- ■h? UDK 621,3:(53+54+621 +66)(05)(497.1 )=00 INFORMACIJE YU ISSN 0352-9045 - Strokovno društvo za mikroelektroniko elektronske sestavne dele in materiale Časopis za mikroelektroniko, elektronske sestavne dele in materiale Časopis za mikroelektroniku, elektronske sastavne dijelove i materijale Journal of Microelectronics, Electronic Components and Materials INFORMACIJE MIDEM, LETNIK 19, ŠT. 1 (49), LJUBLJANA, MAREC 1989 INFORMACIJE MI DEM 1°1989 INFORMACIJE MIDEM, LETNIK 19, ŠT. 1 (49), LJUBLJANA, MAREC 1989 INFORMACIJE MIDEM, GODINA 19, BR. 1 (49), LJUBLJANA, MART 1989 INFORMACIJE MIDEM, VOLUME19, NO. 1 (49), LJUBLJANA, MARCH 1989 Izdaja trimesečno (marec, junij, september, december) Strokovno društvo za mikroelektroniko, elektronske sestavne dele in materiale — MIDEM. Izdaje tromjesečno (mart, jun, septembar, decembar) Stručno društvo za mikroelektroniku, elektronske sastavne dijelove i materijale — MIDEM. Published quarterly (march, june, september, december) by Society for Microelectronics, Electronic Components and Materials — MIDEM. Glavni in odgovorni urednik Glavni i odgovorni urednik Editor-in-Chief Iztok Šorli, dipl. ing., Iskra Mlkroelektronika, Ljubljana Tehnični urednik Executive Editor Janko Čolnar, Ljubljana Uredniški odbor Redakcioni odbor Editorial Board Časopisni svet Izdavački savet Publishing Council mag. Rudi Babič, dipl. ing., Tehniška fakulteta Maribor Dr. Rudi Ročak, dipl. ing., Iskra Mlkroelektronika, Ljubljana mag. Milan Slokan, dipl. ing., MIDEM, Ljubljana Pavle Tepina, dipl. ing., MIDEM, Ljubljana Miroslav Turina, dipl. ing., Rade Končar, Zagreb Jože Jekovec, dipl. ing., Iskra ZORIN, Ljubljana Prof. dr. Leo Budin, dipl. ing., Elektrotehnički fakultet, Zagreb Prof. dr. Dimitrije Čajkovski, dipl. ing., PMF, Sarajevo Prof. dr. Georgij Dimirovski, dipl. ing., Elektrotehnički fakultet, Skopje Prof. dr. Jože Furlan, dipl. ing., Fakulteta za elektrotehniko in računalništvo, Ljubljana Franc Jan, dipl. ing., Iskra-HIPOT, Šentjernej Prof. dr. Drago Kolar, dipl. ing.^ Inštitut Jožef Štefan, Ljubljana Ratko Krčmar, dipl. ing., Rudi Čajevec, Banja Luka Prof. dr. Ninoslav Stojadinovič, dipl. ing., Elektronski fakultet, Niš Prof. dr. Dimitrije Tjapkin, dipl. ing., Elektrotehnički fakultet, Beograd Uredništvo Informacije MIDEM Elektrotehniška zveza Slovenije Titova 50, 61000 Ljubljana, Jugoslavija tel.: (061) 316-886 Letna naročnina za delovne organizacije znaša 280.000 din., za zasebne naročnike 140.000 din., cena posamezne številke je 40.000 din. Člani in sponzorji MIDEM prejemajo Informacije MIDEM brezplačno. Godišnja pretplata za radne organizacije iznosi 280.000 din., za privatne naručioce 140.000 din., cijena pojedinog broja je 40.000 din. Članovi i sponzori MIDEM primaju Informacije MIDEM besplatno. Annual Subscription Rate is US$ 40 for companies and US$ 20 for individuals, separate issue is US$ 6. MIDEM members and Society sponsors receive Informacije MIDEM for free. Znanstveni svet za tehnične vede I pri RSS je podal pozitivno mnenje o časopisu kot znanstveno strokovni reviji za mikroelektroniko, elektronske sestavne dele in materiale. Po mnenju Republiškega komiteja za informiranje št. 23 z dne 27.9.1988 je publikacija oproščena plačila davka od prometa proizvodov. Mišljenjem Republičkog komiteta za informiranje br. 23 od 27.9.1988 publikacija je oslobodena plačanjaporeza na promet. Naslov uredništva Adresa redakcije Headquarters Oblikovanje besedila in tisk Oblikovanje stavka i tisak Printed by Tisk ovojnice Tisak omota Front page printed by BIRO M, Ljubljana KOČEVSKI TISK, Kočevje Naklada Tiraž Circulation 1000 izvodov 1000 primjeraka 1000 pes UDK 621,3:(53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIPEM 19 (1989)1, Ljubljana CONTENT R. Ročak: Jugoslovanska enotnost v društvu MIDEM ZNANSTVENO STROKOVNI PRISPEVKI A. Valčlč, S. Nikolič, T. Valčič: Istraživanje iz oblasti rasta kristala safira M. Maček: Modeliranje precipitacije in outdifuzije kisika J. Matovič, Z. Durič, N. Simičič, D. Tanaskovič, M, Matic, M. Smiljanič, R. Petrovič: Silicijumski piezootporni senzor pritiska sa dijafragmom A. Dobnikar, V. Gustin, M. Trebar, D. Podbregar, P. Ilija, P. Stajdohar: Programska podpora za načrtovanje vezij v ULA tehnologiji D. Metelko, S, Pejovnik: Litijeve baterije Lj. Dragosavič: Elektrokemijsko ispitivanje kemijske depozicije bakra V. Florjančič. M. Pernek: Programabilna mikroprocesorska varnostna elektronika ŠOLANJE ZA MIKROELEKTRONIKO P. Biljanovič: Visokoškolsko obrazovanje za mikroelektroniku PRIKAZI DOGODKOV, DEJAVNOSTI ČLANOV MIDEM IN DRUGIH INSTITUCIJ M. Kirschning: Varno vtekanje D. Koruga: Centar za molekularne mašine M, Turina: Končar - Stručne informacije D. Tjapkin: Prikaz doktorske disertacije Študija kvantnoelektronskih osobina kvazidvodimenzionih mikrostruktura R. Rainovič: Prikaz magistarskog rada Dvodimenziona analiza električnih parametara u poluprovodničkim strukturama 70. godina kemijsko-tehnološkog študija u Zagrebu KONFERENCE, POSVETOVANJA, SEMINARJI, POROČILA Občni zbor strokovnega društva MIDEM D.Lj, Mirjanič, J.P, Šežrajčič: Superprovodnost u okviru XI. jugoslovenskog simpozijuma o fizici kondenzovane materije VESTI, OBVESTILA Vijesti iz zemlje i inostranstva Informacione biotehnologije Nova domača knjiga o vakuumski tehniki Posvetovanje o uporabi moderne informacijske tehnologije Koledar prireditev ^ R. Rocak: Yugoslav Unity through MIDEM Society PROFESSIONAL SCIENTIFIC PAPERS 3 A. Valcic, S. Nikolic, T. Valcic: Investigations of Sapphire Single Crystals Growth A M. Maček: Modelling of Oxygen Precipitation and Outdiffusion Phenomenon J. Matovic, Z. Duric, N. Simicic, D. Tanaskovic, M. Matic, M. Smiljanic, R. Petrovic: Silicon Piezoresistive Diaphragm Pressure Sensor A. Dobnikar, V. Gustin, M. Trebar, D. Podbregar, P. Ilija, P. 22 Stajdohar: Programming Support for IC Design in ULA Technology 30 D. Metelko, S, Pejovnik: Lithium Batteries 35 Lj. Dragosavic: Electrochemical Study of the Electroless Copper Plating V. Florjancic, M. Pernek: Programmable Microcomputer Safety device SCHOOLING FOR MICROELECTRONICS 40 p. Biljanovic: University Schooling for Microelectronics REPRESENT OF EVENTS, ACTIVITIES OF MIDEM MEMBERS AND OTHER INSTITUTIONS 4f M. Kirschning: Safe Burn-In d. Koruga: Center for Molecular Machines 47 M. Turina: Konéar-Professional Informations. D. Tjapkin: Represent of Doctor Thesis Study of 48 quantumelectronics Properties of Quasitwodimensional Microstrucutres R. Ramovic: Represent of Masters Thesis Twodimensional 50 Analysis of Electric Parameters in Semiconductor Structures ¡50 70th Anniversary of Technical Chemistry Study in Zagreb CONFERENCES, COLLOQYUMS, SEMINARS, REPORTS 81 MIDEM Society Assembly D.Lj.Mirjanic, J.P. Setrajcic: Superconductivity within XI. 36 Yugoslav Symposium on Physics of Condensed Matter NEWS, INFORMATIONS 57 Home News, News from Abroad Information Biotechnologies New Domestic Book on Vacuum Technology Colloquyum on Application of Modern Information Technology 61 Calendar of Events Informacije MIDEM 19(1989)1, str.30-34 D.Metelko, S.Pejovnik: Litijeve baterije Jugoslovanska enotnost v društvu MIDEM V Ljubljani smo 22.2.1989 imeli občni zbor društva na katerem so prisotni člani izvolili nove organe društva za prihodnje triletno obdobje. O samem poteku občnega zbora in izbranih organih društva se lahko informirate v tej številki časopisa. Ker pa je takšen triletni občni zbor v življenju našega društva izredno pomemben, namenjam današnji uvodnik temu dogodku. Celoten občni zbor je potekal v prijetnem in delovnem vzdušju, kar je običajno za vse manifestacije našega društva. Kot vedno doslej, tudi tokrat ni bilo nobenih jezikovnih, političnih ali kakršnihkoli drugih ovir, kar je v današnjem jugoslovanskem trenutku prava osvežitev, nas navdaja z optimizmom in nas utrjuje v prepričanju, da lahko z malo dobre volje in svobodnim združevanjem dosežemo v naši družbi jugoslovansko sintezo. Pri tem ni potrebno pozabiti, da so prisotni člani bili iz vseh delov dežele, iz tržno konkurenčnih podjetij, ki pa so v trenutku občnega zbora vso svojo energijo usmerili k skupnemu cilju- razvoju stroke, razvoju društvenih odnosov in s tem dokazali, da smo v MIDEM dosegli stopnjo stanovske zavesti. Izkazala se je bojazen, ki jo vsi gojimo, ob odnosu jugoslovanskega gospodarstva in politike ob trenutnem stanju mikroelektronike in nasploh odnosu jugoslovanske družbe do visokih tehnologij. Čeprav se zavedamo, da je potrebno delati predvsem v lastnem okolju, ne moremo mimo dejstva, da okolje, v katerem delamo in ustvarjamo, vpliva na nas; na žalost velikokrat ne moremo vplivati niti na dogodke, ki se tičejo naše lastne kože. Eden izmed pomembnih sklepov občnega zbora je bil, da se mora društvo močneje uveljaviti v javnosti, postati bolj vplivno pri odločitvah, ki se tičejo stroke in prevzeti nase tudi vlogo ,,politične vesti". Zato tudi sklep, da se pripravi proglas društva, ki naj se pošlje vodilnim ljudem in institucijam naše države. Mogoče nam bo na ta način uspelo sprožiti vsebinsko razpravo na forumih, ki odločajo o naši prihodnosti, prej kot te bodočnosti sploh ne bomo več imeli. Predsednik društva MIDEM Rudi Ročak UDK 621.3: (53 + 54 + 621+66), ISSN 0352-9045 Informacije MiDEM 19(1989)1, Ljubljana ISTRAŽIVANJA IZ OBLASTI RASTA KRISTALA SAFIRA A.Valčič, S.Nikolič, T.Valčič KLJUČNE REČI: monokristali, safir, rast kristala, dislokacija SADRŽAJ: U okvira ovog rada dobijeni su kristali safira i rubina i ispitivan je uticaj uslova rasta na kvalitet dobijenih kristala. Monokristali su dobijeni rastom iz rastopa po metodi Verneuil i Czochralski a izvršeni su i eksperimenti dobijanja profilisanih kristala safira u obliku štapiča. INVESTIGATIONS OF SAPPHIRE SINGLE CRYSTALS GROWTH KEY WORDS: single crystal, sapphire, crystals growth, dislocation ABSTRACT: The sapphire and ruby single crystals were obtained by growing from the melt using Verneuil and Czochralski methods. The influence of growing conditions on single crystals quality was investigated. The experiments of pulling profiled sapphire single crystals were also carried out. 1. UVOD Oksidni materijali su veoma interesantni i s obzirom na značaj nalaze sve veču primenu. Mogu da se koriste kao laserski materijal, u nelinearnoj optici, akustooptici za "pamčenje" optičkih podataka i magnetne memorije. Safir je veoma tvrd i jak materijal, veoma otporan na abraziju i hemijski stabilan i na visim temperaturama. U vodi i večini kiselina je nerastvoran, ima dobru toplotnu provodljivost i mali koeficijent širenja, veoma dobre transmisione osobine u širokom opsegu talasnih dužina, bez apsorpcionih traka. Još početkom ovog veka započeta je proizvodnja mo-nokristala aluminijum oksida (safira) i monokristala alu-minijum oksida dopingovanog hrom trioksidom (rubin). To je radeno po metodi Verneuil /1 /, odnosno tehnikom kod koje je izvor toplote kojom se topi aluminijum oksid i obezbeduje lagani rast kristala, plamen vodonika i kiseonika. Zbog velikog gradijenta temperature, koji je neophodan kod ove metode, dobijeni kristali su srednjeg kvaliteta. Ovi kristali su jako deformisani, imaju vellku kon-centraciju dislokacija i malougaonih granlca, pa je neophodno pažljivo odgrevanje na visokim temperaturama. Za primenu kod optičkih lasera ove greške su dovodile do velikih gubitaka, povečanja širine emisione linije i do krivljenja svetlosnog talasnog fronta. Sa pojavom čvrstih lasera započelo je ispitivanje drugih metoda za dobijanje optlčki kvalitetnih kristala safira, odnosno rubina. Za dobijanje kvalitetnih kristala probane su sledeče metode: hidrotermalna metoda i rast iz rastvora u is-topljenim solima. Dobijeni su kvalitetni kristali ali malih dimenzija. Zbog toga se krenulo na metodu rasta po Czochralskom /2,3,4,5,6/ koja je složenija i skuplja, ali je kod drugih materijala pokazala da daje veoma kvalitetan kristal. Postupci dobijanja kristala po metodi Czochralski, koji su koriščeni za safir, uglavnom se razlikuju u nekoliko glavnih stvari, a to su: materijal koji je koriščen za sud u kome je topljen AI2O3, način zagrevanja i atmosfera u kojoj je radeno. Kao materijal za sud koriščen je ili iridijum, ili volfram odnosno molibden. Iridijum je znatno skuplji ali omo-gučava rad i u slabo oksldacionoj atmosferi, dok volfram i molibden mogu da se koriste samo u neutralnoj, slabo redukcionoj atmosferi ili u vakuumu. Ako se koriste sudovi od volframa ili molibdena rastop se više prlja a kristal može da sadrži mnogo metalnih inkluzija. Zagrevanje može da se vrši indukciono ili otporno sa grejačima izradenim od grafita ili volframa. 3 A.Valčič et al.: Istraživanja iz oblasti rasta kristala safira Informacije MIDEM 19(1989)1, str.3-7 Ovom metodom dobijeni su kristali safira velike optičke savršenosti prečnika do 85 mm i težine do 2,2 kg. Brzina rasta iznosila je 50-75 g/h. Metode koje su koriščene za rast kristala safira do 1970.godine nisu bile pogodne za ekonomično proizvod nju safira večih dimenzija (D >50 mm) i u večim količinama, što je bilo potrebno za proizvodnju prozora. Zbog toga su razradeni novi postupci za dobijanje safira koji bi to omogučlli. Postupak kod koga se rastop nalazi u sudu a njegova kristalizacija se vrši usmereno i kontrolisano u tom istom sudu (varijanta Bridgeman) bi to mogao da omoguči. Zbog toga su izvršena istraživanja i dobijena je metoda rasta kristala sa izmenjivačem toplote (HEM) /9,10,11,12/ odnosno sa hladnjakom, po kojoj su prvo dobijani kristali safira velikih dimenzija a zatim i kristali drugih materijala. Ova metoda je relativno jednostavna, vrlo je fleksibilna jer omogučava rast kristala različitog oblika i dimenzija, što zavisi od oblika i dimenzije suda u kome se rastop nalazi. Ovom metodom su dobijeni najkrupniji kristali safira visokog kvaliteta. Prednosti ove metode su sledeče: Uredaj nema pokretnih dijelova, niti specijalan temperaturni gradijent u peči. Proces rasta kristala postiže se povečavanjem temperaturnog gradijenta u točnoj fazi smanjivanjem temperature peči. Medupovršina čvrsto-tečno se nalazi u tečnosti i pot-puno je opkoljena sa njom. To ublažava mehanički potres i variranja temperature, pogotovo kada je u pitanju veča masa rastopa. Pored toga, površina rasta je zaštičena od čestica koje plivaju po površini rastopa. Kristal raste od dna suda prema gore, a koristi se mali temperaturni gradijent pa je konvekcija mala. Mali i ravnomerni temperaturni gradijent na medupovršini omogučava ravnomerni rast kristala a tirne i dobijanje homogenih i savršenih kristala. Za specijalne oblike kristala, štapiče, ploče, cevčice i vlakna, razvijene su nove metode, Stepanov /7/ i EFG /8/ Kod ovih metoda koristi se kapilarni efekat, tako da je moguče uticati na oblik izvučenih kristala preko oblika kapilare. Ove metode se veoma mnogo koriste i za silicijum i neke druge materijale. 2. PREGLED IZVRŠENIH RADOVA Šesdesetih godina su u našoj laboratoriji započeti radovi na dobijanju monokristala safira i rubina. Prve kristale safira i rubina dobili smo rastom iz rastopa po metodi Verneuil, na uredaju koji smo sami konstruisali. Eksperimenti su vršeni u plamenu dobijenom sagorevanjem kiseonika i vodonika. Aparatura je imala potpuno mlran rad bez potresa tokom rasta a ravnomerno doziranje praha AI2O3 vršili smo elektromagnetnim vibratorom. Brzina rasta je na početku iznosila 5 mm/h do prečnika 6-8 mm a zatim je povečavana na 10 mm/h. Klica je za vreme rasta rotirala brzinom od 30 o/min. Dobijeni kristali bili su potpuno prozračni. Prečnik kristala iznoslo je od 6-8 mm a dužina oko 30 mm. Za dobijanje monokristala rubina aluminijum oksidu je dodavano od 0,1% do 0,5% težinskih hrom trioksida. Kristale safira i rubina večih dimenzija, dužine od 40-110 mm i prečnika od 5-27 mm, dobijali smo rastom po metodi Czochralski. Prvi eksperimenti /13,14/ vršeni su na uredaju koji je izraden u našoj laboratoriji na automatskom MSR-2 uredaju. Poslednji eksperimenti, kada su dobijeni kristali safira večeg prečnika od 24-27 mm, vršeni su na automatskom MSR-2 uredaju. Umesto kvarcne cevi, koja je brzo propadala zbog visoke temperature na kojoj je radeno, napravljen je metalni omotač. Svi eksperimenti su vršeni sa tiglom od iridijuma dimenzija 40 x 40 mm, debljine zidova 2,5 mm, u atmosferi argona čistoče 99,99%. Kao šarža koriščen je AI2O3 čistoče 99,99% a Zr02 je koriščen kao izolacija. Prilikom rada na uredaju koji je izraden u našoj laboratoriji dobijani su kristali prečnika od 5-20 mm i dužine od 50-110 mm. Brzina rasta iznosila je 3-12 mm/h a brzina rotacije od 5-25 o/min. Eksperimenti na automatskom MSR-2 uredaju vršeni su tako što se brzina rasta kretala od 3,5 do 12 mm/h a brzina rotacije od 20-50 o/min. Dobijeni su kristali prečnika od 19-20 mm i dužine od 62-80 mm. Ovako dobijeni kristali safira i rubina ispitivani su u polarizovanom svetlu radi detekcije unutrašnjih naprezanja a odredivane su i dislokacije. Prosečan broj dislokacija u kristalu iznosio je 15-20. 10 3cm"2, Merenje optičkih osobina vršeno je na dva uzorka debljine 1mm. Rezultati merenja transmisije oba uzorka dati su na dijagramu br.1 i pokazuju da kvalitet kristala odgovara kvalitetu koji se navodi u literaturi. 4 Informacije MIDEM 19(1989)1, str.3-7 A.Valčič et al.: Istraživanja Iz oblasti rasta kristala satira Dijagram 1: Optičke osobine dva uzorka kristala Kod kristala poluprečnika 9-9,5 mm koji su rasli brzinom od f=5,1 mm/h a rotacija je iznosila u> = 20 o/min nije dolazilo do Inverzije fronta kristalizacije tokom rasta. Inverzija fronta kristalizacije pojavila se kod kristala rubina koji je rastao brzinom 5,1 mm/h i kod kristala safira prečnika 24-27 mm koji su izvlačenl na automatskom MSR-2 uredaju sa metalnim omotačem. Eksperimenti su pokazali da prilikom dobijanja kristala YAG-a /15/, i safira u toku rasta dolazi do promene oblika medupovršine kristal-rastop, što dovodi do pojave zamučenja i mehuriča. Oblik fronta kristalizacije, kod rasta kristala, može da ima Izuzetno veliki uticaj na osobine kristala. Od njega u mnogome zavisi ravnomernost ugradivanja primeša, naprezanje i koncentracija dislokacija. Kod rasta kristala po metodi Czochralski moguče je uticati na oblik fronta kristalizacije preko parametara rasta, kao što su brzina rasta, brzina rotacije kristala i temperaturni gradijent. Treba svakako napomenuti da dok brzinu rasta i rotacije možemo da držimo konstat-nim, raspored temperature u rastopu tokom rasta kristala se menja zbog spuštanja nivoa rastopa. To dovodi do smanjenja dubine rastopa što sa svoje strane može kod manjih dubina da menja uslove mešanja a na taj način da menja i raspored temperature. Do nagle promene oblika fronta kristalizacije, odnosno inverzije, dolazi kada prečnik kristala dostigne kritičnu vrednost za odredenu rotaclju. To je posledica promene načina kretanja rastopa. Pri tome dolazi i do topljenja dela kristala i na taj način front koji je do tada bio konveksan prema rastopu postaje približno ravan. Inverzija se dešava kada kretanjetečnosti usled rotacije kristala nadvlada prirodnu konvekclju. To je kritičan uslov za inverziju i to se dešava kada se prede kritična vrednost Reynoldsovog broja. Pošto je Reynolds-ov broj: Re= T)pD2oj 2 rj (1) gdeje: 7-viskozitet, h - gustina, cd -broj obrtaja kristala i D -prečnik kristala. K.Takagi je izrazlo prečnik inverzije Dc i on Iznosi: 1 1 _1 Dc=(2fi)2(Re>i/Pfoj 2 (2) Dc = Vw (3) Ova uproščena jednačina važi samo ako su svi ostali parametri rasta kristala nepromenjeni. Eksperimentalni rezultati su pokazali da D0 zavisi od temperaturnog gradijenta* brzine rasta kristala, dubine rastopa, odnosa prečnika tigla i višine meniska izmedu kristala i rastopa. Dc raste sa porastom temperaturnog gradijenta a opada sa brzinom rasta i rotacije kristala. 