Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Screen printed resistive pressure sensors fabricated from polymer composites with carbon nanotubes

Janczak D., Wróblewski G., Jakubowska M., Słoma M., Młożniak A.

Challenges of Modern Technology

|

2012

|

Vol. 3, no. 4

14--19

EN

The paper presents the results of the investigation into fl exible layers based on carbon nanotubes used as measuring layer in forcesensor. Results of mechanical fatigue tests show that carbon nanotubes layers are good for reinforcing or as a conductive additive in composite materials. Composition of carbon nanotubes in PMMA polymer resin was prepared by modifi ed mixing process used in thick film material preparation. Sensor structure was fabricated by printing polymer-nanotube areas with polymer-silver paths as connection electrodes on polyester substrate foil. Second type of sensors was prepared with two comb electrodes and single carbon measuring layer. Composite materials were fabricated with diff erent amount of nanotube content: 0,25 wt%, 0,5 wt%, 1 wt% and 2 wt% multiwall carbon naotubes (MWCNT). Diff erent types of carbon-composites measuring layers were compared in the experiment. Results of mechanical fatigue tests conducted on carbon nanotubes layers showed that composition with polymer resin have good adhesion to polymer surface. Experiment shows CNT are good for reinforcing or as a conductive additive in diff erent composite materials. Results of the observations show that dependence between sensor resistance and force tension is linear in logarithmic scale and similar for diff erent samples. Resistance between sensor electrodes was measured for force tension changes in range.

2

Antimony electrodes for pH measurements in special applications

Vonau W., Herrmann S., Gerlach F.

Chemia Analityczna

|

2009

|

Vol. 54, No. 6

1169-1179

EN

There are applications in pH measurement where it is impossible to use glass electrodes for various reasons. Here the usage of Sb-based electrodes, as compact electrodes as well as planar electrodes based on thin electrochemically deposited antimony films could be a possible alternative. For both types of sensors improved manufacturing methods and relevant applications are described.

PL

W niektórych sytuacjach jest niemożliwe użycie elektrody szklanej do pomiaru pH. Wówczas można sięgnąć do elektrod opartych na litym antymonie lub innym materiale pokrytym cienką warstwą antymonu. W pracy przedstawiono ulepszone metody wytwarzania obu typów elektrod i przykłady ich zastosowania.

3

Resistive pressure sensors fabricated from polymer thick film composites containing carbon nanotubes

Jakubowska M., Łukasik M., Młożniak A., Słoma M.

Materiały Elektroniczne

|

2008

|

T. 36, nr 3

92-100

EN

Polymer composites with carbon nanotubes (CNT) are new group of materials with a broad possibilities of application perspectives in many branches of the industry. In presented papers authors are investigating properties of sensor structures used in pressure sensor systems with CNT layers fabricated using thick film technology. One of the main difficulties to overcome was preparation of polymer-nanotube composition sample. Composition of carbon nanotubes in PMMA-PBMA polymer resin was prepared by modified mixing process used in thick film material preparation. Sensor structure was fabricated by printing polymer-nanotube areas with polymer-silver paths as connection electrodes on polyester substrate foil. Four type of compositions with different content of CNT were prepared: 0.1%; 0.25%; 0.5%. For different CNT content in printed thick film layers, samples exhibited resistance was around 100 kΩ, 2 MΩ, 200 MΩ respectively. Dependence between sensor resistance and force tension is nearly linear and similar for all samples. Significant decrease of resistance under tension was observed, and changes in resistance were more symptomatic for samples with higher CNT content. Distinct time hysteresis was observed during resistance measurements.

