Krzemowe czujniki ciśnienia 1

Transkrypt

1 Krzemowe czujniki ciśnienia 1 Mikrosystemy są to nowoczesne urządzenia składające się z czujników, układów elektronicznych i siłowników (aktuatorów). Elementy te są wytwarzane metodami mikroinżynieryjnymi, głównie mikroelektronicznymi i mikromechanicznymi. Na obecnym etapie rozwoju techniki mikrosystemów, są one najczęściej wykonywane z krzemu lub z krzemu połączonego ze szkłem, w postaci jedno lub wielowarstwowego chipu, zawierającego różne trójwymiarowe mikrokonstrukcje mechaniczne (mikromechaniczne). Mikrokonstrukcje te membrany, rowki, belki, wgłębienia, otwory etc. tworzą mikromechaniczną część mikrosystemów. 1. Piezorezystancyjne czujniki ciśnienia Najważniejszym rynkowym wyrobem mikromechanicznym, w którym zastosowano membrany krzemowe są krzemowe, piezorezystancyjne czujniki ciśnienia, które są wytwarzane i sprzedawane w setkach milionów egzemplarzy. W czujnikach tych (rys. 1) cienka membrana krzemowa, wytrawiona anizotropowo w podłożu o orientacji krystalograficznej (100), ugina się pod wpływem oddziaływania ciśnienia cieczy lub gazów. W ugiętej membranie zostają wytworzone silne powierzchniowe naprężenia rozciągająco ściskające. W polu tych naprężeń są umieszczone monolityczne piezorezystory, połączone w układ mostka Wheatstone a tak, aby otrzymać w nich dodatnie i ujemne zmiany rezystancji wywołane efektem piezorezystancyjnym. Z przyczyn technologicznych piezorezystory w mostku Wheatstone a w czujnikach mikromechanicznych cechuje rozrzut ich rezystancji, zwykle około ±0.05 % ich wartości znamionowej. Rozrzut ten powoduje powstanie napięcia niezrównoważenia mostka tensometrycznego U 0. W typowych czujnikach zasilanych stałym napięciem 5 V sygnał pełnego zakresu U FSO (FSO - Full Scale Output) wynosi około 100 mv, a U 0 od kilku do kilkudziesięciu miliwoltów. Rozkład naprężeń i ułożenie piezorezystorów są uzależnione od kształtu membrany i wzmocnień na niej uformowanych. Najczęściej stosuje się dwa piezorezystory równoległe i dwa piezorezystory prostopadłe do krawędzi płaskiej membrany. Takie ułożenie piezorezystorów wykorzystuje 1 Materiał opracowano na podstawie książki: Jan A. Dziuban, Technologia i zastosowanie mikromechanicznych struktur krzemowych i krzemowo-szklanych w technice mikrosystemów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław

2 silne naprężenie rozciągające, powstające przy krawędzi membrany. Aby uzyskać dużą zmianę rezystancji, piezorezystory powinny być krótkie i umieszczone jak najbliżej krawędzi membrany. Rezystory prostopadłe do krawędzi membrany dzieli się najczęściej na dwa krótsze odcinki. Możliwe jest stosowanie dwóch par piezorezystorów równoległych do wybranej krawędzi membrany ułożonych przy jej krawędzi i w centralnej części. Takie ułożenie piezorezystorów wykorzystuje rozciągające naprężenia przykrawędziowe i ściskające naprężenia centralne występujące w płaskiej membranie. W membranach profilowanych ułożenie piezorezystorów wynika z ilości i rodzaju wzmocnień. a) b) c) Rys. 1. Piezorezystancyjny czujnik ciśnienia: a) schemat wytwarzania, b) budowa schematyczna, c) ułożenie piezorezystorów na membranach, po środku układ cut,po lewej układ na membranie płaskiej, po prawej układ na membranie wzmocnionej. W WEMiF PWr opracowano kilka typów struktur krzemowych piezorezystancyjnych czujników z membranami płaskimi i profilowanymi. Membrany formuje się w procesie 2

