GLASILO DRUŠTVA ZA VAKUUMSKO TEHNIKO SLOVENIJE LJUBLJANA, JUNIJ 92 ŠT. 27,1992/2 UDK 533.5.62:539.2:669-982 ISSN 0351-9716 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 VSEBINA □ Mikroelektronski laboratorij na Fakulteti za elektrotehniko in računalništvo (L. Trontelj) □ Tanke plasti v sodobnih zasteklitvah (V. Nemanič) □ Nanašanje optičnih tankih plasti (A. Demšar, J. Lindav) □ Mehanske napetosti v vakuumskih tankih plasteh (P. Panjan, B. Navinšek, A. Demšar) □ Netokovno nanašanje prevlek Ni-P na Al in zlitine (S. Jerič, M. Kocmur) □ Nasveti (J. Gasperič) □ Novice DVT Slovenije □ Izobraževanje □ Obvestila □ Andreju Banovcu v spomin Slika na naslovni strani: Vezje za mobilni telefonski aparat, ki je bilo načrtovano in izdelano v laboratoriju za mikroelektroniko na Fakulteti za elektrotehniko in računalništvo v Ljubljani. a VAKUUMIST □ Izdaja Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije □ Glavni in odgovorni urednik Peter Panjan o Uredniški odbor:[%n"drej Banoveč] Andrej Demšar, dr. Jože Gasperič (urednik za področje vakuumske tehnike in sistemov), dr. Monika Jenko (urednica za področje vakuumske metalurgije), dr. Alojzij Križman, mag. Vinko Nemanič, Andrej Pregelj, dr. Vasilij Prešern, mag. Bojan Povh in dr. Anton Zalar □ Lektorja: dr. Jože Gasperič in mag. Bojan Povh □ Naslov: Uredništvo Vakuumista, Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije, Teslova 30, 61000 Ljubljana, tel. (061)267-341 □ Številka žiro računa: Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije, 50101-678-52240 □ Grafična obdelava teksta Jana Strušnik □ Grafična priprava in tisk Biro M, Žibertova 1, Ljubljana □ Naklada 400 izvodov, Revijo sofinancira Ministrstvo za znanost in tehnologijo. 2 VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 ANDREJU BANOVCU V SPOMIN Andreja Banovca je smrt iztrgala iz naše sredine v petek 10. aprila 1992. Od svojih sorodnikov, prijateljev in sodelavcev je odšel iz-nenada in mnogo, mnogo prezgodaj, sredi dela in načrtov, še ne star petdeset let. Po končanem študiju kemije v Ljubljani in zaključeni vojaščini se je leta 1970 kot kemijski inženir zaposlil na Inštitutu za elektroniko in vakuumsko tehniko v Ljubljani, kjer je delal do zadnjega dne svojega življenja. Med pripravniškim stažem je delal v skupini, ki jo je vodil dr. Evgen Kansky, in sicer na področju vakuumskih tankih plasti. Njegovo dobro znanje kemije in elektrotehnike, ki ga je obogatil še z znanjem vakuumske tehnike, je učinkovito uporabil pri nanašanju tankih kovinskih, dielektričnih in polimernih plasti in zaradi stalnega pomanjkanja sredstev za nakup novih naprav tudi pri projektiranju in izgradnji manjših vakuumskih sistemov. Na IEVT je bil vključen v raziskovalno in razvojno delo, obenem pa je že od vsega začetka sodeloval tudi z nekaterimi tujimi laboratoriji. Za svoje delo na področju raziskav plinov, vgrajenih v germanij, z masno spektroskopijo je bil Andrej skupaj s kolegi z Inštituta za tehnično fiziko v Budimpešti tudi nagrajen. S tem madžarskim inštitutom je sodeloval na področju elektronsko - mikroskopskih preiskav Au-SiO kermetnih in NiCr kovinskih tankih plasti, ki jih je IEVT uporabljal pri maloserijski proizvodnji miniaturnih potencio-metrov. Izkazalo se je, da je raziskovalno znanje Andreja Banovca, ki si ga je pridobil v prvih petih letih dela s svojo vztrajnostjo in prizadevnostjo, zelo uporabno in potrebno pri reševanju perečih problemov na IEVT, pri razvoju uporovnih in kontaktnih plasti za tankoplastne upore In poten-ciometre, pri inkapsulaciji integriranih vezij, polimerizaciji stirena v visokofrekvenčni plazmi, pri razvoju pasivnih uporovnih vezij in v zadnjem času pri razvoju elektroluminiscenčnih in katali-zatorskih plasti. Nekako po letu 1980 je skupaj s svojimi sodelavci začel delati na tankoplastnih senzorjih, takorekoč od raziskave do razvoja in realizacije končnega izdelka. Rezultate tega dela je družba cenila in Andrej je skupaj s svojimi sodelavci prejel dve inovacijski nagradi iz sklada Borisa Kidriča, prvič leta 1982 za tankoplastni tenziometer in drugo leta 1989 za razvoj in proizvodnjo tankoplastnega senzorja vlage. Za delo je bil dvakrat nagrajen tudi z nagradama občine Ljubljana, Vič-Rudnik. Njegovo znanje je bilo koristno in dobrodošlo tudi za uporabnike v industriji, kar je razvidno iz njegovega sodelovanja z Iskro Hipot, Šentjernej in Merilno tehniko, Horjul, Energoinvestom IRCA, Sarajevo, Mipotom, Krmin v Italiji in z drugimi. Eno zadnjih priznanj lahko smatramo tudi to, da je bil imenovan v personalno jedro raziskovalnega polja "Elektronske komponente in tehnologije", in sicer za področje senzorike. Pri navedbi aktivnosti Andreja Banovca je potrebno navesti še njegovo delo v Društvu za vakuumsko tehniko Slovenije in v bivši Zvezi društev za vakuumsko tehniko Jugoslavije. Sodeloval je tako v izvršilnih odborih obeh društev kot pri organizaciji jugoslovanskih vakuumskih kongresov in pri tečajih iz osnov vakuumske tehnike ter vzdrževanja vakuumske opreme. Razen na teh specializiranih vakuumskih strokovnih srečanjih pa je bil pogost aktivni udeleženec konferenc MIEL in simpozijev SD. Vseskozi je bil član uredniškega odbora VAKUUMISTA. Kljub prisilni usmeritvi v aplikativne in razvojne raziskave se je vedno zavedal izjemnega pomena stikov s tujimi raziskovalci, zato ga pogosto najdemo med udeleženci mednarodnih vakuumskih kongresov in konferenc s področja tankih plasti. Skupaj s sodelavci je objavljal v tujih in domačih zbornikih predavanj in v več tujih revijah. Andreja Banovca bomo močno pogrešali, ne samo njegovi najbližji svojci in prijatelji, ampak tudi njegovi sodelavci. S svojim, še ne 22 letnim delom si je pridobil bogato interdisciplinarno znanje na področju vakuumske tehnike in znanosti ter tankih plasti, ki ga uvršča v sam vrh strokovnjakov v tem delu Evrope. Kdo bi vedel, zakaj je tako hitro omahnil? Pravijo, da se prekomerne obremenitve in stresi seštevajo in teh je bilo, še posebej v zadnjih letih, nemalo. Za Andrejev značaj in mehko srce vsekakor preveč. Tako kot umetnikovo delo se tudi delo raziskovalca pravičneje in praviloma bolje oceni šele, ko ga ni več. Pogrešali bomo Andrejev optimizem in širok nasmeh ter njegovo znanje. Tisti, ki smo ga dobro poznali in ga imeli radi, se ga bomo pogosto spominjali. dr. Anton Zalar 29 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 MEMBRANSKE VAKUUMSKE ČRPALKE MEMBRANSKI KOMPRESORJI NUDIMO VEČ IZVEDENK 220V 12 V = I enostopenjska 4 l/min dvostopenjska 8 l/min l batna dvostopenjska 12 l/min PREDNOSTI: agregat deluje brez olja kot vakuumska črpalka ali kot kompresor, ima dolgo življenjsko dobo, možen je zagon pod obremenitvijo, uporaba in vzdrževanje sta enostavna. UPORABA: vakuumska filtracija, impregnacija in razplinjevanje, prijemanje elementov v elektroniki in finomehaniki, jemanje vzorcev plinov in tekočin v laboratorijih in za ekološke namene, odsesavanje spajke itd. INŠTITUT ZA ELEKTRONIKO IN VAKUUMSKO TEHNIKO p. o. TESLOVA ULICA 30, POB 59, 61111 LJUBLJANA, SLOVENIJA TELEFON: (061) 267-341,267-377,263-461, TELEFAX: (061) 263-098, TELEX: 39714 IEVT 30 VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 INŠTITUT ZA KOVINSKE MATERIALE IN TEHNOLOGIJE Lepi pot 11, 61001 Ljubljana, p.p. 431 Telefon (061)151-161, Telefax (061)213-780 (prej METALURŠKI INŠTITUT) Laboratorij za vakuumsko toplotno obdelavo, raziskave, razvoj in storitve • svetlo žarjenje • svetlo kaljenje • raztopno žarjenje • razplinjevanje • žarjenje za poboljšanje magnetnih lastnosti • visoko temperaturno spajkanje z istočasnim kaljenjem • sintranje • difuzijsko varjenje Vakuumska peč IPSEN VTC-324 R 31 ISSN 0351-9716 VAKUUMIST 27(1992)2 PeZDIRC VAKUUMSKA TEHNIKA Pavle Pezdirc, Kočevje 31 A, 68340 Črnomelj tel. (068) 52-630 Program proizvodnje: • brezoljne vakuumske črpalke • eno in dvostopenjske oljno tesnjene vakuumske črpalke • servisni aparati za hladilno tehniko • vakuumski merilniki in preklopniki • izdelava visoko vakuumskih sistemov • stroji za vakuumsko pakiranje proizvodov Nudimo sledeče usluge: • leak detekcija • popravilo vseh vrst rotacijskih črpalk Ml u v: VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 VAKUUMSKA TEHNIKA - IZDELAVA IN SERVISIRANJE LABORATORIJSKE OPREME KAMBIC ANTON 68333 SEMIČ, tel. in fax (068) 56-200 OLJA ZA VAKUUMSKE ČRPALKE SI ŽELITE DOBER VAKUUM? BREZ TEŽAV Z DOBRIMI VAKUUMSKIMI OLJI Na osnovi večletnih izkušenj ter potrditvi v praksi smo osvojili proizvodnjo naslednjih vakuumskih olj: VAKUUM OIL K2 — najboljše olje za vse vrste rotacijskih vakuumskih črpalk parni tlak: 1 x10'4 mbar pri 80°C viskoznost: 15 mm2/s pri 100°C nadomešča uvozna olja kot so: N62; Edwards 15; OL P3 KADIFF OIL 33 - olje za difuzijske vakuumske črpalke parni tlak: 1 x10'8 mbar pri 25°C viskoznost: 254 mm2/s pri 20°C embalaža: olje dobavljamo v plastenkah 1,5, 10 litrov VAKUUMSKI SUŠILNIKI Vakuumski sušilniki so najprimernejši sušilniki za sušenje temperaturno občutljivih materialov, katerim se v vakuumu močno zniža temperatura vrelišča. Zaradi velike hitrosti izparevanja je čas sušenja krajši kot v navadnih sušilnikih. Razen tega pa je tudi preprečena vsakršna oksidacija sušilnega materiala. Standardna izvedba: Ohišje vakuumskega sušil-nika je izdelano iz obarvane pocinkane pločevine, notranji del pa iz nerjaveče pločevine. Grelci so posebne izvedbe z zelo veliko ogrevalno površino ter trdno pritrjeni na zunanji strani notranjega nerjavečega dela sušilnika. Steklena vrata so tesnjena s silikonskim tesnilom in imajo možnost nastavitve. Police v sušilniku so izdelane iz toplotno dobro prevodnega materiala. Izvedba s posebej ogrevanimi policami ima digitalni prikaz temperature polic in temperature proizvoda. Vakuumska črpalka je integrirana v ohišju sušilnika. Regulator temperature je elektronski. Posebne izvedbe: Na željo kupca izdelujemo tudi druge velikosti laboratorijskih vakuumskih sušilnikov, ogrevanih z različnimi mediji in opremljenimi z različnimi vrstami vakuumskih črpalk. 