Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sintered nanosilver joints on rigid and flexible substrates

Kiełbasiński K., Szałapak J., Młożniak A., Teodorczyk M., Pawłowski R., Krzemiński J., Jakubowska M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 3

325--331

EN

Because of new EU laws restricting the use of harmful substances (i.e. Pb because of the RoHS Directive), the search for new methods of joining has become highly urgent. The main problem for most solutions known to date has been to achieve good electrical parameters while maintaining low sintering temperaturatures. Pastes based on silver nanoparticles were developed, which allow to sinter below 300 ° C. Those layers have sheet resistance below 2 mΩ/sq. Low exposure to heat allows to use these pastes on elastic substrates such as paper or Kapton foil. In present work, the authors proved that it is possible to obtain joints on elastic substrates which can withstand over 30 000 cycles in bend test, with sintering in 300°C, by means of the Low Temperature Joining Technique (LTJT).

2

Preliminary investigations of creep strain of Neogene clay from Warsaw in drained triaxial tests assisted by computed microtomography

Kaczmarek Ł. D., Dobak P. J., Kiełbasiński K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2017

|

Vol. 39, nr 2

35--49

EN

The study concerns soil creep deformation in multistage triaxial stress tests under drained conditions. High resolution X-ray computed microtomography (XμCT) was involved in structure recognition before and after triaxial tests. Undisturbed Neogene clay samples, which are widespread in central Poland, were used in this study. XμCT was used to identify representative sample series and informed the detection and rejection of unreliable ones. Maximum deviatoric stress for in situ stress confining condition was equal 95.1 kPa. This result helped in the design of further multistage investigations. The study identified the rheological strain course, which can be broken down into three characterizations: decreasing creep strain rate, transitional constant creep velocity, and accelerating creep deformation. The study found that due to multistage creep loading, the samples were strengthened. Furthermore, there is a visibly “brittle” character of failure, which may be the consequence of the microstructure transformation as a function of time as well as collapse of voids. Due to the glacial tectonic history of the analyzed samples, the reactivation of microcracks might also serve as an explanation. The number of the various sizes of shear planes after failure is confirmed by XμCT overexposure.

3

Stateczność zbocza i zagrożenie osuwiskowe w świetle kompleksowych badań geologicznych

Gawriuczenkow I., Kaczmarek Ł., Kiełbasiński K., Kowalczyk S., Mieszkowski R., Wójcik E.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2017

|

Vol. 26, No. 1

85--98

PL

W artykule przedstawiono studium przypadku oceny stateczności zbocza zlokalizowanego w południowej Polsce, w obszarze o skomplikowanej budowie geologicznej. Zaproponowano wieloetapową metodologię oceny stateczności zbocza. Zastosowane komplementarne techniki badawcze pozwoliły uzyskać dokładną i rzetelną ocenę stateczności analizowanego zbocza, a przedstawiona wieloetapowa procedura analizy uwarunkowań stateczności umożliwiła uwzględnienie różnych cech i mechanizmów destabilizujących stan równowagi, co pozwala na prognozowanie kierunków zagospodarowania przestrzennego.

EN

The multistage methodology of the slope stability analysis, based on a case study, is presented in the paper. The study area is located in southern Poland, where geological conditions are complex. A numerous complementary research techniques that were applied provided reliable and exact assessment of equilibrium state of the slope. The results have shown that presented multistep procedure takes into account various destabilizing factors and therefore enables the prediction of the future spatial planning.

4

Propozycja wykorzystania wysokorozdzielczej mikrotomografii komputerowej do analizy gruntu spoistego w badaniach pełzania

