26

Jeœli segment 2.2X wspó³pra-

cuje z jednym lub dwoma sub-

wooferami (konfiguracja zaleca-

na), to u¿ytkownik mo¿e wybraæ

zarówno czêstotliwoœæ podzia³u

z zakresu 60

÷

400 Hz, jak i na-

chylenie charakterystyki z za-

kresu 12

÷

60 dB/okt. Wówczas

program korekcyjny doskonale

zintegruje tonalnie subwoofery

i g³ówne zestawy g³oœnikowe

w obu dziedzinach, tj. czasu

i czêstotliwoœci. Umieszczenie

subwooferów w rogach pomie-

szczenia za zestawami g³ówny-

mi nie tylko zwiêksza efektyw-

noœæ i redukuje zniekszta³cenia

niskoczêstotliwoœciowe takiego

systemu g³oœnikowego, ale te¿ znacz¹co poprawia jego odpowiedŸ im-

pulsow¹. Jeœli oddzielne wyjœcia do subwooferów nie s¹ wykorzystywa-

ne, to wówczas ca³a moc obliczeniowa segmentu 2.2X jest wykorzysty-

wana na potrzeby zestawów g³ównych.

Przedwzmacniacz/korektor 2.2X mo¿e wspó³pracowaæ z wzmacniacza-

mi cyfrowymi TacT za pomoc¹ interfejsu RS-232 lub te¿ przy u¿yciu cy-

frowych po³¹czeñ sygna³owych (Coax, AES/EBU lub TosLink). W przy-

padku po³¹czenia przez RS-232, segment 2.2X steruje napiêciami za-

silaj¹cymi wyjœciowe stopnie PWM mocy wzmacniaczy cyfrowych.

Wówczas regulacja poziomu g³oœnoœci odbywa siê na koñcu toru od-

twarzaj¹cego, co daje przyrost dynamiki o 27 dB (stosunek S/N oraz po-

ziom zniekszta³ceñ jest wirtualnie sta³y a¿ do poziomu _ 27 dB). W przy-

padku korzystania z wyjϾ/wejϾ cyfrowych nie ma potrzeby stosowa-

nia przetworników c/a. S¹ one potrzebne, gdy segment 2.2X wspó³pra-

cuje z wzmacniaczami konwencjonalnymi (analogowymi). Segment

RCS 2.2X oprócz portu RS-232 ma 5 wejœæ i 12 wyjœæ cyfrowych sygna-

³owych. Wejœcia: 3 x RCA (S/PDIF), 1 x AES/EBU (XLR) i 1 x TosLink

(S/PDIF). Wszystkie wejœcia cyfrowe akceptuj¹ dane audio PCM w for-

matach 32 _ 96 kHz/16 _ 24 bity, ale tylko wejœcia AES/EBU i RCA/Co-

ax akceptuj¹ czêstotliwoœæ próbkowania 192 kHz. Wyjœcia: dla ka¿de-

go z kana³ów g³ównych: 2 x RCA(S/PDIF), 2 x AES/EBU (XLR) i 2 x To-

sLink (S/PDIF) oraz trzy takie same wyjœcia do subwooferów. Wszyst-

kie wyjœcia s¹ 24-bitowe i dostosowane do czêstotliwoœci 32; 44,1; 48;

88,2; 96 i 192 kHz (dla tej ostatniej czêstotliwoœci z wy³¹czeniem wyj-

œcia TosLink).

Zestawy g³oœnikowe TacT Audio

Firma TacT, choæ specjalizuje siê we wzmacniaczach cyfrowych i korek-

torach w³aœciwoœci akustycznych pomieszczeñ, to podjê³a siê równie¿

opracowania zestawów g³oœnikowych przystosowanych do wspó³pracy

z w/w urz¹dzeniami cyfrowymi. Ka¿dy z zestawów, zanim opuœci wytwór-

niê, jest mierzony w komorze bezechowej i otrzymuje etykietê z wspó³-

czynnikami korekcyjnymi. Te wspó³czynniki s¹ wprowadzane np. do

wzmacniacza w celu linearyzacji charakterystyk zestawu g³oœnikowego.

