Materiały grubowarstwowe dla technologii hybrydowych - stan obecny i perspektywy rozwoju
Technologia grubowarstwowa jest podstawową technologia używaną do wytwarzania mikroukładów hybrydowych. Jej głównymi zaletami są: odporność warstw na działanie środowiska (zastosowania w przemyśle samochodowym, lotniczym), wysoka niezawodność w porównaniu z technologią obwodów drukowanych (PCB), możliwość pracy w wielkich częstotliwościach (układy mikrofalowe), łatwość domontowywania elemen[...]
Badania właściwości pasywnego systemu detekującego narażenia temperaturowe, aktywowanego układem identyfikacji radiowej
Detekcja narażeń temperaturowych jest jednym z kluczowych procesów
realizowanych w czasie transportu i magazynowania wielu
rodzajów produktów, nie tylko spożywczych, ale również stosowanych
w przemyśle. Poddanie ich działaniu zbyt wysokiej temperatury
może spowodować ich degradację lub nawet całkowite zniszczenie,
co wiąże się ze stratami finansowymi oraz utratą zaufania klientów.
Chcąc uniknąć takich sytuacji stosuje się wskaźniki, które
zmieniają kolor pod wpływem temperatury. Są one kontrolowane
wzrokowo, co uniemożliwia ich aplikację wewnątrz opakowania
oraz zastosowanie w zautomatyzowanych systemach kontroli jakości
przewożonych towarów [1].
Innym sposobem kontroli temperatury jest wykorzystanie
półpasywnych lub aktywnych identyfikatorów radiowych (RFID),
które na bieżąco rejestrują poziom temperatury monitorowanego
obiektu [2, 3]. Ich wadą jest przede wszystkim wysoka cena
jednostkowa oraz ograniczony czas funkcjonowania, wynikający
z czasu życia baterii. Poza tym, są one nieelastyczne, co powoduje,
że można je umieszczać jedynie na produktach o dostatecznie
dużych powierzchniach płaskich.
Znane są również czujniki temperatury wykorzystujące powierzchniowe
fale akustyczne SAW (Surface Acoustic Waves)
[4, 5]. W przeciwieństwie do wspomnianych powyżej aktywnych
i półpasywnych identyfikatorów RFID umożliwiają one
określenie temperatury bez stosowania dodatkowych elementów.
Wynika to z zależności odpowiedzi impulsowej identyfikatora
SAW RFID od temperatury [7]. Wadą tego typu czujników
jest brak możliwości ich nadruku bezpośrednio na opakowanie
produktu [8].
Oprócz identyfikatorów SAW RFID istnieją także inne typy czujników,
które nie wymagają struktury półprzewodnikowej. Wśród
nich można wyróżnić czujnik zbudowany z kaskadowych rezonatorów
spiralnych sprzężonych z linią mikropaskową dołączoną
do anteny [9]. Podłoże wybranego rezonatora stanowi poliamid,
którego względna przenikalność elektryczna (φr) jest zależna li[...]
Grubowarstwowe kompozyty polimerowe zawierające nanorurki węglowe w zastosowaniach elektroniki drukowanej
W ostatnich latach obserwowany jest wzrost zainteresowania
technologią wytwarzania obwodów i układów elektronicznych
wykonywanych z zastosowaniem powszechnie znanych
metod drukarskich. Wykorzystanie takich technik jak sitodruk,
offset, czy druk strumieniowy, stwarza się tanią i łatwą do
wdrożenia alternatywę dla powszechnie stosowanych obwodów
trawionych czy układów półprzewodnikowych. Stosując
techniki wykorzystywane w przemyśle drukarskim, możliwe
jest wytwarzanie obwodów elektronicznych na podłożach elastycznych
[1], obwodów jednorazowego użytku, czy krótkich
serii na bieżąco niedostosowywanych do potrzeb klienta. Obwody
wykonywane technikami drukarskimi charakteryzują się
wyższą wytrzymałością mechaniczną. Umożliwiają wytwarzanie
struktur takich jak "elektroniczny papier",[...]
Optyczny detektor skażeń HF, SO2, CO2, NO2 z wykorzystaniem interferometru Fabry'ego- Perot'a
Prezentowanym urządzeniem jest detektor gazów, działający
na zasadzie pomiaru absorpcji promieniowania podczerwonego
(ang. NDIR) przeznaczony do identyfikacji skażeń
gazami HF, SO2, CO2, NH3, oraz określenia ilości tych gazów.
Urządzenie jest przeznaczone do detekcji gazów spalinowych
ze spalarni śmieci, w tym spalarni odpadów niebezpiecznych.