33 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 miacom Mlacom d.o.o. MLAKAR & CO AUSTRIA Unterbergen 82 A-9183 UNTERBERGEN I. 808 Tel.: 9943-4227-2333 Fax: 9943-4227-2091 Prodaja računalnikov v kit izvedbi (po delih) in dopolnilne računalniške opreme. Za vse naprave ponujamo jamstvo, montažo in servis v Ljubljani, MLACOM, Koželjeva 6. • Za nasvet pri izbiri nas pokličite po telefonu ali zahtevajte ponudbo po telefaxu. Naša trgovina je v Avstriji ob glavni cesti proti Celovcu, 60 km od Ljubljane in 12 km od Ljubelja. Odprta je vsak dan od 9. do 18. ure, v soboto od 8. do 13. ure. • MLACOM vam poleg računalnika nudi bogat dopolnilni program dodatne opreme, ki jo potrebujete pri delu z računalnikom. V sodobno opremljenem servisu vam v najkrajšem času sestavimo računalnike ali odpravimo napake na računalnikih, monitorjih, napajalnikih, tiskalnikih in drugi opremi. Oglasite se pri nas vsak dan od 8. do 12. ure in od 13. do 17. ure, ter vsako prvo soboto v mesecu od 8. do 13. ure. miacom Mlacom d.ao. Koželjeva 6 61000 Ljubljana Tel.: 061-114-131 Fax: 061-114-350 BBC: 061-114-204 34 VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 LEYBOLD S 7"_ f en IZDELKI Vakuumske komponente in sistemi Masni spektrometri Vakuumske tehnologije Tehnologije tankih plasti Vakuumska metalurgija Vakuumska termična obdelava SERVIS Servisiranje vakuumskih naprav in komponent "He"-leak detekcija Razvojne storitve Svetovanje Leasing Zastopstva in servis: MEDIVAK MEDIVAK D.o.o., Peternelova 21, 61230 Domžale Tel.: (061) 713 060, Fax: (061) 713 060 35 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 MINIATURNI RELEJI Izdelujemo več tipov hermetično tesnih miniaturnih relejev, ki ustrezajo MIL standardom. Uporaba vakuumskih tehnologij, spoji steklo-kovina in kovina-kovina omogočajo tesnost ohišja boljšo od 10'7 mbar I s-1 in s tem konstantne delovne pogoje na kontaktih relejev. INŠTITUT ZA ELEKTRONIKO IN VAKUUMSKO TEHNIKO p. o. TESLOVA ULICA 30, POB 59, 61111 LJUBLJANA, SLOVENIJA TELEFON: (061) 267-341,267-377, 263-461, TELEFAX: (061) 263-098, TELEX: 39714 IEVT 2 VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 MIKROELEKTRONSKI LABORATORIJ NA FAKULTETI ZA ELEKTROTEHNIKO IN RAČUNALNIŠTVO Dr. Lojze Trontelj, Fakulteta za elektrotehniko in računalništvo, Tržaška c 25, 61001 Ljubljana Laboratory of microelectronics at the Faculty of electrotechnical engineering and computer sciences Povzetek V Članku je opisanih nekaj novih dosežkov na področju mikroelektronike v svetovnem merilu. Predstavljen je Laboratorij za mikroelektroniko na Fakulteti za elektrotehniko in računalništvo in nakazana je njegova vloga v slovenskem prostoru. Posebej je osvetljena vloga vakuumskih tehnologij v polprevodniškem procesu. Abstract New products and directions of future development in the field of microelectronics are highlighted. Laboratory of microelectronics in the Faculty of electrotechnical engineering and computer sciences is portrayed and its role in the Slovenian environment is discussed. The utilization of vacuum technology in silicon wafer fabrication process is listed. Področje mikroelektronike, kot eden izmed motorjev tehnološke revolucije, še vedno ne miruje. Nove ideje in z njimi povezane tehnološke spremembe znova in znova burkajo elektrotehniško srenjo. V letošnjem letu so veliki svetovni proizvajalci ponudili, poleg že utečene proizvodnje mikroelektronskih vezij, paleto mikroprocesorjev z arhitekturo zmanjšanih ukaznih naborov (RISC). Brez dvoma je tu na prvem mestu In-tlovo vezje i860XP z 2,55 milijoni integriranih tranzistorjev in z 32 kbyti predpomnilnika ter s hitrostjo 100 Mflopov (s sto milijoni računskih operacij s plavajočo vejico v sekundi). Družino vezij ASIC (Application Specific Integrated Circuits) povečujejo pomnilniška vezja in logične mreže, ki jih po svojih željah lahko programirajo uporabniki. Tako zmanjšujejo čas do aplikacije povprečno za tri mesece in stroške, ki so povezani z izdelavo in s procesiranjem ene ali več fotomask. Nastopa obdobje čipov z izredno majhnimi dimenzijami gradnikov; pri teh čipih je zaradi pojava "vročih elektronov zamenjano petvoltno napajanje s 3 volti. Tipične napovedane 0.35 //m in 0.15 / 3 O. O) I . t . I ■ I ■ I ■ I I I ■ I ■ I 0 4 0.6 0.8 1.0 1.2 Valovna dolžina (i MeC>2 ali MeO + 1/2 O2 — > Me02 Delni tlak reaktivnega plina je navadno 10"4 mbar. Ključnega pomena je, da je le-ta čim bolj stalen. Kisik, porabljen med kemično reakcijo, nadomeščamo z novim, ki ga uvajamo z dozirnim ventilom, ki ga krmilimo z merjenjem tlaka v naparevalni komori. V praksi je reaktivno naparevanje nepogrešljivo, ker so izhodni materiali za oksidne plasti suboksidi ali celo čiste kovine. Slika 2 prikazuje shemo reaktivnega naparevanja. Povprečna prosta pot pri tlaku 10-4 mbar je približno 50 cm. Ta razdalja je navadno manjša, kot je razdalja med izvirom materiala za naparevanje in podlago. Trkov med atomi kovine oz. molekulami suboksida in molekulami reaktivnega plina je malo. Kemična reakcija zato v glavnem poteka na površini plasti. Nastanek plasti /6/ kovinskega oksida z reaktivnim naparevanjem razdelimo na tri stopnje: 1. Na površino podlage priletijo z določeno hitrostjo pare kovine oz. suboksida in molekule reaktivnega plina (kisika). 2. Del atomov in molekul se adsorbira na površini, del odbije, del pa čez nekaj časa desorbira. Razmerje med adsorbirano in prispelo količino delcev do površine podlage izrazimo s koeficientom konden-zacije. 3. V adsorbirani fazi so delci mobilni zaradi površinske difuzije. Kemična reakcija nastanka kovinskega oksida se odvija preko disociativne kemisorpcije kisika. Različni partnerji v reakciji imajo različne koeficiente kondenzacije. Za nastanek oksida je potrebno določeno razmerje med prispelimi količinami posameznih delcev (atomov kovine, molekul suboksida in molekul kisika). Od vseh količin je najpomembnejša količina prispelega kisika, ki je nujno potrebna za izvršitev reakcije. Velikost kemisorpcije kisika odloča o tem, koliko oksida bo nastalo. Plast kovinskega oksida, narejena z reaktivnim naparevanjem, je nekoliko podstehiometrična in zato delno absorbirajoča. Stehiometrijo plasti izboljšamo, če pred reaktivnim naparevanjem podlago pogrejemo na približno 300°C. Z gretjem povečamo oprijemljivost plasti na podlago in gostoto. Vrednost za lomni količnik se poveča in tako še bolj približa vrednosti za masivni material. Slaba stran gretja podlage je, da je površina plasti bolj hrapava in mikrostruktura plasti bolj groba. Slika 2. Shema reaktivnega naparevanja - molekule reaktivnega plina (kisik) so nevtralne 3 AKTIVIRANO REAKTIVNO NAPAREVANJE Plasti za zelo zahtevne optične komponente, npr. laserska zrcala, ne smejo imeti absorpcije iz dveh razlogov: 1. na račun absorpcije se zmanjša refleksija ogledala oz. reflektivnega prekritja 2. prag poškodb za visokoenergijsko lasersko sevanje se zmanjša. Plasti, ki jih uporabljamo v laserski tehnologiji, morajo biti popolnoma oksidirane. Absorpcijo v plasti povzročijo ostanki atomov kovine in molekul suboksidov. Boljšo oksidacijo plasti in s tem stehiometrijo dobimo, če imamo aktiviran in ioniziran reaktivni plin (pri reaktivnem naparevanju je plin nevtralen). Slika 3 she-matsko prikazuje potek takega procesa. Aktiviran plin kisika vsebuje ione in vzbujene molekule kisika. 11 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 Kemična reaktivnost je večja kot pri nevtralnem kisiku (reaktivno naparevanje), zato je oksidacija materiala boljša. Za ionizacijo reaktivnega plina uporabljamo Ebertov in Heitmanov izvir. Oba izvira imata razelektritveno cev z votlo katodo. Napetost med katodo in anodo je med 0.5 kV in 1 kV, energije ionov reaktivnega plina pa so od 10 eV pa do 50 eV. Velika energijska razpršenost ionov je glavna pomanjkljivost teh ionskih izvirov. 