Kaczmarek Ł., Kiełbasiński K.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2016

|

Vol. 25, No. 3

277--289

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań z wykorzystaniem wysokorozdzielczej mikrotomografii komputerowej (μCT) zastosowanej w celu uzyskania obrazu struktury wewnętrznej gruntu. Wyniki prześwietlań μCT zostały wykorzystane do selekcji miarodajnych próbek do badań, a także do oceny zmian struktury w analizie pełzania gruntu podczas badań trójosiowych. Badania przeprowadzono na pastach gruntowych wykonanych z iłów mio-polioceńskich pobranych z Warszawy oraz próbkach NNS mioceńskiego iłołupka pochodzącego z zapadliska przedkarpackiego. Pierwszą serię badań przeprowadzono na iłowych pastach gruntowych, a następnie na iłołupkach, prowadząc standardowe badania typu CU z określeniem maksymalnych parametrów wytrzymałościowych oraz naprężeń niszczących wykorzystywanych w późniejszych badaniach pełzania. W kolejnym etapie badań, z wykorzystaniem próbek wstępnie przebadanych w mikrotomografie, przeprowadzono badania pełzania gruntu w aparacie trójosiowego ściskania przy naprężeniach osiowych nieprzekraczających maksymalnej wartości dewiatora naprężenia. Na podstawie uzyskanych obrazów struktury wewnętrznej gruntu określono typy zniszczeń w poszczególnych próbkach oraz obliczono zawartość szczelin naturalnych i pozniszczeniowych. Dodatkowo uzyskano trójwymiarowe modele próbek, które można wykorzystać do dalszych symulacji badań laboratoryjnych. Obrazy 2D i 3D wewnętrznej struktury gruntów spoistych stwarzają nowe możliwości w poznawaniu procesów zmian właściwości gruntów.

EN

Article presents results of high-resolution computed microtomography (μCT) use in internal structure of soil samples’ image analysis. These results enable the determination of reliable series of samples. Furthermore, μCT analysis revealed structure changes during static load and creep triaxial tests. The study was performed with the use of Mio-Pliocene clay paste and undisturbed Miocene clay-slate samples. The μCT tests were implemented before and after triaxial tests. Firstly, the remoulded clay samples from Warsaw were analysed and then clay-slate samples from the Carpathian Foredeep. Before creep triaxial tests were done, standard static load triaxial tests (type CU) were performed. Thanks to previous analysis stage, strength parameters and maximum failure axial stress were defined. The next stage were the creep triaxial tests with non-failure stress field condition, which were determined according to the previous study stage. Based on the obtained μCT images of the structure, the types of failure were characterised and three-dimensional models of samples were generated. Additionally, fractions of natural and post-failure fractures were calculated. Two- and three-dimensional images of the internal structure of cohesive soils establish new opportunities in the analysis of soil properties adjustment processes.

5

Zastosowanie numerycznych obliczeń stateczności zboczy dla oceny potencjalnych stref przemieszczeń zwietrzelin i koluwiów rozwiniętych na podłożu fliszowym

Dobak P., Gawriuczenkow I., Kaczmarek Ł. D., Kiełbasiński K., Wójcik E.

Przegląd Geologiczny

|

2016

|

Vol. 64, nr 9

683--693

EN

This study concerns the modeling potential of slopes development with use of numerical stability calculations. Boundary conditions of performed numerical simulations are according to morphological and geological engineering conditions of the flysch slope shaped by weathering and surface mass movements. The multilaminate material model was used in order to imitate shale spatial variation in weathering zones. Furthermore, X-ray computed microtomography technique enabled for visualization of varied condition of shear surface extortion, which cause physical and strength parameters diversity. Calculation outputs show that geometry and location of deformation zones are affected by a model input strength parameter. The presented results confirm utility of numerical modeling as important aspect in the investigation and verification of spatiotemporal slope development cycle.

6

Stabilność wysokotemperaturowa ekologicznych rezystorów grubowarstwowych

Kiełbasiński K., Szałapak J., Krzemiński J., Młożniak A., Jakubowska M., Szostak S.

Materiały Elektroniczne

|

2016

|

T. 44, nr 2

17--26

PL

W związku z Dyrektywą RoHS, która weszła w życie w 2006 roku producenci materiałów elektronicznych zostali zmuszeni do wyeliminowania m.in. ołowiu i jego związków ze składów tych materiałów. Dyrektywa wymusiła zmianę składu past służących do wytwarzania rezystorów grubowarstwowych szeroko rozpowszechnionych w konsumenckim sprzęcie elektronicznym. Autorzy zaproponowali nowatorskie pasty rezystywne zdolne w pełni zastąpić pasty oparte o ołów i jego związki. Ponadto zostały przeprowadzone badania odporności na narażenia termiczno-prądowe, które ujawniły przewagę użytkową w aspektach stabilności rezystancji na cykliczne narażenia temperaturowe nowych past wobec past tradycyjnych.