5 A.ValčIč et al.: Istraživanja iz oblasti rasta kristala safira Informacije MIDEM 19(1989)1, str.3-7 Jednačine koje autori u literaturi daju za Grashov broj, Taylorov broj, i Rossbyjev broj /16, 17, 18, 19, 20/ ne mogu da se primene na naše eksperimentalne rezultate, jer ni jedna od njih ne uzima u obzir sve bitne parametre niti je predvidena za proces rasta od početka do kraja. Kod kristala safira MKSI, koji je rastao brzinom 4 mm/h, do inverzije je došlo kod prečnika 22-22,5 mm. Kristal je rotirao brzinom a> = 20 o/min. Na mestu inverzije došlo je do pojave velikog broja mehuriča. Vrednost Re = cd R2k u tom trenutku bila je jednaka (Re)c= Re = cd R2k = 25,3. Posle inverzije kroz central kristala se prostire tanka nit od malog broja mehuriča, što ukazuje da je kristal u tom delu rastao u uslovima bliskim (Re)c Zbog blagog porasta prečnika kristala rastao je i Reynoldsov broj Re ali je rastao i kritičan (Re)c zbog sve jačeg uticaja zidova suda. Sledeči eksperiment smo izveli tako da do inverzije dode na početku kristala dok se on širi i tirne izbegnemo inverziju u delu kristala večeg prečnika. Pošto smo odredili da je za naše uslove (Re)c = 25,3 poluprečnik inverzije kod kristala koji je rotirao brzinom cd = 50 o/min blo bi «C V(Re)c cd = 0.61cm Brzina rasta f, bila je na početku rasta 5 mm/h, a na kraju rasta 13,5 mm/h. zbog povečanja prečnika kristala. Mehuriči koji su se pojavili, praktično na samom početku, gde je Rk = 0,7 cm, pokazuju da je pri tom poluprečniku počela inverzija, kao što se pretpostavilo. Medutim, nestabilan rast i inverzija trajao je do poluprečnika Rk = 0,8 cm, kada kristal počinje da raste bez mehuriča. Smatramo da za poluprečnik inverzije ne smemo da uzmemo Rk = 0,7 cm jer se kristal u tom delu veoma naglo širi pa je višina meniska mala. Zbog toga je kristal znatno jače mešao rastop. Kod Rk = 0,8 cm kristal se postepeno širio, što je uobičaieno kod rasta kristala, pa smatramo da je (Re)0 = 0,8 . 50 = 32. Stabilan rast, bez pojave mehuriča, se zatim nastavio sve dok kristal ne dostigne poluprečnik od 1,1 cm. U tom trenutku, usled viskoznog kočenja zidova suda i dna dolazi do porasta (Re)c ido(Re)c = Re. To dovodi do nestabilnog rasta, odnosno do prelaza od ravne medupovšine prema konusnoj. Konusna medupovršina intenzivnije meša tečnost, pored toga poluprečnik postepeno raste, pa dolazi do porasta Re u odnosu na (Re)c i do nove inverzije. Naši rezultati na YAG-u /15/ pokazuju da ako se dovoljno predu uslovi za inverziju moguč je stabilan rast i dobijanje monokristala bez grešaka. Treba napomenuti da je prečnik naših kristala (D k) bio mali u odnosu na prečnik suda (Ds), pa je uticaj zidova i dna suda na povečanje (Re) c bio mali. S obzirom na značaj profilisanih kristala /7,8/, tj. kristala koji več tokom rasta dobijaju željeni oblik (štapiči, cevi, ploče i slično), mi smo započeli eksperimente na dobijanju safira u obliku štapiča (slika 1). Za te početne eksperimente prilagodili smo uredaj po Czochralskom MSR-2. Glavne Izmene bile su na sudu od iridijuma iz koga smo izvlačili štapiče safira. U centar suda stavljena je cevčica od iridijuma spol-jašnjeg prečnika 5 mm i unutrašnjeg prečnika 4 mm. Unutrašnjost cevčice popunjena je parčlčima iridijumske žice tako da je na taj način kapilarni efekat bio izražen. Eksperimenti su vršen i u atmosferi N2 . Kada se ¡stopi šarža AI2O3, usled kapilarnog efekta tečnost se penje do vrha cevčice. Tada se spuštanjem klice dodiruje vrh cevčice. Pošto je klica relativno hladna dolazi do očvrščavanja rastopa u cevčici i na klici. Zbog toga je potrebno da se poveča snaga generatora i sačeka dok se AI2O3 u cevčici ne istopi i dok se ne uspostavi dobar kontakt sa klicom. Za utvrdivanje tog trenutka korisno nam je poslužlo uredaj za merenje težine sistema. Zatim se pristupa Izvlačenju štapiča. Oblik i dimenzija kristala zavisi od oblika i dimenzija kapilarne cevčice. Brzina izvlačenja u dosta širokim granicama nema bitan uticaj na prečnik kristala. Jedan štapič smo izvlačili različitlm brzinama 10, 20 i 30 mm/h a prečnik je bio približno 4,2 mm. Kvalitet štapiča kod ovih početnih eksperimenata nije bio optički, oni su sadržavall mehuriče I zamučenja na pojedinim mestima. Slika 1: Kristal safira u obliku štapiča. 6 informacije MIDEM 19(1989)1, str.3-7 A.Valčič et al.: Istraživanja iz oblasti rasta kristala safira ZAKLJUČAK U okviru ovog rada izvršeni su eksperimenti na dobijanju monokristala safira rastom iz rastopa po metodi Verneuil i Czochralski a započeti su i eksperimenti na dobijanju profilisanih monokristala safira u obliku štapiča. Izvršena su i ispitivanja uticaja uslova rasta na kvalitet dobijenih kristala. Eksperimenti su pokazali da prilikom rasta kristala safira može da dode do promene oblika fronta kristalizacije što može bitno da utiče na kvalitet dobijenih kristala jer dovodi do pojave mehuriča i zamučenja. Na promenu oblika fronta kristalizacije može da utiče višefaktora: brzina rasta, brzina rotacije, dubina rastopa, odnos prečnika i kristala i višina meniska izmedu kristala i rastopa. Dobijeni su kristali safira prečnika od 5-27 mm i dužine od 40 - 110 mm. Započeti su eksperimenti na dobijanju profilisanih kristala u obliku štapiča. L1TERATURA 1. A.Verneuil, Production Articielle du rubis par fusion , Paris Acad.Sci., Comptes Rendus 135 (1902) 791-794 2. F.R.Charvat, J.C.Smith, O.H.Nestor, Crystal Growth, Proceeding of an International Conference on Crystal Growth, London, H.Steffen Reiser (1976) 45-50 3. A.E.Paiadiono, B.D.Roiter, Czochralski Growth of Sapphire , J.Am.Ceram. Soc.sept. (1964) 465 4. S.O'Hara, Some Interface Growth Features of Czochralski Sapphire Crystals , J.Crystal Growth 2 (1968) 145- 148 5. J.J.Rubin, L.G.Van Vitert, Growth of Sapphire and Ruby by the Czochralski Technique , Mat.Res.Bull. Pergamon Press, Inc Printed in the United States. 1 (1966) 211 -214 6. M.P.Musatov, Krupnie Monokristali Leikosafira, Vrascenije metodom Czochralski , Neograniceski materijali Tom IX,3 (1973) 7. Stepanov, A.V. New Method of Producing Articles (Sheets, Tubes, Rods, Various Sections, Etc.) Directly From Liquid Metal , Soviet Phys. - JETP 29. (1959) 339 8. La belle.H.E., Ir.and A.I.MIavsky Growth of Controlled Profile Crystals from the Melt: Part I - Sapphire Filaments , Mat.Res.Bull.6 (1971) 571 -580 9. F.Schmid, D.Viechnicki, Growth of Sapphire Disks from the Melt by a grdient Furnace Technique , J.Am.Ceram.Soc.53(9) (1970) 528 - 529 10. D.Viechnicki, F.Schmid, Growth of Large Monocrystals of AfeC>3 by Gradient Furnace Technique , J.Crystal Growth, 11 (1971) 345 -347 11. D.Viechnicki, F.Schmid, Crystal Growt using the Hear Exchanger Method (Hem) , J.Crystal Growth 26 (1974) 162-164 12. F.Schmid, The Production of Large Scatter free Sapphire by the Heat Exchanger Method , Elektro-Optics/Laser 78. Conf.Boston, (1978) 2 - 6 13. A.Valčič, R.Roknič, S.Nikolič Uticaj uslova rasta na rast kristala safira i rubina , 22 ETAN u pomorstvu, Zbornik radova (1980) 354 - 358 14. A.Valčič, S.Nikolič, R.Roknič Rast kristala oksidnih materijala SHD i Jugoslovenski Simpozijum o keramici, 23. Savetovanje hemičara SRS, Beograd, Zbornik Radova (1981) 627 -634 15. A.Valčič, R.Roknič, S.Nikolič Uticaj uslova rasta na naprezanju u kristalima YAG-a , 20 ETAN u pomorstvu, Zbornik radova (1978) 617-621 16. J.C.Brice, T.M.Bruton, O.F.Hill, P.A.C. Whiffin, „The Czochralski Growth of Bi 12 SiOžo Gristals", J.Crystal Growth 24/25 (1974) 429 - 431 17. J.C.Brice, P.A.C.Whiffin, Changes in fluid Flow During Czochralski Growth , J.Crystal Growth 38 (1977) 245 - 248 18. C.D.Brandle, Flow Transitions in Czochralski Oxide Melts , J.Crystal Growth 57 (1982) 65 - 70 19. B.Perner, J.Kvapil, Jos.Kvapil, Liquid/Solid Interface Profile of Melt Growth Oxide Crystals , Czech. J.Phys. B 23 (1973) 1091-1096 20. P.A.C. Whiffin, T.M.Bruton, J.C.Brice, Simulated Rotational Instabilities in Molten Bismuth Silicon Oxide , J.Crystal Growth 32 (1976) 205-210 '■p Dr Andreja Valčič, red.prof., * ^ c Dr Slobodanka Nikolič,nauč.saradnik Toma Valčič, dipl. ing. TEHNOLOŠKO METALURŠKI FAKULTET, Beograd,Karnegijeva 4 * IHTM, INSTITUT ZA MIKROELEKTRONSKE TEHNOLOGIJE I MONOKRISTALE, Beograd, Njegoševa 12 Prispelo: 09.09.1988 Sprejeto: 26.02.1989 7 UDK 621,3:(53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIPEM 19 (1989)10, Ljubljana MODELLING OF OXYGEN PRECIPITATION AND OUTDIFFUSION PHENOMENON " Accepted and presented at STEP EUROPE-Defect Control and Related Yield Management Conference, October 27 » 28, Brussels, Belgium Marijan Macek KEY WORDS: diffusion, oxygen precipitation, oxygen nucleation, critical radius, numerical simulation ABSTRACT: On the basis of the diffusion-controlled precipitation of spherically growing particle, homogenues nucleation and classical diffusion theory and simplified expression for the critical radius, which takes into account only temperature dependence, a PASCAL program to run on 1MB PC was written to simulate nucleation, precipitation and outdiffusion phenomenon. The parameters we need for simulation were deduced from already published two step annealling experiments. Diffusion constant, D = 0.07 exp (-2.44/kT) 111, was found to be adequate for the temperatures above 1073 K. For the lower ones enhanced diffusivity should be assumed. The results of the numerical simulation of various IME's and other published processes are in good agreement with the experimental ones, not only for the amount of precipitated oxygen at various steps, but for the depth of the denuded zone and the defect/precipitate density as well. MODELIRANJE PRECIPITACIJE IN OUTDIFUZIJE KISIKA KLJUČNE BESEDE: difuzija, precipitacija kisika, nukleacija kisika, kritični radij, numerična simulacija POVZETEK: Na osnovi teorije difuzijsko omejene precipitacije sferično rastočega izločka, teorije homogene nukleacije, klasične difuzijske teorije in poenostavljenega izraza za kritični radij, ki upošteva le temperaturno odvisnost, je bil napisan program, ki simulira pojav nukleacije, precipitacije in difuzije kisika s površine rezine. Za simulacijo potrebni parametri so bili določeni na osnovi objavljenih 2 stopenjskih poskusov. Na temperaturah nad 1073 Kje difuzijska konstanta 0.07 exp (-2.44 eV/kT) ustrezna, za nižje pa je potrebno upoštevati ojačeno difuzijo. Rezultati simulacije precipitacije kisika za IME procese, kakor tudi za v literaturi objavljene se dobro ujemajo z izračunanimi. INTRODUCTION VLSI devices are mostly processed on CZ Si wafers with oxygen concentration ranging from 5x1017 -1018 at/cm3. Precipitation of SiO phase occurs /1/ as a result of exceeded solid solubility limit at almost all process temperatures. Secondary defects like stacking faults etc. which are more or less electrically active are generated at the oxygen precipitates. Especially defects decorated by heavy metals located in the device active area /2/ can be harmful for the functionality of the IC. On the other side those ones located in the bulk act as gettering centers and have very beneficial effect on the device yield. To assure the maximum yield for the certain process the intrinsic gettering (IG) should be optimised. To avoid an extensive number of costly experiments, one should be able to model the precipitation and outdiffusion of oxygen for various heat treatments. In this paper a simple PASCAL program to run on IBM PC is presented in which the diffusion-controlled precipitation of growing spherical particle/3/, homogenues nucleation theory /4, 5/ classical diffusion theory /6/ and simplified expression for the critical radius/7/, taking into account only temperature dependence are combined. Calculated results are compared with the published ones for two step precipitation experiments as well as for the different in /8/ and out of house processes and show a good agreement not only for the amount of precipitated oxygen, but for the depth of the denuded zone (DZ) and precipitate density as well. Informacije MIDEM 19(1989)1, str.8-12 M. Macek: Modelling of Oxygen Precipitation and Outdiffusion Phenomenon 2. THEORY The formation of the denuded zone depends on the diffusion and precipitation (which depends on diffusion) of interstitial oxygen (Oi). Diffusion can be drescribed by classical equation dOj(x,t) d2Oi(x,t) dt U{l) dx2 where the diffusion constant defined by Mikkelsen /9/ is (21) D(T) = 0.07 (cm2/s) exp (-2.44 eV/kT) (2) expression, where the elastic, intersticial and vacancy energy term were neglected. From the literature /11/ it is known that the concentration of the point defects at the typical process temperatures and the amount of precipitated oxygen is close to the equilibrium ones. Furthermore during the low temperature (T = 1073 K) formation of platelike precipitates no intersticials are emitted. On the other side during the high temperature annealing (T> 1373 K) the precipitation of octahedral precipitates is accompanied by strong emmision (0.69I Int./at) of interstitials and succeslve growth of stacking faults. We were satisfied to incorporate neglected energy terms in "effective" Interface energy aeif, determined from the two step experiments. The simplified expression for Rc is: To solve the equation (1) the boundary conditions should be known. As the mass transport coefficient h at the surface is not known, we kept the same conditions as in the originally written program /6/. Diffusion controlled precipitation can be, in a very accurate way, described with Ham's theory /3/, which in the simplest form takes into account the growth of a spherical particle. Relation between precipitated oxygen fraction Sp(t) and cinetic constant K (x,t) is quite complicated: K (x,t) = H (Sp 1/3) (3) Sp(t) = (Oi (x,0)-0i (x,t))/(Oi (x,0) - Oi* (T)) (4) H(u) = (1/2) In ((u2 + u + 1)/(u2-2u + 1))-31/2artg ((2u + 1)/3 1/2) + 0.9068 (5) Cinetic constant in our program is defined by the following expression: K(x,t = 0) = D(T)(4jrNo)2/331/3 ((Oi (x.O)-Oi* (T))/Co) " (6) where C0 denotes oxygen concentration in a precipitate (Co = 4.65x1022 at/cm3 for amorphous SiOx). For the solubility of oxygen Oi* (T) we used Craven's data /10/. We applied homogeneous nucleation theory /4,5/ in which the nucleus density N0 is described by the following equation: No(x,t) = Js(x,T) (t-ti) (1 -exp(-Vti)) (7) Js(x,T) = J0D(T) Oi(x,0) T"1/2 exp(-Eo/(T-T/Ts)2) (8) Jo = 7.94x10"11 cmK1/2 and Eo = 1082 K are material constants estimated in /5/, while t, denotes incubation time In which the nucleus grows during the low temperature nucleation step up to the critical radius Redefined by high temperature precipitation step and Ts the solubility temperature when Oi(x,)) equals solubility Oi*(T). Expression for the critical radius Rc originally obtained by C. Claeys /7/ is rather complicated. We used simplified Rc = 2 geff 3 CpkTI n (O i /oT* (T)) (9) Cp is silicon concentration in Si02 precipitate and equals 2.1x1022/cm3. The output of the complete calculation is therefore: * the profile of the interstitial oxygen Oi * the profile of the precipitated oxygen * the amount of the precipitated and outdiffused oxygen * the density of the precipiates and its average size. 3. RESULTS As the first step the oeff was determined on the basis of published two step experiments/12/. (2h @ 1073 K + 16h @ 1323 K, N2 + 5% 02 ). The best fit of the experimental results for the amount of precipitated oxygen versus initial concentration Oi presented in fig. 1 is obtained assuming Rc = 7.5 nm at 1323 K and for Oi = 7x1017 at/cm3. It follows from (9), that in this case aeff equals 5.60 J/rri2, which is for one order of magnitude higher than the published data for a /14/. Obviously very crude assumption is made neglecting elastic energy term. Regardless of the assumption, the results for simulated CMOS process /12/, (5h @ 1198 K, O2 + 45 min @ 1073 K, N2 + 20h @ 1423 K, N2 + 14h @ 1198 K, steam), shown on the same fig. 1 are in a very good agreement with the calculated ones. Nucleation simulation at the temperatures less than 1073 K is not satisfactory, unless the enhanced diffusivity is assumed. Results for amount of precipitated oxygen at two step experiment /13/ with nucleation step performed at 1023 K for 4h (second step Is the same as in the first case) are shown in fig. 2. Obviously one can get a good fit assuming 1.5 times higher oxygen diffusivity when the calculated results lie within the statistical limits of the experiment. From some papers (eg. /14/ it follows that at the low temperatures oxygen diffuse in molecular form, so the Mikkelsen data /9/ are too low. Otherwise oxygen precipitates at low temperatures in platelike form, while we supposed the simple spherical form. 9 M. Macek: Modelling of Oxygen Precipitation and Outdiffusion Phenomenon Informacije MIDEM 19(1989)1, str.8-12 The depth of the denuded zone in simulations is set to be where the concentration of precipitated oxygen is 0.25x1017 at/cm3, that guarantees the best correspon- AOi [1017 at/cm3] 5 ■ 4 3 2 1 6 7 8 9 10 0i[1017al/cm3] Figure 1: The average amount of precipitated Op vs. initial oxygen concentration Oi @ for the two step (x) and CMOS (o) simulation. Solid lines are calculated. dence of the results of other simulations /6/ and experiments. Comparison with the results of three step experiment/6/(1373 K + @1023K +1273 K for different times) is shown in fig. 3. while an example of calculated oxygen profile is shown in fig. 4. 4. SIMULATION OF ISKRA - ME S PROCESS 15 14 _ 0 0.2 OA 0.5 08 1 LOG ex:-: Tin; al |3?3 K (ixxjis] n ['1 x °Y Oz ~txy = Tzx txyy £X £XY £ z yx y y zx y xy (2) Čime je odredena veza napona i deformacije u monok-ristalnom Si. Prilikom proizvodnje monokristali Si se izvlači i seče duž kristalih ravni sa orijentacijom /111/, /110/ i /100/. Sve ove tri ravni ravnopravno se koriste za proizvodnju sen-zora pritiska. Kao mehanički materijal Si se u ravni /111/ ponaša kao izotropni, u ravni /100/ kao ortotropni i u ravni /110/ kao anizotropni materijal. Naponi u dijafragmi U suštini dijafragma predstavlja, prema teoriji elastičnosti, ploču, koja je kruto uklještena po obodu i izložena ravnomerno raspodeljenom pritisku po površini. Osnovne predpostavke za proračun su /5/: * ploča je idealno elastična * u srednjoj ravni ploče nema deformacija. Ta ravan ostaje neutralna pri savijanju i naziva se neutralna ravan. * tačke ploče, koje su prvobitno bile normalne na tu srednju ravan ostaju normalne na srednju ravan svijene ploče Uz ove predpostavke, mogu se izraziti sve komponente napona preko ugiba ploče w, koji je funkcija dvaju koordinata u ravni ploče. Ova funkcija mora zadovoljiti izves-nu linearnu parcijalnu diferencijalnu jednačinu, koja uz granične uslove odreduje w i raspodelu napona u ploči. Razmotrimo granice važnosti osvojenih predpostavki: * monokristalni Si od koga je dijafragma sačinjena je mehanički idealno elastičan materijal. Kada se pri opterečenju prekorači granična čvrstoča, silicijum puca bez primetne plastične deformacije. Prema tome, prva predpostavka umnogome odgovara stvarno m stanju. * evidentno je da se pod dejstvom pritiska dijafragma ugiba, tzv. balon efekat. Spoljašnje opterečenje od pritiska uravnotežuju ne samo momenti savijanja več i naponi istezanja u neutralnoj ravni (membranski naponi). Može se pokazati /4/ da su momenti savijanja grubo proporcionalni p*(a/h)2 i membranski naponi sa p2* (a/h)6, p je pritisak, a/h odnos prečnika dijafragme prema debljini. Ugib u centru dijafragme proporcionalan je sa p*(a4/h3). Znak napona momenata savijanja zavisi od smera pritiska fluida, dok su membranski naponi uvek pozitivn (izduženje). Rezultantni naponi u dijafragmi jednak su zbiru napona od momenata savijanja membranskih napona i stoga nisu isti kada pritisak deluje sa gornje ili donje strane dijafragme. Gornje zavisnosti strogo odreduju nelinearne zavisnosti napona dijafragme, kao i gornju granicu oanosa a/h, bez obzira na njen oblik ili materijal. Predpostavka o neutralnoj ravni uslovno važi samo za ugibe manje od 0.2 debljine dijafragme. Pri tome dobija se nelinearnost napona od 0.1 - 0.2 %. Signal koji se može dobiti iz senzora uz uslov da je ugib dijafragme manji od 0.2 h proporcionalan je s/pr^. Stoga za a/h > 75, kome po teoriji malih ugiba odgovara merni opseg pmak = 10-20 kPa, dijafragma prelazi u membranu (si 2) /4/ i nelinearnost naglo raste. Primer: izlazni napon preciznih senzora proizvodnje Druck /15/ u zavisnosti od opsega i za nelinearnost manju od 0.06 %. Za prevazilaženje ovog ograničenja, kod novijih konstrukcija senzora namenjenih merenju niskih pritisaka, redukcija membranskih napona postiže se primenom "profilisane" cirkularne ili pravougaone dijafragme (SP -6, slika u prilogu) kod kojih su membranski naponi manji za red veličine /6/. 