3 trawienia anizotropowego krzemu, aktywowanego termicznie, najczęściej w wodnym roztworze wodorotlenku potasu (np. 10 M KOH, 80 o C). W procesie tym stosuje się maski z tlenku termicznego o grubości d ox = 1.4 µm otrzymanego metodą utleniania wysokotemperaturowego w 1150 o C (rys.2). a) b) Rys. 2. Krzemowe membrany: a) piezorezystancyjnych czujników ciśnienia, b) pojemnościowych czujników ciśnienia. Membrany wykonuje się przed lub po procesach technologicznych formujących mikroelektroniczne podzespoły mikrosystemów (rys.3). a) b) Rys. 3. Formowanie membrany krzemowej: a) przed, b) po procedurach mikroelektronicznych. Na pojedynczym podłożu wykonuje się wiele dziesiątek lub setek membran, trawiąc w jednym procesie wiele podłoży jednocześnie. Wymiary planarne membran są zawarte najczęściej w przedziale od części milimetra do kilku milimetrów, a ich grubość od kilku do 3

4 kilkudziesięciu mikrometrów. W konstrukcji czujników ciśnienia oprócz membran płaskich stosuje się membrany krzemowe ze wzmocnieniami (rys.4) oraz membrany profilowane (rys.5). a) b) Rys. 4. Membrany ze wzmocnieniami - geometria: a) wzmocnienie pojedyncze, b) wzmocnienie podwójne. 4

5 a) d) b) c) Rys.5. Membrany pofalowane: a) fala okrągła, b) fala kwadratowa, c) zawieszenie masy drgającej w przyspieszeniomierzu, d) etapy procesu. Po wytrawieniu membran wytwarza się na nich piezorezystory, obszary p +, tworzące doprowadzenie elektryczne do piezorezystorów i kontakty poszerzone, wreszcie nakłada się i formuje metalizację aluminiową. W czujniku Z-02 zastosowano układ dwóch półmostków złożonych z pary piezorezystorów równoległych i prostopadłych do krawędzi membrany. Piezorezystor prostopadły podzielono na dwie mniejsze równoległe do siebie części, połączone zworą z wysokodomieszkowanego krzemu p +. Szczegóły struktury czujnika Z-02 przedstawiono na rys. 6. 5

6 Rys. 6. Czujnik Z-02: lay-out i struktura z lotu ptaka, widoczne piezorezystory wraz ze zworami typu p + i polami doprowadzającymi, kontakty poszerzone, zwracają uwagę znaki umożliwiające zgranie wzorów membrany i piezorezystorów. W czujniku ciśnienia krwi BIO (rys. 7) pola kontaktowe są ułożone wzdłuż wybranej krawędzi struktury, co umożliwia jego montaż w cewniku lekarskim. Czujnikiem tym można mierzyć temperaturę krwi, za pomocą termorezystorów w układzie półmostka, ulokowanych poza membraną, na litym krzemie ramki otaczającej membranę. Konstrukcja przetwornika piezorezystancyjnego czujnika BIO nie odbiega od konstrukcji czujnika Z-02. W czujniku zastosowano cienkie membrany krzemowe o grubości 10 µm. Czujnik ten wykazuje bardzo dobrą, ponad dziesięciokrotną odporność przeciążeniową. W czujnikach z autokompensacją wytworzono dwa przetworniki tensometryczne w układzie mostkowym, ulokowane odpowiednio na membranie czujnika ciśnienia i na litym krzemie, w ramce otaczającej membranę (rys. 8a). Mostek wewnętrzny ułożony na membranie podlega wpływom pneumatycznym i niekorzystnym oddziaływaniom technologicznym, wpływającym na wartość i dryft temperaturowy napięcia niezrównoważenia. Mostek zewnętrzny nie podlega wpływom pneumatycznym. Sygnały wyjściowe obydwu mostków zawierają te same składowe niekorzystne, wywołane czynnikami konstrukcyjno-technologicznymi oraz właściwy sygnał. Łącząc mostki Wheatstone a ze sobą w sposób przedstawiony na rysunku kompensuje się napięcie niezrównoważenia czujnika i jego dryft temperaturowy. 6