EN

Under the EU directive on the Restriction of Hazardous Substances (RoHS) implemented in 2006, producers of electronics materials were obliged to eliminate lead and its compounds from the compsition of their products. As a consequence of this directive the changes affected the compositions of pastes used in the production of thick-film resistors, widely used in mass electronics. The authors have developed new compositions for the resistive thick film pastes, to replace the ones based on lead. Moreover, the thermal and electrical studies showed the advantage of the new ompositions over the traditional ones in terms of resistance stability under temperature cyclic test.

7

Stress-strain behaviour analysis of Middle Polish glacial tills from Warsaw (Poland) based on the interpretation of advanced field and laboratory tests

Bąkowska A., Dobak P., Gawriuczenkow I., Kiełbasiński K., Szczepański T., Trzciński J., Wójcik E., Zawrzykraj P.

Acta Geologica Polonica

|

2016

|

Vol. 66, no. 3

561--585

EN

The selected parameters of the Wartanian and Odranian tills, with relation to their spatial occurrence, grain size distribution, mineralogical composition, matric suction and other physical characteristics, are presented. The assessment of the lithogenesis and stress history on the microstructure is attempted. The comparison of the compression and permeability characteristics from field and laboratory tests has been performed. Laboratory consolidation tests carried out with up to 20MPa vertical stress, revealed two yield stress values, one in the range of a couple hundreds kPa, the other in the range of a couple thousands kPa. Based on those results, the reliability of the soil preconsolidation assessment, with the use of the two different methods is discussed. The aspect of the triaxial strength reduction under the dynamic loading of diverse frequency and amplitude is raised. The research results depict a variety of possible geological-engineering characteristics, under the divergent constraints scenarios, of compression or strength weakening origin. The effects of the specialized research program will widen the possibilities of physio-mechanical and structural characterization of soils for geological-engineering purposes.

8

A Method Of Calculating Thermal Diffusivity And Conductivity For Irregularly Shaped Specimens In Laser Flash Analysis

Szałapak J., Kiełbasiński K., Krzemiński J., Młożniak A., Zwierkowska E., Jakubowska M., Pawłowski R.

Metrology and Measurement Systems

|

2015

|

Vol. 22, nr 4

521--530

EN

The Low Temperature Joining Technique (LTJT) using silver compounds enables to significantly increase the thermal conductivity between joined elements, which is much higher than for soldered joints. However, it also makes difficult to measure the thermal conductivity of the joint. The Laser Flash Analysis (LFA) is a non-intrusive method of measuring the temperature rise of one surface of a specimen after excitation with a laser pulse of its other surface. The main limitation of the LFA method is its standard computer software, which assumes the dimensions of a bonded component to be similar to those of the substrate, because it uses the standard Parker’s formula dedicated for one-dimensional heat flow. In the paper a special design of measured specimen was proposed, consisting of two copper plates of different size joined with the sintered silver layer. It was shown that heat properties of these specimens can also be measured after modifying the LFA method. The authors adapted these specimens by masking the false heat signal sourced from the uncovered plate area. Another adaptation was introducing a correcting factor of the heat travel distance, which was calculated with heat-flow simulations and placed into the Parker’s formula. The heat-flow simulated data were compared with the real LFA measurement results, which enabled estimation of the joint properties, e.g. its porosity.

9

Wielkoskalowa technologia wytwarzania nanoproszku srebra

Pawłowski R., Sobik P., Halama O., Nikiel W., Jakubowska M., Krzemiński J., Kiełbasiński K., Szałapak J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 10

27-30

PL

W niniejszym artykule przedstawiono zagadnienie skalowania procesu produkcji nanoproszku srebra otrzymywanego metodą termicznej redukcji prekursora ze skali laboratoryjnej do skali przemysłowej. Omówiono metody oceny poprawności procesu skalowania produkcji. Przedstawiono również przykładowe zastosowania nanoproszku srebra jako głównego składnik past, farb i tuszy przewodzących. Ponadto uwagę skupiono na możliwości zastosowania farb nanosrebrowych do srebrzenia powierzchni aluminiowych jako alternatywy do procesów elektrochemicznych.