14 J.Matovič et al.: Silicijumski piezootporni senzor Informacije MIDEM 19(1989)1, str. 13-21____pritiska sa dijafragmom Slika 2: nelinearnost napona dijafragme u funkciji ugiba w opseg (mBar) izlazni napon (mV) 75 17 175 25 350 50 1000 75 * predpostavka o kruto ukljuštenoj dijafragmi predstavlja aproksimaciju stvarnog stanja. Naponi sa dijafragme se prenose na oslonac, posebno kod senzora za pritiske preko 10 MPa, kod kojih je deb-Ijina dijafragme približna debljini oslonca. Sledi, da je pri definisanju graničnih uslova učinjeno nekoliko idealizacija, posebno kod dijafragmi za niske i visoke pritiske. Izrazi za izračunavanje raspodele napona izvedeni na osnovu gornjih predpostavki daju samo približna rešenja /5/. Za tačnije odredivanje naponskog stanja, koje uzima u obzir konačnu krutost oslonca i pojavu membranskih napona koristi se metoda konačnih elemenata (MKE metoda). Kao primer na si.3 prikazana je raspodela napona u pravougaonoj dijafragmi senzora SP - 5 izračunata ana-litički, a na si. 4 MKE metodom. Na oba dijagrama linija nultog napona prolazi kroz približno iste koordinate, dok neposredno uz oslonce dijafragme MKE metode daje za 40 % veče napone. Eksperimentalna provera raspodele napona prema si. 3 i 4 ugradnjom piezootpornika po-kazuje da se rezultati MKE metode bolje slažu sa stvarnim stanjem. Na si. 5 prikazan je ugib te dijafragme (dimenzije 1500 x 2400//m, debljina 24//m, p = 35 kPa, max.ugib 7,wm). Slika 3: raspodela napona O x — (J y prema analitičkom rešenju dijafragma senzora SP - 5 i.VMVilll MI.MIjRAh'! M(;MAX M A r' l / ( ( ^ ) // l> ........ Slika 4: raspodela napona (J x-0 y izračunata MKE metodom dijafragma senzora SP - 5 Slika 5: ugib dijafragme SP - 5 prema MKE metodi 15 J.Matovič et al.: Silicijumski piezootporni senzor pritiska sa dijafragmom__ informacije MIDEM 19(1989)1, str. 13-21 Tehnologija izrade dijafragme Dijafragma se formira procesom seiektivnog nagrizanja silicijuma. Pri uobičajenim mokrim postupcima koriste se brojna sredstva za nagrizanje Si. Ona mogu biti izotropna i anizotropna, zavisna ili nezavisna od koncentracije primeša, manje iii više selektivna u odnosu na materijal za maskiranje. Izotropna sredstva nagrizaju Si jednakom brzinom u svim kristalografskim pravcima: R (111) = R (110) = R(100), dok za anizotropna važi sledeči odnos: R(100) ~ R (110) > > R (111). U donjoj tabeli dati su najčešče koriščeni sistemi za hemijsko nagrizanje silicijuma: sredstvo za nagrizanje tipičan sastav karakteristike brzina nagrizanja maska (111) Si izotropno HF HNOs chacooh R(100)= = R(110>*vi = R(111) 1-7/im/min na 22° Si3N4 (100) Si anizotropno KOH n-propanol voda R(100)~100 R (111) 1 U m/min na 80°C SI02 (100) Si anizotropno etildlamin pirokatehol voda R(100) 35 R(111) 1.1 Mm/min na 100°C Si02 (110) Si anizotropno KOH voda R(110) ~600 R(111) 8 ¿i m/min na 80°C Si3N4 Pored ovih rastvora koji nagrizaju Si hemijski, često se primenjuje metod elektrohemijskog nagrizanja epitak-sijalnih pločica Si /7/. Tom prilikom se Si anodno rastvara različitim brzinama, u zavisnosti od tipa i koncentracije primeša. Brzina anodnog rastvaranja Si supstrata sa velikom koncentracijom primeša (u elektrolitu HF/H2O) je 10-20 puta veča nego kod epi-slojeva sa rnanjom koncentracijom primeša. Moguče su sve konfiguracije primeša (p+/p epi, n + /n epi,p + /n epi i n + /p epi) /8/. Ovim metodom mogu se dobiti veoma tanke i ravne dijafragme odredene kvalitetam epi-sloja. Na si. (6) prikazana je geometrija dijafragmi dobijenih navedenim metodama: Precizan mehanizam koji objašnjava prirodu anizotrop-nog nagrizanja još nije dovoljno razjasnjen. Osnovna karakteristika takvog ponašanja monokristala Si je da ravan (111) pri nagrizanju daleko sporije reaguje od svih ostalih kristalografskih ravni (odnos brzina nagrizanja po nekim autorima dostiže 1000 /8/. Jedan od razloga tome je broj atoma po cm2 koji je u ravni (111) veči nego u ostalim /9/. Veča gustina atoma na površini objašnjava i pojavu pasivirajučeg dejstva priljubljenih molekula vode koji sprečavaju interakciju površine sa aktivnim molekulima rastvarača. Drugi razlog pojave anizotropije je razlika u gustinama veza medu atomima na površini, tj. energijama potrebnim za uklanjanje atoma sa površine (koje su veče za ravan (111). Navedene činjenice donekle rasvetljavaju uticaj orjen-tacije kristalografskih ravni Si na brzinu nagrizanja, ali potpuno objašnjenje prirode ove pojave možemo tek očekivati. Imajuči u vidu da proces nagrizanja u suštini pretstavlja proces prenosa naelektrisanja /8/, prirodno je da brzine nagrizanja zavise od tipa i koncentracije primeša. Može se pretpostaviti da su kod Si bogatog primesama brzine nagrizanja veče nego kod slabo dopiranog Si, zbog večeg broja pokretnih nosilaca. Ovo je dokazano za sistem HF/HNO3/CH3COOH (1/3/8). Za p i n Si koncentracije >1018cm"3,Rsi = 1-3 /¿m/min, a za koncentracije <1017cm"3 brzina opada do nule. Anizotropna sredstva pokazuju drugačije ponašanje pri nagrizanju. Brzina nagrizanja drastično opada u slojevima sa velikom koncentracijom bora (10 °cm"3), što još uvek nije adekvatno objašnjeno. 2. Piezootpornici Piezorezistivni efekat Funkcionalna zavisnost promene električne otpornosti poluprovodnika pod uticajem mehaničkih napona data je izrezom (2): <''OC<> .j i__ a.) (/14 0) ,0 .<0 (A p/p)ij = n ¡jkl a ki (3) gde je A p/p relativna pramena otpornosti, n yki tenzor piezorezistivnog koeficijenta i a ki tenzor napona. Analogno konstanti elestičnostl c, piezokoeficijenat koji u opštem slučaju ima 81 nezavisnu promenjivu svodi se, za specijalni slučaj kubne kristalne rešetke, na tri nezavisne promenjive n n.FI 12 i n 44 koje se nazivaju glavnim piezootpornim koeficijentima. Relativna promena piezootpornika jednaka je tada: Slika 6: a) izotropno nagrizanje (111)Si, b) anizotropno nagrizanje (100) Si, c) anizotropno nagrizanje (110) Si I d) elektrohemijsko Izotropno nagrizanje Si. AR/R=.-n|CT|IltCrt (4) n I označava longitudinalni piezokoeficijenat, kod koga je tok struje kroz poluprovodnik paralelan sa pravcem mehaničkih napona i H t transferzalni piezokoeficijenat, 16 informacije MIDEM 19(1989)1, str. 13-21 J.Matovič et al.: Silicijumski piezootporni senzor pritiska sa dijafragmom kod koga je tok struje normalan na pravac mehaničkog napona. Može se pokazati /10/da u ravni /100/ siiicijuma piezo-koeficijenti iznose: jc r = ji 11 - {ji a/4) (1-cos 4 ) , (5) f je ugao koordinatnog sistema u odnosu na pravce osa kristalografskih ravni, n a = n n - n 12- n 44. U ravni /110/ piezokoeficijenti su: k v = ji 11 - {ji a/1 6)(7-4 cos 2

2 i Si3N4 od spoljih uticaja * otvaranje prozora za kontakte * nanošenje provodnika od AISi legure ili Cr + Au Umesto VVheatston-ovog mosta sa 4 diskretna otpornika, može se načiniti i most sa raspodeljenlm para-metrima /13/, po konfiguraciji analogan sa Holovom napravom. Ovaj tip mosta pod nazivom X-ducer usvojila je Motorola. 17 J.Matovič et al.: Silicijumski piezootporni senzor pritiska sa dijafragmom_ informacije MIDEM 19(1989)1, str. 13-21 3. Konstrukcija senzora Peleti sa formiranom dijafragmom spajaju se sa pod-ložnom pločom od Si ili specijainog Pyrex stakia. Si-Si spoj, koji mora biti hermetički, radi se lemljenjem legu-rom AuSn ili eutektičkim legiranjem sa Al na temperaturi od 450°C. Sa Pyrex staklom Si se spaja elektrostatičkim zavarivanjem, na povišenoj temperaturi i pod visokim naponom. Ovaj sklop montira se na različite načine, zavisno od primene: u plastično ili metalno kučište, hibrid zajedno sa pojačavačem ili kateter. Presek tipične konstrukcije prikazan je na si. (9) /14/. Slika 9: presek senzora 1 metalno kučište, 2 AuSn lern, 3 podnožna ploča, 4 spoj, 5 Si supstrat, 6 dijafrag-ma, 7 otpornici, 8 SiOi, 9 SbN.i, 10 metalizacija, 11 CVD nitrid, 12 Au žica, 13 referentna komora 4. Performanse senzora Osobine senzora: iz ranijeg izlaganja sledi, da su karakteristike senzora, (osetijivost, linearnost, temperaturske pramene), medusobno usko zavisne. Pri projektovanju senzora i izboru tehnoloških parametara za njegovu izradu potrebno je optimalno uskladiti niz protivurečnih zahteva u zavisnosti od namene. Osetijivost i izlazni napon: osetijivost senzora ograni-čena je maksimalnim meh. naponima u dijafragmi i vred-nošču piezokoeficijenta. Silicijum, kao monokristalni, bezdislokacioni materijal, može se opteretiti do izduženja od 0,05 %. Medutim, kod vitkih dijafragmi nelinearni membranski naponi, pojavljuju se znatno pre maksimalnog dozvoljenog napona ograničavajuči osetijivost /5/. Sa si. 7 vidi se da vrednost piezokoeficijenta logaritamski opada sa koncentracijom bora. Kako je temperaturski koeficijenat otpornosti piezootpornika zavisan od koncentracije, ali po složenoj zavisnosti (si. 10), nije moguč proizvoljan izbor koncentracije primeša. Postoje dve uske oblasti koncentracije bora kod kojih se može postiči temperaturska kompenzacija senzora, oblast l i II si. (10). U oblasti I, II 44 iznosi 110x10"11m2/N, a u oblasti II, 40x10"11rn2/N. Piezootpornici izvedeni sa koncentracijom primeša prema oblasti i ¡maju osetijivost 2,5 puta veču nego otpornici u oblasti II. Samim tim, moguče je dobiti isti izlazni napon senzora sa debljom, linearnijom dijafragmom. Sa druge strane temperaturska promena piezokoeficijenta u oblasti II je mala i gotovo linearna, pa je temperaturska greška ovakvog senzora manja. U praksi se ravnopravno koriste obe oblasti. Institut se opredelio za oblast II, koju koristi firma Kullite. Izlazni napon proporcionalan je naponu na otpornicima mosta i njegovoj osetljivosti. Maksimalni napon napajanja mosta ograničen je dozvoljenom disipacijom otpornika i reda je 5 -10 V. Za izabrane vrednosti otpornosti mosta od 2 k Q, izlazni napon treba da bude 50 - 80 mV, zavisno od opsega. 0,J- °/o/°C 0,2 0,1 i024 1025 1026N, Slika 10: Zavisnost temperaturskog koeficijenta piezokoeficijenta JI 44, y i temperaturskog koeficijenta otpornika p od koncentracije primeša l£m££ialmska prjimeita^ižaMjimali: mehaničke osobine Si dijafragme mogu se smatrati stalnim u oblas-timp u kojima se senzori koriste. Opadanje izlaznog napona sa temperaturom je posledica negativnog temperaturskog koeficijenta piezokoeficijenta II 44, y , koji u oblasti I si. (10) iznosi y = -0.22% /°C, a u oblasti II, y = -0.13% /°C. Svojstvo da je u oblastima I i II temperaturski koeficijenat otpornika /3 nešto veči i suprotnog znaka od y, koristi se za temperatursku kom-penzaciju senzora. Kada se most napaja izvorom konstantne struje, ukolikoje/3 = - y, opadanje osetljivosti piezokoeficijenta se kompenzuje porastom napona napajanja mosta, usled porasta omske otpornosti otpornika. Obično se parametri pri izradi otpornika biraju tako, da je ¡i > | y | . Fino doterivanje se izvodi dodavanjem temperaturski nezavisnog otpornika Rpar koji zadovol-java relaciju: 18 informacije MIDEM 19(1989)1, str. 13-21 J.Matovič et al.: Silicijumski piezootporni senzor pritiska sa dijafragmom y ftpar = mosta (9) Sa ovakvim načinom kompenzacije senzori razvijeni u Institutu imaju temperatursku zavisnost osetljivosti manj u od 0.005% PS/°C u opsegu -30 / +70°C. Za kompenzaciju se koriste i druge metode: na čipu se izvode diode i tranzlstori koji imaju negativni tempe-raturski koeficijenat, ili se spolja dodaju NTC i PTC ot-pornici. Nedostatak ovih metoda je u tome, da dodatni elementi moraju imati temperaturu kao sam piezootpor-nik, koji je zbog disipacije uvek na višoj temperaturi od dijafragme. Nelinearnosti: definiše se kao odstupanje stvarne karakteristike senzora od prave dobijene metodom naj-manjih kvadrata i izražava se u % pune skale. Nelinearnosti mehaničkih napona si. (7) i plezokoe-ficijenta si. (8) su suprotnog znaka i mogu se, pogodnim izborom tehnoloških parametara i geometrijskog ra-sporeda piezootpornika delimično poništiti. Preostala nelinearnost može biti +/- 0.04% /15/ pri opterečenju dijafragme sa strane piezootpornika, mada su uobi-čajene vrednosti 0,1% PS. Kada pritisak deluje sa donje strane dijafragme, nelinearnost je približno dvostruko veča. Izlazni napon ima paraboličnu zavisnost od pritiska i može se dobro aproksimirati polinomom drugog reda nelinearnim pojačivačima ili računarom. Temperaturska promena ofseta: uzrok ove greške senzora pretežno su mehanički naponi u piezootpornicima izazvani razlikama u temperaturskim koeficijentima ku-čišta i senzorskog čipa i manjim delom uticajem zaštit-nog sloja SiC>2. Uopšte, uzroci koji izazivaju ofset i njegovu temperatursku promenu su usko povezani i kompenzuju se na isti način. VVheatstone-ov most se radi otvoren si. (11) i zatvara se komblnacijom rednih i paralelnih nepromenljivih otpornika. Posle montaže senzora snima se ofset i njegova promena sa temperaturom. Vrednosti dodatnih otpornika odreduju se iz uslova da promena bude minimalna. Za senzor je potreban jedan par otpornika, redni i paralelni. Ovakvom kompen-zacijom ofset se smanjuje na tip. 0.2 mV, a temperaturska promena 1 mV za opseg od 100°C. Histerezis: zahvaljujučl idealnim mehaničkim osobina-ma Si histerezis senzora je veoma mali. Dobrim rešenjem montaže čipa na kučište, ova greška se može svesti na zanemarivu vrednost. Drift i dugovremenska stabilnost: zaštitni sloj SiC>2 preko otpornika sadrži pokretne jone (Na + ), koji pod dejstvom električnog polja u otpornicima i na povišenoj temperaturi sporo migriraju, izazivajuči modulaciju stru-je u njima. Izvesni uticaj imaju i joni koji naknadno dospevaju na površinu oksida. Pokrivanjem Si02 slojem nitrida debljine 0,1 / 1- SP- 3. 1986. Si /100,. ne proi/vodi so SP- 4, 1986. Si <100/, /a pritiske od 0.3 do 20 bara proi/vodi so u usnvrscnoj ver/iji SP--1 A IL_ BCF O IT I______ H C, 100> ___I__ SP - 5. 1988. u ispitivanju r: <-!00> f SP - 6, 1988, u razvoju, namenjen za tačno merenje u oblasti piitisaka 50 - 500 mBara. informacije MIDEM 19(1989)1, str. 13-21 J.Matovič et al.: Silicijumski piezootporni senzor pritiska sa dijafragmom SP : 7,1Ô88, « ispitivanju i probnoj proizvodnji LITERATI) RA: (1) C.S.Smit, Piezorezistance effect in germanium and silicon , Phys.Rev.vol.94,No 1, 2954 (2) O.N.Tufte et al,„Silicon diffused-element piezoresistive diaphragms„,J.Appl.Phys.vol.33,No 11,1962 (3) S.P.Timoshenko, Theory of Elasticity 1951 (4) M.Poppinger, Silicon diaphragm pressure sensors .Solid State Devices, 1985 (5) S.P.Timosenko et al, Teorija ploca i ljuski Gradevinska knjiga. 1962 (6) M.Shimazoe et al,:„A special silicon diaphragm pressure sensor with hight output and high accuracy,,, Sensors and Actuators, 2 (1982) (7) M.Esashi, H.Komatsu et al, Fabrication of cateter-tip and sidewall miniature presure sensors ,IEEE Transaction on Electron Devices, vol ED-29, No. 1, Jan. 1982 (8) K.E. Petersen, Silicon as a Mechanical Material .Proceedings of the IEEE, vol. 70, No.5, May 1982 (9) E.D.Palik, et al, Ellipsometric study of orientation dependent etching of silicon in aqueous KOH .J.EIectrochem.Soc, April 1985 (10)V.I Vaganov, Integralnie tenzopreobazovateli .Energoatomizdat, 1983 (11)O.N Tufte, Piezoresistive properties of silicon difused layers ,J. of App.Phys., vol 34,No.2, 1963 (12) J.Matovič, et al, Nelinearnosti piezorezistivnog efekta kod visokodopiranog silioijuma ,XI Simp. O fizici kondenzovane materije, 1988 (13)R.Allan, X«shaped sensor simplifies tranducer. Electronics. Sept. 25, 1980 (14) K.Becker, et al, Silicon pressure sensors for the range 2 kPa to the 40 MPa , Simens components, XX, 1985 (15) prospektni materijal Druck LTD. Jovan Matovič, dipl. ing. . - ,/ Dr Zoran Djurič, dipl.ing. Nevenka Simičič, dipl.ing. ' Dragan Tanaskovič, dipl. ing. Dr Milan Matič, dipl.ing. v 1 Dr Miloljub Smiljanič, dipl. ing. < Mr Radomir Petrovič, dipl. ing. IHTM - Institut za Mikroelektronske Tehnologije i Monokristale, Beograd, Njegoševa 12 Prispelo: 06.02.1989 Sprejeto: 06.03.1989 "P C. 21 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana PROGRAMSKA PODPORA ZA NAČRTOVANJE VEZIJ V ULA TEHNOLOGIJI Andrej Dobnikar, Veselko Gustin, Mira Trebar, Damjan Podbregar, Pavle llija, Pavle Stajdohar KLJUČNE BESEDE: logično vezje, integrirano vezje, ULA tehnologija, računalniško načrtovanje vezij, osebni računalnik IBM, programski sistem, grupiranje, razmeščanje,povezovanje. POVZETEK: v prispevku smo opisali programsko podporo za načrtovanje integriranih komponent v ULA tehnologiji. Pokazali smo pomembnost podpore za zmanjšanje časa načrtovanja in povečanje zanesljivosti izdelka. Natančneje smo opisali osnovne procedure sistema, kot so grupiranje, razmeščanje in povezovanje. Poudarili smo prednost sistema, možnost vračanja in ponavljanja programa z novimi vrednostmi parametrov, kakor tudi interaktivno delo s sistemom. Programski sistem smo napisali za osebne računalnike IBM in kompatibilne, kar bo nedvomno razširilo krog uporabnikov na raziskovalce v digitalnih laboratorijih pa tudi drugod. PROGRAMMING SUPPORT FOR IC DESIGN IN ULA TECHNOLOGY KEY WORDS: logic circuits, integrated circuits, ULA technology, circuits CAD, personnal computer IBM, programming tools, grouping, placement, routing ABSTRACT: The Programming tool for IC in ULA technology is described. It is shown that it represents a great support by significant decreasing the time to develop IC element and by increasing the reliability of product. Basic produres of the system, namely grouping, placement and routing are detailed. Its important feature lies in possibilities for backtracking and interactive handling of the system. As it is writen for PC -IBM compatible users, we expect its wide usage by researshers in digital laboratories and by other PC users. UVOD Logična vezja ULA (Uncomitted Logic Array) so poseben primer polja vrat (Gate Array, GA) z v naprej določenim področjem za logične sklope in povezave med njimi. Potrebujemo le dodaten sloj metalizacije za dokončno obliko integriranega vezja (IC). S tem, ko nanesemo metalizacijo na osnovno univerzalno polprevodniško plast, smo določili logično celico in njene ustrezne povezave. Prav ta preprostost nas privlači pri vezjih v tehnologiji ULA, saj za načrtovanje potrebujemo manj časa pa tudi manj denarja. Računalniško načrtovanje brez dvoma ne pripomore samo k hitrejši poti do integriranega vezja, pač pa tudi k večji zanesljivosti proizvoda. V prispevku nameravamo opisati programsko podporo, ki predstavlja pomembno orodje za načrtovanje vezij v ULA tehnologiji in podkrepiti slednje z nekaj primeri. Poglavje 1 vsebuje nekaj značilnosti tehnologije ULA. Opisali smo programski sistem,poudarili funkcionalne zmožnosti in prilagodljivost sistema. V poglavju 2 smo natančneje opisali posamezne module, nanizanih je tudi nekaj ilustrativnih primerov. V poglavje 3 smo uvrstili statistični prikaz zmogljivosti sistema, kjer smo uporabili različne možne parametre znotraj programskega sistema. V zaključku so navedeni nekateri tehnični podatki o uporabnosti programskega sistema. V zaključku so navedeni nekateri tehnični podatki o uporabnosti programskega sistema. 