4 NAPAREVANJE S POMOČJO IONOV Mobilnost kondenzirajočih se atomov in molekul na površini podlage je zaradi nizkih energij (med 0.1 eV in 0.2 eV) slaba. Kontrolirano obstreljevanje rastoče plasti z argonskimi ali (in) kisikovimi ioni, ki imajo energijo več sto eV, izboljša lastnosti naparjene plasti zaradi povečane mobilnosti delcev, ki se konden-zirajo. Urejenost delcev v plasti je popolnejša in kemična reakcija je intenzivnejša. Plast, ki nastane ob obstrelje-vanju z ioni /7/, je gostejša in ima boljšo stehiometrijo in s tem optične lastnosti. Oprijemljivost plasti na podlago je večja zaradi mešanja materiala podlage in ma-teriala za naparevanje. Shemo procesa prikazuje slika 4. Izvir ionov, s katerimi obstreljujemo plast, je Kaufman-nova ionska puška. Energijska razpršenost ionov v curku je le nekaj eV, energijo ionskega curka pa lahko spreminjamo med 10 eV in 2000 eV. Ionski curek lahko uporabimo tudi pred in po naparevanju tanke plasti. Pred naparevanjem z njim dodatno očistimo površino podlage, na katero potem nanesemo plast, po njem pa z obstreljevanjem še izboljšamo optične in mehanske lastnosti plasti. I Slika 4. Shema naparevanja s pomočjo ionov - dodatna energija se prenese z ionov argona ali kisika na pare materiala, ki se nalaga v tanko plast na podlago 5 REAKTIVNO IONSKO PREKRIVANJE Pri tem načinu nanašanja /8/ se reaktivno naparevanje odvija v prisotnosti plazme inertnega plina (navadno argona). Pare materiala za naparevanje doživljajo trke z argonsko plazmo. Del atomov in molekul se ionizira, drugi del pa preide v vzbujena elektronska stanja. Nevtralni visokoenergijski atomi in ioni materiala za naparevanje, ki jih pospešujemo v električnem polju, se kondenzirajo na podlagi. Kemične reakcije, ki pri tem potekajo, so kompleksne. S pomočjo optične spektroskopije lahko detektiramo vzbujena stanja atomov (elektronska stanja) in molekul (vibracijska, rotacijska stanja). Z analizo spektrov ugotovimo, kakšne kemične reakcije potekajo v plazmi. Taka analiza nam je v pomoč pri optimiziranju razmer oz. parametrov za reaktivno ionsko prekrivanje (Slika 5). Slika 5. Shema ionskega prekrivanja - interakcija plazme in materiala za naparevanje povzroči rast gostejše plasti z manj napakami Slika 3. Shema aktiviranega reaktivnega naparevanja -molekule reaktivnega plina so aktivirane oz. ionizirane 12 VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 Reaktivno ionsko prekrivanje nam da, tako kot aktivirano reaktivno naparevanje in naparevanje s pomočjo ionov, goste plasti z dobro stehiometrijo. Lomni količnik je stabilen (ni adsorpcije in desorpcije plinov iz atmosfere), njegova vrednost pa je še vedno nižja od vrednosti za masivni material. Plasti nimajo popol-ne stehiometrije in so rahlo absorptivne. 6 PRIMERJAVA RAZLIČNIH VRST NAPAREVANJA Najbolj razširjen način velikoserijske proizvodnje optičnih tankih plasti je reaktivno naparevanje. Parametri naparevanja (hitrost izparevanja materiala, temperatura podlage, količina nevtralnega reaktivnega plina, tlak v naparevalni komori) so pri reaktivnem napa-revanju dobro definirani. S tem je zagotovljena ponovljivost pri vsakokratnem naparevanju in kakovost izdelka, navkljub nepopolni stehiometriji in relativno veliki poroznosti plasti. Aktivirano reaktivno naparevanje se ne izkaže najbolje, ker so energije ionov zelo različne in je ponovljivost posameznih napare-vanj nezanesljiva. Naparevanje s pomočjo ionov ali s plazmo pa se je začelo počasi uveljavljati - predvsem tam, kjer so stroge zahteve za optično kvalitetne plasti (laserska tehnika, ozkopasovni interferenčni filtri, pre-kritja na podlagah, ki jih ne smemo greti - plastika). V Iskri Elektrooptiki uporabljamo za nanašanje optičnih tankih slojev reaktivno naparevanje z uporovnim gretjem in elektronsko puško ter reaktivno nizkonapetostno ionsko prekrivanje. Uporovno gretje in gretje z elektroni sta klasična načina uparjanja materiala. Uporovno gretje je lahko neposredno ali posredno. V prvem primeru žico materiala za naparevanje pritrdimo med dve elektrodi in ga z električnim tokom segrevamo. V drugem primeru naložimo material v posodice-ladjice iz Mo, Ta, W, C ali keramike (odvisno od materiala za naparevanje) in ladjico pritrdimo med dve elektrodi. Električni tok teče skozi ladjico in jo segreva, s tem pa tudi material. Obstaja pa nevarnost, da kemične reakcije med posodico in materialom povzročijo onesnaženje naparjene plasti. Čistejši način uparjanja materiala je gretje z elektroni. Material naložimo v vodno hlajeno posodo in ga obstreljujemo z visokoenergijskimi elektroni. Dobimo talino, ki ne reagira s hladnimi stenami posode. Na ta način lahko uparjamo kovine in dielektrike z visokimi tališči (2000°C). Na sliki 6 je prikazana standardna konfiguracija (dve ladjici in dve elektronski puški) Balzersovih naparevalnikov, ki jih v Iskri Elektrooptiki uporabljamo za proizvodnjo optičnih tankih plasti oz. prekritij. Na sliki 7 je predstavljen Balzersov sistem za reaktivno nizkonapetostno ionsko prekrivanje BAP 800 (enega imamo tudi v Elektrooptiki). Na shemi (slika 8) je razviden princip delovanja tega stroja. Z elektronsko puško stalimo začetni material (kovino, kovinski suboksid) in dobimo električno prevodno talino. Elektroni, ki izparevajo iz katode, prižgejo ar-gonsko plazmo. Nizkonapetostna visokotokovna ar-gonska plazma, ki je usmerjena v lonček s staljenim košar.: s podlagami v" Slika 6. Notranjost standardnega Balzersovega naparevalnika materialom (anoda), aktivira in ionizira material za naparevanje. Košara s podlagami je izolirana. V stiku s plazmo se podlage negativno nabijejo in je njihov potencial -15 do -20 V proti plazmi, tako da dobimo potrebno pospeševalno napetost. Primerjavo obeh metod (klasično naparevanje in ionsko prekrivanje) smo v Iskri Elektrooptiki naredili s Ta2C>5 in Si02 plastmi. Na sliki 9 sta prikazana prepustna spektra ionizacijsko in klasično nanesenih plasti TaaOs debeline 200 nm; na sliki 10 pa odvisnost lomnega količnika od valovne dolžine za obe metodi nanašanja. Očitno je, da dosegamo z ionizacijskim nanašanjem višji lomni količnik plasti kot s klasičnim reaktivnim naparevanjem na ogreto podlago. Struktura plasti, naparjene z reaktivnim ionizacijskim nanašanjem, je gostejša (manj je značilne stebričaste strukture) in zato je lomni količnik plasti bliže tistemu za masivni material. S slike 9 je razvidno, da Ta20s ni popolnoma oksidiran - glej spekter pri valovnih dolžinah < 450 nm. Neposredna primerjava med klasičnim naparevanjem in ionizacijskim nanašanjem Si02 oz. SiOx plasti ni mogoča. Pri klasičnem naparevanju uporabljamo kot izhodni material Si02, pri ionizacijskem nanašanju pa uporabljamo za izvir čisti silicij. Z optimizacijo procesnih pogojev smo dobili plast SiOx, ki je praktično brez absorpcije. Njen lomni količnik je višji od klasično naparjene Si02 plasti. Vrednost lomnega količnika n pri valovni dolžini 550 nm je za klasično naparjen Si02 plast 1,46 in za ionizacijsko nanesen SiOx n = 1,50±0,01. Odbojna spektra 200 nm debelih plasti Si02 in SiOx sta prikazana na sliki 11. Ionizacijsko nanesene Ta20s in SiOx plasti imajo boljše optične lastnosti /9/ (kljub rahlo povečani absorpciji Ta20s v kratkovalovnem območju) kot klasično naparjene plasti. Mehanske lastnosti plasti so 13 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 Slika 7. Balzers-ov sistem BAP 800 za nizkonapetostno ionsko prekrivanje izolirano ležišče Slika 8. Shema nizkonapetostnega ionskega nanašanja v sistemu BAP 800 14 VAKUUMIST 27(1^92)2 ISSN 0351-9716 boljše (trdota, razenje, adhezija), spektri so časovno stabilni. Adhezija na podlago je dobra že pri napa-revanju pri sobni temperaturi. klasiŽno noporevonje \ ionsko prekrivanje 400 600 800 «00 X(nm) Slika 9. Prepustna spektra 200 nm debele plasti Ta&s, narejene s klasičnim naparevanjem in ionskim prekrivanjem. 7 SKLEP Novejši načini nanašanja optičnih tankih plasti s pomočjo ionov in plazme nam omogočajo izdelavo optično kvalitetnejših in mehansko odpornejših prek-ritij kot klasično naparevanje. V serijski proizvodnji je pomembno, da je kakovost prekritij stalna in ponovljiva. Najpomembnejše za ponovljivost procesa je nadzorovanje in obvladovanje posameznih parametrov nanašanja. Moderni sistemi za naparevanje imajo obilo elektronike za pravilno nadziranje in vodenje procesa, kar operaterju močno olajša delo. Istočasno pa je tak sistem bolj podvržen nepričakovanim okvaram in s tem zastojem v proizvodnji. 8 LITERATURA /1/ E. Ritter, Dielectric film materials for optical applicatios, Physics of thin films, 2. Academic Press, 1975 /2/A. Thelen, Design of optical interference coatings, McGraw-Hill, 1989 131 H.K. Pulker, Coatings on glass, Elsevier, Amsterdam, 1984 /4/ H.K. Pulker, Characterization of optical thin films, Applied Optics, 18, str. 1969, junij 15, 1979 /5/ H.K. Pulker, Modern optical coating technologies, Proceedings of SPIE, 1019, 1988 Slika 10. Vrednosti lomnega količnika Ta&s plasti za oba načina nanašanja. RC/. 