EN

In this article the author presents the issue of production process scaling of silver nanopowder obtained by means of precoursor thermal reduction from lab scale to industrial-scale. Methods of evaluation of production scaling process, as well as exemplary nanopowder administration (as main ingredient of pastes, paints and conductive inks) have also been discussed. Additionally, the author has highlighted the possibility of nanosilver paint application to silverplate the aluminium surfaces as an alternative to electro-chemical processes.

10

Laserowa korekcja kompozytowych rezystorów grubowarstwowych opartych na nanoformach węgla

Dybowska-Sarapuk Ł., Kiełbasiński K., Jakubowska M., Młożniak A., Janczak D., Wyżkiewicz I.

Materiały Elektroniczne

|

2014

|

T. 42, nr 4

25--31

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z korekcją elementów biernych metodą piaskową oraz laserową. Wytworzono polimerowe rezystory z trzech rodzajów past rezystywnych: grafenowej, grafitowej i z nanorurek węglowych oraz sprawdzono ich właściwości, m.in. wartości rezystancji, TWR oraz grubości warstw. Przeprowadzono korekcję laserową polegającą na nacinaniu warstwy rezystywnej oraz wykonano szereg badań mających na celu sprawdzenie zmian właściwości elementów biernych po korekcji. Poddano analizie uzyskane wyniki badań pod kątem efektywności korekcji laserowej rezystorów z trzech badanych materiałów.

EN

This paper examines issues related to the correction of resistors using the abrasive and laser methods. Three types of resistors, i.e. graphene, graphite and carbon nanotube resistors, were manufactured and their properties such as resistance, TWR and thickness of resistive layers were measured. Laser correction involving cutting of the resistive layer was performed. This part of work included the execution of a series of tests to verify changes in the properties of passive components after trimming. As the final step, the obtained results were analyzed to check the efficiency of laser correction of the resistors based on the three tested materials.

11

Badanie właściwości szkliw pod kątem zastosowań w grubowarstwowych mikrorezystorach fotoformowalnych

Kiełbasiński K., Zwierkowska E., Achmatowicz S., Młożniak A., Jakubowska M.

Materiały Elektroniczne

|

2013

|

T. 41, nr 1

10--16

PL

W artykule wyjaśniono wpływ lepkości i napięcia powierzchniowego szkliwa w temperaturze wypalania na kształt ścieżek o szerokości kilku dziesiątek mikrometrów otrzymanych za pomocą nowoczesnych metod takich jak fotoformowanie. Opracowanie w głównej mierze dotyczy mikrorezystorów z powodu znacznej zawartości w nich szkliwa. Opisano problemy występujące w fotoformowalnych pastach światłoczułych, związane z ich nadmiernym rozpływem i wyciekiem szkliwa. Zaproponowano rozwiązanie tych problemów przez zastosowanie szkliw o wysokim napięciu powierzchniowym co pociąga za sobą dużą wartość kąta zwilżania podłoża. Przedstawiono metodę pomiaru kąta zwilżania, którą zastosowano do oceny kilku szkliw opracowanych w ITME. Następnie obliczono teoretyczną szerokość mikrorezystorów po wypaleniu. Stwierdzono, że szkliwa bezołowiowe zastosowane do mikrorezystorów są znacznie mniej podatne na rozpływ podczas wypalania niż szkliwa zawierające tlenek ołowiu, zatem są preferowane do mikrorezystorów.

EN

This paper examines the theoretical influence of certain properties of glass exhibited at a firing temperature, like viscosity and surface tension, on the shape of a few tens of microns wide lines, which can be obtained in a state-of-the-art thick film fabrication process i.e. photoimaging. Resistive lines are the main focus of attention because of their high glass content. The major disadvantages of experimental microresistors, like glass bleeding and excessive reflow, are discussed. Solutions to these problems, including glass with a high surface tension and, in consequence, a high wetting angle, are proposed. An experimental method of measuring the wetting angle, which was used to assess the quality of various glasses analyzed at ITME, is shown. The results have proved that lead-free glasses are less affected by excessive reflow than their lead oxide containing counterparts, and therefore are more suitable for microresistors.