1. PREGLED PROGRAMSKEGA SISTEMA ZA NAČRTOVANJE INTEGRIRANIH VEZIJ V TEHNOLOGIJI ULA (PS ULA) 1.1 Tehnologija ULA Slika 1 prikazuje arhitekturo integriranega vezja ULA. Vsaka osnovna celica je sestavljena iz 10 tranzistorjev, ki jih lahko povežemo v tri - (A) ali dvo-(B) vhodna vrata. Integrirano vezje ULA je sestavljeno iz dveh delov. Prvi, obrobni del je namenjen perifernim celicam, le-te povezujejo notranjost vezja ULA z zunajlm svetom. Drugi, sredinski del sestavljajo kanali in aktivni deli celic. Sredino obravnavamo kot polje osnovnih (globalnih) celic, kjer je vsaka celica sestavljena iz A,B parov. Vsakemu paru pripada ustrezni del aktivnega in kanalnega dela celice. Na razpolago imamo knjižnico nekaterih logičnih vrat, kot na primer: AND, OR, NAND, NOR, NOT, EX_OR pa do različnih flip- flopov, kot na primer: D, RS, T, JK, ipd. 22 Informacije MIDEM 19(1989)1, str.22-29 A.Dobnikar, et al.: Programska podpora za načrtovanje _vezij v LILA tehnologiji psriierne (robna) celice ! akt™, Jr del Sredinskih j j celic Slika 1: Arhitektura ic ula Za vsako logično celico dobimo vse potrebne natančne podatke o povezavah znotraj ene ali več osnovnih celic v knjižnici. Prav tako dobimo tudi podatke o različnih perifernih celicah, kot so vhodni/izhodni krmilnik, oscilator ipd. Vseh različnih celic v knjižnici, ki smo jo uporabljali, je okoli 150. Poleg standardnih celic je možno v knjižnico vgraditi tudi makro celice, ki so sestavljene iz nabora osnovnih celic (ali pa tudi ne). V tem primeru makro obravnavamo kot novo celico. 1.2. Diagram PS ULA PS ULA je sestavljen iz naslednjih glavnih komponent, ki jih lahko vidimo na sliki 2, le-te so: 1. Vhodno procesiranje 2. Grupiranje 3. Avtomatsko razmeščanje 4. P red povezovanje 5. Globalno povezovanje 6. Povezovanje v kanalu (avtomatsko in interaktivno) 7. Izhodno procesiranje PS ULA smo zasnovali tako, da smo si za cilj izbrali blizu 100% povezavo signalov in to samo s pomočjo programskega povezovanja. Za nepovezane dele signalov smo predvideli interaktivno povezovanje s programskim paketom zunaj PS ULA. Vhodne podatke za PS ULA predstavlja vhodna datoteka, ki jo lahko uporabimo tudi za simulacijo. Izhodišče za ULA vezje je lista povezav logičnih funkcij. Z modulom vhodnega procesiranja je formirana notranja baza podatkov, ki jo predstavlja lista povezav skupaj s knjižnico samo tistih logičnih celic, ki so uporabljene v listi povezav. Logične celice združujemo v skupine, glede na medsebojne povezave. Makro celice lahko uporabimo kot kriterij za združevanje namesto, da jih damo v knjižnico. Podobno uporabimo tudi posebnosti, kot sostikanje, oz. natikanje ali dodatne zahteve operaterja. Razmeščanje v okviru PS ULA opravi polaganje grup v jedru glede na njihovo velikost, odvisno od vnaprej določenih robnih (perifernih) celic in medsebojne povezanosti. Vnovično razmeščanje celic znotraj posamezne skupine omogoča krajše povezave, tako v sami grupi (notranje povezave), kot tudi med grupami (zunanje povezave). Sledi procedura globalnega povezovanja in sicer priprava signalov za povezovanje. Signale lahko razvrstimo na več načinov, po najkrajši, po najdaljši ali po naključni dolžini povezav signala. Za vsako povezavo poiščemo najbližji vozlišči, ki ju skušamo povezati na optimalni način z uporabo Steiner-jevega ali modificiranega Leejevega algoritma. Kriterij optimalne povezave pomeni enakomerno zasedenost osnovnih sredinskih celic. Po vsaki izračunani poti pokličemo program za povezovanje v kanalu, ki po uspešnem zaključku povezovanja, ustrezno zmanjša kapaciteto pravkar uporabljenega kanala ter označi sled povezave. Če neke povezave ne moremo realizirati, si pomagamo z novo globalno potjo ali z ročnim premeščanjem povezav. PODATKOVNA POT PROGRAMSKA SLED Slika 2: Arhitektura sitema PS ULA 23 A.Dobnikar, et al.: Programska podpora za načrtovanje vezij v LILA tehnologiji Informacije MIDEM 19(1989)1, str.22-29 Z modulom izhodnega procesiranja pripravimo podatke o razmeščenih in povezanih elementih za izdelavo vezja ULA in za preizkušanje. V primeru, ko nismo povezali vseh signalov, tedaj izhodne podatke uporabimo s programom za grafični prikaz vezja ULA ter ročno povezovanje. Tako poskušamo doseči 100% povezanost signalov. Načelno lahko poženemo program brez vračanja nazaj, imamo pa možnost vnovičnega procesiranja, če z rezulatati nismo zadovoljni. To opra- vimo s testiranjem podatkov v različnih programskih točkah. Možnost vnovičnega procesiranja nam dopušča programsko spreminjanje nekaterih parametrov. Slika 3. nam prikazuje vse možne povratne programske poti in ustrezno spreminjanje parametrov. V celotnem postopku načrtovanja vezij v tehnologiji ULA je potrebnih nekaj dodatnih programskih paketov. Slika 4 kaže mesto PS ULA in ostale programske module. Slika 3: Programske povratne zanke in parametri v PS ULA. 24 Informacije MIDEM 19(1989)1, str.22-29 A.Dobnikar, et al.: Programska podpora za načrtovanje _vezij v LILA tehnologiji Logično shemo opišemo s pomočjo programskega paketa BOLD, ki pripravi ustrezno listo povezav, vhodno datoteko za PS ULA. ULAYOUT izvede vse tiste povezave, ki jih nismo uspeli povezati s PS ULA. To se odvija interaktivno, ročno z uporabo posebnih semigrafičnih procedur. Sledi niz programskih paketov, ki tečejo na računalniku VAX 11 /780. SIMAT opravi logično simulacijo izhodne datoteke PS ULA, ULAGDB metalno masko povezav, MERGEGDB doda preostale nivoje v strukturi ULA, medtem ko PADGEN in PGTAPE razdelita ULA vezje na pravokotnike ter pripravita trak za procesiranje maske. Slika 4: Programska okolica PS ULA 2. OPIS PROGRAMSKIH MODULOV 2.1.Vhodno procesiranje Poleg čitanja vhodne datoteke in knjižnice, izdelave interne knjižnice in tabele signalov, opravlja modul še testiranje vhodnih elementov, če so v knjižnici ali ne. Pri neopredeljenih elementih poznamo samo logično funkcijo, medtem ko strukturo določimo med procesiranjem. V primeru neopredeljenih imen elementov v vhodni datoteki znova kličemo modul za razmeščanje elementov in struktur, da se formirata knjižnica in vhodna datoteka. Slednje je potrebno pred postopkom povezovanja, ker je sicer interna knjižnica dvakrat večja pri neopredeljenih elementih, kot pa pri opredeljenih. Pojavi se nam lahko še ena programska zanka v primeru, ko ne moremo razmestlti elementov na površino vezja ULA. V tem primeru poskušamo z novimi parametri v grupiranju, kar pomeni novo tabelo signalov. Če tudi po tretjem poskusu ne uspemo, tedaj je potreben poseg operaterja (večja ULA). 2.2. Grupiranje Procedura grupiranje izvaja združevanje logičnih elementov iz tabele povezav (vhodne datoteke) v grupee. Namen grupiranja je pripraviti podatke programu za razmeščanje tako, da se združujejo tesno povezani elementi, povezovanje med njimi pa zasede kar se da malo kanalskega protora. Z nekaterimi parametri imamo možnost vplivati na potek izvajanja programa grupiranja. Parameter A ločuje načine, kako razbijamo grupe. Če je A= 1, tedaj ostanejo skupni elementi v večji grupi, sicer (A=2) postanejo del manjše grupe. Prva možnost v splošnem pomeni večje grupe medtem ko nam druga možnost daje več grup z manj elementi. Parameter B določa največje število elementov v grupi. Najboljše rezultate smo dosegli, ko smo izbrali B okrog 3/4 vrednosti širine izbrane ULA celice. Parameter C omogoča dodatno združevanje podobnih grup ali grup, ki so povezane največ s C signali. S povečanjem parametra C onemogočimo dodatno grupiranje, kar se odraža v povečanju števila grup. 2.3. Razmeščanje Procedura razmeščanja ima dve fazi. Prva faza nam izvede razmeščanje skupin, naslednja faza pa razmeščanje posameznih elementov znotraj skupine. Obsežnost skupine je odvisna od velikosti elementov v knjižnici, ki je del vhodnih podatkov. Samo sredinske celice uporabimo za izvedbo posamezne grupe. Položaj perifernih celic je definiran v fazi priprave vhodnih p dat-kov. V programu za računalniško razmeščanje v glavnem uporabljamo metode začetnega razmeščanja, ki sta jih 25 A.Dobnikar, et al.: Programska podpora za načrtovanje vezij v LILA tehnologiji Informacije MIDEM 19(1989)1, str.22-29 podala N. Hanan in J. Kurtzberg v /10/. Metoda je zasnovana na združevanju grup elementov, ki ga določa število povezav med posameznimi grupami. Nameščanje začnemo s skupino, ki ima največ povezav z drugimi skupinami. Postavimo jo v sredino vezja ULA, k njej pa dodajamo grupe, ki so z njo najtesneje povezane. Prvo fazo smo zaključili, ko smo programsko namestili vse skupine, nakar sledi druga faza razmeščanja znotraj grupe. Najprej razvrstimo elemente glede na število povezav, ki jih združujejo in upoštevamo natikanje elementov, kadar je to možno. To pomeni, da se elementi povezujejo iz izhoda na vhod le z dotikanjem (natikan-jem). Vse ostale elemente razmeščamo optimalno glede na najmanjšo dolžino metalizacije v povezovalnem kanalu. 2.4 Postopki pred povezovanjem. Modul aktiviramo po uspešni razmestitvi in pred postopkom povezovanja. Poskrbi za: * dopolnitev tabele signalov z dejanskimi koordinatami elementov (iz modula razmeščanja), * Izračune globalnih koordinat vozlišč, ki se dajo povezati z natikanjem in ne uporabljajo kanala za povezovanje, * razvrščanje povezav glede na naraščajoči x ali y, * inicializacijo začetnih zmogljivosti kanalov, ki so zasedeni zaradi razmeščenih elementov v osredju, * nekaj manjših poslov. 2.5. Globalno iskanje povezav * Algoritmi za globalno povezovanje so največkrat definirani za dvo-dimenzionalni problem, torej za povezovanje v eni ravnini, ki jo obravnavamo kot pravokotno mrežo. Navedimo nekaj značilnosti kanalskega povezovanja pri ULA tehnologiji: * elemente moramo povezovati s horizontalnimi in vertikalnimi deli, zato da zagotovimo enakomerno zasedenost v obeh smereh, * povezovanje po polprevodniški plasti naj bo najmanjše, * dolžina poti bodi minimalna. Da bi zadostili omenjenim zahtevam, smo uporabili dva algoritma: Steinerjevo drevo /1 / in modificiran Leejev algoritem /4/. Steinerjevo drevo je zelo ustrezno za povezovanje dveh točk po enem od možnih robov ustrezajočega pravo-kotnika. Metoda nas hitro vodi k cilju in zahteva malo računalniškega časa. Leejev algoritem se uporablja v primeru, ko povezovanje dveh točk s Steinerjevo motodo ne gre. Z uporabo algoritma si vselej zagotovimo minimalno povezovalno pot. 2.6. Povezovanje v kanalu Kanalsko povezovanje nam služi za iskanje povezav v kanalskem delu globalne celice. S programom upoštevamo podatke, ki mu jih o signalni poti da globalno povezovanje. Po uspešnem povezovanju določimo nove zasedenosti kanalov. Če poti ne najdemo neposredno skozi kanale, tedaj uporabimo Lee-Moorov algoritem /7/ za tiste globalne celice, kjer je to potrebno. Osnova strategije je v tem, da poskušamo vertikalne povezave peljati kar se da po polprevodniški plasti ter dodajamo horizontalne povezave v drugem nivoju. Le to nam omogoča križanje iinij, stikanje in zavijanje poti (slika 5). Poleg teh povezav so možne tudi povezave v aktivnem delu globalnih celic. V takem primeru je potrebno upoštevati neuporabljene vertikale, saj ima vsaka logična celica svoje proste vertikale in horizontale znotraj aktivnega dela. 1 & 0 [0 @ [§] Ê "1 i n • 1 i ■ w ■ i » i •11 •i m V m 'M k m V/ mu /.m 'h • P JI e M J- P a) neposredna poi b) izračunana pot Slika 5: Primer določene poti skozi kanal: 26 Informacije MIDEM 19(1989)1, str.22-29 A.Dobnikar, et al.: Programska podpora za načrtovanje ____________vezij v LILA tehnologiji -tvv,......,..,'.....w>..«TV.rrrrES77ii73r!TrfTr^ li^vL^; ••. — Ji < ........ 7fWŠT!TOTCTOOT« Slika 6: a) integrirano vezje Test 3 Tabela 1: Rezultati testiranja PS ULA. ¡"primer ula tip Št.signalov Št. povezav Št. elementov Zased. Nepov. j Testi ULA 1 35 51 36 22% 0(0%) I Test2 ula 3 187 293 129 92% 30(10%) Test2 ULA 4 187 293 129 70% 14(5%) j TestS ULA 2 133 216 108 82% 31(14%) Test3 ULA 3 133 216 108 61% 36(12%) Test4 ULA 3 231 347 216 93% 56(16%) Test4 ULA 4 231 347 216 67% 37(11%) Testi ULA S 231 347 216 51% 31 (9%) Test4 ULA 6 231 347 216 40% 24(7%) 27 A.Dobnikar, et al.: Programska podpora za načrtovanje vezij v LILA tehnologiji Informacije MIDEM 19(1989)1, str.22-29 Slika 6: b) Obkroženi detajl za Test 3 2.7. Izhodno procesiranje Izhodno procesiranje je zadnji modul, s katerim shranimo rezultate v takoimenovano datoteko DO. Le-ta vsebuje koordinate vseh razmeščenih elementov iz vhodne datoteke, (x,y) koordinate vozlišč izhodnih signalov in vmesnih povezav pripravljenih za metalizacijo. Rezultati testiranja s tabele 1 so zadovoljivi za Test 1 in 3. V obeh primerih je nataknjenih signalov med 30 in 50%, kar pomeni manj zahtev po povezovanju v kanalu. Nasprotno vidimo pri Testu 4, kjer je samo 20% nataknjenih signalov, kar se pozna pri končnih 11% nepovezanih signalov. To vrednost lahko še vedno zmanjšamo, vendar na račun večjega vezja ULA. 3. STATISTIČNI REZULTATI Tabela 1. prikazuje rezultate testiranja PS ULA na štirih različnih primerih. Ugotovili smo, da so rezultati v tolerančnih mejah, če zasedenost rie presega 70% celotne sredinske površine ULA. Število povezanih signalov se poveča, če vzamemo večje vezje ULA. Primer izrisane integrirane komponente za TestS vidimo na sliki 6.a in obkrožen detaii na sliki 6,b: ZAKLJUČEK Opisali srno računalniško programsko podporo za načrtovanje integriranih komponent v tehnologiji ULA. Natančneje so opisani programski moduli razmeščanja in povezovanja v PS ULA. S primeri smo potrdili uporabnost programskega paketa za avtomatizirano načrtovanje integriranih komponent. PS ULA smo priredili za osebne računalnike IBM ali kompatibilne, kar bo nedvomno pripomoglo k široki uporabnosti programa, tako 28 Informacije MIDEM 19(1989)1, str.22-29 A.Dobnikar, et al.: Programska podpora za načrtovanje _vezij v LILA tehnologiji med načrtovalci digitalnih vezij, kot drugimi koristniki programskega sistema. PS ULA smo napisali v programskem jeziku Turbo Pascal 3.3 in teče pod operacijskim sistemom MS DOS 3.2. Zanj potrebujemo 1M zlogov pomnilnika (RAM), EGA grafični vmesnik in trdi disk z vsaj 1,5 M zlogov prostora. LITERATURA 1. AD Friedman: Theory& Design of Switching Circuits, Computer Science Press, 1975. 2. A.A. Szepienice, R.H.S.M. Otten: The genealogical Approach to the Layout Problem, ACM IEEE 21th Design Automation Conference, June 1984, Albuquerque, New Mexico. 3. C.F. Shupe: Automatic Component Placement in an Interactive Minicomputer Environment, ACM IEEE 18th Design Automation Conference, 1981. 4. S.B. Akers: A Modification of Lee's Path Connection Algorithm, IEEE trans, on. Comp.,Feb.1967. 5. T. Yoshimura, E.S. Kuh: Efficient Algorithms for Channel Riuting, IEEE Trans, on Comp. Aided Design of IC Aids, Vol. CAD- 1, No. 1, Jan. 1982. 6. R.L. Rivest, CM. Fiduccia: A Greedy Channel Router, 19th Design Automation Conference, Las Vegas, 1982. 7. F. Rubin: The Lee Path Conection Algorithm, IEEE Trans, on Comp., Vol. C-23, No. 9, Sept. 1974. 8. L.I. Corrlgan: A Placement Capability Based on Partitioning, ACM IEEE 16th Design Automation Conference, 1979. 9. E.P. Stabler, V.N. Kurelchik: Placement Algorithm by Partitioning for Optimum Rectangular Placement, ACM IEEE 16 th Design Automation Conference, 1979. 10. M.Hanan, J.M. Kurtzberg: A Review of the Placement and Quadratic Assignment Problems, SIAM Review, vol. 14, No. 2, April, 1972. / ''"v. Dr. AndrejDobnikar, dipl. ing. J, . Dr. Yeselko Gustin, dipl. ing r, Mira Trebar, dipl. ing < Damjan Podbregar ^' ' f Pavle llija Univerza E. Kardelja, Ljubljana Fakulteta za eietrotehniko Tržaška 25 61000 Ljubljana /vna mag. Pavle Stajdohar, dipl. ing Iskra Elektrooptika Stegne 17 61000 Ljubljana Prispelo: 25.01.1989 Sprejeto: 26.02.1989 29 UDK621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989) 1, Ljubljana LITIJ EVE BATERIJE Damir Metelko,Stane Pejovnik KLJUČNE BESEDE: litijeve baterije, elektrokemijski izvori energije, konstrukcija, lastnosti POVZETEK: Podane so osnovne značilnosti baterij z anodo iz kovinskega litija. Opisani so različni elektrokemijski sistemi ter na osnovi karakteristik prikazane prednosti teh sistemov pred klasičnimi. V prispevku so opisane tudi specifičnosti litijevih baterij, ki zahtevajo dobro poznavanje sistema in dogovor med proizvajalcem in uporabnikom pri uporabi v profesionalni elektroniki. LITHIUM BATTERIES KEY WORDS: lithium batteries, electrochemical power sources, design, characteristics ABSTRACT: Basic characteristics of batteries with lithium as anodic material are given. Different electrochemical systems arc described whereupon the advantages of lithium systems over the classical ones are shown. Also, the specific properties of lithium batteries which demand profound knowledge of the system as well as intensive discussions between the producer and different consumers are shown. 1. UVOD Litijeva baterije je naprava, kije namenjena profesionalni uporabi. Zato je najpomembnejši parameter zanesljivost takšne naprave, šele na drugem mestu je njena cena. Baterija mora zagotavljati zanesljivo delovanje tudi v ekstremnih pogojih. Opisani trendi so proizvajalce baterije soočili z zahtevo po lahkih, kompaktnih virih električne energije, ki imajo: * dolgo življenjsko dobo * veliko količino energije na težo, oz. volumen * visoko delovno napetost (nad 3V - CMOS vezja) * široko temperaturno območje delovanja * dolgo dobo skladiščenja brez izgube kapacitete To so lastnosti, ki jih imajo litijeve baterije, vendar moramo pri njihovi uporabi poznati vse karakteristike takšnih baterij, saj se njihove lastnosti v mnogočem razlikujejo od klasičnih baterijskih sistemov. Posamezni proizvajalci elektronskih komponent so začeli vgrajevati (spajkati) Li baterije kar v samo ohišje integriranih vezij. Spominska vezja Zeropovver RAM i-majo garantirano delovanje do deset let. Vse to uvršča litijeve baterije med elektrokemijske sisteme bodočnosti, zato bomo v članku predstavili osnovne konstrukcije, sisteme in nekatere tipične aplikacije, kajti pri projektiranju novih naprav, v katere nameravamo vgraditi litijeve baterije, moramo določiti čas delovanja, uporabo naprave in upoštevati značilnosti baterije. Med vsemi elementi, ki jih lahko uporabimo kot anodni material, omenjenim zahtevam najbolj ustreza litij. Ta element ima izredno visok elektrokemijski ekvivalent (2Ah/cm3, oz. 3861 Ah/kg). Kombinacija te kovine z različnimi katodnimi materiali nudi širok spekter eiek- trokemijskih izvorov električne energije, katerih lastnosti so prilagojene različnim specialnim zahtevam sodobne elektronike. Ker pa je litij izredno reaktivna kovina in močno oksidira že ob minimalni prisotnosti vlage, mora potekati proizvodnja litijevih baterij v posebnih suhih sobah, v katerih je relativna vlažnost pod 1 % pri 25°. Pri teh vlažnostih je namreč reagiranje litija s kisikom in dušikom iz zraka zanemarljivo. Najznačilnejša prednost vseh litijevih členov pred klasičnimi viri, kot je razvidno iz sheme na sliki 1, je visoka energijska gostota, ki je lahko tudi petkrat višja od energijske gostote Lechlanchejevega člena. V okviru vojaških in vesoljskih programov so razvili litijeve baterije, ki delujejo pri ekstremnih temperaturah: pri -55°C, oz. + 175°C. Zaradi učinkovite zaščitne plasti, ki na litiju nastane v nevodnih sistemih, je samopraznenje litijevih baterij zanemarljivo in znaša njihova življenska doba do 15 let. Zelo ugodne so tudi praznitvene krivulje litijevih baterij, kar z drugimi besedami pomeni, da je njihova napetost ves čas delovanja takorekoč konstantna. 2. ZNAČILNOSTI NEKATERIH TIPOV Li - BATERIJ 2.1 Tokovna obremenitev Glede na elektrodno konstrukcijo ločimo pri litijevih baterijah dva osnovna tipa /1 /: 2.1.1 Nizkotokovni tip baterije Nizkotokovni tip baterije je namenjen nizkim tokovnim obremenitvam, tja do 100mA pri celici dimenzij R20. Konstrukcija tega tipa je relativno enostavna. Prikazana 30 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, L jubljana ZAKAJ LITIJY > Ipotga doba skladiščenja (vce kol.....10 ict)J —N -N. Široko napei&s-kie-ofaniurjeT LC 1.5V - LCP 2.5V - LM 3.0V - LS 3 5V iiiiiHiiiiii mniiiiiiiiiiit/ / ff Sirokoj.eroperaturno območje delovanja_• 55_T do_ 1175"C i»"................um ...........................imuni milnim IMIlMilllJIilNIllllilllirillllliJUiiLUllluJMMilliimilli^ Široko temperaturno območje delovanja -40° C -A O 0 C f .