5.4 5 ionsko prekrivanje 2 1 \klasično_ naparevanje Slika 11. Odbojna spektra SiC>2 in SiOx plasti - vrednost lomnega količnika slednje je večja. /6/ E. Kansky, Nastajanje in rast vakuumskih tankih plasti, DVTS, 1990 /7/ Ursula J. Gibson, Ion beam processing of optical thin films, Physics of thin films, 13, Academic Press, 1987 18/ H.K. Pulker in M. Reinhold, Reactive ion plating of optical films, International Journal of glas science and technology, 62, 1989 19/ A. DemSar, J. Lindav, A. Rozaj-Brvar, Evaporation of color separation filters by reactive ion plating, 2-nd workshop on optical coatings and integrated optics, 8-9 October 1990, Genova, Italy 15 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 MEHANSKE NAPETOSTI V VAKUUMSKIH TANKIH PLASTEH Peter Panjan in dr. Boris Navinšek, Institut "Jožef Štefan", Jamova 39, 61111 Ljubljana Andrej Demšar, Iskra Elektrooptika, Stegne 7, 61210 Ljubljana Mechanical stresses in thin films deposited by PVD techniques Povzetek Mehanske napetosti obstajajo v vseh tankih plasteh. Kakšna bo njihova velikost in vrsta, je odvisno od številnih faktorjev, kot npr. temperature podlage, vrste in tlaka delovnega plina, geometrije naprave in vrste materiala, ki ga nanašamo. Napetosti v plasteh so v osnovi termične in notranje. Izvir vseh napetosti plasti je v tem, da se v njej potem, ko se že veže na podlago, pojavijo prostorninske spremembe. V tem prispevku so opisane metode merjenja napetosti v tankih plasteh. Predstavljeni pa so tudi rezultati naših meritev na Ti-N, Zr-N in Cr-N tankih plasteh. Izmerili smo, kako so notranje napetosti odvisne od parametrov njihove priprave. Plasti smo napršili na Si(100) podlage, napetosti v njih pa določili tako, da smo s profilometrom izmerili ukrivljenost podlage. Abstract All vacuum deposited coatings exist in state of stress. The magnitude and sign of this stresses depend on many factors, including substrate material and geometry, substrate temperature, sputter gas species, the gas pressure, apparatus geometry and the material being deposited. Stresses in thin films consist basically of two components: the thermal stress and intrinsic stress. The fundamental origin of all strains in the films is connected with the fact that the film is tightly bonded to the substrate and after this bonding is established subsequent volume changes in the film take place. In this paper various methods of the stress measurements are described. The influence of preparation conditions on the internal stress of Ti-N, Zr-N and Cr-N deposited on Si(100) substrate was investigated using a profilometer to measure the substrate deflection. 1 Uvod Mehanske napetosti obstajajo v skoraj vseh tankih plasteh, neodvisno od načina njihove priprave. Napetosti so lahko tlačne (plast se raztegne vzporedno z ravnino podlage) ali natezne (plast se skrči vzporedno z ravnino podlage). Če je adhezija plasti na podlago dobra, se tanka podlaga (<1 mm) ukrivi, pri velikih napetostih pa plast pogosto odstopi oz. razpoka ali pa se v njej pojavijo pore (Slika 1). Zaradi teh poškodb so mehanske napetosti v tankih plasteh nezaželene, zato se jim poizkušamo čim bolj izogniti. Zanimivo je, da so bile prve raziskave mehanskih napetosti narejene na kemijsko nanesenih tankih plasteh že davnega 1877 leta /1/. V kovinskih plasteh, ki jih pripravimo z vakuumskimi postopki nanašanja (PVD - Physical Vapour Deposition) pri nizkih temperaturah podlag, v splošnem nastanejo natezne napetosti. Te so v plasteh kovin z visokim tališčem večje (109 N m'2) kot v plasteh, ki [ih pripravimo iz kovin z nižjim tališčem (107 N m" ). Dielektrične tanke plasti, ki jih pripravimo z reaktivnim naprševanjem, in kovinske plasti, v katere so na inter-sticijska mesta kristalne strukture vgrajeni atomi plina, pa imajo tlačne napetosti. Te so v dielektričnih plasteh praviloma manjše kot v kovinskih. Mehanske napetosti v plasteh so lahko notranje (intrinsic stress) ali termične. Slika 1. Slika prikazuje mehanske poškodbe v tanki plasti molibden nitrida. Na površini plasti vidimo linije por, ki se na mestu, kjer se nahaja napaka v podlagi, združijo. Posnetek smo naredili z optičnim mikroskopom pri 20-kratni povečavi. 2 Opis procesov nastajanja notranjih in termičnih napetosti Vzrokov za nastanek notranjih napetosti je več /2,3,4/. Značilno za tanke plasti, ki jih pripravimo z vakuumskimi postopki, je, da rastejo v razmerah, ki so daleč od termodinamičnega ravnovesja, zato v njih obstajajo različna strukturna neravnovesja (točkovne napake, dislokacije, metastabilne spojine itd.). Gostota defektov v tanki plasti, ki nastanejo med rastjo plasti, je dva velikostna reda večja od tiste, ki nastane v masivnem materialu med hladnim preoblikovanjem. Energija, ki se v obliki napetosti akumulira v plasti, deluje kot termodinamična gonilna sila za različne procese relak-sacije, ki vodijo v ravnotežno stanje. Do teh procesov 16 VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 pride že med samo rastjo plasti, pa tudi po njej. Če je razmerje temperature plasti in temperature tališča Tp/Tt v področju med 0.1 in 0.3 (temperature podlag Tp med nanašanjem so nizke) potem so najbolj verjetni procesi relaksacije pomiki in koalescence dislokacij ter točkovnih defektov. Če pa je razmerje temperatur v področju med 0.3 in 0.5 (nanašanje plasti pri visokih Tp), potem kristalna zrna, v katerih so velike notranje napetosti, rekristalizirajo v zrna brez napetosti. Pri vseh teh procesih se spreminja prostornina plasti. Ker pa je ta trdno vezana na podlago, se v njej pojavijo napetosti. Vzrok za notranje napetosti pa niso samo neurejenosti v kristalni strukturi. K napetostim prispevajo tudi: - fazni prehodi, - neujemanja mrežnih konstant podlage in plasti, - elektrostatični efekti (Zaradi prostega električnega naboja na površini kristalnih zrn se le-ta privlačijo ali odbijajo.), - meje med kristalnimi zrni (Če se kristalna zrna zlijejo, je površinska energija večjega zrna manjša od vsote površinskih energij dveh manjših zrn; ob tem se zmanjšajo tudi napetosti. Interakcije te vrste so seveda odvisne od stopnje kristaliničnosti plasti.), - kontaminacija plasti s preostalimi plini. Na notranje napetosti v plasti lahko vplivamo z izbiro metode in s parametri nanašanja. Zato se napetosti v tanki plasti izbranega materiala, ki jo pripravimo z naparevanjem, naprševanjem ali ionskim prekrivanjem, zelo razlikujejo. Tako imajo kovinske plasti, ki jih pripravimo z naparevanjem, v splošnem natezne napetosti. V nekaterih primerih, npr. v naparjenih plasteh tistih materialov, ki imajo veliko afiniteto do kisika (npr.: Al, Ti) ali drugih nečistoč, se pojavijo tudi tlačne napetosti. V napršenih tankih plasteh pa se lahko pojavita obe vrsti. Tlačne napetosti so posledica di-storzije kristalne strukture, ta pa je posledica obstreljevanja rastoče plasti s tistimi atomi oz. ioni, ki imajo relativno veliko energijo. Glavna izvira teh delcev so razpršeni atomi tarče, ki imajo energijo od 5 do 10 eV, in povratno sipani (nevtralizirani) ioni inertnega plina (argona) z energijo —100 eV. Količini, ki najbolj vplivata na naravo in velikost napetosti, sta energija in gostota toka teh delcev. Pri nižjih energijah je plast zgrajena iz koničastih kristalov, med katerimi je veliko praznega prostora (cona 1 v Thorntonovem diagramu, plasti so porozne), pri višjih energijah pa nastanejo plasti, ki so bolj goste in ki imajo stebričasta kristalna zrna (cona T). Napetosti v plasti so v prvem primeru natezne, v drugem pa tlačne. Vzrok za nastanek termičnih napetosti pa so razlike koeficientov termičnega raztezka podlage in plasti. Termične napetosti so pomembne, kadar so notranje napetosti majhne. Razmerje med notranjimi in termičnimi napetostmi je odvisno od metode in parametrov priprave plasti. V tankih plasteh materialov z nizkim tališčem (npr. aluminij) difuzija atomov prepreči akumulacijo notranjih napetosti. Posledica difuzijskih tokov pa je pogosto nastanek vdolbin, hribčkov (hillocks) ali iglic (whiskers); pojavijo se v tankih plasteh Al, Au ali Pb pri pogojih nanašanja, pri katerih bi pričakovali velike tlačne napetosti. Napetosti (natezne ali tlačne) v takih plasteh so majhne. V tankih plasteh materialov z visokim tališčem (titan, cirkonij, tantal, ...) pa se notranje napetosti akumulirajo. V naparjenih plasteh so napetosti natezne, kadar pa so v plasteh nečistote (npr. kisik), so lahko tudi tlačne. S povečanjem temperature podlag med nanašanjem (Tp) se notranje napetosti v splošnem zmanjšujejo, termične pa povečujejo (slika 2). Pri nizkem razmerju temperatur (Tp/Tt) so notranje napetosti veliko večje od termičnih. Če je razmerje Tp/Tt v področju 0.25 do 0.3, se pojavijo procesi odprave strukturnih defektov, zato se napetosti zmanjšajo. Pri višjih Tp prevladujejo termične napetosti. 3 Merjenje napetosti Plast zaradi mehanskih napetosti podlago ukrivi. Ukrivljenost podlage lahko Izmerimo in če poznamo njene dimenzije in elastične konstante (tj. Voungov modul E in Poissonovo razmerje v), lahko izračunamo napetosti v plasti. Če ima podlaga obliko diska, potem izračunamo napetost po enačbi /4/: Eds2 0) a 6r(1 - v) dP kjer je ds debelina podlage, dp debelina plasti in r radij ukrivljenosti. Če pa ima podlaga obliko traku z dolžino I, potem je ustrezna enačba za izračun napetosti /5/: _ 4E ds d (2) 3(1 - v) I2 dP kjer je d upogib od centra traku do roba na razdalji I/2. Enačba (2) je izpeljana, upoštevajoč naslednje predpostavke: (a) debelina plasti je veliko manjša od debeline podlage, (b) upogib podlage je veliko manjši od debeline podlage in (c) širina traku je manjša od njegove polovične dolžine. Slika 2. Termične in notranje napetosti v odvisnosti od razmerja Tp/Tt- 17 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 Upogib oziroma ukrivljenost podlage lahko izmerimo na več načinov. Na si. 3 je prikazan optični sistem, s katerim merimo ukrivljenost podlage (npr. silicijeve rezine), tako da podlago premaknemo za Ax iz centra. Odbiti laserski žarek usmerimo na zaslon, ki je na razdalji L (—2.5 m). Zaradi ukrivljenosti podlage (r) se med premikom le-te laserski curek premakne za AX. Iz geometrije sistema lahko ugotovimo, da je r~2L(Ax/AX). S tem podatkom izračunamo napetost v plasti po enačbi (1). tajajo v plasti med nanašanjem, se podlaga ukrivi. Premik prostega konca lahko izmerimo optično (si. 5), mehansko ali električno. O optični sistem smer nanašanja dxt .'