12

Temperature control for disposable lab-on-chip microsystems

Kalenik J., Kiełbasiński K., Król K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 3

95-96

EN

In this document a new approach for sensing and controlling temperature in lab-on-chip systems is presented. It is utilized in disposable flow-through microsystem with optical detection for measurement of creatinine concentration in urine and postdialysate fluid. Heating system was realized as a ceramic based thick-film resistor with controlled temperature behaviour, designed specifically for ensuring uniform power distribution through the system.

PL

W pracy zaproponowano nową metodę detekcji i kontroli temperatury w mikrofluidycznych systemach typu lab-on-chip. Pozwala ona na stosowanie jednorazowych modułów mikrofluidycznych służących do detekcji koncentracji keratyniny w moczu oraz płynach ustrojowych podczas dializy. System grzewczy zrealizowany został w formie grubowarstwowego rezystora o kontrolowanym temperaturowym współczynniku rezystancji, zaprojektowanym w celu zapewnienia jednorodnej dystrybucji mocy grzewczej w obrębie systemu.

13

Further improvement of Pb/Cd-free CaRuO3 thick-film resistors

Stadler A. W., Zawiślak Z., Kolek A., Kiełbasiński K., Jakubowska M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 3

115-118

EN

New generation of Pb/Cd-free CaRuO3 -based resistive paste has been used for preparation thick-film resistors (TFRs) with contacts made of various conductive pastes. Sample Pb/Cd-free TFRs with sheet resistance -2.6 kΩ have been examined in terms of noise and resistance measurements in temperature range 77...300K. Low-frequency noise has been identified to be resistance noise with two components: (i) 1/f noise and (ii) Lorentzians resulting from thermally activated noise sources (TANSs). Low frequency noise spectroscopy has been applied to obtain noise maps for different sectors of TFRs. These maps have been then used to detect TANSs and calculate their activation energy which occurred to be in the range 0.08...0.6 eV. Integral measure of noise has been mtroduced to extract noise components originated from bulk resistive material (Cbulk) and from resistive-to-conductive films interface (Cint). Next, parameters Cbulk and Cint have been used for noise properties comparison of different resistive materials and for evaluation of interface quality for different contacts. Results may be helpful in preparation/selection compatible pastes for thick-film technology in order to obtain reliable and low-noise Pb/Cd-free TFRs.

PL

W pracy przedstawiono badania właściwości elektrycznych bezołowiowych rezystorów grubowarstwowych wykonanych z pasty rezystywnej nowej generacji na bazie CaRuO3. Testowe rezystory, o rezystancji powierzchniowej -2,6 kΩ zostały poddane badaniu rezystancji i szumu w funkcji temperatury w zakresie 77.. 300K. Stwierdzono, że rezystancyjny szum niskoczętotliwościowy składa się z dwóch składników: (a) szumu 1/f i (b) szumu lorencjanowskiego pochodzącego od termicznie aktywowanych źródeł szumu (TAZS). Zastosowano niskoczęstotliwościową spektroskopię szumową do wyznaczenia map szumu dla różnych obszarów (sektorów) rezystora. Mapy pozwoliły wykryć TAZS i obliczyć ich energie aktywacji, które mieszczą się w przedziale 0.08...0.6 eV. Ponieważ mapy szumu są specyficzne dla rezystora, więc wprowadzono całkową miarę szumu a jej liniowa zależność od rozmiaru sektora rezystora była podstawą wydzielenia szumu warstwy (Cbulk) i szumu kontaktów (Cint). Parametry Cbulk i Cint posłużyły do oceny porównawczej właściwości szumowych badanych warstw oraz do oceny jakości interfejsu warstwa rezystywna/przewodząca dla różnych kontaktów. Wyniki badań mogą być pomocne przy opracowywaniu systemu kompatybilnych materiałów bezołowiowych dla technologii grubowarstwowej i jego optymalizacji w celu uzyskania materiałów do produkcji stabilnych rezystorów o małym poziomie szumów.