-flinnnrnnnnniiinnn -40° c -20° C C 40° c 70° C 70° C CSl Ser: j a 1 75° C — -1 J 75° C : LCP Serija |LS Ser- i j a 50° C 70° C f |.L M" Seri] Visoka energijska gostota Ni-Cd KaWlv dm3 □ wtv" kg Slika 1: Prednosti litijevih členov pred drugimi je na sliki 2. Na stene kovinske čaše je vtisnjena litijeva anoda. Na litij je vstavljen separator in v tako pripravljen polizdelek še katodni nosilec, izdelan največkrat iz ace-tilenskih saj s primesjo teflona. V katodnem nosilcu je vstavljen tokovni kolektor, ki je kontaktiran na pozitivni pol baterije. Ta je iz baterije izpeljan ponavadi prek spoja steklo-kovina, celotna konstrukcija pa je hermetično zavarjena. Pri nekaterih sistemih z organskim elektrolitom spoj steklo-kovina ni potreben in je konstrukcija podobna alkalni bateriji. 2.1.2 Visokotokovni tip baterije Visokotokovni tip baterije je namenjen ekstremnim tokovnim obremenitvam, ki lahko, odvisno od tipa baterije, dosežejo tudi nekaj ali celo nekaj deset amperov pri celici dimenzij R20. Shematsko je konstrukcija baterije prikazana na sliki 3. Od nizkotokovne se razlikuje potem, da je pri njej močno povečana aktivna površina med litijem in katodnim nosilcem. To dosežemo na ta način, da se na kovinsko mrežico vtisne katodni nosilec, ki je tudi tukaj, sestavljen iz zmesi acetilenskih saj z nekaj procenti teflona. Na tako dobljeni katodni nosilec je položen separator in nanj kovinski litij. Takšna elektrodna konstrukcija, ki ima lahko dolžino pri nekaterih tipih baterij tudi 700 mm, je nato v več ovojih zvita v spiralo in vstavljena v kovinsko čašo. Kontaktiranje je izvedeno iz litijeve elektrode na negativni pol in iz kovinske mrežice na pozitivni pol baterije. Aktivna površina takih baterij je tudi do 20 krat večja od površine pri nizkotokovni konstrukciji. Pri taki konstrukciji je treba poskrbeti za varno delovanje, saj je baterija sposobna dati tako velik kratkostični tok, da jo lahko zaradi pregretja raznese. 31 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana Varovanje je ponavadi narejeno na dva načina: na ohišju baterije je ventil, ki pri povečanem tlaku v bateriji izpusti elektrolit v okolico, v sami bateriji pa je ponavadi dodana še mehanska tokovna varovalka. Baterije z visokotokov-no konstrukcijo ne smemo polniti, saj že majhna prenapetost na sponkah baterije požene vanjo visok polnilni tok, ki lahko povzroči eksplozijo baterije. Na željo naročnika vgrajujejo proizvajalci v visokotokovne baterije shottky diode s posebno nizkim napetostnim padcem, ki preprečujejo polnjenje baterije. Slika 2: Konstrukcija nizkotokovnega tipa baterije 2.2 Elektrokemijski sistem Glede na elektrokemijski sistem je običajna delitev Li baterij na baterije z organskim In baterije z anorganskim elektrolitom/1/: 2.2.1 Li baterije z organskim elektrolitom 2.2.1.2 Sistem Li-Mn02 Sistem Li/MnC>2 šele danes doživlja pravo afirmacijo. Najdemo ga v baterijah vseh dimenzij, tako gumbov, kot vseh standardnih gabaritov. Tehnologija izdelave tega sistema je relativno enostavna, baterija, ko je prazna, ne onesnažuje okolja, njena vsebina pa ni niti strupena niti jedka. Baterije z manganovim dioksidom kot katodnim materialom se uporabljajo kot rezervni izvori v primeru izpada glavnega napajanja, v urah, telefonih, televizorjih, hi-fi napravah, žepnih računalnikih, merilnih inštrumentih itd. Delovna napetost teh baterij je 3V, temperaturno področje delovanja pa -40 do +70°C. 32 2.2.1.3 Sistem Li/Cu40(P04)2 Ta sistem (Iitij-bakrov fosfat) omenjamo predvsem zaradi ekstremno visoke zgornje temperaturne meje uporabe, ki se nahaja pri 175°C (tališče litija), medtem, ko je spodnja temperaturna meja manj impresivna in se giblje okoli 0°C. Zaradi tega je sistem našel uporabo predvsem v naftni industriji, vesoljski in vojaški tehniki in raznih temperaturnih merilcih. Njegova delovna napetost je 2.5V, energijska gostota na enoto volumna pa je le malo manjša kot pri sistemu litij-tionilklorid (750Wh/dm3). 2.2.1.4 Sistem Li/CuO Sistem litij-bakrov oksid ima delovno napetost 1.5 V in zato predstavlja direktno zamenjavo za klasične celice (lechlanche in alkalna) ob znatno višji kapaciteti. Temperaturno območje delovanja je med -55 in +125°C. Opisani sistem je zelo odporen na vibracije in udarce. Po podatkih nekaterih proizvajalcev je relativno neobčutljiv na polnjenje in pregrevanje. Ima zelo visoko volume-trično gostoto energije. Na trgu so na voljo tako visoko kot nizkotokovne izvedbe sistema litij-bakrov oksid. Kovinska cev Sgojjsteklo-kovina Pokrov Nivo elektrolita Slika 3: Konstrukcija visokotokovnega tipa baterije 2.2.1.5 Sistem Li/CFx Baterije, izdelane v sistemu, kjer je kot katoda uporabljen fluorirani ogljik se danes zelo široko uporabljajo. Najpogosteje srečamo ta sistem v tako imenovanih gumbastih baterijah, ki se izdelujejo v širokem spektru dimenzij. Uporabljamo jih v široki potrošnji za napajanje ročnih ur, kalkulatorjev, fotoaparatov itd, zelo pogoste pa so tudi v uporabi za memory backup. Tehnologijo proizvodnje najbolje obvladajo japonski proizvajalci, ki so tudi nosilci večine patentov o tehnologiji tega sistema. Delovna napetost teh baterij je 3V, temperaturno področje uporabe pa je med -40 in +70°C, odlikuje pa Informacije MIDEM 19(1989)1, str.30-34 D.Metelko, S.Pejovnik: Litijeve baterije jih predvsem velika gostota energije na utežno enoto. Baterije v tem sistemu imajo majhno izgubo kapacitete med skladiščenjem (tipično 0.5% na leto). Vsebina baterije ni niti strupena niti jedka. Tipični primer uporabe take baterije je vgradnja v CMOS RAM pomnilnik, kjer nam zagotavlja ohranjanje podatkov v vsej življenski dobi pomnilnika. Zanj ne rabimo nobenega rezervnega vira električne energije. 2.2.2 Baterije z anorganskim elektrolitom Danes najpogosteje uporabljana litijeva sistema z anorganskim elektrolitom sta: 2.2.2.1 Sistem U/SOCI2 Baterije s katodnim materialom tionil-kloridom so danes najbolj razširjene, srečamo pa jih praktično povsod, kjer se zahteva visoka delovna napetost, visoka volumska energijska gostota, visoka delovna napetost in dolga življenska doba. Najdemo jih v vseh dimenzijah, visoko in nizkotokovne konstrukcije. Tehnologija izdelave je zapletena, predvsem zaradi tega, ker je katodni material (tionil klorid) ob morebitnem kontaktu z vodo izjemno agresivna snov. Kljub temu je tehnična izvedba mogoča s takšno varnostjo, da so več stotisoč teh baterij implan-tirali v človeško telo kot izvor energije za vzpodbujevalce srčnega utripa („pacemaker,,). Področje uporabe je najširše: vesoljska tehnika, vojaške aplikacije, letalstvo, medicina... Delovna napetost sistema je 3.5V, temperaturno področje uporabe pa od -40 do +75°C. Baterije vtem sistemu imajo zelo izražen zakasnitveni pojav (gl. 3.2). Sistem litij-tionilklorid ima med vsemi litijevimi sistemi največjo gostoto energije na enoto prostornine in najvišjo delovno napetost (napetost odprtih sponk znaša celo 3.67V). 2.2.2.2 Sistem L1/SO2 Sistem litij-žveplov dioksid je bil prvi komercialni sistem litljevih baterij (prvi patenti na tej tehnologiji segajo v zgodnja šestdeseta leta). Tehnološko je zelo zahteven za izdelavo, saj je v njem katodni material utekočinjen žveplov dioksid pod pritiskom okoli štirih atmosfer. Vsebina baterije je strupena. Acetonitril, v katerem je raztopljen SO2, na zraku reagira z litijem, pri čemer nastajajo metan in cianidi. Sam SO2 močno draži sluznico oči in dihal. Zaradi tega opisani sistem ni našel široke uporabe, je pa najbolj uporabljan sistem v vojaške namene (tako na zahodu, kot na vzhodu). Zaradi nevarnosti eksplozije proizvajalci teh baterij prepovedujejo segrevanje nad 75°C, vezavo priključnih sponk v kratki stik in praznenje celic pod 2V. ZDA so celo predpisale način transporta U/SO2 baterij, saj je bilo z njimi že nekaj neprijetnih nesreč (predvsem z visokotokovnimi baterijami velikih dimenzij 1 m x 0.5m x 2m). Baterije v tem sistemu najdemo v glavnem v standardnih dimenzijah od R6 do R20, tako nizko kot visokotokovne izvedbe. Delovna napetost tega sistema je 3V. Posebej pri nizkih delovnih temperaturah lahko pride pri teh baterijah do zakasnitvenega pojava (gl. 3.2.). Temperaturno področje uporabe je od -40 do +75°C. 3. SPECIFIČNOSTI LITIJEVIH BATERIJ 3.1 Varnost Posebej je treba pri litijevih baterijah opozoriti na varnost pri delu. Praviloma so komponente iz katerih je sestavljena baterija strupene ali jedke (kar pa velja tudi za klasične baterije, npr. lug, HgO itd). Zato je ohišje litijeve baterije hermetično zavarjeno in ga v nobenem primeru ne smemo mehansko obremenjevati. Še posebno je občutljiv na mehanske preobremenitve pozitivni pol baterije, ki je pri baterijah z anorganskim elektrolitom praviloma izpeljan iz baterije prek spoja steklo- kovina, medtem ko je konstrukcijska izvedba baterij z organskim elektrolitom podobna alkalni bateriji. Litijevih baterij pod nobenim pogojem ne smemo polniti, saj se pri polnjenju razvijajo v bateriji plinasti produkti, ki povečajo pritisk v bateriji in lahko povzročijo, da baterijo raznese. V 2.1.2 so opisani postopki, ki jih proizvajalci baterij uporabljajo za preprečitev polnjenja. Litijeve baterije tudi nI dovoljeno pregrevati nad zgornjo temperaturno mejo, ki jo določen sistem dopušča. Pri pregrevanju lahko zavre elektrolit, ali pa se stopi litijeva anoda, kar v obeh primerih pripelje do eksplozije baterije. V tem primeru se lahko litij vžge, pogasiti pa ga je mogoče samo z apnenčevim peskom. Zato proizvajalci priporočajo, naj bo v skladišču, kjer je večja količina litijevih baterij, vedno na razpolago tudi apnenčev pesek za gašenje litijevega ognja. Poseben faktor pri litijevih baterijah je ekologija. Nekateri elektroliti v baterijah so močno strupeni in jedki, zato je treba biti pozoren, kam spravljamo odpadne baterije. Proizvajalci zato ponavadi preračunajo količino elektrolita v bateriji tako, da elektrolita zmanjka, ko je baterija prazna. V splošnem pa velja: če se držimo navodil proizvajalca pri uporabi Ll baterij, niso te nič bolj nevarne od klasičnih baterij ali Ni-Cd akumulatorjev. 3.2 Zakasnitveni pojav Pri sistemih U/SOCI2 in Li/S02 nastopa poseben pojav/2/, ki ga imenujemo delay effect ali zakasnitveni pojav. Litijeva anoda se namreč prevleče s pasivno plastjo, kar močno poveča notranjo upornost baterije. UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana Po daljši dobi skladiščenja (leto ali več) baterija ob določeni tokovni obremenitvi šele po nekem času doseže zahtevano delovno napetost. Na ta pojav je treba biti pri uporabi pozoren, saj nam lahko povzroči precej preglavic. Posebej je ta pojav izražen po skladiščenju na visokih temperaturah. Enostavna metoda za njegovo odpravo je ta, da baterijo za kratek čas pred uporabo obremenimo in Via ta način razgradimo pasivno plast na litiju, kar pa žal pri montaži večjih serij ali pri montaži v avotmatih ni vedno mogoče. Proizvajalci baterij zakas-nitveni pojav rešujejo več ali manj uspešno z raznimi dodatki v elektrolit in s pulznimi obremenitvami /3/, /4/. 3.3 Razmerje cena/kvaliteta Že v uvodu smo našteli glavne prednosti litijevih baterij. Največja slabost opisanih sistemov pa je relativno visoka cena. Pojavlja se predvsem vprašanje, kdaj klasična rezervna napajanja (Ni-Cd akumulator, alkalna celica) zamenjati z litijevo baterijo. Ta zamenjava je smiselna vedno in povsod tam, kjer nam kapaciteta baterije zadošča za vso življenjsko dobo aparata pri normalnem obratovanju ali tam, kjer naprava deluje v ekstremnih pogojih. Danes se litijeve baterije najširše uporabljajo v civilnih aplikacijah predvsem v nizkotokovnih izvedbah. V široki potrošnji jih srečamo povsod, kjer se za napajanje izdelka uporabljajo zelo nizki praznilni tokovi, hkrati pa se zahteva dolga življenjska doba. Tako najdemo litijeve baterije v izdelkih od ročnih ur pa do svetlečih ribiških plovcev. Na profesionalnem področju so našle litijeve baterije uporabo predvsem v spominskih vezjih za ohranjanje podatkov ob izpadu napajanja (memory backup). Tipična poraba statičnega CMOS RAM pomnilnika se giblje okoli 10/iA in litijeva baterija je brez problemov sposobna napajati več takih pomnilnih vezij vrsto let. Večina svetovnih proizvajalcev v prav tej aplikaciji nadomešča do sedaj uporabljane nikel-kadmijeve akumulatorje z litijevimi baterijami. Ob tej zamenjavi moramo biti pozorni le na pravilo, da je litijevo baterijo prepovedano polniti. Večkrat zahtevamo od rezervnega napetostnega vira relativno visoke napetosti. Te zahteve lahko izpolnimo na dva načina: več baterij vežemo zaporedno, ali pa uporabimo za konverzijo napetosti DC-DC pretvornik. Na komercialnem tržišču so na voljo integrirana vezja namenjena za DC - DC step-up pretvornike, ki se napajajo z napetostmi okoli 3V, lastno porabo pa imajo zelo majhno (200//A). Za negacijo napetosti se pogosto uporablja tudi napetostna črpalka (oscilator in usmernik v vezavi za inverzijo napetosti). 4. ZAKLJUČEK Iz vsega napisanega sledi, da so Li baterije nedvomno izredno uporaben vir energije za profesionalno elektroniko, vendar se mora konstruktor naprave pred uporabo litijeve baterije posvetovati s proizvajalcem. Ta mu bo svetoval glede na aplikacijo pravi tip in dimenzijo baterije, po potrebi pa mu bo izdeJal baterijo v določenem elektrokemijskem sistemu v želenih dimenzijah. V Sloveniji se na proizvodnjo Li baterij pripravlja Iskra -Industrija baterij in svetilk Zmaj. 5. LITERATURA 1. Lithium Batteries, Ed. J.P. Gabano, Academic Press London, (1983) 2. J. Bressan, G. Feuillade, R. Wait, J. Electrochem. Soc., 2649, 129 (1982) 3. N.A. Fleischer, S.M. Manske, Lithium Batteries, ed. A. N. Dey, Chap, 3, Electrhochem. Society Inc. (1984) 4. S.D.James, Lithium Batteries, ed. A.N. Dey, Chap. 2, Electrochem. Society Inc. (1984) ^ ' 1 Damir Metelko, dipl. ing. f^" ' prof. dr. Stane Pejovnik, dipl. ing. Kemijski inštitut Boris Kidrič Hajdrihova 19 Ljubljana Prispelo: 06.02.1989 Sprejeto: 26.02.1989 34 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana ELEKTROKEMIJSKO ISPITIVANJE KEMIJSKE DEPOZICIJE BAKRA Ljubica Dragosavič KLJUČNE REČI: kemijska depozicija bakra, štampana ploča, metalizacija rupa, roti raj uče elektrode, granična struja, Cu(OII)2 EDTA - kompleks, ispi ti vanje elektrokemijsko,ABS plastika SAŽETAK: Kemijska depozicija bakra je kemijski postupak, koji se masovno primcnjuje u proizvodnji štampanih ploča i metalizaciji ABS-plastike. Postupak omogučuje nanošenje bakra na izolacionu podlogu, a zanimljiv je takoder za druga područja elektronike. Primjena elektrokemijskih metoda omogučuje promatranje mehanizma procesa "in situ". Ovaj članak prikazuje redukciju bakra, kojoj prethodi dekompozicija Cu(OH)2 EDTA - kompleksa. ELEKTROCHEMICAL STUDY OF THE ELECTROLESS COPPER PLATING KEY WORDS: electroless copper plating,printed boards,plated through hole,ring disc electrodes, limiting current, Cu(OH)2 EDTA - complex, electrochemical testing, ABS plastics ABSTRACT: Electroless copper deposition is a chemical process widely used in the printed circuits production and plating of ABS. This process enables deposition of copper on the insulating substrate and is attractive for other fields of electronics. Introduction of the electrochemical methods enables in situ observation of the process mechanisms. This article demonstrates cathodic reduction of copper, preceeded by Cu(OH)2 EDTA complex decomposition. UVOD Primjena kemijske depozicije bakra u elektronsko] industriji datira dva desetlječa i u stalnom je porastu. Primjenjuje se masovno kod metalizacije rupa na štam-panim pločama, metalizaciji ABS plastike, a takoder i za nanošenje bakra na silicij u tehnologiji poluvodiča. Kemijska depozicija bakra omogučuje nanošenje bakra bez vanjskog izvora struje, kako na metalnu, tako i na izolacionu podlogu. Radi se o redukciji bakra iz vodene otopine bakrene soli uz primjenu kemijskog agensa, koji daje elektrone, neobhodne za redukciju i izlučivanje bakra u metalnom obliku. Izlučeni sloj je finozrnate strukture, posjeduje duktilnost i električnu vodljivost, te visok stupanj čistoče. Kod primjene na štampanim pločama bakar se najčešče nanosi u debljinama od 0,5/,«m, ali je isto tako moguče nanositi slojeve od 25 /im. Postignuta debljina metalizacije ovisi o sastavu otopine i o vremenu izlu-čivanja. Buduči da je postupak kemijske depozicije bakra relativno skup u odnosu na galvanski proces, za nanošenje debljih slojeva primjenjuje se kemijski postupak zajedno s galvanskim. Promatrano s kemijskog stanovišta kemijska depozicija bakra je redoks proces, u kojem dolazi do redukcije bakra iz stanja Cu(ll) Cu(0) pod utjecajem reducensa, uglavnom formaldehida, kao što je prikazano jed-nadžbom: Cu4 2 + 2CH20 + 40H""S Cu° + H2 + 4COO" + 2H20(1) Iz jednadžbe (1) su vidljivi i stehiometrijski odnosi: za redukciju jednog mola bakra potrebna su dva mola formaldehida i četiri mola lužine. Stvarni odnosi su nešto izmijenjeni i potrošak formaldehida je nešto veči zbog sporednih reakcija. Buduči da se redukcija bakra dogada uz prijelaz naboja, proces je zapravo elektrokemijske prirode. Gledano s elektrokemijskog stanovišta kemijska depozicija se sastoji od katodičkog i anodičkog procesa, koji se odvijaju istovremeno: 1. Katodički proces redukcije bakra: Cu+ 2 + 2e" Cu° (2) i 2. Anodički proces oksidacije formaldehida: 2CH20 + 40H" 2HCOO" + H2 + 2H20 + 2e" (3) Kao katalizator za odvijanje reakcije (3) odnosno sumarne reakcije (1) služi u početnoj fazi uglavnom paladij, a kasnije se proces odvija autokatalitički na bakru. Otopina za kemijsko depozicijo sadrži: 35 L.Dragosavič: Elektrokemijsko ispitivanje kemijske depozicije bakra_ Informacije MIDEM 19(1989)1, str.35-37 Bakrenu sol (C11SO4) . 5H20 Kompleksant (EDTA) Lužinu (NaOH) Reducens (formaldehid) Stabilizator (organski spoj, koji u svojoj strukturi ima n elektrone) Mehanizam izlučivanja bakra pomoču formaldehida mnogo je složeniji, nego što pokazuje jednadžba (1) i odvija se u više stupnjeva, što dokazuju i novija istra-živanja primjenom elektrokemijskih metoda. Teoretske osnove za primjenu eletrokemijskih metoda dao je dr. MIlan Paunovič, član istraživačkog tirna u Kollmorgen Corporation, N.Y. USA. Elektronske kompozicije u SAD i na dalekom Istoku, pri čemu vodeče mesto zauzima Kollmorgen Corporation, bave se u novije vrijeme takoder fundamentalnim istra-živanjem mehanizma ovog procesa. U RIZ - IETA ispitivana je kinetika kemijske depozicije bakra pomoču rotirajuče elektrode i cikličke voltametrije (Lj. Dragosavič: Magistarski rad, Sveučilište u Zagrebu 1987). Eksperimentalni postupak Predmet ispitivanja je bila otopina 0,05 mol dm"3 CUSO4 - 0,075 mol dm"3 Na2EDTA, 0,5 mol dm"3 NaOH - 0,077 mol dm"3 CH2O Za ispitivanje je korištena troelektrodna elektrokemijska čelija otvorenog tipa. Kao mjerna elektroda upotrebljena je: * disk elektroda P = 0,115 cm2 * bakreni lim P = 1 cm2 * pobakrena platina P = 0,0625 cm2 Kao protuelektroda služio je bakreni lim P = 3,5 cm2, a kao referentna elektroda zasičena kalomel elektroda (z.k.e.). Mjerna elektroda je polarizirana pomoču potenciostata AMEL. Model 55/SU, a rezultati su registrirani pomoču pisača Goerz Electro Typ 551. Upotrijebljene su kemikalije čistoče p.a Kemika. REZULTATI A) Rotirajuča elektroda Prednost rotirajuče mjerne elektrode u odnosu na stacionarni! je uspostavljanje definiranih hidrodinamskih uvjeta, što ima za posljedicu dotok svježeg elektrolita na elektrodnu površinu, uspostavljanje stacionarnih uvjeta, te mogučnost odredivanja graničnih struja. Dobivene struje predstavljaju mjerilo za intenzitet elektrodnog procesa. Granična struja ovisi o više varijabli i dana je Levičevom jednadžbom: Ig = 0,62 FA Co D2/3 ,v "1/6 cu 1/2 (4) Ig = granična struja Z= broj izmijenjenih elektrona F = Faradayeva konstanta A= površina elektrode Co= koncentracija elektrolitne vrste D= difuzioni koeficient n = kinematički viskozitet w = kutna brzina SI.2 predstavlja ovisnost graničnih struja o potencijalu uz brzine rotacije 300,900 i 1200 okretaja u minuti. Promatranjem krivulja na si.2 vidljivo je, da s porastom potencijaia struja vrlo polagano raste sve do formiranja malog strujnog vrha na -950 mV(ZKE). Nakon toga slijedi strmi linearni porast. Višina platoa raste s povečanjem brzina rotacije. Potcncioj.'