W ten sposób wzmacniacz, który jest równie¿ wyposa¿ony w programo-

waln¹ zwrotnicê cyfrow¹, zostaje przygotowany do pracy z okreœlonym

zestawem g³oœnikowym. Oferta g³oœników obejmuje nastêpuj¹ce mode-

le: LS-1 (dwudro¿ny zestaw pod³ogowy z tweeterem wstêgowym),

MH-1 (dwudro¿ny zestaw pod³ogowy, rys. 2), C-1 (dwudro¿ny zestaw cen-

tralny), W210 (subwoofer z dwoma g³oœnikami 10-calowymi, rys. 2)

oraz W410 (subwoofer z czterema g³oœnikami 10-calowymi).

Wzmacniacze cyfrowe i korektory RCS/TCS firmy TacT mog¹ byæ wy-

korzystywane osobno lub razem lub te¿ mog¹ byæ po³¹czone w pe³no-

cyfrowy system razem z nowymi, ”cyfrowymi” (bez zwrotnic analogowych)

zestawami g³oœnikowymi.

n

Zbigniew Kulka

Wykorzystano materia³y informacyjne i zdjêcia firmy TacT Audio.

Rys. 2.

Kolumna

g³oœnikowa MH-1

i subwoofer W210

firmy TacT

RÓ¯NE

W

dwóch wa¿nych procesach produkcji pó³przewodni-

ków: plazmowym trawieniu uk³adów cienkowarstwo-

wych oraz czyszczeniu komór reakcyjnych do epita-

ksji metod¹ chemicznego osadzania z par (CVD _

Chemical Vapor Deposition) by³y przez d³ugi okres wykorzystywane

zwi¹zki chlorofluorowêglowe nazywane potocznie freonami (CFC _

chlorofluorocarbons) oraz zwi¹zki chlorofluorowêglowodorowe (HC-

FC _ hydrochlorofluorocarbons) niszcz¹ce stratosferyczn¹ warstwê ozo-

now¹ (wspó³czeœnie eliminowane zgodnie z ustaleniami Protokó³u Mon-

trealskiego do Konwencji Wiedeñskiej o ochronie warstwy ozono-

wej). Obecnie s¹ one zastêpowane przez fluorowêglowodory (HFC _

hydrofluorocarbons) _ np. HFC-23 oraz organiczne i nieorganiczne

zwi¹zki fluoru (PFC _ perfluorocompounds) _ zw³aszcza C

2

F

6

, CF

4

,

NF

3

i SF

6

. Nale¿¹ one do najtrwalszych i najgroŸniejszych gazów cie-

plarnianych (ich stosowanie jest regulowane przez Protokó³ z Kioto do

Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klima-

tu). Ich czas ¿ycia ocenia siê na 2 - 50 tys. lat, zaœ wspó³czynnik zdol-

noœci do powodowania efektu cieplarnianego (zdolnoœæ absorbowa-

nia promieniowania podczerwonego) jest ok. 10 tys. razy wiêkszy ni¿

w przypadku dwutlenku wêgla. Szacuje siê, i¿ roczne zu¿ycie PFC wy-

nosi ok. 1000 ton. Obecnie stosowane technologie unieszkodliwiania

zu¿ytych PFC nie daj¹ zadowalaj¹cych rezultatów, zaœ w wyniku ich

stosowania powstaj¹ niebezpieczne substancje (np. fluorowodór

w wyniku stosowania rozk³adu termicznego). W marcu 2001 r. ame-

rykañskie zrzeszenie przemys³u pó³przewodnikowego _ SIA(Semicon-

ductor Industry Association) dzia³aj¹c w imieniu 21 czo³owych ame-

rykañskich producentów podpisa³o z Agencj¹ Ochrony Œrodowiska (US

EPA) porozumienie o wspó³pracy w zakresie obni¿enia emisji PFC do

atmosfery. O skali trudnoœci technologicznych zwi¹zanych z popraw¹

sytuacji w tym zakresie œwiadczy doœæ skromne za³o¿enie o obni¿e-

niu emisji w 2010 r. do poziomu ni¿szego o 10% ni¿ w 1995 r. [8].