PL

Kompozyty polimerowe zawierające nanorurki węglowe (CNT) stanowią nową grupę materiałów o szerokim zakresie zastosowań w wielu gałęziach przemysłu. Poniższa publikacja zawiera wyniki badań nad właściwościami grubowarstwowych struktur polimerowych zawierających nanorurki węglowe zastosowanymi jako czujniki nacisku. Jednym z głównych trudności napotkanych przy wytwarzaniu struktur pomiarowych było wytworzenia polimerowo-nanorurkowej kompozycji grubowarstwowej. Przy zastosowaniu specjalnie dostosowanej techniki mieszania udało się wytworzyć kompozycję opartą o żywice PMMA-PBMA. Układ pomiarowy został naniesiony na podłoże polimerowe techniką sitodruku zarówno w przypadku polimerowo-nanorurkowych obszarów czujnika jak i polimerowo-srebrowych kontaktów pomiarowych. Do badań wykorzystano cztery rodzaje kompozycji zawierające odpowiednio 0.1%, 0.25% i 0.5% wagowo nanorurek które po nadrukowaniu wykazywały rezystancję ścieżek na poziomie 100 kΩ, 2 MΩ i 200 MΩ. Zależność pomiędzy zmianami siły nacisku a zmianami rezystancji okazała się niemal liniowa dla wszystkich próbek. Zaobserwowano znaczące zmiany w rezystancji pod wpływem siły nacisku które były bardziej znamienne dla próbek o dużej zawartości nanorurek. Zaobserwowano również histerezę zmian rezystancji dla wszystkich próbek.

4

Nowoczesne materiały kompozytowe zawierające nanorurki węglowe do zastosowań w technologii grubowarstwowej

Jakubowska M., Biało D., Słoma M., Młożniak A.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 2

158-163

PL

Głównym celem pracy było wytworzenie grupy materiałów kompozytowych złożonych z żywic polimerowych i nanorurek węglowych jako fazy aktywnej do zastosowania w technologii grubowarstwowej. Zastosowano wielowarstwowe nanorurki węglowe o średnicy 40+50 nm i długości i 3+5 žm, otrzymane w procesie rozpadu węglowodorów. Do wytworzenia warstw testowych użyto szeregu żywic polimerowych. Najlepsze właściwości elektryczne i optyczne posiadały warstwy wytworzone na bazie żywicy PMMA-PBMA i żywicy fotoutwardzalnej NN/F-121(907)/2. Ze względu na użyty materiał nanorurek węglowych proces technologiczny wytwarzania kompozycji grubowarstwowej musiał zostać zmodyfikowany. Mieszanie materiałów o rozmiarach cząsteczek w skali nanometrów niesie za sobą szereg trudności związanych z ich rozmiarami oraz siłami oddziaływania międzycząsteczkowego. Dlatego też zaproponowano metody mieszania zawiesin nanorurek za pomocą ultradźwięków. Kompozycje nanorurkowo-polimerowe mieszano w płuczce ultradźwiękowej oraz z użyciem sonotrody ultradźwiękowej. Uzyskano szereg kompozycji o właściwościach elektrycznych umożliwiających ich zastosowanie w mikroukładach elektronicznych. W zależności od zawartości nanorurek węglowych przy zachowaniu jednorodności ich wymieszania możliwe było wykonanie transparentnych optycznie warstw elektroprzewodzących. Zaobserwowano liniową zależność pomiędzy zawartością nanorurek w użytych kompozycjach a transparentnością optyczną otrzymanych warstw. Otrzymane warstwy transparentne optycznie o zawartości nanorurek poniżej 1% w kompozycji wykazywały rezystancję powierzchniową na poziomie 10[sup5] +10[sup4] [omega]. Warstwy wytworzone z kompozycji zawierających powyżej 1% wagowo nanorurek były nieprzezroczyste optycznie, z rezystancją powierzchniową na poziomie 50 [omega] dla zawartości 5% nanorurek. Stwierdzono, że mimo bardzo dobrej jednorodności kompozycji mieszanych przy zastosowaniu sonotrody, następuje niszczenie struktury nanorurek. Otrzymane kompozycje zawierały nanorurki o długości poniżej 1 žm, co miało wpływ na znaczne zwiększenie rezystancji uzyskanych warstw. Otrzymane materiały będą mogły posłużyć do wytworzenia elektroluminescencyjnych struktur grubowarstwowych i czujników biomedycznych.