?' Ron no o- " ' T s Pr j o— , s O- Slika 1: Shema aparature Na osnovu mjerenja i opažanja u okviru ovog rada kao i rezultata pronadenih u literaturi može se nedvojbeno zaključiti, da mali strujni vrh predstavlja proces koji prethodi redukciji bakra, a to je dekompozicija Cu(OH)2 EDTA kompleksa. Strmi linearni porast struje predstavlja redukciju bakra pod difuzijskom kontrolom. Na osnovu izmjerenih graničnih struja može se pomoču Levičeve jednadžbe izračunati broj izmijenjenih elektrona (z). Iznosi za (z) kreču se oko 1.48 što takoder upučuje na činjenicu, da izlučivanje bakra iz ispitivane otopine nije jednostavan proces izmjene elektrona, jer bi 36 Informacije MIDEM 19(1989)1, str.35-37 L.Dragosavič: Elektrokemijsko ispitivanje kemijske _depozicije bakra — 3(m a) Otopirla. A Slika 2: Ovisnost graničnih struja o potencijalu £ (rrtV) otom slučaju (z) trebao biti dva, negoseradiosloženom procesu, koji se sastoji od (1) izlazka Cu(ll) iz kompleksa i (2) redukcije Cu(ll) Cu(0). Navedeni fenomeni mogu se osobito lijepo promatrati u svježe pripremljenoj otopini, koja sadrži: 0,05 mol dm"3 CuS04 - 0,075 mol dm"3 Na2 EDTA - 0,5 mol dm"3 NaOH(bez formaldehida). Ako je u ispitanoj otopini prisutan i formaldehid dolazi do njegovog katalitičkog raspada na površini elektrode. Taj fenomen postaje previadavajuči i promatranje ostalih fenomena je otežano. ZAKLJUCAK Rotirajuča elektroda omogučuje ispitivanje procesa katodičke redukcije bakra, koja se dogada u sumarnom procesu kemijske depozicije bakra iz lužnate otopine bakrene soli u prisustvu kompleksanta. Bakar se u ispitivanoj otopini nalazi čvrsto vezan sa liganidom - EDTA, a zbog visokog pH nalazi se u formi Cu(OH)2 EDTA - kompleksa. Za oslobadanje bakra iz kompleksa potrebno je elektrod u polarizirati na -950 mV (ZKE), gdje se formira mali strujni vrh. Redukcija bakra počinje nakon što je mali strujni vrh potpuno formiran, iz čega se može zaključiti, da redukcija počinje tek nakon što je na površini elektrode prlsutno dovoljno os-lobodenih Cu(ll)-iona. Rotirajuča elektroda se pokazala korisnom u ispitivanju pojava u procesu redukcije bakra i bila bi pogodna za ispitivanje ponašanja i primjene drugih liganada, koji sa Cu(ll) stvaraju stabilne komplekse u cilju daljnjeg razvoja i pripreme komercialnih otopina za kemijsku depoziciju bakra. LITERATURA 1. Clyde F. Coombs: Printed Circuits Handbook, 3 izdanje, 1988, Mc Graw Hill, New York 2. Lj, Dragosavič: Metaliziranje rupa kod dvostranih štampanih krugova; Elektrotehnika 6,1973. 3. Lj. Dragosavio: Magistarski rad, Sveučilište u Zagrebu 1987. 4. M. Paunovič: Elektrochemical Aspects of Electroless Deposition of Metals: Plating; Nov. 1968. 5. M. Paunovič: Ligand Effects in Electrolless Cooper Deposition, J. Electrochem Soc.3.1977. 6. M. Paunovič: Maximum Deposition Rate in Electroless Copper Plating:Plating; April 1983. 7. Perminder Bindra, Judith Roldan: Mechanisms of Electroless Metal Plating: J. Electrochem Soc.,Nov, 1985. Mr Ljubica Dragosavič, dipl. ing RIZ-IETA Božidarevičeva 13 41000 Zagreb Sprejeto: 26.02.1989 Prispelo: 07.01.1989 37 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana PROGRAMABILNA MIKROPROCESORSKA VARNOSTNA ELEKTRONIKA Valentin Florjančič, Miran Pernek KLJUČNE BESEDE: avtožerjavi, mikroprocesorsko krmiljenje, programsko krmiljenje, 16 bitni mikroprocesor, mikroprocesor MOTOROLA 68008, varnostna elektronika POVZETEK: V članku je podana programabilna mikroprocesorska varnostna elektronika za potrebe avtodvigal z namenom povečati varnost in ekonomičnost le-teh. Naprava ponuja možnost varne uporabe avtodvigala, tekoče spremljanje geometrije in njegove obremenitve. Zasnovana in izdelana je tako, da lahko podpira tudi manjše industrijske aplikacije. PROGRAMMABLE MICROCOMPUTER SAFETY DEVICE KEY WORDS: mobile crane, microprocessor control, programmable control, 16 bit microprocessor, MOTOROLA 68008 microprocessor, safety elektronics. ABSTRACT: The microcomputer safety device presented in this paper was developed for use on mobile cranes to increase safety and efficiency. The purpose of microcomputer safety device is in safe operating with mobile cranes and dysplaying current crane geometry and load weight. It is designed also support less complex industry applications. UVOD Dolgoletna praksa mobilne žerjavne tehnike je pokazala zahtevo po večji varnosti, produktivnosti in enostavnejši uporabi. Kot rešitev teh problemov smo zasnovali pro-gramabilno mikroprocesorsko varnostno elektroniko. Med najzahtevnejšimi pogoji, katerim mora ta naprava ustrezati, je zanesljivo delovanje v krutih industrijskih okoljih. Tem zahtevam se je podrejalo tako načrtovanje kot izbira tehnologije. OPIS STROJNE OPREME IN PRINCIP DELOVANJA VARNOSTNE ELEKTRONIKE Osnova strojne opreme temelji na šestnajstbitnem mikroprocesorju Motorola 68008. Na sliki 1. je podana blok shema varnostne elektronike. Organizacija pomnilnika vsebuje 2x32k zlogov ROM in 32k zlogov RAM ali 32k zlogov ROM in 2 x 32k zlogov RAM. Zajemanje in spreminjanje parametrov je možno prek 16 optično ločenih digitalnih vhodov, 16 analognih vhodov ter prek kodirnih stikal ali tastature. Za prikaz parametrov ali navodil služita dva LCD alfanumerična prikazovalnika. Za aktivni izhod je možno uporabiti 24 optično ločenih digitalnih izhodov. Le-ti so zaščiteni proti pobegu temperature, tokovni preobremenitvi in trajnemu kratkemu stiku. Poleg tega je na voljo še osem-bitni analogni izhod. Varnostna elektronika zajema vhodne podatke prek: * analognega senzorja dolžine iztegnjenosti teleskopske ročice * analognega senzorja kota teleskopske ročice * analognega senzorja kota nagibne igle, pritrjene na teleskopsko ročico * analognega senzorja pritiska dvižnega cilindra teleskopske ročice * analognega senzorja kota podvozja * analognega senzorja hitrosti vetra * analognega senzorja kota obračala * analognega senzorja sile v vrvi za dvig bremena * digitalnih senzorjev podpor * digitalnih senzorjev protiuteži na ročici itd. Princip delovanja varnosti avtodvigala je v nenehni primerjavi dovoljene obremenitve, zapisane v pomnilniku v obliki nosilnostnih tabel z dejansko obremenitvijo avtodvigala zaradi dviganja in prenašanja bremena. Pri tem se nenehno testirajo robni pogoji avtodvigala, ki so pogojeni z načinom dela avtodvigala. V kolikor pride do preobremenitve, ali do nedovoljenih robnih pogojev, procesorska varnostna elektronika ukrepa tako, da blokira vse operacije za povečanje prevrnitvenega momenta in hkrati obvešča žerjavista o prekoračitvi z izpisom na prikazovalnikih, z vklopom ustreznih stikalnih svetilk, z analognim instrumentom, ki kaže procentualno obremenjenost avtodvigala in z zvočnim signalom. ZAKLJUČEK Programirana procesorska varnostna naprava združuje mikroprocesorsko varnostno elektroniko, projektirano iz visoko inteligentnih elementov povečanih zahtev. Izdelana pa je z visoko tehnologijo, ki zagotavlja varnost 38 Informacije M1DEM 19(1989)1, str.38-39 V.Florjančič, Miran Pernek.Programabilna mikroprocesorska varnostna elektronika KRMILNI SIGNALI r RAM/ROM TASTATURA KOD. STIKALO RAM A/D 16X 1 KRMILNIK 2X LCD PRIKAZOVALNIK ANALOGNI IZHODI f DIGITALNI VHOD Slika 1: Blpk shema varnpstne elektrpnike delovanja brez vzdrževanja, lahko in hitro testiranje, dolgo življenjsko dobo in nizko ceno. LITERATURA 1. Fairchild: FACT, 1986 2. Analog devices: Integrated Circuit, 1986 3. Burr-Brown: Product Data Book, 1986 4. Krueger: Krueger Safety Systems 5. Ecko: Safety Devices 6. Motorola: M68008 16/32-BIT MICROPROCESSOR, Programmers Reference Manual 7. Motorola: MC68008 16-bit microprocesor with 8-bit data bus, 1983 8. Technical Specifications for telescoping Boom Track Crane:COLES, LIEBHER, LORAIN, TADANO, PINGUELY, MARIMEX, HIDROS \ Valentin Florijančič, dipl. ing, Milan Pernek, dipl. ing., Metalna Maribor, Zagrebška 20, 62001 Maribor Prispelo: 09.02.1989 Sprejeto: 17.02.1989 39 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana ŠOLANJE ZA MIKROELEKTRONIKO VISOKOŠKOLSKO OBRAZOVANJE ZA MIKROELEKTRONIKU (režime rasprave) Petar Biljanovič U organizaciji i na inicijativu Programskog odbora MIPRO-a u Opatiji je 05.12.1988. održana rasprava na temu "Visokoškolsko obrazovanje za rnikroelektro-niku". U raspravi su sudjelovali: prof.dr.Petar Biljanovč, ETF, Zagreb, predsjednik Programskog odbora MIPRO-a; prof.dr. ZvonimirOgorelec, PMF, Zagreb; prof.dr. Marija Hribšek, ETF, Beograd; prof.dr. Ninoslav Stojadinovič, Elektronski fakultet, Niš; prof.dr. Ljiljana Žlvkovič, Elektronski fakultet, Niš; prof.dr. Georgi Dimirovski, Elektrotehniški fakultet, Skopje; mr. Dragan Čišič, Fa-kulet za pomorstvo i saobračaj, Rijeka; dr. Rudolf Ročak i dr. Franc Runovc, DO Iskra-Mikroelektronika; Rado Faleskini, podpredsjednik SOZD-a Iskra za razvoj; Marko Gliha, Gospodarska zbornica Slovenije, Ljubljana; Miroslav Turina, ETI, R.Končar, Zagreb; Mihajlo Fill-ferovič, predsjednik Sekretarijata Organizacionog odbora MIPRO-a. U diskusiji o predmetu rasprave sudjelovali su svi pri-sutni. Uvodno ¡zlaganje dao je prof.dr. Petar Biljanovič koji je obrazložio svrhu rasprave. Predstavnici pojedinih elektrotehničkih fakulteta dali su kratke preglede stanja nastave mikrolektronike po fakultetlma. Prisutni predstavnici pnvrede govorili su o problemima primjene mik-roelektronike u praksi i o tome što bi trebalo učiniti da se kroz obrazovanje ta prirojena proširi. Bez navodenja detalja iz pojedinih diskusija navodimo stavove i mišljenja koja se mogu smatrati zaključcima I preporukama: 1) Mikroelektronika je visoka tehnologija bazirana na Interdisciplinarnom znanju. Njenu znanstvenu podlogu čine u prvom redu fizika materijala, kemija, matematika i u novije vrijeme neki dijelovi biologije. Za mikroelektro-ničko obrazovanje izuzetno je značajno ovladavanje tim oblastima i od njih treba krenuti u mikroelektronlčkom obrazovanju. 2) U modemom tehnološkom društvu svi študenti elektronike moraju poznavati mikroelektroniku i mikro- elektroničku tehnologiju. Medutim, ne svi na isti način. Študenti koji če naposredno raditi u poluvodičkoj proizvodnji moraju dobro poznavati i bazičnu mikroelektro-ničku tehnologiju i aplikacije. Študenti elektronike koji če primjenjivati mikroelektroničke sklopove, ali neče raditi u njihovoj proizvodnji, moraju biti dobro obrazovani u aplikacijama uz "površno" poznavanje tehnologije. 3) Danas sve više raste značaj aplikacijski specifičnih mikroelektroničkih sklopova (ASIC) i sve če veči broj inženjera morati znati projektirati ASIC čipove za potrebe proizvodnje u kojoj rade. Zato če ASIC projektiranje morati dobiti svoje mjesto u visokoškolskoj nastavi. 4) Mikroelektronika je tehnološka grana s velikim gradljentom rasta. Nije moguče na univerzitetu* dati "konačna" znanja iz te oblasti, te je potrebno organizirati permanentno obrazovanje iz mikroelektronike. Dio tog obrazovanja če biti na univerzitetu, dio u industriji, ovisno o temi, kadrovima i opremi. 5) Na pojedinim elektrotehničkim fakultetima u zemlji mikroelektronika je dovoljno zastupljena u nastavi, dok u pojedinim nije. Bilo bi poželjno da se tokom daljeg rada na ovoj problematici definira minimalna "doza" mikroelektronike za svaki elektrotehnički fakultet i da ta "doza" bude obavezna za sve študente. U tom smislu treba fakultetima uputlti preporuku. 6) Predlaže se da se rasprava na temu "Visokoškolsko obrazovanje za mikroelektroniku" organizira jednom godišnje i da domačin bude MIPRO - Sekcija ETAN-a za mikroprocesorsku tehniku i tehnologiju. Akcije u tom smislu koordinirat če radna grupa P. Biljanovič, R. Ročak, N. Stojadinovič, M. Filiferovič. Predsjednik programskog savjeta MIPRO-a: jf7 prof.dr.Petar Biljanovič ^ Elektrotehnički fakultet Unska 3, 41000 Zagreb 40 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana UKAZI DOGODKOV, DEJAVNOSTI ČLANOV MIDEM IN DRUGIH INSTITUCIJ SAFE BURN-IN Provoked Failures Avoid Annoyance Later On MANFRED KIRSCHNING Today s burn-in systems are more than simply temperature- controled ovens. After fundamental considerations on burn-in this article discribes which safety measures-up to the computer-monitored integrated system - are In use. The steadily increasing population density of semiconductors is permanently leading to new task formulations. I.e. due to the increase in switching functions expected by the market - on a chip, line widths of 1 /19(1989) 1 ,■ Ljubljana MAŠINSK! FAKULTET UNIVERZITE-TA U BEOGRADU - Centar za molekularne mašine Duro Koruga Na Mašinskom fakultetu u Beogradu osnovan je 1985, godlne Centar za molekularne mašine. Funkcija ovog Centra je da se bavi obrazovanjem i naučno-istraživačkim radom iz oblasti prlmene biologije u teh-nici. Kako se u biološkim sistemima na molekularnom nivou odvijaju fundamentalni informacloni procesi koji ne samo da odreduju dinamiku čelije več bitno utiču na strukturu i funkciju organizma kao celine, to je ova obrazovno-istraživačka jedinica zbog uloge koju ima dobila naziv Centar za molekularne mašine. Centar raspolaže početnom opremom i kadrovima za obrazovanje i Istraživanje u ovoj oblasti. U Centru su za sada zaposlena tri nastavnika sa Fakulteta i četiri mlada Istraživača (biolozi i inženjeri) sa punim radnim vremenom i obavezom završetka magisterija ili doktorata. Pored toga, sa Centrom aktivno saraduju i osmorica istraživača sa drugih fakulteta i instituta, bilo sa 1/3 radnog vremena, bilo kao spoljni saradnlci. Po sistematizaciji, u Centru ima u 1989.god. mesta sa punim radnim vremenom i za dva biologa, dva elektroničara, dva matematičara, dva mašinska inženjera sa grupe za automatsko upravljanje i jednog lingvistu. U periodu 1990.-1995. broj potrebnih istraživača sa punim radnim vremenom za realizaciju programa Centra biče izmedu 15 i 20. Centar raspolaže savremenom opremom kako za obrazovanje tako i za naučno-istraživački rad. U Centru je 1988. god. instalisan neuroračunar (treči u Evropi) kapaciteta od 2,5 procesnih elemenata i brzinom rada od 10 miliona pik interakcija u sekundi. Centar raspolaže i neuročipom uradenim u SAD u VLSi tehnologiji. Pored toga Centar raspolaže opremom a istraživači su ovladali tehnologijom izdvajanja bioloških materijala neophod-nih-za razvoj i Izgradnju čipova na molekularnom nivou. Za obrazovne svrhe postoji multi video sistem sa pot-punom bibliotekom kaseta iz oblasti molekularne biologije i neuroračunara. Tako se študenti profila za Automatsko upravljanje, koji slušaju predmet Bio-automatika, na poslediplomskim i redovnim študijama upoznaju sa najnovijim dostignučima u svetu Iz oblasti informacionih tehnologija. Početna istraživanja u ovoj oblasti finansira Republička Zajednica za nauku SR Srbije kroz petogodišnje projekte 1986.- 1990. Skromnim sredstvima ova istraživanja je pomogla i privreda. Prema programu period 1985.-1990. je pretežno period pračenja istraživanja u svetu, formiranja istraživačke grupe kod nas i Istraživanje u pojedinim oblastima. 1989.-1990. je početak organizovanja razvoja iz oblasti neuroračunara. Pum razvoj YU- neuroračunara se planira u periodu 1989.-1995., a prvi prototip bi se mogao očekivati 1993. godine. Naučno-istraživački rad U Centru se obavljaju istraživanja iz oblasti informacionih biotehnologija. Tri 'glavne grupe istraživanja su: neuroračunar, neurocipovi i'molekularni cipovi^prtmena organskih i bioloških molekula za izgradnju čipova i računara na molekularnom nivou). Oblasti istraživanja, razvoja i proizvodnje: I Neuroračunari 1. Istraživanje primene postoječeg neuroračunara u oblasti automatskog upravljanja, analize signala (EKG, EEG, radara...), prepoznavanje oblika, govora, igranja šaha idr. 2. Istraživanje i ugradnja neurokoprocesora svetskih proizvodača u 32-bitne računare domače proizvodnje. 3. Istraživanje i razvoj YU-neuromreže. 4. Istraživanje i razvoj YU-neuroračunara, U oblasti software istraživanje i razvoj jezika "Neuro-C" i neuro-softa, a u domenu hardware neurokoprocesora na bazi YU-neuromreže. 5. Istraživanje i razvoj novog jezika za neuroračunare "NEURON-1". II Neuročip 1. Istraživanje i razvoj člpa i senzora u VLSI tehnologiji na bazi saznanja informacionih procesa u retini oka i uha. 2. Istraživanje čipa u VLSI tehnologiji na bazi saznanja rada informacionih procesa u neuronu. 3. Istraživanje novog jezika za neuročipove pod nazivom "NEURON- II". III Molekularni čipovi i računari 1. Izdvajanje bioloških materijala iz mozga teleta i svinje za izgradnju molekularnih čipova i senzora. 2. Biohemijska i bioflzička istraživanja bioloških i organskih materijala za molekularne čipove i senzore. 3. Istraživanje i razvoj genetskog inženjerstva i biotehnologije za dobijanje biomaterijala za molekularne čipove. 4. Istraživanje nanotehnologija za izgradnju čipova na molekularnom nivou. 45 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana NEURORAČUNARI su neprogramabilne visoko paralelne mašine zasnovane na 32-bitnim mikroprocesorima koji su povezani i organizovani na bazi saznanja rada bioinformacionih procesa u neuronu i neuronskim mrežama. NEUROČIPOVI su informacione naprave u VLSI ili ULSI tehnologiji na principu rada informacionih procesa u biološkim sistemima. MOLEKULARNIMI ČIPOVI su informacione mašine sas-tavljene od neorganskih , organskih i bioloških molekula na bazi rada neuronskih i sub- neuronskih mreža. BIOKOMPJUTERI su informacione mašine koje su sestavljene od molekularnih čipova i/ili od žive čelije i neuročipa. NEUROSENZOR je naprava u VLSI tehnologiji na principu rada oka, uha i drugih biosenzornih sistema. BIOSENZOR je naprava sastavljena od mikroelektro-ničkih elemenata i biološkog materijala sa sposobnošču da biohemijske i biofizičke signale pretvara u električne ili optičke. Poziv na saradnju Imajuči u vidu složenost zadatka i potrebu or-ganizovanijeg pristupa istraživanju, razvoju i proizvodnji naprava i mašina na osnovama informacionih biotehnologija (neuroračunari, neuročipovi, biosenzori, molekularni čipovi i računari i dr.) pozivamo vas na saradnju u okviru zajedničkog istraživačko- razvojnog i proizvodnog programa. Na ovom zadatku jednako je važno da se nadu kako fakulteti, Instituti i privredne organizacije, tako i društvene institucije regionalnog, republičkog i saveznog nivoa zadužene za podsticanje i razvoj nauke, tehnologije i proizvodnje u civilnom i voj-nom sektoru. Proizvodi bazirani na informacionim biotehnologijama mogli bi imati značajnu ulogu u izvoznim programima naše zemlje u skoroj budučnostl. Vreme i cena istraživanja 1. Program neuroračunara - izrada prototipa: 1.1. Primena neuroračunara: Početak rada odmah, rad kontinualan, za svaku oblast primene 2 istraživača godine. 1.2. Ugradnja gotovih neurokoprocesora: Početak rada odmah, rad 6-8 meseci, 3 istraživača godine. 1.3. YU-neuromreža:Početak rada odmah, rad 2 godine, 6 istraživača godine. 1.4. YU-neuroračunar: Početak 1989., rad 3-5 godina, 50 istraživača godina. 1.5. Jezik "NEURON I": Početak 1990., rad 2-3 godine, 12 istraživač godina. 2. Program neuročipa 2.1. Projektovanje neuročipa u VLSI tehnologiji: Početak 1989., rad 2-3 godina, 6 istraživača godina. Izrada prototipa čipa: Početak 1992., rad 2 godine, sredstva za izradu čipa. 2.2. Čip-neuron u VLSI tehnologiji: Početak 1989. godine, rad 5-7 godina, 20 istraživač godina. 2.3. Jezik "NEURON II": Početak 1992., rad 2 godine, 4 istraživača godine. 3. Molekularni čipovi i računari 3.1. Biomaterijali: Početak rada odmah, rad kontinualan, 3 Istraživača godišnje. 3.2. Istraživanja osobine biomaterijala: Početak rada odmah, rad kontinualan, 3 istraživača godišnje. 3.3. Genetski inženjering i biotehnologija: Početak 1989., rad kontinualan, 2 istraživača godišnje. 3.4. Nanotehnologije: Početak rada odmah, rad kontinualan, 3 istraživača godišnje. Početak razvoja iz ove oblasti može se očekivati u periodu 1995,- 2000. godine, a proizvodnja tek 2000.