Obci¹¿enie œrodowiska przez produkcjê pó³przewodników wynika rów-

nie¿ z du¿ego zu¿ycia energii elektrycznej, której wytwarzanie jest zwi¹-

zane z emisj¹ szkodliwych gazów i py³ów. Badania ankietowe prze-

prowadzone w skali œwiatowej przez International SEMATECH w la-

tach 1996-1998 wykaza³y, i¿ przeciêtna fabryka pó³przewodników zu-

¿ywa rocznie ok. 130 milionów kWh, co odpowiada zu¿yciu energii

przez ok. 10,8 tys. domów jednorodzinnych (w warunkach amerykañ-

skich). W przeliczeniu na jednostkê powierzchni p³ytki pó³prze-

wodnikowej œrednie zu¿ycie energii wynios³o 1,15 kWh/cm

2

p³ytki.

Dotychczasowe technologie produkcji pó³przewodników cechuje

olbrzymie zapotrzebowanie na wodê o wysokiej czystoœci (zdejoni-

zowan¹). Wprowadzanie do procesu produkcji struktur pó³przewodni-

kowych nowych materia³ów umo¿liwiaj¹cych zwiêkszenie czêstotli-

woœci pracy, a zw³aszcza podatnej na korozjê miedzi (zamiast alumi-

nium) oraz porowatych i podatnych na uszkodzenia dielektryków

o ma³ej sta³ej dielektrycznej

1)

, systematyczne zmniejszanie rozmia-

rów elementarnych struktur

2)

(wymiaru charakterystycznego), zwiêk-

szanie powierzchni p³ytek pod³o¿owych i problemy z utrzymaniem po-

Wzrost liczby operacji mycia p³ytek pó³przewodnikowych wraz z rozwojem

technologii produkcji uk³adów scalonych [9]

1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001E

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Pr

zeciêtna liczba operacji mycia

p³ytek pó³pr

zewodnikowych

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2003

E

EL

LE

EK

KT

TR

RO

ON

NIIK

KA

A

27

ziomu uzysku produkcyjnego sprawiaj¹, i¿ ro-

sn¹ wymagania dotycz¹ce czystoœci struktur.

Jednoczeœnie, rosn¹ca liczba warstw metalicz-

nych i operacji technologicznych wymuszaj¹

zwiêkszenie liczby operacji mycia p³ytek (w la-

tach 1980-2000 nast¹pi³ wzrost o rz¹d wielko-

œci rys.), a wraz z ni¹ ogólnego zu¿ycia wody.

Szacuje siê, i¿ zu¿ycie wody przez przeciêtn¹

fabrykê pó³przewodników odpowiada zapo-

trzebowaniu na wodê 60-tysiêcznego miasta.

Koncentracja produkcji pó³przewodników ju¿

obecnie wywo³uje w niektórych rejonach po-

wa¿ne trudnoœci w zaopatrzeniu w wodê (np.

Hsinchu, Taiwan [9]). Przewiduje siê, i¿ prze-

chodzenie na produkcjê p³ytek o wiêkszej œre-

dnicy (300 mm) spowoduje dalsze zwiêksze-

nie obci¹¿enia œrodowiska.

Produkcja podzespo³ów

Przemys³ produkuj¹cy podzespo³y elektronicz-

ne jest bardzo zró¿nicowany pod wzglêdem

organizacyjnym i technologicznym, a zatem bar-

dzo trudno jest dokonaæ jego syntetycznej oce-

ny. Problemy zdrowotne i œrodowiskowe stwa-

rzane przez produkcjê podzespo³ów biernych s¹

jednak systematycznie identyfikowane i coraz

skuteczniej rozwi¹zywane.