Fizyczną podstawą działania urządzenia jest
absorpcja promieniowania elektromagnetycznego, przez
cząsteczki posiadające moment dipolowy, zmieniający się
podczas drgań, skutkiem tego promieniowanie o częstotliwości
drgań własnych cząsteczki jest absorbowane [1,2]. Prezentowana
metoda pomiaru posiada bardzo dużą czułość,
zależną tylko od drogi optycznej promieniowania w badanym
gazie i rodzaju gazu, dzięki czemu zbudowane urządzenie
pozwala mierzyć niewielkie stężenia rzędu pojedynczych
ppm (part per milion).
Urządzenie jest przeznaczone do pomiaru stężenia HF,
SO2, CO2, NO2, czyli gazów szkodliwych dla środowiska. Obowiązek
prowadzenia takich pomiarów, ciągle, bądź okresowo
nakłada rozporządzenie ministra środowiska [3]. Spalarnie
odpadów są zgodnie z obowiązującym prawem zobowiązane
do prowadzenia stałego monitoringu emisji wyżej wymienionych
gazów. W rozporządzeniu określono, że pomiarów takich
wymaga się m. in. w instalacjach do spalania odpadów
i instalacjach energetycznego spalania paliw. Rozporządzenie
określa, jakie substancje należy mierzyć, a także referencyjne
metody pomiaru dla limitowanych substancji. Najczęstszą
metodą pomiaru stężenia tych gazów jest prezentowana dalej
metoda absorpcji podczerwieni. Ponadto pomiar składu spalin
pozwala zoptymalizować proces spalania.
Celem badań prezentowanych w niniejszym artykule było
skonstruowanie urządzenia do pomiaru skażeń gazami HF,
SO2, CO2, NO2 oraz określenie jego czułości i rozdzielczości.
Zasada jego działania opiera się na pomiarze widma promieniowania,
absorbowanego przez badane gazy. Widmo to
bada się filtrem interferenc[...]
Urządzenia mechatroniczne w procesach wytwórczych elektroniki i mikroelektroniki
Konstruowanie współczesnych urządzeń mechatronicznych dla
przemysłu elektronicznego i mikroelektronicznego posiada swoje
specyficzne cechy. Cechą charakterystyczną tej grupy urządzeń
są złożone procesy technologiczne, w których ze względu
na wysokie wymagania dokładności, wydajności i czystości
udział pracy ludzkiej musiał zostać zredukowany niemalże do
zera. Urządzenia te to przede wszystkim automaty montażowe
SMD, testery AOI, urządzenia do produkcji aktywnych podłoży
półprzewodnikowych oraz urządzenia do montażu płytkowego
i drutowego podzespołów półprzewodnikowych. Typowa struktura
urządzenia z tej grupy przedstawia się następująco: system
sterowania, elektro - mechaniczne zespoły napędowe, układy
pomiarowe, układy optyczne, układy wykonawcze. Rozwinięcie
i omówienie powyższej struktury przedstawiono dokładniej na
przykładzie automatu do montażu podzespołów SMD.
Automat do montażu powierzchniowego
Automat do montażu podzespołów SMD jest to urządzenie,
którego zadaniem jest pobieranie podzespołów elektronicznych
z podajników i układanie ich na płytkach obwodów drukowanych
PCB. Rozmieszczanie podzespołów odbywa się wg
przygotowanego programu. Program określa kolejność układania
podzespołów oraz ich położenie na płytce PCB z uwzględnieniem
rotacji kątowej. Podzespoły SMD znajdują się w podajnikach,
których konstrukcja jest ściśle związana z rodzajem
podzespołu, jego wymiarami i liczbą podzespołów umożliwiających
kompletny montaż zadanej partii płytek. Istotnymi parametrami
procesu montażu jest jego wydajność i dokładność.
Proces pobierania i układania podzespołów - w jęz. angielskim
określany jako pick & place, jest procesem pozornie prostym
i nieskomplikowanym: ssawka podciśnieniowa pobiera podzespół
SMD z podajnika, następnie zespół głowicy montażowej
zostaje przemieszczony nad właściwe miejsce ułożenia elementu
na płytce PCB, ssawka opuszcza się na powierzchnię
płytki, wyłączenie podciśnienia powoduje, że element pozost[...]
Technika druku strumieniowego jako metoda wytwarzania elementów elektronicznych na podłożach z ceramiki współspiekanej LTCC
Organiczna elektronika, znana także pod nazwą elektroniki drukowanej
lub elastycznej, jest nowym prężnie rozwijającym się
sektorem elektroniki. Z dotychczasowej analizy światowego rynku
elektroniki wynika, że jest ona jedną z ważniejszych technologii
elektronicznych będących w początkowej fazie wprowadzania na
rynek i jest przedmiotem intensywnych badań naukowych prowadzonych
w czołowych ośrodkach badawczych. Technologia
ta nie tylko rewolucjonizuje rynek elektroniki, ale również będzie
odgrywać kluczową rolę w tworzeniu innowacyjnych rozwiązań
stosowanych w sektorach związanych z przemysłem, usługami,
administracją i bezpieczeństwem. Stanowi ona połączenie nowej
klasy funkcjonalnych materiałów organicznych i efektywnej
ekonomicznie produkcji masowej wykorzystującej różne techniki
drukowania [3, 4]. Dzięki dobrze poznanym, ogólnie dostępnym
technikom poligraficznym, możliwa jest produkcja urządzeń
elektronicznych o nowych, dotychczas niespotykanych właściwościach,
otwieranie nowych obszarów aplikacji. Technologie
poligraficzne pozwalają na wykonywanie prototypowych układów
elektronicznych bez ponoszenia kosztów przedprodukcyjnych [5],
lub wykonywanie urządzeń elektronicznych na wysokowydajnych
maszynach wielkoseryjnych [6]. Techniki poligraficzne pozwalają
rozwiązać ekologiczne problemy klasycznych metod wytwarzani[...]