-2010. godine. MOGUČE OBLASTI PRIMENE NEURORAČUNARA: * Finansije - evidentiranje kredita, analiza koriščenja zajmovnih limita, analiza i optimizacija novog proizvoda, analiza finansija u preduzeču i dr.; * Bankarstvo - marketing analize, očitavanje čekova, pojačavanje fizičke sigurnosti, evaluacija zajmova, evidentiranje kredita klijenata; * Osiguranje - evaluacija polisa, analiza kretanja isplata, analiza i optimizacija novih proizvoda; * Primena u vojne svrhe - obrada slike, radar, sonar (redukcija šuma, kompresij podataka, izdvajanje svojstava, raspoznavanje oblika), modeli suprot-stavljenih snaga, nišanjenje i vodjenje, novi senzorski sistemi; * Industrija zabave - analiza tržišta i prognoza, spe-cijalni efekti, animacija, restauracija; * Automobilska industrija - upravljanje sklapanja šablona, analiza opravki u garantnom roku, automatski vozač; * Transport - obrada tovarnih listova, planiranje voz-nog reda i ruta, upravljanje vozarlnama uavionskom saobračaju; * Telekomunikacije-kompresija govora i slike, auto-matizovanje informacione službe, prevod izgovo- 46 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana renog teksta u realnom vremenu, sistemi za obradu naplata od potrošača; * Otvaranje prodajnih mesta - biranje lokacija; * hartije od vrednosti - savetodavni sistemi za ber-zansku i robnu razmenu, tehnička analiza tržišta/ preduzeča roba, analiza kredita; * Robotika-sistemi vidjenja, upravljačke jedinice za robotiku; * Industrijska proizvodnja - vrlo jeftini vizuelni kontrolni sistemi, nedestruktivno testiranje, izrada plana proizvodnje; * Elektronika - VLSI čip projektovan, procesna kontrolna kontrola proizvedenog čipa; * Vazduhoplovstvo - detekcija kvarova u avionici, kontrolni sistemi vazduhoplova/vasionskih brodo-va, pojačavanih sistema rada automatskog pilota, it? Dr.Duro Koruga, dipl.ing. c/ Mašinski fakultet Beograd Centar za molekularne mašine UI.27 Marta 80, 11000 Beograd KONČAR-Stručne informacije Miroslav Turina Pred kraj 1988. godine izašla je iz tiska revija KONČAR stručne informacije br. 1-2 1988. Ovaj broj revije prikaz je aktivnosti koje se obavljaju u SOUR-u Rade Končar na razvoju i primjeni aplikativno specifičnih integriranih sklopova i nekih drugih dijelova elektroničke tehnologije. Na 59 stranica velikog formata nalazi se 11 članaka od kojih prvi članak "Osvrt na razvoj elektronike", autora Jasminke Čupurdije, Velimira Rajkoviča, Miroslava Tu-rine i Srebrenke Ursič predstavlja uvod u materiju, koja je obradena u ostalim člancima. U spomenutom članku opisan je tok razvoja tehnologija koje omogučavaju tzv. gusto pakiranje elektroničkih funkcija, perspektiva i civilizacijski utjecaj elektroničkih tehnologija s posebnim osvrtom na tehnologije poluvodičkih i hibridnih sklopova, te površinske montaže. Gustoča pakiranja uzrokuje promjene u metodama projektiranja i testiranja samih mikrosklopova, a zatim i uredaja koji su gradeni na osnovi mikrosklopova. Naznačeno je da pri realizaciji elektroničkih funkcija treba voditi računa o specifičnostima odabrane tehnologije i ciljevima koji se žele postiči. Autori Srebrenka Ursič i Tomislav Švedek u članku " Razvoj aplikativno specifičnih integriranih sklopova u Elektrotehnikom institutu - Rade Končar" nagiašavaju da rast složenosti električkih i elektroničkih sklopova i njihovih sastavnih dijelova primorava proizvodače elektroničkih uredaja da konvencionalna rješenja na štam-panoj pločici zamijene tehnološki integriranim rješen-jima, tj. da zadu u područje mikroelektronike. Aplikativno specifični integrirani sklop (kratica engl. ASIC) je vrhunski predstavnik toga pristupa buduči da omogučuje jednoznačni odnos izmedu eiektroničkog rješenja funkcije i izvedbe toga rješenja u silicijskom čipu. U članku je opisan pristup projektiranju ASIC-a koji se usvaja u SOUR-u "Rade Končar", dani su pregled i iskustva do sada razvijenih ASIC-a i naznačena je procjena uspje-šnosti razvoja te djelatnosti. Največa aktivnost trebala bi se odvijati u razvoju proizvoda u kojima se do sada nije primjenjivala elektronika. Budučnost djelatnosti projektiranja ASIC-a usko je vezana uz budučnost ekspanzije elektronike u SOUR-u "Rade Končar" i uz odgovarajuču marketinšku podršku. Uz zadovoljavanje potreba u "Radi Končaru" ova djelatnost sama za sebe može postati izvozni proizvod i prozor u svijet u "par excel-lance" visokoj tehnologiji. Članak "ASIC - vremenski programator" autora Mla-dena Štuliča, Miroslava Turine i Jasminke Čupurdije opisuje prvi projektirani digitalni sklop po narudžbi u "Radi Končaru", namijenjen prvenstveno za aplikacije u kučanskim aparatima i ugostiteljskoj opremi. Dat je funkcionalni opis sklopa, njegove eiektričke kerakteristike, te je ukratko opisan postupak projektiranja i ugradnja mo-gučnosti testiranja u sklop. Na kraju su opisane i aplikacije vremenskog programatora u upravljačkim ure-dajima električne friteze i električne grijalice vode. Postupak projektiranja aplikativno specifičnog integri-ranog sklopa (ASIC) vremenske baze za mikroprocesor Z80 prikazan je u članku "ASIC vremenska baza za mikroprocesor Z80", autoraTomislava Švedeka. U članku se posebno ističe primjena principa projektiranja ispitljivosti ASIC-a kojim se ubrzava postupak testiranja i evaluacija dizajna. Naglašena je i primjena razvijenog ASIC-a u sistemu za mikroprocesorsko upravljanje standardnim dizalom (MIDI). Goran Božič, Nenad Marinovič, Vlastimir Ivančič, Mijo Vilič i Milivoj Boltužič napisali su članak "Kontrola ventilacije i nadtlaka izvedena s aplikativno specifičnim integriranim sklopom." Osiguranje pouzdane ventilacije nekontaminiranom atmosferam od primarnog je značenja za sve prostore i nužan pratilac u svim tehnološkim procesima. Kontrolnik ventilacije i nadtlaka je uredaj koji osigurava te uvjete. Zbog pouzdanosti, gabarita i ekonomičnosti odlučeno je da veči dio funkcije uredaja bude izveden pomoču ASIC-a. U članku je dat funkcionalni opis ASIC-a s vremenskim dijagramom i dijagramom toka signala. Znatan dio projektiranja ASIC-a je fizičko projektiranje. Na kraju su prikazane najkarakterističnije primjene kontrolnika ventilacije i nadtlaka u rudnicima i industriji. 47 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana Realizacija zaštitnog elektroničkog modula (ZEM), kao aplikativno specifičnog integriranog sklopa u mikroelek-troničkoj tehnologiji debelog filma predstavlja kvalitetan skok na području elektroničke zaštite elektroenergetskih mreža. Koncipiran strukturalno za opčenitu namjenu kao modul s centralnom obradom podataka i perifernim pris-tupom ulaznim i izlaznim funkcijama, ZEM može rači široku primjenu od zaštite elektroenergetskih mreža specifičnih industrijskih grana (na pr. u rudarstvu) do prim-jene u instalacijama stambenih zgrada. Ovo je sažetak članka "Tehnika hibridnih integriranih sklopova za elektroenergetsku zaštitu u industriji", au-toraTomislava Švedeka, Nenada Marinoviča, Srebrenke Ursič, Miomira Klimana, Miroslava Matasoviča i Brune Žaka. Viktor Šunde, Stjepan Črne, Boris Bastijanič i Goran Božič u članku "Simulacija elektroničkih sklopova" na-vode prednosti analize simulacijom elektroničkog ponašanja sklopa primjenom računala u odnosu na klasične postupke analize. Uz strukturu analognih simulatora prikazane su i mogučnosti analiza koje oni obavljaju. Navedene su radnje koje su do sada obavljene u "Radi Končaru" vezane uz ovu djelatnost. Data su dva primjera simulacije konkretnog analognog i digitalnog sklopa upotrebom simulatora MICRO-CAPII i SCEPTRE. Na kraju su izneseni razlozi koji su doveli do ideje za razvoj vlastitog interaktivnog simulatora. U članku "Projektiranje elektroničkih sklopova pomoču računala" autora Borisa Bastijaniča, Vlastimira Ivančiča i Milene Kolundžič razmatra se primjena računala u projektiranju elektroničkih sklopova. Najprije je opisan razvoj programskih pomagala kroz karakteristične faze i to od početka primjene računala u projektiranju do danas. Dan je pregled programskih pomagala koja se koriste u "Radi Končaru". Na kraju su prezentirani koncepti za razvoj vlastitog programskog sustava za projektiranje elektroničih sklopova. Autor Stjepan Črne u članku "Datoteka elektroničkih podsklopova" kaže da bi se koristeči več razvijene, u eksploataciji dokazane, elektroničke podsklopove mo-gao ubrzati razvoj složenijih sklopova. Da bi razvojni projekti mogli koristiti takva, več gotova rješenja, potrebno je formirati datoteku elektroničkih podsklopova. Prikazan je način formiranja datoteke i opseg aktivnosti na njezinom formiranju. Prikazan je primjer podsklopa iz datoteke da bi projektanti stekli uvid u sadržaj informacija koji je potrebno obraditi za svaki podsklop. "Hibridni integrirani sklopovi" naslov je članka autora Grete Prajdič. U uvodnom dijelu članka razmatran je pojam hibridnog integriranog sklopa i njegova uloga u elektronici. Usporedena su svojstva hibridnih sklopova izvedenih tehnikom debelog i tankog filma, te monolitni, hibridni i sklopovi na tiskanim pločicama. Analiziran je postupak izrade hibridnog integriranog sklopa RK3-1099.05 i ilustriran slikama uzoraka u pojedinim fazama tehnološkog procesa. Članak završava zaključcima u pogledu statusa hibridne tehnologije i perspektivama primjene hibridnih sklopova u SOUR-u "Rade Končar". Posljednji članak u reviji je "Površinska montaža elektroničkih elemenata" autora Zlatka Čukelja i Miroslava Turine. U članku se kaže da če tehnologija površinske montaže elektroničkih elemenata nači široku primjenu u proizvod-nom programu SOUR-a "Rade Končar" zbog povoljnih karakteristika, kao što su male dimenzije, pouzdanost u radu i konkurentna cijena. Analiza potreba u "Radi Končaru" pokazala je da je potrebno uvesti tehnologiju površinske montaže najprije kao dopunu konvencional-noj tehnologiji, a kasnije kao glavnu tehnologiju. 1987,godine prišlo se u OUR-"Elektrotehnički institut" i u RO- "Elektronika i informatika" ostvarenju projekta "Površinska montaža". U okviru projekta prišlo se izboru i standardizaciji komponenata za površinsku mon-tažu, napravljeni su tehnički zahtjevi i propisi za projektiranje štampanih pločica za površinsku montažu, analizirani su i odabrani tehnološki postupci za proiz-vodnju koji če se primjenjivati i napravljen je projekt probne linije za proizvodnja Zainteresirani čitaoci mogu dobiti separate pojedinih članaka direktno od autora. Adresa svih autora je: "Elektrotehnički institut - Rade Končar", 41000 Zagreb, Baštijanova bb. v Miroslav Tur i na, dipl. ing. 0 Rade Končar - ETI Baštijanova bb., 41000 Zagreb Prikaz doktorske disertacije ŠTUDIJA KVANTNOELEKTRONSKIH OSOBINA KVAZIDVODI-MENZIONIH MIKROSTRUK-TURA Dimitrije Tjapkin Na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu, dana 24.1.1987. godine, Mr Zoran Ikonič, asistent Elektroteh-ničkog fakulteta u Beogradu, odbranio je doktorsku dis-ertaciju pod naslovom "Študija kvantnoelektronskih osobinakvazidvodimenzionih mikrostruktura". Komisija za odbranu ove disertacije bila je u sastavu: prof.dr 48 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana Dimitrije Tjapkin, dr Vitomir Milanovič, prof. dr Mihailo Markovič, prof. dr Zoran Djurič i doc. dr Rifat Ramovič. Doktorska disertacija Mr Zorana I konica otkucana je na 105 strana, i sadrži 23 slike-dijagrama, jednu tabelu, i bibliografiju od 77 jedinica. Cilj disertacije je proučevanje nekih elektronskih (zonska struktura) i optičkih (apsorpcija) osobina polu-provodničkih mikrostruktura na bazi GaAs-AlxGai-xAs heterospojeva, s nameram da se sa kvantnomehaničkog stanovišta rasvetle pojedini procesi i na osnovu ovoga otkriju mogučnosti daljeg poboljšanja karakteristika ovih struktura, vezano za mogučnost njihove primene u elektronskim i optoelektronskim napravama. Osim uvoda (8 str.) i zaključka (6 str.) rad ima dva dela-glave i jedan dodatak, s tim što se 2. glava (25 str.) odnosi na analizu uticaja indirektnih minimuma na kon-centraciju nosilaca u GaAs- AlxGai-xAs super-rešetci, 3. glava (50 str.) na analizu apsorpcije u kvantnim jamama u prisustvu električnog polja, dok se dodatak (7 str.) odnosi na uporednu analizu tečnog i perturbativnog postupka odredjivanja zavisnosti energetske strukture od jačine električnog polja. U prvom delu rada (2. glava) analiziran je problem uticaja indirektnih minimuma (X i L) provodne zone polaznih materijala (GaAs i AlxGai-xAs) na zonski spektar i kon-centraciju elektrona u GaAs-AlxGai-xAs super-rešetci. Minizonski spektri koji pripadaju r,X i L minimumima odredjeni su na bazi modifikovanog Kronig- Penijevog modela, koji uzima u obzir različitost efektivnih masa u oba materijala. Pokazano je da se zonska struktura ove superrešetke (orijentacije (100), koja se najčešče pravi) može približno predstaviti sa 4 medjusobno nezavisna skupa minizona od kojih po jedan potice od T i L, a dva od X-minimuma, tj. da dolazi do delimičnog ukidanja degeneracije ekvivalentnih X- minimuma prve Briiuenove zone. Na bazi energetske strukture dalje je Izračunata raspodela elektronske koncentracije po min-izonama T, X i L minimuma. Posebno je analizirana zavisnost relativne populacije fi minizona F-minimuma od parametara strukture (debljine i sastava slojeva), i nadjene su oblasti gde ona ima velike (~1) ili male (~ 0) vrednosti. Pokazano je da se velike vrednosti fr mogu očekivati samo za manje vrednosti molskog udela Al (X <0.5) u materijalu barijere, nezavisno od debljina slojeva, ukoliko je vrednost reiativnog diskontinuiteta provodne zone 0.57 (koja danas izgleda mnogo verovatnija od ranije koriščene vrednosti 0.85). Ovi rezultati ¡maju direktne implikacije pri projektovanju lasera sa ovom super-rešetkom, jer samo elektroni T-minimuma mogu učestvovati u jednokvantnim stimu-lisanim prelazima, i u radu je ukratko analiziran uticaj veličine fr na rad ovih lasera sa optičkom i električnom pobudom. Drugi deo rada (3. glava) posvečen je kvantnomeha-ničkoj analizi apsorpcije u poluprovodničkim kvantnim jamama na bazi GaAs- AlxGai-xAs heterospoja u prisustvu električnog polja normalnog na ravan jame. Analiziran je energetski spektar, koji je u potpunosti kontinualan i rešen problem normalizovanja talasnih funkcija. Dat je izraz za ukupnu apsorpciju svetlosti u ovoj strukturi, koji se u graničnom slučaju, kada nastaje jama, svodi na poznati izraz za apsorpciju homogenog poluprovodnika u električnom polju (Franc-Keldišev efekat), izveden na drugačiji način. Posebna pažnja je posvečena prirodi i uticaju kvazi- diskretnih (rezonan-tnih, virtuelnih) nivoa elektrona i šupljina na proces apsorpcije. Izvedeni su izrazi za apsorpciju jame u slučaju uskih rezonancija i u poredjenju sa rezultatimadobijenim u okviru modela diskretnog spektra. Takodje su analizirani prelazi izmedju elektronskih i šupljinskih nivoa raznih rednih brojeva, i pokazano je da električno polje ukida selekciona pravila u slučaju prelaza izmedju nivoa različite parnosti, pri čemu prelazi koji su bili strogo zabranjeni u odsustvu polja mogu pri odredjenim vred-nostima polja čak postati dominanti. Rezultati ove analize značajni su za projektovanje elektro- optičkih modulatora svetlosti na bazi ove strukture, i na kraju ovog dela je data kvalitativna diskusija o ovoj problematici. Usko povezan sa ovim delom je i dodatak u kome je razmatrana veza izmedju tačnog i perturbativnog pris-tupa problemu zavisnosti energija rezonantnih nivoa pri malim vrednostima električnog polja. Glavni rezultati disertacije publikovani su u renomiranim medjunarodnim časopisima Physical Review B, Journal of Physics C i Physics Letters A, kao i na domačim konferencijama ETAN i MIEL. i-"r Dr Dimitrije Tjapkin, red.prof. Elektrotehničkog fakulteta u Beogradu Bulevar Revolucije 73, Beograd 49 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana PRIKAZ MAGISTARSKOG RADA "DVODIMENZIONA ANALIZA ELEKTRIČNIH PARAMETARA U POLUPROVODNIČKIM STRUKTURAMA Rifat Ramovič Na Elektrotehnikom fakultetu, dana 27.06.1987. god. Dušanka Stojanovič, istraživač saradnik u Institutu za fiziku u Beogradu odbranila je magistarski rad "Dvo-dimenziona analiza električnih parametara u polupro-vodniškim strukturama". Komisija za odbranu rada bila je u sastavu: prof.dr Dimitrije Tjapkin, doc. dr Rifat Ramovič I dr Vitomir Milanovič, naučni saradnik. Magistarski rad Dušanke Stojanovič otkucan je na 150 strana i sadrži 37 slika, 2 tabele i bibliografiju od 61 jedinice. Problem dvodirnenzione analize različitih poluprovod-ničkih struktura tretiran je u mnogim radovima, gde su uglavnom prikazani opšti principi analize, dok su konkretni algoritmi izostavljeni. Cilj ovog rada je ovladavanje metodom za dvodimen-zioni tretman, odnosno rasejanje algoritma i paketa programa, koji bi se primenili na posebne režime več ispitanih struktura, ispitivanje ponašanja struktura koje su poznate u literaturi a nisu dvodimenziono razmatrane, kao i za predvidjanje pojava i ponašanja u novim strukturama. Osim uvoda (4 str.) i zaključka (6 str.), rad ima 4 dela -glave. Druga i treča glava se odnose na matematičko-fizički model elektronike transportnih procesa u poluprovod-nicima, četvrta i peta na diskretizaciju osnovnih jednači-na i metoda rešavanja algebarskih jednačina a u šestoj glavi su dati rezultati koji se odnose na PIN dlodu i kratkokanalni MOSFET. Paket programa za modelovanje procesa razvijen je na VAX-u na Elektrotehnikom fakultetu u Beogradu i pored ovih osnovnih programa, sadrži prateče programe za grafički prikaz jednodlmenzionih i dvodimenzionih ras-podela kao i izolinija. Programi su tako napravljeni da se pramenom uiaznih podataka, kao na primer, pramenom profila primeša, lako može menjati analizirana struktura, i prošireni su analizom pojava u poluprovodničkim strukturama sa efektom vručih elektrona. ;" ' N Dr .Rifat Ramovič, docent Elektrotehničkog fakulteta u Beogradu Bulevar Revolucije 73, Beograd 70 GOD1NA KEMIJSKO-TEHNOLOŠKOG ŠTUDIJA Slijedeče školske godine 1989/90) navršava se 70. godina od osnutka Kemičko-inženjerskog odsjeka u ok viru Tehničkog fakulteta u Zagrebu. U svojem 70-godišnjem postojanju tadašnji Kemičko inženjerski odsjek prošao je kroz mnoge reforme, te mijenjao ne samo ime več, naravno, i sadržaj študija. Današnji Kemijsko-tehnološki študij provodi OOUR Institut kemijskog inženjerstva, Tehnološkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu. Tijekom te jubilarne školske godine organizirat če se niz manifestacija kao i izdavanje stručnih publikacija. Pred-vida se i uredenje izložbenog prostora u zgradi na Maruličevom trgu u kojoj je študij praktički i započeo te postavljanje izložbe posvečene razvoju študija. Za veljaču 1990 planira se održavanje skupa pod nazivom 'Susret generacija' u čijem če radu kako se očekuje, sudjelovati mnogi znanstvenici, privrednici stručnjaci koji su završili Kemijsko-tehnološki študij. .Želja je organizatora da se obilježavanje 70 godišnjice iskoristi za što bolje povezivanje materijalne proizvodnje i nastave u izobrazbi diplomiranih inženjera svih profila koju provodi Institut kemijskog inženjerstva Tehnološkog fakulteta u Zagrebu. Dobrodošle su i sve sugestije iz udruženog rada materijalne proizvodnje koje bi doprinijele osmišljenom povezivanju. Postoji i moguč-nost organizacije posjeta radnim organizacijama u oblasti kemijske industrije. U želji da se zajedničkim nastojanjima trajno unaprijedi študij i podigne na nivo neophodan za prosperitet znanja i tehnologije budučnosti OOUR Institut kemijskog inženjerstva Tehnološkog fakulteta u Zagrebu poziva sve diplomirane inženjere Tehnološkog fakulteta u Zagrebu da se aktivno uključe u obilježavanje ove značaj ne obljetnice. Prijave za učešče u proslavi 70 godina KTS i sve dodatne informacije mogu se zatražiti od Odbora za proslavu na Tehnološkom fakultetu, Zagreb, Pierottijeva 6. 