Polichlorowane bifenyle (PCB _ polychlorinated

biphenyls) nale¿¹ do najgroŸniejszych i naj-

trudniejszych do usuniêcia w skali globalnej

trwa³ych zanieczyszczeñ organicznych POPs

(Persistent Organic Pollutants). Ze wzglêdu

na niepalnoœæ i dobre w³aœciwoœci izolacyjne by-

³y u¿ywane na du¿¹ skalê jako substancje

ch³odz¹ce w transformatorach i jako dielektry-

ki w kondensatorach i innych urz¹dzeniach

elektrycznych. Pomimo wycofania zwi¹zków

PCB z produkcji na prze³omie lat 1970-1980 wy-

stêpuj¹ one równie¿ w nowszych podzespo³ach

zawieraj¹cych zanieczyszczone regenerowa-

ne oleje mineralne oraz, oczywiœcie, w starych

urz¹dzeniach bêd¹cych jeszcze w eksploata-

cji i sk³adowanych na wysypiskach. PCB dosta-

j¹ siê do ³añcucha pokarmowego i kumuluj¹ siê

w organizmach zwierz¹t i ludzi wywo³uj¹c

uszkodzenia w¹troby, œledziony i nerek. Stwier-

dzono równie¿ powa¿ny wp³yw PCB na zapis

genetyczny w komórkach cz³owieka i dzia³anie

rakotwórcze. Produktami spalania PCB s¹ dio-

ksyny i furany, wœród nich nadzwyczaj groŸna

trucizna _ czterochlorodwubenzodioksyna

(TCDD _ tetrachlorodibenzodioxin). W maju

2001 r. w Sztokholmie 122 kraje podpisa³y

konwencjê ograniczaj¹c¹ stosowanie zwi¹zków

POP, w tym PCB.

Dobre w³aœciwoœci elektryczne i znakomita

przewodnoϾ cieplna ceramiki berylowej przy-

czyniaj¹ siê do jej stosowania w konstrukcji re-

zystorów, tranzystorów (zw³aszcza mocy, w.cz.)

i p³ytek monta¿owych. Beryl jest stosowany

równie¿ w stopach _ np. z miedzi¹ zapewniaj¹c

im wielk¹ wytrzyma³oœæ i twardoœæ, dziêki cze-

mu znajduje zastosowanie w elementach kon-

strukcyjnych, przekaŸnikach i wy³¹cznikach. Ze

wzglêdu na dobr¹ przepuszczalnoœæ promienio-

wania X jest u¿ywany do budowy lamp rentge-

nowskich. Beryl i jego zwi¹zki s¹ szkodliwe

g³ównie w przypadku dostania siê do organizmu

drog¹ oddechow¹, powoduj¹c uszkodzenie

p³uc (berylioza). Udowodniono rakotwórcze

dzia³anie berylu na zwierzêta oraz istnieje po-

wa¿ne podejrzenie o rakotwórczoœæ w stosun-

ku do ludzi.

Znacz¹cy wp³yw na zdrowie i œrodowisko wywie-

ra masowa produkcja kolorowych kineskopów _

podstawowych sk³adników odbiorników telewi-

zyjnych i komputerów. Oprócz licznych szkodli-

wych odpadów (tablica 2) problem stanowi u¿y-

wanie do produkcji bañki kineskopu szk³a o du-

¿ej zawartoœci o³owiu, chroni¹cego otoczenie

przed promieniowaniem rentgenowskim. Prze-

ciêtny kineskop kolorowy zawiera wspó³czeœnie

ok. 1,1 kg o³owiu stwarzaj¹cego zagro¿enie

w przypadku sk³adowania zu¿ytego sprzêtu na

wysypiskach. Szacuje siê, i¿ w procesie pro-

dukcji szk³a o³owiowego w wyspecjalizowanych

hutach uwalnia siê ok. 2

÷

5 kg o³owiu na tonê

szk³a.

Bierne podzespo³y elektroniczne s¹ z regu³y po-

krywane i znakowane kolorowymi lakierami.

Du¿¹ trwa³oœæ kolorów zapewniaj¹ pigmenty

wykorzystuj¹ce zwi¹zki kadmu, kobaltu i chro-

mu. Obecnoœæ tych metali ciê¿kich w podzespo-

³ach elektronicznych stwarza zagro¿enie dla

zdrowia na etapach: produkcji, eksploatacji

urz¹dzeñ (uwalnianie toksycznych zwi¹zków

w przypadku przeci¹¿enia, przegrzania lub

spalenia podzespo³u) oraz zagospodarowa-

nia zu¿ytego sprzêtu.

Wymagania dotycz¹ce bezpieczeñstwa apara-

tury elektronicznej zmuszaj¹ producentów

podzespo³ów do stosowania w materia³ach

izolacyjnych, obudowach i lakierach dodatków

przeciwogniowych. S¹ to zwykle bardzo to-

ksyczne substancje: trójtlenek antymonu, kwas

fosforowy i estry kwasu fosforowego oraz zwi¹z-

ki fluoru, chloru i bromu. Szczególnie groŸne s¹

dalej przedstawione zwi¹zki z grup PBB i PB-

DE.

