich odpadów można otrzymać 3 rodzaje produktów: a- stała pozostałość, w której nie wykryto obecności niebezpiecznych halogenów, b- ciekła pozostałość - mieszanina węglowodorów, z których część po procesach chemicznej przeróbki można zastosować w produkcji lepiku, papy lub olejów smołowych i c- gaz procesowy, z którego można odzyskać halogeny.
EN
This paper presents the results of thermal utilization of plastics including halogenated flame retardants, descended from printed circuit boards. Three types of products can be obtained as results of thermal treatment (pyrolysis) of electronic wastes: a - solid residue, devoid of hazardous halogens, b- oil - mixture of hydrocarbons which can be used in building and c - gas from which halogens can be recycled.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.