/ VZOREC He-Ne LASER Slika 5. Shematski prikaz merjenja upogiba podlage s optičnim sistemom. jxt ZASLON L = 2L,»L2 / Slika 3. Merjenje ukrivljenosti podlage z laserjem. Ukrivljenost okrogle podlage lahko izmerimo tudi z in-terferenčno metodo iz razdalje med Nevvtonovimi krogi (si. 4). S to metodo lahko merimo tudi napetostno anizotropijo v plasti. TIP 7 813u* g. I 93V- ffaHwres L 0 GCm R 1COOOjm ■Esani flr»a KJ.fOi, SCHi row t 2oC0 .2 1 400 1 5 »15« SOVI t»40i*c Dlf —> STYLUS 2l«s, 0 IUOOOu. LEOEL I a ! 1 J ... \ I i......7......I::J \ l/ i \j i----'----23ti0--'-SCt SO --------75 Ukrivljenost podlage pogosto merimo tudi tako, da podlago, ki ima dolžino 3-5 krat večjo od širine, vpnemo v nosilec, tako da je vpeta le na enem koncu, medtem ko je drugi prost. Zaradi napetosti, ki nas- podlaga ' - tanka plast monokromatska svetloba polprepustno zrcalo fotografska kamera «oo i r. SO 5 K SCi*1 '-4Gl€C Olft. — > STYLUS ?0«9 O lOOOOu« L£«.CL «iCT.ananiH -i -t . t;F k « ■■. t -'-) ~ l :«»•<, e ■Ktt-n H'*'"'*'M H .'>.».' 2 1 400 I 5 t :=4 ..... / C i I i 3 __i Slika 4. Shematski prikaz merjenja ukrivljenosti podlage z interferenčno metodo iz razdalje med Newtonovimi krogi. Slika 6. Profil površine silicija po nanosu: (a) TiN, (b) ZrN in (c) CrN tanke plasti. 18 VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 Ukrivljenost podlage pa lahko izmerimo tudi s profilometrom, s katerim določimo profil površine podlage /6/. Za podlago lahko vzamemo npr. silicijeve rezine, ki jih narežemo (oz. nalomimo) v obliki traku z dimenzijami npr. 25 mm x 6 mm x 0.5 mm. Po nanosu plasti se podlaga ukrivi in ima obliko parabolične krivulje. Napetost v plasti izračunamo po enačbi (2). Metodo smo praktično preiskusili na 2-3 //m debelih plasteh Ti-N, Zr-N in Cr-N. Profil površine silicijeve podlage po nanosu TiN, ZrN in CrN plasti je prikazan na slikah 6a, b in c. Če imajo plasti stehiometrično sestavo (delni tlak dušika mora biti 4-5x10"2 Pa za TiN in ZrN oz. 5-6x10"2 Pa za CrN) potem se podlaga ukrivi tako, da ima konveksno obliko - napetosti v plasti so tlačne, v podstehiometričnih Cr-N tankih plasteh pa ima konkavno obliko - napetosti so torej natezne. Ker so bili vsi nanosi plasti narejeni pri nizki temperaturi ra a o pN,[xiO'2Pa] Slika 7. Napetosti v Ti-N, Zr-N in Cr-N tanki plasti v odvisnosti od delnega tlaka dušika (tj. sestave) med reaktivnim naprševanjem v naprševalniku Sputron. podlage (180°C) in ker imajo ti materiali visoke temperature tališča, so termične napetosti zanemarljive. Diagrami na sliki 7 prikazujejo rezultate meritev notranjih napetosti v Ti-N, Zr-N in Cr-N tankih plasteh v odvisnosti od delnega tlaka dušika med naprševanjem (tj. od sestave). Napetosti v tankih plasteh lahko merimo tudi z rentgenskimi in elektronskimi uklonskimi metodami /7/. Homogene deformacije (makrodeformacije) spremenijo položaj posameznih uklonskih črt, medtem ko mi-krodeformacije zaradi dislokacij in točkovnih defektov povzročijo razširitev uklonskih črt. Na razširitev uklonskih črt hkrati vpliva tudi končna velikost kristalnih zrn v plasti, zato je potrebno oba prispevka ločiti /8/. 4 Sklep Od napetosti v tankih plasteh je zelo odvisna njihova oprijemljivost (adhezija) na podlage. Ker pogosto povzročijo poškodbe plasti, je od njih odvisno delovanje in življenjska doba optičnih, elektronskih in drugih naprav. Napetosti so zelo odvisne od načina in parametrov priprave plasti. Zato so meritve napetosti sestavni del karakterizacije plasti. 5. Literatura /1/ E.J. Mills, Proc. Roy. Soc. London, 26 (1877) 504 /2/J.A. Thoronton and D.W. Hoffman, Thin Solid Rims, 179 (1989) 5-31 /31 H. Winischmann, J. Vac. Sci. Technol. A 9 (4), Jul/Aug (1991) 2431-2435 /4/ H.K. Pulker, Coatings on Glass, Elsevier, Amsterdam, 1984 /5/ R.J.Scheuerman, J. Vac. Sci. Technol. Vol .7, N? 1 (1970) 143 /6/ P. Jin and S. Maruno, Jap. Journal of Applied Physics, Vol. 30, N2 7 (1991) 1463-1468 /7/ D.S. Rickerby, J. Vac. Sci. Technol. A 4 (6), Nov/Dec (1986) 2809-2814 /8/ P.Panjan in D.Mandrino, Vakuumist 21 (1990) 3-6. 19 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 NETOKOVNO NANAŠANJE PREVLEK Ni-P NA Al IN ZLITINE Smiljan Jerič in Miha Kocmur, Inštitut za elektroniko in vakuumsko tehniko, Teslova 30, 61111 Ljubljana Ni electroless plating of Al and its alloys Povzetek V članku je podan pregled tistih kemijskih lastnosti aluminija in njegovih zlitin, ki so pomembne pri netokovnem nanašanju Ni-P prevlek. Opisan je postopek priprave površine podlag in lastnosti Ni-P prevlek. Abstract In the article a survey about the chemical properties of Al and alloys relevant to plating techniques is given. The Ni electroless deposition process including the surface preparation and the properties of Ni-P coatings are represented in the main features. 1 Uvod Namen tega prispevka ni opisovanje posameznih postopkov ali receptov, ampak povedati nekaj bolj splošnega o Al in njegovih zlitinah, o prevlekah Ni-P ter o njihovem netokovnem nanašanju. Aluminijeve zlitine so v današnjih tehnologijah zelo pomemben material zaradi nizke gostote (2,70 -2,80 g/cm3), udobnega mehanskega in termičnega oblikovanja in obdelave s procesi ulivanja, sintranja, utrjevanja, rekristalizacije in staranja, valjanja in vlečenja; imajo veliko električno in toplotno prevodnost, posebne optične lastnosti in veliko možnosti kemične površinske obdelave zlasti za izboljšanje korozijske odpornosti. Vendar pri površinski obdelavi večkrat nastopijo težave, katerih vzrok so v glavnem oksidacija Al na zraku s hitrim nastankom kompaktne oksidne plasti, debele do 100 A, ki pa prevaja električni tok. Vendar pa so na njej zrasle kovinske prevleke skoraj brez adhezije, ker se ne more vzpostaviti kemijska vez med Al podlago in prevleko skozi dielektrik. Drugi vzrok je zelo pozitiven oksidacijski potencial za prehod AI-»AI + + + ( + 1.67V), ker se večina drugih kovin na površini deponira s cementacijo, Al pa se kot anoda raztaplja. Včasih tudi visok termični razteznostni koeficient (24.10'6 K-1) povzroči, da se prevleka z nižjim raztezkom loči od Al osnove /1,2/. Aluminij se redko uporablja zelo čist, pač pa večinoma kot zlitina. Sestava zlitine je odločilna za vse obdelave in seveda tudi za površinsko obdelavo - galvansko ali netokovno - v ustreznih raztopinah. V sestavi zlitin se nahajajo poleg Al glavni legirni elementi: Si, Mg, Cu in Mg; stranski: Mn,Cr, Ti, Zr, Be, Pb; in primesi (nezaželene nečistoče) Te,Si,Cu. Za predhodno obdelavo površine je posebno važna vsebnost silicija; glede na to lahko zlitine razdelimo na one z malo Si in one (silumine), ki imajo nad 3% Si. Neko Al zlitino je mogoče termično utrjevati ali starati samo tedaj ,če topnost v trdni fazi ene izmed komponent s temperaturo pada in pride do njene zelo fino dispergirane precipitacije. Legirni in primesni elementi vplivajo na hitrost korozije, zlasti Cu in Fe jo močno povečata. Odlitki iz Al niso primerni za W ali celo UW naprave, ker so porozni in jih je treba impregnirati. Oksidna plast na površini Al se z vlago spremeni v bohmitno (y-Al203.H20), ki na višjih temperaturah oddaja vodno paro /2/. Ko smo navedli nekaj lastnosti osnovnega materiala, naj sledi še nekaj podatkov o Ni-P prevlekah. Tu je zelo zanimiva primerjava s kromovimi prevlekami. Zato jo povzemamo po spodaj navedenem članku 151. 2 Mehanske in kemijske lastnosti Ni-P prevlek Pri odločitvi o vrsti prevlek moramo poznati njihove lastnosti, kot so: struktura, korozijska in kemijska obstojnost, trdota, odpornost proti drgnjenju in obrabi, temperaturna obstojnost, duktilnost in zmožnost oblikovanja, omočljivost in oprijemljivost prevlek ter zmožnost spajkanja in varjenja. Struktura prevlek kemijskega niklja je amorfna in brez kristaliničnih vključkov, primerjamo jo lahko s tisto pri steklu, zato govore o kovinskem steklu. Take prevleke so izredno kompaktne in brez por. Prevleke trdega kroma so kot večina elektrolitskih izrazito kristalinične, v odvisnosti od parametrov med nanašanjem pa tudi razpokane, z raznimi vključki ali kako drugače prekinjene. Korozijska obstojnost prevlek niklja, nanesenih brez toka, je vsaj enaka ali pa celo bistveno boljša kot pri trdem kromu, odpornost pa je predvsem odvisna od metode testiranja, saj gre za dva kemijsko in po zgradbi zelo različna materiala. Če naj bi obdelani predmeti med uporabo vzdržali težje korozijske razmere, jih je najbolje v enakem okolju primerjalno testirati. Zaščitna sposobnost prevlek kemijskega niklja je poleg debeline odvisna tudi od vsebnosti fosforja in morebitne termične obdelave. Kemijska obstojnost je v splošnem pri kemijskem niklju, ki vsebuje fosfor, večja. Seveda pa spet ne smemo pozabiti, da gre za dve različni kovini, ki se v različnih agresivnih kemikalijah zelo različno obnašata. Kar pa zadeva klor, klorovodik in kloride, lahko rečemo, da jih prevleke kemijskega niklja, zlasti po termični obdelavi, veliko bolje prenašajo. Veliko kemijsko obstojnost, adhezijo in neporoznost nikljevih netokovnih prevlek s pridom uporabljamo pri površinski obdelavi aluminija, kadar je nikelj le vmesna prevleka. 