EN

Since their frst observation more than a decade ago by Iijima, carbon nanotubes (CNT) have been the focus of considerable research. Carbon nanotubes (CNTs) are allotropes of carbon. This results in a nanostructure with diameter in range of nanometers, and length from hundreds of nanometers to centimeters. Numerous investigators have reported remarkable physical and mechanical properties for this new form of carbon, very useful in many applications in nanotechnology, electronics, biology and other fields of materials science. This paper focused on thick film technology of polymer-nanotube composites. Main objective was fabrication of novel composites group of polymers filled with carbon nanotubes, for thick film technology application in microelectronics. Material used in this investigations were multiwalled carbon nanotubes characterized to be 40+50 nm in diameter and 3+5 žm in length. Carbon material was used in "as obtained" form without purification or any further modification. From the range of organic resins two were selected for composite fabrication: PMMA-PBMA copolymer as 34% solution in butyl acetate carbide solvent, and UV curable resin NN/F-121(907)/2 as a mixture of carboxylic and ester groups polymer with Ebecryl 83 monomers and oligomers and Irgacure UV fotoiniciator. For PMMA-PBMA compositions traditional process of thick film composition fabrication was used, with minor modification. Suspension of CNT in solvent was stirred in ultrasonic bath for a half an hour, and after that resin was added and further stirred for another half an hour. After that, regular grinding in mortar was used followed by three-roll-milling process for further homogenization of CNT material in polymer resin. Similar process was used for UV curable resin composition preparation, except that nanotubes were directly added to diluted NN/F-121(907)/2 mixture. This way obtained compositions were not completely homogeneous with visible CNT agglomerates. In both cases compositions were screen printed onto glass substrate. PMMA-PBMA compositions were dried in 120° C for one hour to eveporate solvent and bind polymer layer. In case of UV curable resin samples were first dried for one hour in 90° C, and after that compositions were cured for 10 second by UV radiation with wavelength from 320+400 nm spectrum. Stripes 30 žm thick, 1 mm wide and 25 mm long, with whole area of 25 squares were screen printed for electrical tests. Rectangles with dimensions 25x35 mm were used for light transparency measurements. To achieve more homogeneous distribution of carbon nanotubes in polymer, the whole thick film composition fabrication process was modified to suit use of such nanoscale material. Stirring of materials with particle sizes in range of nanometers is very complicated process because of the scale of particles and bonding forces between them. Therefore new stirring mechanisms were investigated including high energy sonotrode stirring and "in-situ" polymerization with NN/F-121(907)/2 resin. Unfortunately material obtained from high energy sonotrode stirring process, while characterized homogeneous in whole volume, presented higher resistance than samples prepared without sonotrode stirring. This rather unexpected result was fully understandable after SEM observations. CNT material was damaged by high energy process and cut to shorter structures, which resulted in fewer conduction paths created by nanotubes. Obtained materials with sufficient electrical and optical parameters will be used for further investigations.

5

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.

6

Materiały grubowarstwowe dla technologii hybrydowych : stan obecny i perspektywy rozwoju

Jakubowska M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 1

11-16

PL

Przedstawiono przegląd materiałów grubowarstwowych oraz ich zastosowań w mikroelektronice hybrydowej. Na tym tle pokazano najnowsze osiągnięcia w opracowywaniu technologii materiałów grubowarstwowych w Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych. Omówiono również kierunki rozwoju i czynniki stymulujące postęp w dziedzinie materiałów grubowarstwowych.

EN

An overview of thick film materials and their applications have been presented. The newest achievements of technology of elaborated thick film pastes in Institute of Electronic Materials technology have been shown. Also factors stimulating developments of thick film materials have been discussed.