Produkcja wielu podzespo³ów biernych, podob-

nie jak produkcja pó³przewodników, obci¹¿a

œrodowisko na skutek du¿ego zu¿ycia wody. Na

przyk³ad oddzia³ produkcji kondensatorów fir-

my Matsushita Components pomimo 5,5-krot-

nej recyrkulacji wody zu¿ywa ok. 1/3 ca³kowi-

tych dostaw wody 200-tysiêcznego miasta Uji

City (k. Kioto, Japonia) [12].

n

Tomasz Buczkowski

L I T E R A T U R A

[8] SIA (Semiconductor Industry Association):

www.semichips.org/

[9] A. Hand: Wafer Cleaning Confronts Increasing

Demands, Semiconductor International, 1.08.2001.

[10] K. Waczyñski, E. Wróbel: Technologie mikroelek-

troniczne, cz. 1, Metody wytwarzania materia³ów i struk-

tur pó³przewodnikowych, Wyd. Politechniki Œl¹skiej,

Gliwice, 2001.

[11] C. Salazar: Semiconductors from the Philippines,

Draft prepared for United Nations Environment

Programme: http://iisd.ca/susprod/semiconduct.pdf

[12] Matsushita Electronic Components Co., Ltd.:

www.matsushita.co.jp/environment/

a

a

Œ

ŒR

RO

OD

DO

OW

WIIS

SK

KO

O

ZAGRO¯ENIA ZE STRONY

PRZEMYS£U ELEKTRONICZNEGO

(2)

1)

W technologii pó³przewodnikowej jako kryterium podzia³u mate-

ria³ów dielektrycznych przyjêto wartoœæ wzglêdnej sta³ej dielek-
trycznej

(

ε

w

literaturze anglosaskiej oznaczanej ”k”) dla dwutlenku

krzemu SiO

2

, wynosz¹c¹ 3,9. Materia³y o

ε

w

<3,9 (low-k) stosowa-

ne jako warstwy izolacyjne zapewniaj¹ zmniejszenie pojemnoœci
i przes³uchów miêdzy s¹siednimi œcie¿kami metalowymi.

2)

Wymiar charakterystyczny (zwany te¿ regu³¹ projektowania

[10]) jest definiowany jako œrednia wartoœæ szerokoœci realizowa-
nych w strukturze pó³przewodnikowej linii i odstêpu miêdzy nimi.

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2003

OOppeerraaccjjaa tteecchhnnoollooggiicczznnaa

OOddppaaddyy lloottnnee

OOddppaaddyy pp³³yynnnnee

OOddppaaddyy ssttaa³³ee

Przygotowanie ekranu i maski

Opary rozpuszczalników

Zu¿yte rozpuszczalniki

Szk³o o³owiowe (st³uczone)

Nak³adanie luminoforów

Opary

Zu¿yte: fotorezyst, kwasy,

Nak³adane substancje

utleniacze, zawiesina grafitowa,

œrodki powierzchniowo czynne,

roztwory luminoforów, œrodki

chelatuj¹ce, aluminium, pow³oki,

substancje ¿r¹ce, rozpuszczalniki,

alkohol, amoniak, woda dejoni-

zowana, woda ch³odz¹ca

Mocowanie ekranu

_

Œrodek odt³uszczaj¹cy

Metale

dla elektronów rozproszonych
Przygotowanie sto¿ka

_

Œrodki myj¹ce, szklana

Sprzêt zanieczyszczony

i klejenie sto¿ka z ekranem

_

pasta lutownicza, woda dejonizowana

past¹ lutownicz¹, resztki

pasty, szk³o o³owiowe (st³uczone)

Mocowanie dzia³ elektronowych

_

Rozpuszczalniki, ¿r¹ce œrodki czyszcz¹ce

Szk³o (st³uczone)

Wykoñczenie

VOC

Rozpuszczalniki

_

VOC: lotne substancje organiczne (volatile organic compounds)

Œrodki chelatuj¹ce: polepszaj¹ w³aœciwoœci k¹pieli trawi¹cych i galwanicznych