20 VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 Trdota prevlek trdega kroma je bistveno večja od trdote prevlek kemijskega niklja brez dodatne obdelave; po segrevanju pa se ta pri niklju močno poveča in v optimalnih razmerah lahko doseže trdoto kroma, medtem ko pri kromu ostane skoraj nespremenjena vsaj do 400°C. Pri kemijskem niklju je s termično obdelavo dosežena trdota odvisna od vsebnosti fosforja in temperature ter trajanja segrevanja. Večinoma je možno z enournim segrevanjem pri 400°C (v inertni atmosferi) dobiti trdoto od 800 do 1000 VPN. Odpornost proti drgnjenju in obrabi je pri trdem kromu zelo velika, kemijski nikelj se ji v najboljšem primeru po toplotni obdelavi precej približa, medtem ko se brez naknadne obdelave znatno hitreje obrablja kot trdi krom. Pri tem igra verjetno bistveno vlogo koeficient trenja, ki je pri kromu manjši ob drgnjenju z večino kovin, ki so najpogosteje v stiku z njim. Glede temperaturne obstojnosti je znano, da se trdota in odpornost proti obrabi pri trdem kromu bistveno ne spremenita do 400 oz. 600°C, medtem ko se trdota kemijskega niklja do približno 400°C povečuje, nato pa hitro (pri kromu počasneje) pada. V duktilnosti in sposobnosti preoblikovanja so med trdim kromom in kemijskim nikljem s fosforjem velike razlike. Natezna trdnost kroma je npr. le ca. 0,1 %, kemijskega niklja pa lahko do 1,6 % (kar sicer tudi ni veliko). Za funkcionalno uporabo prevlek so lahko te razlike zelo pomembne, npr. pri notranji korozijski zaščiti hidravličnih valjev, ki morajo včasih prenesti zelo velike pritiske, povezane z znatnim raztezanjem; če pri tem prevleka poči, z zaščito seveda ne bo nič. Povedati pa je treba, da s termično obdelavo oz. s povečevanjem trdote prevlek kemijskega niklja njihova duktilnost v splošnem pada. Več fosforja v prevleki pa daje znatno večjo duktilnost, če prevleke dodatno toplotno ne obdelamo. Oprijemljivost raznih maziv na prevlekah trdega kroma, ki so v splošnem antiadhezivne oz. odbojne za taka sredstva, je slaba in to je njihova pomanjkljivost, če jih je med uporabo treba mazati. Po drugi strani pa to pomeni boljšo odpornost proti korozivnim sredstvom, ki se teže oprimejo površine trdega kroma. Prevleke kemijskega niklja s primesjo fosforja so v splošnem veliko bolj omočljive in sprejemljive za razna maziva. Vendar pa je to lahko tudi pomanjkljivost, če npr. ob uporabi kemijsko nikljanih orodij (kalupov) ne moremo povsem ločiti od sten orodja trde gume, plastike ipd. brez uporabe ločilnih sredstev, ki pri trdem kromu navadno niso potrebna. V spajkljivosti in zmožnosti varjenja je razlika med obema vrstama prevlek spet izrazita: medtem ko je kemijski nikelj dobro ali celo zelo dobro spajkljiv in se lepo vari, trdega kroma ne moremo spajkati niti variti. To je sicer redko potrebno, včasih pa le utegne biti pomembno. Omeniti pa velja, da je bolje variti pred kemijskim nikljanjem, ker sicer fosfor lahko povzroči krhek zvar. Tudi je pomembno, da so Ni plasti zelo ugodni vmesni sloji, kadar je potrebno nanesti še dodatne prevleke npr. Ag, Au itd. Seveda pa je potrebno paziti, da se nikelj ne pasivira. V naslednji tabeli so pregledno prikazane fizikalne lastnosti prevlek kemijskega niklja (s fosforjem) in trdega kroma: lastnosti kem.Ni(7-9 ut.%P) trdi Cr gostota 7,9-8,0 g/cmJ 7,0 g/cm'5 tališče na zraku ca.880°C 1810°C linearni toplotni razteznostni koeficient is-icrVc 6,6. lO"6/^ mikrotrdota po Vickersu po nanašanju 450-500 VPN 900-1100 VPN po termični obdelavi (400°C,1h) 800-1000 VPN skoraj enaka koeficient trenja z jeklom 0,25 0,20 •1000 VPN = 9810 N/mm2 3. Kratek opis kemijskega procesa netokovnega nanašanja Ni-P prevlek. Bistveni proces pri netokovnih nanosih kovin iz raztopin (npr. pr. Ni,Cu) je kontrolirana površinska katalitska redukcija njihovih ionov z močnimi reducen-ti (hipofosfit, boranat, aminoborani, hidrazin). Čeprav so take raztopine kemično nestabilne, so brez prisotnosti katalizatorjev v določenih mejah temperature praktično obstojne, ker so kinetično močno zavrte. Kinetične ovire obstajajo v počasnem prenosu elektronov od reducenta h kompleksno vezanemu ionu kovine: kompleksi amonijaka, etilendiamina, citronske kisline, pirofosfata. Ta prenos poteka v adsorbirani plasti s posredovanjem površine. Zato je razumljivo, da so poleg katalitskih lastnosti površine podlage za potek procesa odločilne tudi njene elektrokemijske lastnosti in električna prevodnost. Kemične procese pri netokovnem nanašanju lahko sumarično formuliramo z naslednjimi kemijskimi enačbami: Ni2+ + H2 PO2 + H2O - Ni0 + H2PO3 + 2H+ H2PO2 + H20 H2PO3 + H2 H2POJ + H - P + OH" + H2O Prvi dve reakciji sta v navadnih razmerah delovanja in sestave kopeli odvisni med seboj, medtem ko je tretja precej neodvisna ter je zato vsebnost P v plasti lahko zelo različna v odvisnosti od sestave kopeli ter parametrov delovanja. Vidimo, da je za izločitev 1 mola Ni0 potrebno okoli 2,5 mola hipofosfita z upoštevanjem izgub, ki nastanejo pri njegovi oksidaciji z zrakom, ter da nastaneta pri tem vsaj 2 mola fosfita. Reakcijski produkti so torej Ni0, P, H + , H2 in fosfit. Nikelj in fos- 21 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 for se deponirata kot amorfna trdna raztopina v obliki kompaktne tanke plasti na podlago, vodik izhaja v obliki mehurčkov, H+ in fosfitni ion ostaneta v raztopini. Koncentracija fosforja v niklju je odvisna zlasti od sestave kopeli in od pH ter je navadno v mejah od 4 -15 ut.% oz. 7-25 at.%. Specifična upornost Ni-P plasti je odvisna od koncentracije fosforja, njegove kemijske vezave in strukture ter je pri 2 / Pmax — Pmin kjer je: Q celotna količina plinov (mbar l/s), vključno odpli-njevanje s sten difuzijske črpalke, predvakuumske posode in priključnih vodov ter pronicanje zraka skozi netesna mesta tp delovni čas predvakuumske posode V prostornina predvakuumske posode, vključno s prostornino priključnih cevi (npr. od izpuha oz. predvakuumskega dela difuzijske črpalke do ventila V1 na si. 1) * Kritični predtlak difuzijske črpalke, Pk je - poenostavljeno rečeno - tisti predtlak, kjer se že začne nestabilno delovanje difuzijske črpalke. Če kritični predtlak še malo naraste, doseže mejo (mejni predtlak), pri kateri difuzijska črpalka popolnoma omaga, tj. preneha delovati. Ker pa je normalno ogrevana (električno gretje je vključeno), olje v črpalki še vedno vre, velike količine oljnih par pa napolnijo prostor nad njenim ustjem in kondenzirajo na stenah vakuumskega sistema ter navadno kaj kmalu onesnažijo (kljub lovilniku par) celotno visokovakuumsko komoro in vse, kar smo v njej "pridelali". 23 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 Enačbo 2 lahko uporabljamo, da izračunamo prostornino predvakuumske posode in pri tem upoštevamo praktično pravilo, da je pmax = 0.3 do 0.8 pk, kjer je pk, kot že rečeno v Opombi, še dopustni kritični predtlak difuzijske črpalke. Če je prevodnost vodov v predvakuumskem delu dovolj velika, lahko najnižji tlak v predvakuumski posodi zapišemo s poenostavljeno enačbo: O. (3) Pmin — Sc kjer je Sč črpalna hitrost predčrpalke pri danem pretoku Q. Zgled. Praktično je treba določiti prostornino V predvakuumske posode, ki mora vzdrževati dovolj nizek predtlak toliko časa, dokler rotacijska predčrpalka direktno črpa zrak iz visokovakuumske komore po obtočnem vodu (by pass). Če je ta čas (po izračunu ali dejansko) npr. 4 minute oz. 240 s (Ta čas se da izračunati, vendar tega postopka tu ne bomo razlagali), vzamemo za izračun predvakuumske posode vsaj trikrat daljšega, torej: tp = 240 x 3 = 720 s. Če je npr. celotna količina plinov, ki jo mora sprejeti predvakuumska posoda, kadar je glavni, visoko-vakuumski ventil V3 zaprt (V1 odprt, V2 zaprt, sl.1), Q = 8 x 10"4 mbar l/s, pri čemer lahko vzdržuje predčrpalka ravnotežni tlak pmin = 6 x 10"2 mbar. Vzemimo še, da je pmax = 0.5 pk. Ker je kritični predtlak za tristopenjske oljne difuzijske črpalke navadno blizu 2 x 10'1 mbar, je torej pmax = 0.5 x 2.10"1 - 1.1 o-1 mbar. Če zdaj vse te podatke vstavimo v enačbo 2, dobimo: _ Q • tp___8 x 10~4 x 720 _ Pmax - Pmin 1 x 10_1 - 6.10-2 0.0008 x 720 0.576 0.1 - 0.06 0.04 = 14.4 1 = 151 Sklep. Če imamo v sistem vključeno predvakuumsko posodo prostornine okoli 15 litrov, potem lahko difuzijska črpalka samostojno in normalno deluje, brez predčrpalke, 12 minut (= 720 s), če je celotni pretok npr. 8.10"4 mbar l/s. V praksi se bo ta čas, posebno pri proizvodnih napravah, s časom zmanjševal, ker bo naraščal pretok Q, predvsem zaradi povečevanja netesnosti visokova-kuumskega ventila V3 in s tem vdiranja večjih količin zraka iz komore, kadar je le-ta na višjem tlaku (npr. v času črpanja od atmosferskega tlaka navzdol, po obtočnem vodu). Vzrok za povečevanje netesnosti viso-kovakuumskega ventila nastane navadno zato, ker se na tesnilno površino ali pod njo prilepijo trdni delci, ki zaidejo iz visokovakuumske komore, če ta ni vestno očiščena (npr. pri naparevalnikih). Zaradi zmanjšanja stroškov pri gradnji visoko-vakuumskih sistemov nekateri izdelovalci "izpuščajo" predvakuumsko posodo, češ da je naprava avtomatizirana: čim tlak na predvakuumski strani difuzijske črpalke naraste, se črpanje z rotacijsko črpalko takoj preključi iz visokovakuumske komore na difuzijsko črpalko, čez nekaj deset sekund, ko je dosežen dovolj nizek predtlak, pa spet na komoro. To preklaplanje oz. "prepevanje" ventilov je ne samo moteče za operaterja, ampak prevsem podaljšuje čas črpanja po "by pass" vodu in s tem celotni tehnološki postopek, če odmislimo kontaminacijo sistema in komore s povratnimi oljnimi parami, pri čemer vas tudi najboljši lovilnik par ne more rešiti. Nasvet. Če že imate visokovakuumski sistem srednje velikosti (tj. z difuzijsko črpalko s črpalno zmogljivostjo do 4000 l/s) brez predvakuumske posode, potem jo prigradite! Kupite plinsko jeklenko (za butan-propan), tisto za pet ali deset kilogramov plina, odvijte