14

Ocena właściwości mechanicznych iłów zastoiskowych okolic Radzymina na podstawie sondowań sejsmicznych SCPTU

Kiełbasiński K., Zawrzykraj P.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 446 (2)

361--368

PL

W artykule zaprezentowano wyniki sondowań sejsmicznych typu SCPT, przeprowadzonych w iłach warwowych okolic Radzymina. Badania wykonano za pomocą aparatury SCPTu firmy Geotech. Rezultaty pomiarów poddano analizie statystycznej w celu opracowania zależności korelacyjnej prędkości fali ścinającej Vs od oporu na stożku qt. Analizy odniesiono do obowiązujących w światowych badaniach związków korelacyjnych wiążących prędkość fali ścinającej z parametrami penetracji sondowań statycznych.

EN

This paper presents a method of seismic piezocone tests. It presents a brief description of the SCPTu Geotech testing apparatus and testing methodology. The results obtained at Mokre test site from in situ measurements of seismic wave velocity in varved clays are presented and analyzed. Local statistical correlations between shear wave velocity Vs and cone resistance q1 are presented in this paper.

15

Charakterystyka właściwości mechanicznych iłów zastoiskowych z okolic Radzymina na podstawie badań presjometrycznych

Zawrzykraj P., Kiełbasiński K.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 446 (2)

429--435

PL

Omówiono wyniki badań geologiczno-inżynierskich iłów zastoiskowych z rejonu Radzymina. Parametry mechaniczne otrzymano w toku badań wykonanych w warunkach in situ przy użyciu presjometru Menarda. Do testów zastosowano najnowszy model firmy Apageo wyposażony w elektroniczny system rejestracji GeoSPAD. Otrzymane dane zestawiono i porównano z wynikami z sondy statycznej CPT oraz dylatometru Marchettiego DTM. Przy zastosowaniu wspomnianej aparatury dokonano oceny modułu ściśliwości, naprężenia pełzania, naprężenia granicznego, współczynnika parcia gruntu w spoczynku i in. Zwrócono uwagę na rozbieżności w uzyskanych wartościach w zależności od metodyki badań. W artykule przedstawiono także sytuację geologiczną iłów zastoiskowych występujących w badanym rejonie.

EN

The paper presents the results of engineering-geological studies of ice-dammed clays from Radzymin area in Poland. The mechanical parameters were obtained from the in situ tests performed with Menard pressuremeter. Tests were carried out using up to date control-test unit GeoSPAD. The results were set and compared with those from static test (CPT) and dilatometer test (DMT). Pressuremeter modulus, creep pressure, limit pressure and coefficient of earth pressure at rest and others parameters were evaluated. The differences between the results obtained from selected method were noticed: Geological conditions of ice-dammed clays in study area were also presented in the paper.

16

Zachowanie się glin lodowcowych z warszawskiego Ursynowa podczas obciążeń statycznych i dynamicznych

Kaczyński R., Bąkowska A., Kiełbasiński K.

Przegląd Geologiczny

|

2010

|

Vol. 58, nr 9/2

873-878

EN

The stress-strain behaviour of tills under static and dynamic loadings were analyzed in the paper. Test results conducted on the tills from Ursynów area inWarsaw are presented. Extensive spectrum of advanced laboratory testing (including SEM, Row-Barden consolidometer, ring-shear apparatus, dynamic triaxial testing system) was used to determine physical, mechanical and microstructural properties of tills. Under static loadings studied tills have showed the behavior characteristic to overconsolidated soils. Parameters of residual shears strength are 40% lower comparing to maximum shear strength. Under cyclic loading of acceleration up to 1.5 m/s2 the failure did not appear. Cyclic loading causes a reduction in shear resistance, post-cyclic shear strength is equal to 18-76% of static (monotonic) shear strength of studied tills.

17

Kompatybilność materiałów w bezołowiowym systemie rezystywnym

Kiełbasiński K.