7

The influence of electrocatalytic toxic gas sensor construction on its performance

Jasiński G., Jasiński P., Nowakowski A., Chachulski B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 12

65-67

EN

In this paper the study on the influence of sensor construction on its performance is presented. Properties of sensors prepared with thick film and ceramic technologies will be compared. Thick film sensors were prepared with electrolyte layer and electrodes screen printed on the alumina substrate. Sensors prepared in ceramic technology were in the form of pellets. Lisicon was used as solid state electrolyte. Measurements were conducted in mixtures of high purity gases: nitrogen dioxide, sulphur dioxide and synthetic air of controlled concentration in wide range of temperatures.

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu konstrukcji czujnika na jego właściwości. Porównano właściwości czujników wykonanych w technologiach ceramicznej i grubowarstwowej. Czujniki grubowarstwowe przygotowano poprzez nałożenie kolejno warstw elektrod i elektrolitu na alundowe podłoże. Czujniki przygotowane w technologii ceramicznej miały formę pastylek z elektrodami po obu stronach. Jako elektrolit wykorzystano Lisicon, elektrolit stały z mobilnymi jonami litu. Badania przeprowadzono w mieszaninie o kontrolowanym składzie wysokiej jakości gazów: dwutlenku azotu, dwutlenku siarki, dwutlenku węgla i syntetycznego powietrza w szerokim zakresie temperatur.

8

Ceramic multilayer packages for detectors of alpha particles fabricated by thick film technology

Kulawik J., Gröger B., Szwagierczak D., Węgrzecki M., Bar J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 12

17-18

EN

This paper describes design and manufacturing of multilayer ceramic packages for new silicon detectors used in detection &#alpha particles. Multistage procedure of developing suitable package involving precise cutting and polishing of alumina substrates, printing, stacking and firing at various temperature conditions was applied to meet the requested specifications. A few patterns and types of thick film pastes based on Au, Ag Pt and low melting sealing glass were used. They were destined for deposition of electrical contact areas, contacts between top and bottom layer metallizations, as well as for pads for wire bonding, dielectric layers and sealing stacked alumina ceramic substrates. Many problems had to be overcome, among other things: leaktightness, mechanical strength, reliability during operation under temperature gradient (from room temperature to liquid nitrogen), lack of bare (not covered) regions of noble metals outside the detector structure. New silicon p+ - v - n+ detector structures as well as a new type of ceramic packages and technology for detectors' assembly were developed in the Institute of Electron Technology. In the Paul-Scherrer Institute in Villingen in Switzerland, 32 sandwiched pairs of such new structures were assembled in the Cryo-On-Line-Detector (COLD) unit.

PL

Opisano projektowanie i wytwarzanie wielowarstwowych ceramicznych obudów nowych krzemowych detektorów cząstek alpha. W celu spełnienia stawianych wymagań zastosowano wieloetapową procedurę obejmującą precyzyjne cięcie i szlifowanie podłoży z tlenku glinu, drukowanie, układanie elementów obudowy i wypalanie w różnych warunkach temperaturowych. Dobrano odpowiednie wzory sit i rodzaje past na bazie Au, AgPt i niskotopliwego szkliwa, przeznaczonych do nanoszenia powierzchni pól kontaktów elektrycznych, kontaktów pomiędzy górnymi i dolnymi warstwami metalizacji, pól do połączeń utrakompresyjnych, warstw dielektrycznych i sklejania ułożonych elementów ceramicznej obudowy. Do problemów, których pokonanie było konieczne, należało: zapewnienie szczelności, wytrzymałości mechanicznej i odporności na pracę w gradiencie temperatur (od temperatury pokojowej do ciekłego azotu), a także uniknięcie pozostawienia odsłoniętych obszarów metali szlachetnych poza strukturą detektorową. Struktury p+ - v - n+ detektorów krzemowych, wielowarstwowa obudowa ceramiczna i sposób montażu zostały opracowane w Instytucie Technologii Elektronowej. W Pau--Scherrer Institut w Villingen w Szwajcarii 32 pary nowych struktur detektorowych wmontowano w matrycę detektora Cryo-On-Line-Detector (COLD).