ventil in uvijte (tesnitev s teflonskim trakom!) nastavek s standardno vakuumsko prirobnico ali cevnim nastavkom za priključek na gumijasto cev, ki ga morate seveda izdelati. To je najcenejša možna izvedba, sicer morate dati v izdelavo valjasto posodo s priključkom, kar je približno trikrat dražje. V vsakem primeru velja, da se predvakuumski posodi ni odreči, če želimo, da bo visokovakuumski sistem dolgo in pridno služil svojemu namenu. dr. Jože Gasperič Inštitut "Jožef Štefan" Jamova 39, 61111 Ljubljana 24 VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 DRUŠTVENE NOVICE DRUŠTVO ZA VAKUUMSKO TEHNIKO SLOVENIJE SPREJETO V MEDNARODNO ZVEZO IUVSTA Zveza društev za vakuumsko tehniko Jugoslavije (JUVAK) je združevala tri republiška društva iz: Slovenije, Hrvaške in Srbije. Zaradi aktivnosti slovenskih vakuumistov je bila to ena od redkih jugoslovanskih organizacij, ki je imela svoj sedež v Ljubljani, večina članov izvršilnega odbora pa je bila iz Slovenije. JUVAK je bil včlanjen v Mednarodno zvezo za vakuumsko znanost, tehniko in aplikacije (IUVSTA) vse od njene ustanovitve, leta 1959, v Namurju, Belgija, pri kateri so slovenski vakuumisti tudi sodelovali. Že po razglasitvi neodvisne in suverene države Slovenije 25. junija 1991 je bilo povsem jasno, da se bodo vsa slovenska društva morala posebej samostojno vključevati v mednarodne zveze in organizacije. Mednarodna zveza vakuumistov, IUVSTA, ima praviloma seje izvršilnega odbora dvakrat na leto. Prva seja po zgodovinskih geografsko-političnih spremembah na teritoriju bivše Jugoslavije je bila tako od 28. do 30. septembra 1991 na Dunaju, ki sem se je udeležil (A. Zalar) kot predstavnik JUVAK v izvršilnem odboru IUVSTA. Svojo prisotnost na tej seji sem izkoristil tudi za zbiranje vseh potrebnih podatkov in za pripravo materialov, ki so potrebni za vključitev novih članov v IUVSTA, v tem primeru bivših republiških društev, ki so tvorila JUVAK. Vsi razgovori so bili še preliminarni, ker ta problematika ni bila na dnevnem redu dunajske seje. Pogoj za začetek procedure za vključitev DVT Slovenije v IUVSTA je bilo mednarodno priznanje Slovenije, nato pa prošnja in priprava vsega potrebnega materiala, ki je po statutu IUVSTA potreben za vstop v to mednarodno organizacijo. Vse potrebne napotke sta nam dala Prof. J. de Segovia (Španija), predsednik IUVSTA in Dr. J. Colligon (Anglija), generalni sekretar IUVSTA, informacije pa smo posredovali tudi DVT Hrvaške in DVT Srbije. Medtem, ko so slovenski vakuumisti pod predsedstvom A. Preglja in hrvaški pod vodstvom njihovega predsednika dr. H. Zorca takoj začeli s pripravami za vključitev obeh društev v IUVSTA, pa je predsednik DVT Srbije, Prof. T. Nenadovič avtorja tega sestavka obtožil razbijaštva JUVAK. Obenem se je direktno povezal s predsedstvom IUVSTA in razglasil DVT Srbije za naslednika JUVAK. Ker predstavniki srbskega društva niso mogli, pa tudi ne želeli, priti na zadnjo sejo IO JUVAK, ki naj bi bila v začetku 1992 v Ljubljani, DVT Slovenije ni preostalo drugega kot, da je na svoji skupščini 6. marca 1992 uradno razglasilo izstop iz JUVAK. Enako so napravili tudi hrvaški vakuumisti in s tem je JUVAK, ki je bil zveza večih republiških društev, tudi dejansko prenehal obstojati. Na 66. seji izvršilnega odbora IUVSTA, od 8. do 10.5.1992 v Juan les Pins, Francija, mi je bila kot predstavniku JUVAK že na začetku odvzeta pravica glasovanja, tako da sem imel samo še status opazovalca, lahko pa sem zastopal DVT Slovenije in DVT Hrvaške pri proceduri za včlanjanja v to mednarodno organizacijo vakuumistov. Po ločeni in nadrobni predstavitvi obeh društev sta bili s tajnim glasovanjem slovensko in hrvaško društvo sprejeti v IUVSTA. Do generalne skupščine v Haagu oktobra 1992 imata status opazovalca, nato pa bosta postala redna člana. Kot zanimivost naj navedem da je bila na isti seji obravnavana tudi vloga ruskih vakuumistov, vendar zaradi nekaterih nejasnosti in medsebojnih nesporazumov med starimi in novimi strukturami ni bila ugodno rešena. Status DVT Srbije oziroma vakuumskega društva nove zvezne države Jugoslavije, ki pa naj bi se formalno šele ustanovilo, bo podrobneje obravnavan na nasled nji seji izvršilnega odbora IUVSTA, oktobra 1992 v Haagu na Nizozemskem. Vključitev DVT Slovenije v mednarodno zvezo IUVSTA je za vakuumiste podobnega pomena, kot je bila za slovenske športnike njihova prisotnost v olimpijskem komiteju. Omogočeno nam je sodelovanje v izvršilnem odboru IUVSTA, v vseh njenih strokovnih sekcijah in na pomembnih mednarodnih strokovnih srečanjih, omogočeni so osebni stiki z vodilnimi strokovnjaki in hiter dostop do pomembnih strokovnih informacij in materialov, potrebnih za izobraževanje novih generacij vakuumistov. Včlanjenost v IUVSTA obvezuje nacionalna društva in obenem vzpodbuja njihovo aktivnost. Večina članic IUVSTA prihaja iz industrijsko najbolje razvitih držav sveta. Slovenija ima z dolgo tradicijo na vakuumskem področju možnost, da tudi na tem področju ohranja stik z razvitim svetom, kar je še posebej pomembno, ker sta vakuumska znanost in tehnika osnova modernih tehnologij, za katere je praviloma potreben majhen vložek materiala in energije. Dr. Anton Zalar 25 ISSN 0351-9716 VAKUUM 1ST 26(1992)1 DRUŠTVENE NOVICE Strokovna ekskurzija v ISKRO, Pomembna dejavnost DVTS je izobraževanje. Sem spadajo tečaji (osnove vakuumske tehnike, vzdrževanje vakuumskih naprav, tanke plasti, vakuumska higiena...), strokovna predavanja in ekskurzije. Če pogledamo več let nazaj, se poleg tečajev spomnimo naslednjih akcij: dvakrat seminar s predavanji o novih izdelkih tovarne Leybold-Heraeus (1982 in 86), ekskurzije v tujino, ko so bili časi ekonomsko ugodnejši (Edwards, Anglija, 1987; Balzers, Lichtenstein, 1986; Leybold-Heraeus, ZRN, 1984), dvakrat ogled tovarne Saturnus (naparevanje žarometov), 1987, 1991 ter predstavitev delovanja vakuumske peči na Inštitutu za materiale in tehnologije ob priložnosti letošnjega občnega zbora društva. Z enakim namenom: predstaviti našemu članstvu zanimive tehnologije in dosežke uspešne delovne organizacije, smo se dogovorili z vodstvom Iskre Elektrooptike za ogled in predstavitev njihove dejavnosti. Ta samosvoja Iskrina tovarna je začela kot majhen kolektiv, ki je skupaj z dr. Krevljem v Jugoslaviji oral ledino na področju laserjev ter dosegel uspehe in afirmacijo ne le doma temveč tudi v tujini. Kasneje so se usmerili še na druga področja in sedaj sta poleg laserjev njihovi najpomembnejši usmeritvi: tehnologija in proizvodnja steklenih optičnih vlaken ter termovizija. Omenjena področja vključujejo: fiziko, kemijo, finomehaniko, elektroniko, analizo površin, računalništvo, optiko, tehnologije obdelave stekla, nove materiale, kontrolo in zagotavljanje kakovosti in ne nazadnje vakuumsko tehniko, ki že dolga leta ustvarja močno vez med DVTS in sodelavci Elektrooptike. Sedaj je pri njih skupno zaposlenih okrog 450, od tega pribl. 30% z visoko izobrazbo. 21. maja se nas je pred vhodom v podjetje zbralo blizu 40 tehničnih radovednežev, gostitelji so nas najprej povabili v malo dvorano, kjer nam je direk- ter za elektrooptiko, 21.5.1992 torica dr.Alenka Rožaj-Brvarjeva v kratkem nagovoru predstavila njihovo dejavnost, nato pa so sledila predavanja in video filmi o treh strokovnih področjih predvidenih v programu obiska: - O optičnih vlaknih nam je govoril g. Marko Kralj, dipl. fiz. Tovarna je ena izmed enajstih na svetu, ki ima svoje tehnološko znanje za proizvodnjo optičnih vlaken in ki uspešno izvaža ter opremlja predvsem PTT centre s tovrstnimi povezavami. - Termovizijo nam je predstavil g. Bojan Težak, dipl.ing., ki je med izvajanjem z demonstracijsko aparaturo tudi snemal nas poslušalce. Naprava, opremljena z računalnikom, je koncipirana tako, da lahko rabi za laboratorijske meritve ter za specialna dela in storitve na terenu oz. v različnih delovnih organizacijah. - O optičnih tankih plasteh nam je mnogo zanimivega povedal Andrej Demšar, dipl.fiz. Z optičnimi plastmi so se pričeli ukvarjati že pri izdelavi laserjev, potrebne pa so sedaj še pri termovizijski optiki, merilnih instrumentih itd. Največji dosežek so večplastni filtri, antirefleksne plasti in zrcala. Nanašajo jih z vakuumskim naparevanjem po svojih receptih in tehnologijah. Po krajših vmesnih diskusijah so nas gostoljubni "domačini" povabili še na ogled laboratorijev oziroma proizvodnih prostorov, kjer kot rezultat njihovega znanja in tehnologij nastajajo "high-tech" izdelki za kupce doma in predvsem v tujini. V pogovoru med predstavitvijo posameznih strokovnih zanimivosti je vsakdo lahko slišal še marsikaj zanimivega. Ogled se je zato potegnil v pozno popoldne, kar dokazuje, da je bil potreben, dobro pripravljen in zato uspešen. Hvala kolegom iz Elektrooptike in za konec še misel, da bi bilo dobro v prihodnjem letu ekskurzijo ponoviti. Andrej Pregelj, predsednik DVTS Srečanje elektrotehniških društev Slovenije Vabilu na srečanje elektrotehniških društev Slovenije, ki ga je organiziralo društvo iz Zasavja, sta se kot predstavnika DVTS udeležila B. Praček, dipl.ing. in g. L. Burgar. Program srečanja je vseboval poleg obiskov delovnih organizacij še seznanjanje z ekološkimi problemi področja ter spoznavanjae bogate kulturne dediščine tega področja. Začeli smo z obiskom tovarne Elektroelement v Izlakah, ki je uspešna organizacija s širokim spektrom proizvodov na področju