50 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana KONFERENCE, POSVETOVANJA, SEMINARJI, POROČILA OBČNI ZBOR STROKOVNEGA DRUŠTVA MIDEM, Ljubljana, 22.2.1989 Zapisnik občnega zbora strokovnega društva MIDEM DNEVNI RED: 1. Otvoritev občnega zbora 2. Izvolitev delovnega predsedstva in ostalih delovnih organov občnega zbora 3. Poročilo predsednika, blagajnika in predsednika OS DK o delu društva v letu 1988 4. Diskusija po poročilih in razrešitev organov društva 5. Predlog kandidacijske komisije za izbiro novih organov društva 6. Volitve organov društva 7. Predlog sprememb statuta društva 8. Predlog programa za novo triletno obdobje in leto 1989 9. Določitev članarine in razno □ Ad 1) Na predlog dosedanjega predsednika strokovnega društva dr. Ročaka je bilo soglasno izvoljeno delovno predsedstvo občnega zbora: predsednik V. Pantovič in člana J. Dobeic in R. Ročak, zapisnikar: E. Pirtovšek, overovateija zapisnika: A Rožaj-Brvar in M. Slokan. Predsednik društva je na osnovi poročila tajništva obvestil prisotne, da so se člani s 305 glasovi ZA, 10 proti in 2 vzdržana izjasnili za spremembo 21. člena statuta, in da je občni zbor s prisotnimi člani društva sklepčen. □ Ad.2) Na predlog predsednika Pantoviča je bila soglasno izvoljena komisija za sklepe v sestavi: M. Slokan, J. Čupurdija in M. Turina in kandidacijska komisija: 10 članov društva (poroča predsednik) in volilna komisija v sestavi: M. Gojo, P. Tepina in S. Besen i čar. Potrjen je bil tudi sklep, da so volitve tajne. □ Ad 3) Dosedanji predsednik dr. Rudi Ročak je podal poročilo o delu društva v minulem obdobju in je priloženo zapisniku. Finančno poročilo je podala blagajničarka društva dr. A. Rožaj - Brvarjeva in je tudi priloženo zapisniku. Predsednik samoupravne družbene kontrole, mgr. F. Čuk je podal pozitivno oceno dela finančne službe in blagajnika ter potrdil, da ni bilo nobenih pritožb s strani članstva, zato lahko zatrdi, da vodstvo društva v vsemu postopa v skladu s sprejetimi statutarnimi predpisi in veljavno družbeno zakonodajo. Poročilo je priloženo zapisniku. □ Ad 4) Po krajši diskusiji prof. J. Dobeica in dr. R. Ročaka so bila soglasno sprejeta poročila. Predsednik delovnega predsedstva V. Pantovič je predlagal razrešnico dosedanjim organom društva in sklep o razrešitvi je bil soglasno sprejet. □ Ad 5) Na predlog kandidacijske komisije je prebral dr. R. Ročak predlog liste članov organov društva MIDEM za novo triletno obdobje in sicer dva kandidata za predsednika društva MIDEM: dr. Rudi Ročak in Ratko Krčmar ter 29 članov za Izvršni odbor in sicer: I.R. Ročak 2. R. Krčmar 3. V. Pantovič 4. M. Slokan 5. M. Gojo 6. P. Tepina 7. Z. Vacič 8. J. Radja 9. P. Biljanovič 10. A. Peitl II. J. Čupurdija 12. M. Damjanovič 13. T. Djekov 14. M. Filiferovič 15. S. Amon 16. F. Jan 17. Dj. Koruga 18. R. Babič 19. M. Kosec 20. I. Šorli 21. I. Pompe 22. A. Rožaj-Brvar 23. S. Šolar 24. M. Stipančič 25. D. Tjapkin 26. L. Trontelj 27. D. Flam 28. Lj. Pešič 29. N. Stojadinovič Za tovariško razsodišče so bili podani predlogi: S. Ursič B. Trokič P. Zajkoski Za odbor samoupravne društvene kontrole so bili predlagani: E. Pirtovšek A. Keber S. Rundič B. Dokič F. Čuk Med delom volilne komisije se je razvila bogata diskusija o dosedanjem in bodočem delu društva. V. Pantovič je poudaril posebno odliko društva MIDEM, ki poglablja prijateljstvo in tovarištvo med strokovnjaki iz najrazličnejših in tudi konkurenčnih firm po vsej Jugoslaviji, kar pomaga premostiti še tako visoke bariere. F. Jan je predlagal organizacijo strokovnih diskusij brez zbornikov, kajti na ta način bi si lahko podobno kot je to pri nemškem društvu za hibridna vezja izmenjavali izkušnje in znanja, o katerih ne smejo biti objavljeni podatki. 51 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana S. Rundičeva je predlagala konferenco o tehnologiji bodočnosti za 5 do 10 let, kaj lahko pričakujemo in v katero smer se bo razvijala elektronika. V. Isailovič je načel problematiko leta 1992 na področju kvalitete, kakovosti in standardizacije, ki zahtevajo od nas izredne napore glede na današnje stanje. S. Amon je poudaril pomen internacionalizacije društva MIDEM in da bi morali MIEL organizirati v Dubrovniku, s čimer bi pritegnili strokovnjake z vsega sveta. □ Ad.6) Predsednica volilne komisije je podala rezultate volitev: za predsednika društva je bil izvoljen dr. Rudi Ročak z 20 glasovi, 5 glasov je dobil Ratko Krčmar. □ Ostali člani 10 in drugih organov so bili soglasno izvoljeni. □ Ad.7) Dr. Ročak je podal predlog sprememb statuta društva MIDEM, ki je bil soglasno potrjen. D Ad.8) Novoizvoljeni predsednik društva MIDEM za naslednje triletno obdobje je podal program društva, ki je priložen v zapisniku. □ Ad.9) Predlog o višini članarine društva MIDEM bo v bodoče določal Izvršni odbor in je potrjen znesek 20.000 din. Zapisal: Ervin Pirtovšek, dipl. ing. 3oročilo predsednika MIDEM za leto 1988 na letnem občnem zboru, d n <2! <2 » <2 b "I ^^ ^^ 1. Delovanje organov društva 1.1. Sekretariat V lanskem letu se je sekretariat sestal 6 krat. Na svojih sejah je reševal in odločal o tekočih nalogah ter zasledoval in usmerjal delovanje raznih odborov in s tem posredno sodeloval v vseh društvenih akcijah. Zapisniki so se redno posredovali vsem članom izvršnega odbora. Pripomb na delovanje sekretariata ni bilo. 1.2. Izvršni odbor Izvršni odbor se je sestal 3 krat: zaradi dobre obveščenosti vseh članov odbora in dejstva, da je večina aktivnih članov odbora v sekretariatu, so seje odbora tekle tekoče. Izvršni odbor je vse sklepe sekretariata brez pripomb potrdil. 1.3. Predsedstvo Predsedstvo se ni posebej sestajalo, vendar je v kratkih neformalnih sestankih izmenjalo mišljenja in podalo sugestije. Tehtni nasveti podpredsednikov M. Slokana, R. Krčmarja in V. Pantoviča so bili vedno zelo koristni, pravtako pa tudi sodelovanje našega častnega predsednika Janeza Dobeica. 1.4. Tajništvo Tajnikoma P. Tepini in M. Goji sta v tekočem letu pomagali P. Suhadolnlk in L. Stadler kot honorarni sodelavki. Tajništvo je levji delež nalog opravilo pred In po posvetovanjih, aktivno pa sta bila vključena oba tajnika tudi v vse organizacije manifestacij in publicistično dejavnost. 1.5. Strokovne službe Za naloge strokovnih služb, knjigovodstvo, računovodstvo, smo tudi letos dobili izredno kvalitetne usluge EZS. Sprotno knjiženje tov. Kunčeve, posebej pa izredno razumevanje problematike tov. Zorove je omogočalo društvu nemoteno poslovanje. Moramo priznati, da bi brez pomoči EZS in njihovega pravočasnega medfinan-ciranja društva MIDEM, našim akcijam s finančne plati bolj trda predla. Tako smo pa leto, seveda ne brez napora, finačno prebredli in tudi v teh težkih časih uspešno krmilili. Sicer pa naj o tem govori finačno poročilo. 2. Posvetovanja/seminarji Največja aktivnost društva MIDEM je vsako leto na področju posvetovanj. V organizacijo posvetovanj so aktivno vključeni člani predvsem lokalnih organizatorjev pa tudi ostali člani programsko - organizacijskih odborov. Tudi aktivnost vseh članov, ki posvetovanjem prisostvujejo dajejo pravzaprav tonus delovanja celotnega društva MIDEM. Kronološko je izgledalo lani takole: 2.1. 11.-13. maj, Zagreb, MIEL 89 Soorganizacija: Republički komite za nauku, tehnologiju i informatiku SR Hrvatske, Rade Končar s tremi DO: ETI, Trgovina, Informatika, RIZ-Tvornlca poluvodiča, ETF Zagreb s finančno podporo podjetij INFOSISTEM, ELECTRONIC, VELEBIT Informatika, Tehničar-Tera. Predsednik organizacijskega odbora V. Sriča, predsednik programskega odbora S. Ursič. Na posvetu je sodelovalo okrog 150 strokovnjakov z 79 referati, od tega 67 iz Jugoslavije, 12 iz inozemstva ter kot vedno ekscelentni povabljeni predavatelji. Naj jih še enkrat omenim: P.G.A. Jespers, V. Milutinovič, S. L. Hurst, R.L. Anderson, P. Wagner, Z. Ogorelec, Lj. Pešič. Oceno samega posvetovanja smo s poročili o njem podali v INFORMACIJAH MIDEM 2/88. Ker društvo 52 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana MIDEM pomenimo člani, dovolite, da mogoče enkrat na neobičajen način zaključim to poročanje s konstatacijo, da je v organizaciji več ali manj aktivno sodelovalo okrog 20 članov - v pripravah, tekočih delih za dobro odvijanje posveta in pri predsedovanju posameznim strokovnim sekcijam in predavanjem. Vsak je s svojim angažmanom prispeval delež, posebej pa naj omenim tiste, ki so nosili pretežni del bremena. To so bili I. Škunca s komiteja, J. Čupurdija iz Rade Končara in Z. Živič iz Iskre-ME. 2.2. 7.-9. september, Nova Gorica, SD 88 Soorganizator: Iskra Delta Predsednik organizacijsko-programskega odbora M. Kosec. Na posvetu je sodelovalo okrog 110 strokovnjakov, 9 povabljenih in 60 prispevkov za poster sekcijo je bilo zmanjšano za dva povabljena referata zaradi one-mogočenosti predavateljev. Prisotni so bili naslednji: B. Nemec, Z. Ikonič, C. Misiano, S. Pejovnik in V. Pantovič. Za ta posvet je bilo značilno izredno prijetno vzdušje, ki je bilo ves čas posveta prisotno. V odsotnosti predsednika programsko- organizacijskega odbora je M. Slokan vodil tekoče odvijanje posveta, posebej pa je treba omeniti podporo in aktivno delo direktorja Izobraževalnega centra B. Nemca, kot domačina in I. Možina-Podbršček, ki je potrdila svoj sloves odličnega organizatorja. 2.3. 11. oktober, Brdo pri Kranju, Mikroelektronika in družba Finančna podpora: Iskra - Mikroelektronika Študijske dneve z aktualnimi problemi smo lani zastavili na sociološko-tehnični obdelavi odnosa visokih tehnologij (mikroelektronika) in družbe. Sodelovalo je 39 udeležencev. Predavatelji pa so bili R. ROČAK, M. ME-KINDA, I. BANIČ, E. M. PINTAR, V. SRIČA, P. BIL-JANOVIČ in D. JURJEVEC. V tehničnem delu organizacije je pomagala M. Hafner iz Centra Gospodarske zbornice Slovenije in P. Suhadolnik, sicer pa sem ostalo, od koncepcije do organizacije opravil sam. To brez odziva omenjenih predavateljev seveda ne bi bilo možno. Ostala je še ene obveznost: izdaja knjige, ki bo izšla to pomlad. 2.4. Seminar AMTEST, 23.-24.2. v Ljubljani Organizator: A. Keber Udeležencev 200, finančna podpora s strani partnerja AMTEST. Kot so že predhodni podobni seminarji pokazali koristnost in zanimivost takšnega sodelovanja društva MIDEM s tujimi podjetji, je tudi ta seminar bil izredno uspešen, predvsem pa strokovno zanimiv. 2.5. Seminar HOECHST, 12. 10. v Ljubljani Organizator: R. Ročak Udeležencev 50, finančno podprt s strani HOECHST. Kot prejšnji je bil tudi ta seminar zanimiv, poleg tega pa verjetno tudi osnova za nadaljnje Interesno povezovanje. 3. Založniška dejavnost 3.1. Knjiga CEOK Prispevke posveta CEOK v 1987 smo v začetku leta objavili kot knjigo v nakladi 100 izvodov formata A5 s skupno 219 stranmi. Urednika: R: Ročak, P. Tepina 3.2. Knjiga prispevkov MIEL 88 Referati so bili objavljeni pred začetkom posveta v obliki dveh knjig A5 formata s skupno 703 stranmi. Urednika P. Tepina, M. Gojo. Potrebno je omeniti, da so povabljeni referati bili tiskani kot posebna številka časopisa Microelectronics Journal vol. 19, No 4, 1988 s posredovanjem N. Stojadinoviča in s poročilom s konference S. L. Hursta (Anglija). 3.3. Knjiga prispevkov SD 88 Referati s posveta SD so bili objavljeni pred začetkom posveta v obliki knjige A5 formata s skupno 443 stranmi. Uredniki: M. Gojo, P. Tepina. M. Kosec. 3.4. Informacije MIDEM Strokovni društveni časopis je izhajal redno trimesečno. Uredniški odbor v sestavi: I. Šorll glavni in odgovrni urednik, J. Čolnar, tehnični urednik ter R. Babič, R. Ročak, M. Slokan, P. Tepina, M. Turina je načrtoval vsebino posameznih izdaj časopisa, presojal prispevke za objavo ter vodil uredniško politiko v skladu s programsko zasnovo časopisa. Izvedel je registracijo časopisa v skladu z zakonom o javnem obveščanju. Časopis je sedaj vpisan v register časopisov pri Republiškem komiteju za informiranje. Ustanovili smo časopisni svet ter si pridobili pozitivno mnenje o časopisu kot znanstveno strokovni reviji za področje mikroelek-tronike, elektronskih sestavnih delov in materialov s strani Znanstvenega sveta za tehnične vede I. pri RSS. Izvedba stavka časopisa na računalniku je Izboljšala izgled časopisa in povečala tehnično fleksibilnost. Skupaj je bilo tiskanih 265 strani. Od tega je bilo 44% znanstveno strokovnih člankov, po 10% poročil s konferenc, raznih zanimivih vesti in reklam, o materialih in šolanju je bilo 8%, o dejavnostih članov in institucij 5%, terminoloških standardov 4% ter ostalo 7%. 4. Razstave 4.1. Ob posvetu MIEL 88 v Zagrebu je MIDEM organiziral majhno razstavo 16 jugoslovanskih proizvajalcev mik-roelektronike. Organizator M. Gojo. 4.2. Ob razstavi Sodobna elektronika v Ljubljani smo se prvič skupaj z EZS predstavili na lastni stojnici. Prikazali smo svojo založniško dejavnost in ostale dejavnosti društva. 53 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana 5. Strokovna potovanja V sodelovanju s kongresnim oddelkom turistične organizacije Generalturist iz Zagreba smo organizirali marca strokovno potovanje v Zuerich na razstavo SEMICON z 21 udeleženci. Organizacija dveh potovanj v Barcelono in Pariz je odpadla zaradi neprijavljenosti udeležencev, v Muenchen pa zaradi težav Generalturista z rezervacijami prenočišča. Čeprav izredno zanimiva in koristna organizacija skupinskih strokovnih potovanj je očitno v naši gospodarski krizi izredno težka. 6. Ostale akcije Od ostalih običajnih letnih akcij, v katerih sodelujemo organizacijsko ali pa z delovanjem svojih članov, je potrebno poleg letne konference ETAN, MIPRO, omeniti še enodnevni posvet o šolanju za mikroelektroniko (organizator P. Biljanovič) in akcijo kolegov iz Novega Sada v okviru multimedijskega programa 'KORAK U 21 VEK' z Poslovne evidence prihodkov in odhodkov se vodijo korektno in ažurno. Bilanca stanja ter prihodkov in odhodkov je izdelana za leto 1988, čeprav bo oddana šele 28.2.1989. Podatki iz finančnega poročila blagajnika so skladni z bilančnimi poročili javno tribuno pod naslovom 'Korak u 21. vek sa mik-roelektronikom'. (organizator M. Živanov). 7. Članstvo in sponzorstvo Število članov v preteklem letu se je povečalo na 602, kar je 35 več kot leto poprej. To, kar je posebej razveseljivo pa je dejstvo, da je vedno več članov takih, ki jih štejemo v aktiviste in so 'krivi', da je dejavnost društva izredno živahna. Cilj, ki smo si ga zastavili, da uredimo odnose s sponzorji, je delno uspel. Veliko jih imamo že navezanih nase z dolgoročnimi dogovori. Z nekaterimi sodelujejo naši člani prek reševanja konkretnih strokovnih problemov. Ta del zahteva seveda ogromne napore, posebej v sedanjih težkih gospodarskih razmerah. Predsednik MIDEM dr. R. Ročak, dipl. ing. ing. OSDK v tem obdobju ni dobil nobenih pritožb s strani članstva, zato je moč sklepati, da vodstvo društva v vsem postopa v skladu s sprejetimi statutarnimi predpisi in veljavno družbeno zakonodajo. Predsednik OSDK društva MIDEM, Vi., mag. Franc Čuk, dipl. ing. Poročilo o finančnem poslovanju društva MIDEM v času od 1.1.1988 do 31.12.1988 ODHODKI Tiskarske storitve, potni stroški 23.247.190 Pogodbe, najemnine, avtorski honorarji 40.453.710 Reprezentanca 5.095.310 Izobraževanje 18.980.930 Pisarniški material, režija 661.170 Dnevnice 3.181.650 Potni stroški, prevozi, študentski servis 7.167.480 Bančni stroški 126.500 Davki in prispevki 644.150 99.558.090 PRIHODKI Presežek iz 1987 505.12( Članarina 934.00( MIEL 30.513.70( SD-88 15.940.00( Sponzorstvo 48.110.41 ( CEOK87, Mipro, razno 27.425.90C 123.429.13( Razlika med izdatki in dohodki v znesku din 23.871.04( predstavlja presežek v letu 1988. Na poslovni sklad se prenese 13.871.04C prihodke za naslednje leto 10.0Q0.00( Blagajnik: dr Alenka Rožaj-Brvar, dipl. POROČILO OSDK društva MIDEM za leto 1988 54 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana PROGRAM DELA STROKOVNEGA DRUŠTVA MIDEM ZA OBDOBJE 1989-1991 Na letnem občnem zboru je bil predlagan in sprejet naslednji program dela strokovnega društva MIDEM: 1. Nadaljevanje utrditve delovanja društva, zagotovitev finančno solidnega poslovanja kot temelja za uspešno izvedbo strokovnih programov ter uveljavitev društva tudi v drugih strokovnih in javnih okoljih z ustreznim informiranjem in udeležbo v aktualnih gospodarskih odločitvah, ki se dotikajo delovanja članov. 2. Nadaljevanje tradicionalnih strokovnih posvetov: MIEL, SD in SE: še nadalje intenzivirati obliko seminarjev ter uvesti novo obliko strokovnih sestankov, posvetov brez posebnih vnaprej pripravljenih pisanih materialov ali zbornikov. Ta oblika je lahko ustrezna predvsem za delovanje članov v posameznih regionalnih okoljih, čeprav ne le v njih. Prek strokovnih komisij želimo doseči dinamično obliko takih sestankov. 3. Nadaljevanje izdajateljskih dejavnosti, tako strokov-no-društvenega časopisa, kot tudi knjig (prispevkov s posvetovanj in monografij). Moramo si izboriti priznavanje publikacij s strani jugoslovanskih znanstvenih forumov in inštitucij. 4. Povečanje aktivnosti včlanjevanja novih članov društva: še nadalje izboljšati evidenco članov in kontakt med organi društva in članstvom. Potrebno je ažurirati podatke o članih, kar je možno samo s vsestranskim sodelovanjem; nadaljevati z aktivnim vključevanjem čim večjega števila članov ob strokovnih manifestacijah. Razširiti delovanje društva in včlaniti tudi strokovnjake iz tistih delov Jugoslavije, kjer strokovno področje še trenutno nima večje pomembnosti (Črna Gora, Kosovo). Z včlanjevanjem moramo začeti pri bodočih strokovnjakih-študentih. Pri tem je potrebna večja pomoč in angažiranost univerzitetnih profesorjev. 5. Nadaljevanje plodnega sodelovanja s sorodnimi zvezami in društvi v Jugoslaviji. 6. Začeti moramo z mednarodnim povezovanjem, ne samo prek konferenc in izmenjave strokovnega časopisa, temveč tudi z nekaterimi bolj formalnimi oblikami. 7. Poleg svobodnega, tovariškega, stanovskega in individualnega združevanja moramo k delu društva in k ustvarjanju vsebinskih oblik delovanja pritegniti čim večje število delovnih organizacij. Predsednik MIDEM, dr. Rudi Ročak, dipl. ing. OSNOVE VAKUUMSKE TEHNIKE - drugič letos Prvega letošnjega strokovno izobraževalnega tečaja z gornjim naslovom sredi februarja - se je udeležilo 23 slušateljev. Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije (DVTS) bo organiziralo naslednjega še pred poletnimi dopusti in sicer v dnevih od 6. do 7. junija. Podroben razpis je bil že razposlan delovnim organizacijam in posameznikom, ki so po našem mnenju na kakršenkoli način povezani z vakuumsko tehniko. Interesenti se lahko prijavite oziroma dobite informacije pri organizacijskem odboru (Nemanič, Pavli, Pregelj) po telefonu na številko 061 /263-461 55 UDK 621.3: (53 + 54 + 621 +66), ISSN 0352-9045 Informacije MIDEM 19(1989)1, Ljubljana SUPERPROVODNOST U OKVIRU XI. JUGOSLOVENSKOG SIM-POZIJUMA O FIZICI KONDEN-ZOVANE MATERIJE D.Lj.Mirjanič i J.P.Šetrajčič Od 3. do 7. oktobra 1988. godine u Donjem Milanovcu održan je XI Jugoslovenski simpozijum o fizici konden-zovane materije (XI JSFKM). Rad simpozijuma bio je podjeljen u više sekcija i u njima su bili predstavljeni dvogodišnji rezultati naučnih istraživanja na ispitivanju i usavršavanju optičkih, magnetnih, električnih i me-haničkih osobina materijala. Prvi dan Simpozijuma bio je posvečen visokotemperaturnoj superprovodnosti (VTSP), a započeo je uvodnim predavanjem o elektronskim modelima (Igor Sega, Instut Jožef Štefan Ljubljana). U tom predavanju bio je dat pregled aktuelnih teorijskih modela VTSP, koji u večini slučajeva, objaš-njenje uzroka visokotemperaturne superprovodnosti nalaze u jakoj korelacijl izmedju provodnih elektrona novih keramičkih materijala. Osim u ovom predavanju o rezultatima naučnih radova bilo je referisano u još 14 referata in 4 predavanja. Predavanja su bila posvečena NMR ispitivanjima superprovodnih materijala i pokušaj ima pravljenja SQUID-ova (Z.Trontelj..., IJŠ-Ljublja-na), zatlm istraživanjima kritičnih vrijednosti jačina elek-tičnih struja u spoljašnjim magnetnim poljima (M.Prester..., IFS- Zagreb), vremenskoj degradaciji karakteristika itrijumskih keramika (D.Rakovič..., ETF-Beograd) i ispitivanju fononskih spektara u strukturama sa narušenom translacionom simetrijom (D.Mirjanio, TF-Banja Luka). Eksperimentalna naučna istraživanja prezentirana su sledečim referatima: * Kritične struje sinteriranih YBa2Cu3D7-x supravo-dlča u magnetskim i transportnim mjerenjima (E. Babič i ostali - Zagreb). * Sinteza, termalna obrada i mjerenja ac susceptibil-nosti monokristala YBaCu306+x (J.R.Cooper i os-tali-Zagreb) * Električna, magnetska i strukturna svojstva supravodljivog sistema YBaCu3-xYx07-x za 0,1