Materiały Elektroniczne

|

2008

|

T. 36, nr 3

39-46

PL

W wyniku wydanych przez Unię Europejska dyrektyw RoHS i WEEE zaistniała konieczność kompleksowej przebudowy materiałowej składników systemu rezystywnego. Po l lipca 2006 tlenki kadmu i ołowiu, które były obecne w tradycyjnym systemie rezystywnym, nie mogą być stosowane. Dyrektywy te zabraniają również stosowania stopu lutowniczego SnPb, wykorzystywanego dotychczas do montażu elementów dyskretnych i dołączania wyprowadzeń. Rezystory grubowarstwowe dotychczas bazowały na rutenianie bizmutu, który zawdzięczał swoją stabilność obecności ołowiu. Po wprowadzeniu dyrektyw unijnych ołów i kadm musiały zostać wyeliminowane z warstw grubych, natomiast stop lutowniczy SnPb należało zastąpić lutowiami bezołowiowymi. Pojawiły się problemy kompatybilnościowe pomiędzy warstwami palladowo-srebrowymi i nowymi lutami bezołowiowymi. Zmiany te wymusiły znaczącą zmianę składu warstw grubych. Warstwy palladowo-srebrowe zastąpiono srebrowymi, co pociągnęło za sobą nasilenie zjawisk migracji jonowej oraz elektromigracji. Pojawiły się nowe problemy ze stabilnością warstw rezystywnych oraz współpracy warstw przewodzących z rezystywnymi.

EN

This paper presents the evolution of resistive systems in thick film technology after RoHS and WEEE environmental regulations introduced by European Union. The films in traditional resistive system contain lead and cadmium oxides that cannot be used after July 1th 2006 according to the new EU regulations. The tin-lead solder alloys were used in such systems for attaching discrete components and terminations assembly. The conductive films were based on palladium-silver layer in order to limit dissolution rate of silver as well as to protect against ionic migration and electromigration effects while the circuit with the resistive system is powered. The resistive films were based on bismuth ruthenium that was very stable in the presents of lead. The new regulations obliged to eliminate lead and cadmium from thick film materials including tin-lead solder alloys. Such a change required a far going change of thick-film compositions. The new problems appeared inside the resistive layer as well as at the interfaces resistive-conductive layer and conductive layer lead-free solder. The author proposed a silver-platinum conductive layer and ruthenium dioxide resistive layer for environmental friendly resistive system.

18

Environmental friendly thick film resistors with wide resistance range

Kiełbasiński K., Młożniak A., Jakubowska M.

Materiały Elektroniczne

|

2008

|

T. 36, nr 4

85-94

EN

This paper presents the results on investigation of lead-free and cadmium-free resistive paste compositions based on calcium ruthenate (CaRuO3) and ruthenium dioxide (RuO2), that sheet resistance exceeds 10 kΩ/q. Two regulations: Waste Electrical and Electronic Equipment Directive (WEEE), and Restriction of Hazardous Substances (RoHS) were established on July the 1 st 2006. They forced the electronics equipment producers to discontinue using lead, cadmium and a few other substances. The Surface Mounted Devices (SMD) resistors, that exist in almost every modern electronic device contain thick film resistive layer, according to new regulations cannot contain hazardous substances. The series of new RoHS compliant resistor pastes with resistance range 10 Ω/q - 10 kΩ/q were elaborated by the authors in 2007. The RuO2 was used as a functional component. However the consumers expect the resistor pastes with the sheet resistance in the range 10 Ω/q - 1 MΩ/q. Such a resistance range was available using old lead-containing glass and a functional phase containing bismuth ruthenate. However it is considered that such wide resistance range can not be obtained with the use of RuO2 and lead-free glasses. Therefore the authors decided to use calcium ruthenate that exhibits higher resistivity than RuO2. The authors used successfully some lead-free glasses that were compatible with ruthenium dioxide as well as investigated completely new glass compositions. The use of CaRuO3 instead of RuO2 in the same lead-free glass increased the obtained sheet resistance about 500 times with no negative impact on Temperature Coefficient of Resistance (TCR). No humidity sensitivity was observed. The resistors' SEM surface and fractures was taken. The length effect on TCR was measured.