Recycling of electronic waste - new approach
Currently the need for more efficient recycling of electronic waste
becomes more apparent. One of the main factors for this is the
rapid technology development in last few decades. New generation
of electronic devices became more rapid than ever before thus
shortening the life span of electronic parts from 4-6 years at the end
of XX century to 2 years in first decade of XXI century. If this rate
would continue to increase, within next few decades new generation
of electronics will be release to market every few months.
Economical and social aspects
This current situation already significantly increased generation of
electronic waste in turn raising new environmental issues. One of
those issues is the placement of the waste. In the light of current
EU legislation, directive 1999/31/EC, that states“to prevent or reduce
as far as possible negative effects on the environment, in
particular the pollution of surface water, groundwater, soil and air,
and on the global environment, including the greenhouse effect,
as well as any resulting risk to human health, from the landfilling of
waste, during the whole life-cycle of the landfill"[...]
Tatuaże elektroniczne - elastyczne czujniki biomedyczne do monitorowania stanu zdrowia DOI:10.15199/48.2017.08.36
Elektronika osobista jest jednym z osiągnięć współczesnej techniki, które w znaczący sposób wpływa na funkcjonowanie społeczeństw. Jednym z aspektów tego typu technologii są urządzenia przeznaczone do monitorowania parametrów życiowych ludzkiego organizmu. Wzrost zainteresowania elektroniką osobistą w kontekście zdrowia można przypisać następującym przyczynom: starzeniu się społeczeństw krajów wysoko rozwiniętych oraz rosnącej świadomości w kwestiach zdrowotnych. Trend starzejącego się społeczeństwa stawia coraz większe wymogi dla efektywności funkcjonowania systemu ochrony zdrowia, w szczególności pod kątem liczby pracowników medycznych przypadających na jednego pacjenta. Taki stan rzeczy sprawia, że przyrządy medyczne powinny wymagać mniej uwagi ze strony personelu - w idealnej sytuacji urządzenie jest obsługiwane jedynie przez pacjenta, a dane wyjściowe są przesyłane do lekarza w celu ewentualnego podjęcia decyzji o dalszym postępowaniu. Jednocześnie coraz więcej osób staje się świadomych stanu swojego zdrowia i istotności jego monitorowania. W związku z tym na popularności zyskują urządzenia do rejestrowania aktywności sportowej czy aplikacje takie jak kalkulatory przyjmowanych i spalanych kalorii. Pomimo jednak tych zmian, technologie stosowane we wspomnianych obszarach pozostają w dalszym ciągu mało dokładne i słabo rozwinięte. Otwiera to perspektywy dla innowacyjnych rozwiązań korzystających z najnowszych osiągnięć z zakresu inżynierii materiałowej, sensoryki i elektroniki. Rozwijającą się gałęzią techniki, łączącą wymienione dziedziny, są tzw. tatuaże elektroniczne. Są to cienkie, zminiaturyzowane i elastyczne układy elektroniczne, które mogą być mocowane na powierzchni skóry[...]
Stabilność wybranych właściwości bezołowiowych połączeń lutowanych w grubowarstwowych układach hybrydowych
W 2003 r. Parlament Europejski uchwalił dyrektywy RoHS orazWEEE które ograniczają dopuszczalną zawartość szkodliwych substancji takich jak: ołów, kadm, rtęć i sześciowartościowy chrom w sprzęcie elektronicznym. Od tego momentu prowadzone są liczne prace nad lutami bezołowiowymi. Mimo dużych nakładów przeznaczonych na te prace, termin zakazu stosowania lutów bezołowiowych był wielokrotnie prz[...]
Światłoczułe warstwy złote dla elektroniki wysokotemperaturowej
Wymagania współczesnej elektroniki coraz częściej wykraczają poza możliwości powszechnie stosowanych elementów półprzewodnikowych, przede wszystkim w zakresie ich zawodnego działania w temperaturach przekraczających 150ºC. Dzieje się tak z wielu przyczyn: stale wzrastające upakowanie elementów powoduje znaczne wydzielanie się energii na jednostkę powierzchni, w konsekwencji powodując po[...]