tokovne in napetostne zaščite v omrežju. Kar 70% proizvodnje izvozijo v Nemčijo. Popoldne smo preživeli na gradu Bogen-šperk, kjer so nam predstavili program svetovalne organizacije Technova iz Gradca. Seznanjeni smo bili z njihovo ponudbo strokovne pomoči ter možnostjo vključevanja in sodelovanja slovenskih organizacij in ustanov na mednarodnem trgu. Zvečer smo se na okrogli mizi pogovarjali o delu in programih prisotnih društev EZS. Drugi dan smo obiskali Termoelektrarno Trbovlje, ki porablja premogov prah iz zasavskih premogovnikov in je tu največji onesnaževalec okolja. Vodstvo elektrarne nas je seznanilo z napori za modernizacijo proizvodnje, boljšo zaščito okolja ter s kontrolo onesnaževanja. Ogledali smo si tudi proizvodnjo steklarne v Hrastniku. Srečanje je bilo zelo prijetno, zato se zahvaljujemo organizatorju za vabilo in dobro organizacijo. B.Praček in L.Burgar 26 VAKUUMIST 26(1992)1 ISSN 0351-9716 IZOBRAŽEVANJE - jesen 1992 Vse uporabnike vakuumske tehnike obveščamo, da sta za letošnjo jesen planirana naslednja dva strokovno izobraževalna tečaja: VZDRŽEVANJE VAKUUMSKIH NAPRAV - 22. in 21. oktobra 1992 Na njem bo obravnavana predvsem tematika, ki jo srečujemo v tehniki grobega in srednjega vakuuma, to je: delovanje, vzdrževanje in popravila rotacijskih črpalk, pregled in uporaba različnih črpalk, ventilov in drugih elementov, meritve vakuuma, hermetičnost in odkrivanje netesnosti v vakuumskih sistemih, materiali za popravila, tehnike čiščenja in spajanja, skupno 16 ur, od tega tretjina praktičnih prikazov in vaj. Cena tečaja je 14.000 SLT (280 DEM). Vsak tečajnik prejme tudi brošuro: "Vzdrževanje vakuumskih naprav" in izkaz o opravljenem tečaju. OSNOVE VAKUUMSKE TEHNIKE - 3., 4. in 5. novembra 1992 Ta tečaj je popolnejši od prvega, obravnava podrobneje vsa prej omenjena področja, poleg tega pa še: pomen in razvoj vakuumske tehnike, fizikalne osnove, črpalke za visoki vakuum, tankoplastne in druge vakuumske tehnologije, čiste postopke, analize površin ter doziranje, čiščenje in preiskave plinov - skupno z vajami in ogledom Inštituta 20 ur. Namenjen je tako vzdrževalcem in projektantom vakuumskih naprav kot tudi raziskovalcem, ki pri svojem razvojnem ali študijskem delu potrebujejo vakuumske pogoje. Cena tečaja je 12.500 SLT (250 DEM). Udeleženci prejmejo zbornik predavanj: "Osnove vakuumske tehnike" in dokument o opravljenem tečaju. Oba tečaja se pričneta v torek ob 8.00 uri v knjižnjici Inštituta za elektroniko in vakuumsko tehniko, Teslova 30, Ljubljana. Prosimo interesente, da se informativno javijo čimprej, za dokončno potrdilo pa velja kopija položnice o plačilu - najkasneje nekaj dni pred pričetkom tečaja na naslov: Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije, Teslova 30, 61111 Ljubljana (štev. ŽR: 50101-678-52240). Prijave sprejema organizacijski odbor (Koller, Spruk, Drab, Nemanič), ki daje tudi vse dodatne informacije (tel. 061 263-461). Ali bo majski tečaj ostal edini v letu 1992 V dneh 19. in 20. maja letos je potekal na Inštitutu za elektorniko in vakuumsko tehniko izobraževalni tečaj za vzdrževalce vakuumske opreme. Tečajniki - skupno 8 - so prišli iz naslednjih delovnih organizacij: KLI Logatec, Unjverzitetni klinični center Ljubljana, IEVT Ljubljana, Železarna Ravne in Mikro Polo Maribor. Obravnavana tematika je bila standardna: spoznavanje črpalk za grobi in srednji vakuum ter njih vzdrževanje in popravila, pa meritve tlakov, iskanje netesnosti, materiali, tehnike čiščenja in spajanja. Udeležencema iz Maribora smo glede na željo vodstva Mikro Polo - podjetja, ki se ukvarja z laboratorijsko opremo, pripravili malo prilagojen samo enodnevni program seznanjanja z vakuumsko tehniko. Tako onadva kot tudi ostali udeleženci so bili z izvedbo zelo zadovoljni. Že nekaj let opažaamo, da število udeležencev vakuumskih tečajev, kljub nezmanjšani kvaliteti, upada. Temu je vzrok upadanje tovrstnih visokih tehnologij v našem ožjem in širšem okolju (ukinitev Iskre Mikro-elektronike, razpad Jugoslavije itd.) in dejstvo, da je naš Osnovni tečaj v zadnjih 10 letih obiskalo že nad 500 slušateljev, nekateri celo dvakrat. Glede na število prebivalstva in gospodarsko strukturo v Sloveniji je to verjetno že večji del vseh, ki jim je snov - podana na tem tečaju - potrebna. Zato ni čudno, da je za novi tečaj "Vzdrževanje vakuumske opreme", ki smo ga lani organizirali prvič, bilo toliko zanimanja; ponovitev je doživel že dvakrat, medtem ko na zadnji razpis za "Osnove" ni bilo prijav. Opisana dejstva nakazujejo, da je prav, če DVTS razširi svojo izobraževalno dejavnost z novimi specializiranimi seminarji in učnimi delavnicami, ki bi imeli vsebino prilagojeno posameznih tehničnim panogam. Člani sekcije za izobraževanje to že dalj časa vemo in v to smer tudi delujemo. Po vzorcu tečajev za Mikro Polo letos in za Gorenje pred leti, bodo novi tečaji najverjetneje krajši in bi jih v celoti izvedli le trije ali štirje predavatelji - strokovnjaki za določeno področje. Le-ti bi v dogovoru z DVTS pripravili koncept vsebine in si pripravili najnujnejše gradivo za predavanje (diagrame, tabele, miselne vzorce, risbe in zapiske), kar bi služilo kot osnova za eventuelno kasnejšo izdajo skript; slušatelji pa bi si razlaganje zapisovali in kot pismeni material prejeli knjigo "Osnove vakuumske tehnike". Nove teme za tečaje, o katerih razmišljamo ali pa so že delno v pripravi, so: leak detekcija, vakuumska tehnika za srednje šole, analize in karakterizacija površin, termična obdelava v vakuumu in zaščitni atmosferi itd. Kot akcija za oživitev tečajniške dejavnosti, ki ima poleg izobraževalnega motiva za društvo vsa leta velik pomen tudi zato, ker je edini vir dohodkov, smo na zadnjem sestanku I.O. sklenili sledeče: izdali bomo nov razpis v prikupnejši obliki - skupen za vse tečaje, ki jih nudimo, ter ga razposlali na dopolnjen spisek naslovov podjetij za termine v letošnji jeseni. Andrej Pregelj predsednik DVTS 27 ISSN 0351-9716 VAKUUMIST 29(1992)4 OBVESTILA Dvajseta konferenca o mikroelektroniki (MIEL-92) in osemindvajseti simpozij o elektronskih sestavnih delih in materialih (SD-92), Portorož, 30. sept. - 2. okt. 1992 Mednarodni konferenci MIEL in SD organizira letos slovensko društvo za mikroelektroniko, elektronske naprave in materiale (MIDEM) skupaj. Na konferenci bo sodelovalo več tujih predavateljev. Program konferenc bo obsegal naslednje teme: - novejše procesne tehnike pri izdelavi monolitnih in hibridnih vezij - oblikovanje naprav in vezij - modeliranje procesov in naprav - fizika polprevodnikov - novi elektronski materiali in njihova uporaba - znanost in tehnologije o elektronskih materialih - optoelektronika Delovni jezik bo angleški. Prispevki, uvrščeni v program, bodo objavljeni v zborniku. Skrajni rok za oddajo prispevkov je 1. september. Več informacij dobite pri sekretarki konference na naslovu: Jasminka Čupurdija Francevljev prilaz 9 41010 Zagreb tel/fax: (041) 686 623 Prispevke pa pošljite programskemu in organizacijskemu odboru na naslov: MIDEM Dunajska 10 61000 Ljubljana tel.: (061) 312 898, fax.: (061) 319 170 Navodila avtorjem za pripravo člankov za objavo 1 Oblikovanje vsebine članka Vsak članek mora vsebovati: - naslov članka - polna imena avtorjev, njihov akademski oz. strokovni naziv in naslov - naslov članka v angleščini - povzetka v slovenščini in angleščini - besedilo članka, ki naj bo razdeljeno na sekcije - reference v besedilu članka naj bodo označene z zaporednimi številkami v poševnih oklepajih (npr. /1/). Seznam literature naj bo na koncu članka. Način citiranja članka: ime (z inicialkami) in priimek avtorja, ime revije, letnik, leto, strani. Način citiranja knjige: ime (z inicialkami) in priimek avtorja, naslov knjige, založnik in kraj izdaje, leto, poglavje ali strani. - enačbe v besedilu članka naj bodo označene z zaporednimi številkami v okroglih oklepajih (npr. (1)) 2 Slike Pri pripravi slik upoštevajte naslednje zahteve: - slike naj bodo na posebnih listih papirja, z označeno številko ilustracije - originali naj bodo ostre slike oz. diagrami - vse oznake in besedila naj bodo zadosti veliki, da omogočijo pomanjšanje na 8.4 cm. Izjemoma lahko slika sega tudi čez obe koloni besedila (17.8 cm). 3 Pisanje besedil na računalniku Avtorje naprošamo, da nam poleg besedila na papirju pošljejo disketo s tekstom, napisanim z enim od standardnih urejevalcev teksta (npr. Wordstar, Word, Wordperfekt, Multimate, ChiWriter) in v obliki ASCII zapisa. Za končno oblikovanje tekstov uporabljamo Venturo. Avtorje naprošamo, da pri pisanju na računalnik upoštevajo naslednja navodila, ki zelo olajšajo naše nadaljnje delo pri pripravi za tisk: - med besedami naj bo samo en presledek, - ne puščajte praznega prostora pred ločili (pikami, vejicami, dvopičji), - puščajte prazen prostor za vsemi ločili (pikami, vejicami, dvopičji), razen za decimalno piko, - besedilo na disketi naj bo brez kakršnihkoli ukazov za formatiranje; z ukazom za novo vrsto "se gre" samo pri novem odstavku ali naslovu - enačbe vpišemo na levi rob, številko enačbe pa v naslednjo vrsto, prav tako na levi rob; pri enačbah, ki imajo grške črke ali druge znake je najbolje v izpisanem tekstu izpisati enačbo z roko (čitljivo!) - v tekstu na disketi naj ne bo podčrtanih besed - avtorjeve zahteve glede oblikovanja teksta naj bodo razvidne iz priloženega teksta, izpisanega na papir. Urednik 28