9

Fabrication of ceramic-polymer microstructure for capillary electrophoresis with usage of photosensitive paste and thick film technology

Wyżkiewicz I., Lewandowska N., Dziurdzia B., Magoński Z., Chudy M., Brzózka Z., Jakubowska M., Dybko A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 12

9-10

EN

Fabrication of a ceramic-polymer hybrid structure with microchannel was accomplished. The structure for capillary electrophoresis is presented as an example system. The method of fabrication of such a structure is not complicated, makes use of well known technologies like thick film and photolithography, and commercially available materials. It could be used for manufacture of structures with different shapes and dimensions. The process relies on printing dielectric photosensitive paste onto a ceramic support, drying and exposing to UV light through a mask with suitable pattern, developing and firing. A thin glaze layer is deposited on the top of the structure in order to make possible reversible or irreversible bonding with transparent poly(dimethylsiloxane) (PDMS) and adapting this chip to measurements with the use of optical detection.

PL

Opracowano wytwarzanie ceramiczno-polimerowych struktur zawierających mikrokanał. Jako przykład zaprezentowano strukturę do elektroforezy kapilarnej. Metoda wytwarzania takich mikroukładów jest metodą prostą, wykorzystującą dobrze znane technologie, takie jak technologia grubowarstwowa czy fotolitografia i materiały komercyjnie dostępne. Może być wykorzystywana do wytwarzania struktur hybrydowych o różnej geometrii kanałów. Proces wytwarzania mikroukładów polega na nadrukowaniu światłoczułej pasty dielektrycznej na podłoże ceramiczne, wysuszeniu i naświetleniu przez fotomaskę z odpowiednim wzorem, wymyciu nienaświetlonej części warstwy i wypaleniu. Pokrycie struktury cienką warstwą szkliwiącą daje możliwość odwracalnego lub trwałego łączenia z transparentnym poli(dimetylosiloksanem) (POMS) i dostosowania takiego układu do pomiarów z detekcją optyczną.

10

Application of thick film technology in solar charge controllers

Grzesiak W., Cież M., Maj T., Zaraska W., Koprowski J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 12

36-37

EN

The paper presents one of the own ITE designed solar charge controllers elaborated in form of a thick-film technology product. The exploitation results obtained hitherto in difficult temperature-, moisture- and sea conditions prove, that conventional protective measures often appear to be insufficient. Basing on wide own experience gained in former car electronics manufacturing, as well as on existing relevant factory equipment - ITE intends to introduce the thick-film components in all products exposed to harsh environment, especially including the charge controllers. The work offers a concise description of thick-film features and deals with the subjects of resistive pastes, substrates, heat treatment, details' assembly and others. Own selected solutions and technological ways are discussed and motivated. Encouraging test results of reliability increase and of elevated resistance to climatic agents in comparison with conventional assembly technology are presented.

PL

Praca przedstawia jedną z własnych konstrukcji regulatorów ładowania akumulatorów, opracowanych w ITE w formie produktu o technologii grubowarstwowej. Dotychczas pozyskiwane dane z eksploatacji sprzętu w trudnych warunkach narażeń klimatycznych wykazują, że konwencjonalne środki ochronne często okazują się niewystarczające. W oparciu o rozległe doświadczenia w uprzedniej produkcji elektroniki samochodowej oraz w stosowanych aktualnie technologiach ITE zamierza wprowadzać człony grubowarstwowe we wszelkich wyrobach poddanych narażeniom klimatycznym, szczególnie w regulatorach ładowania. Praca prezentuje zwięzły opis cech technologii grubowarstwowej i omawia tematy dotyczące past rezystywnych, podłoży, obróbki cieplnej, montażu detali itp. Omówiono niektóre własne rozwiązania i ukierunkowania technologiczne. Przedstawiono wyniki testów wzrostu niezawodności i odporności na czynniki narażeń klimatycznych.