PL

Autorzy zaprezentowali wyniki badań rezystorów wolnych od ołowiu i kadmu opartych na rutenianie bizmutu (CaRuO3) i dwutlenku rutenu (RuO2), o rezystancjach przekraczających 10 kΩ/Q. Począwszy od l lipca 2006 roku zgodnie z unijnymi uregulowaniami prawnymi WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment Directive) i RoHS (Restriction of Hazardous Substances) stosowanie ołowiu i kadmu w układach elektronicznych zostało ograniczone. Zakaz ten obejmuje pasty rezystywne szeroko stosowane w elektronice m.in. w elementach do montażu powierzchniowego (SMD). Autorzy w 2007 r. zaproponowali serię past rezystywnych o zakresie rezystancji 10 Ω/Q - 10 kΩ/Q. Pasty bazowały na dwutlenku rutenu i nie zawierały w swoim składzie ani ołowiu ani kadmu. Tym niemniej konsumenci oczekują pełnego zakresu rezystancji 10 Ω/Q - l MΩ/Q. Uzyskanie takich wartości było możliwe poprzez zastosowanie w pastach rezystywnych szkliw ołowiowych oraz fazy przewodzącej rutenianu bizmutu. Jednakże uzyskanie tych rezultatów przy zastosowanie szkliw bezołowiowych oraz dwutlenku rutenu nie jest możliwe. Z tego powodu autorzy postanowili zastosować rutenian wapnia w roli fazy przewodzącej, który ma wyższą rezystywność od dwutlenku rutenu. Autorzy uzyskali dobre rezultaty używając niektórych szkliw bezołowiowych, które dotychczas się sprawdziły w połączeniu z dwutlenkiem rutenu jak również zaproponowali zupełnie nowe kompozycje szkliw. Zastosowanie CaRuO3 zamiast RuO2 wraz z jednym ze szkliw zaowocowało uzyskaniem 500 razy wyższej rezystancji bez wpływu na TWR.. Nie zaobserwowano wpływu wilgoci na właściwości warstw rezystywnych. Obserwowano przełomy i powierzchnie warstw rezystywnych techniką SEM, jak również zbadano wpływ długości na właściwości rezystorów.

19

Światłoczułe warstwy złote dla elektroniki wysokotemperaturowej

Jakubowska M., Zwierkowska E., Kiełbasiński K., Wyżkiewicz I.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 11

87-90

PL

Zaprezentowano wyniki badań nad światłoczułą pastą złotą przeznaczoną dla technologii grubowarstwowej sprełniającą dyrektywę WEEE 2002/96/EC i RoHS 2002/95/EC. Opracowana pasta umożliwia wykonywanie ścieżek o szerokości 10 µm i odstępie między ścieżkami 20 µm. Pasta może być z powodzeniem zastosowana do wytwarzania mikroukładów pracujących w temperaturze 450°C.

EN

A new screen printable photosensitive gold thick film conductive layers fulfiling Directive WEEE 2002/96/EC i RoHS 2002/95/EC is presented in this paper. The obtained paste enables to produce lines of 10 µm width and 20 µm space. The paste can be successfully applied to manufacture microcircuits capable of constant activity at temperatures up to 450°C.

20

Stabilność wybranych własności bezołowiowych połączeń w grubowarstwowych układach hybrydowych

Kalenik J., Kiełbasiński K., Kisiel R., Jakubowska M., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 9

27-36

PL

Autorzy zaprezentowali wyniki badań stabilności połączeń lutowanych wykonanych lutami bezołowiowymi w grubowarstwowych układach hybrydowych. Połączenia zostały wykonane pomiędzy końcówkami elementów SMD w obudowach 1206, a polami lutowniczymi wykonanymi techniką grubowarstwową na podłożu ceramicznym. Autorzy zbadali rezystancję połączeń lutowanych oraz ich wytrzymałość mechaniczną. Połączenia zostały poddane starzeniu w temperaturze 125 C. Wytrzymałość mechaniczna starzonych połączeń lutowanych wykonanych lutami bezołowiowymi na palladowo-srebrowych polach lutowniczych była znacznie niższa niż wytrzymałość tych połączeń na srebrowych i platynowo-srebrowych polach lutowniczych.

EN

The paper presents the results of investigation of lead-free solder joints in thick film hybrid circuits. The solder joints between lead-free SMD 1206 jumpers and lead-free solder pads on ceramic substrate were prepared with the use of lead-free solders. Electrical resistance and mechanical strength of the joints were under investigation. The four-wire method of resistance measurement and shear test for mechanical strength were applied. The joints were tested just after preparation and after annealing at temperature 125°C for 1000 h. Mechanical strength of lead-free solder joint on Pd-Ag solder pads was considerbly lower than on Ag and Pt-Ag solder pads.