7 Rys. 7. Czujnik ciśnienia krwi zakres ciśnienia do 300 mmhg: lay-out struktury, awers czujnika, sposób montażu. W czujnikach z autokompensacją zastosowano unikalną konstrukcję piezorezystorów cut. Piezorezystory te, zbudowane z wielu aktywnych kwadratów p i nieaktywnych piezorezystancyjnie połączeń p +, są ułożone wzdłuż krawędzi membrany. Piezorezystor rozciągany poprzecznie w stosunku do ścieżki prądowej, o dodatnim przyroście rezystancji, oraz piezorezystor rozciągany wzdłuż ścieżki prądowej, o ujemnym przyroście rezystancji, powstaje poprzez odpowiednie skonfigurowanie połączeń p + (rys. 8c). Para piezorezystorów może być wykonana dokładnie na krawędzi membrany, co zapewnia bardzo wysoką czułość tensometryczną. Taki układ piezorezystorów można stosować w czujnikach z membraną typu bossed, bez utraty czułości i jakości przetwarzania tensometrycznego. 7

8 a) b) c) Rys. 8. Czujniki z autokompensacją : a) layouty i układ połączeń elektrycznych, b) struktury czujników, od lewej: awers i rewers czujnika z membraną płaską, rewers czujnika z membraną wzmocnioną c) piezorezystor cut R t rozciągany poprzecznie do ścieżki prądowej i piezorezystor cut R l rozciągany podłużnie do ścieżki prądowej. Piezorezystory cut ułatwiają technologię czujników, zapewniając przy tym ich wysoką czułość i znalazły zastosowanie m.in. w wysokoczułych czujnikach wibracji do kontroli inteligentnych noży skrawających opracowanych w Niemczech, w ramach jednego z priorytetowych programów rozwoju mikrosystemów. 8

9 W mikromechanicznych strukturach czujników zawierających cienką membranę krzemową niezgodność współczynników rozszerzalności termicznej krzemu i materiału obudowy powodować może niekontrolowane wyginanie membrany (rys.9). Jeśli temperatura pracy czujnika wzrośnie membrana może wygiąć się w dół, jeśli temperatura obniży się membrana się uwypukli. W ugiętej membranie powstają naprężenia mechaniczne, które są przyczyną dużych błędów wskazań czujników. Błędne sygnały mogą być porównywalne co do wartości, z sygnałami metrologicznymi przewidzianymi dla danego typu czujnika. Rys.9. Niedopasowanie krzemu i obudowy wygina cienką membranę czujników ciśnienia, powodując powstanie fałszywych sygnałów metrologicznych. a) b) Rys. 10. Sposoby montażu struktur czujników ciśnienia: a) z wykorzystaniem elastycznych klei żelowych metoda klejenia pływającego, b) montaż krawędziowy metoda klejenia twardego. Szczególnie drastycznego obniżenia dokładności wskazań należy się spodziewać w piezorezystancyjnych czujnikach ciśnienia eksploatowanych w bardzo szerokim zakresie temperatur na przykład w technice motoryzacyjnej. I tak, czujniki ciśnienia typu MAP (Manifold Absolute Pressure Sensors), które pracują w temperaturach od 40 C do +120 C, a sporadycznie temperatura ich może przekraczać +150 C, muszą być niezawodne przez co najmniej 10 lat (wg wymagań amerykańskich). W mało dokładnych czujnikach nadciśnienia opisywane tu niekorzystne efekty temperaturowe można częściowo zniwelować, poprzez montaż struktur czujników metodą klejenia pływającego lub twardego klejenia jednej z 9

10 krawędzi struktur czujnika (rys.10) co umożliwia wzajemne przemieszczanie się struktury i obudowy. W przypadku struktur czujników metrologicznych (klasa powyżej 0.5) stosuje się bez wyjątku osadzanie ich na wysokich słupkach szkła Pyrex przed montażem w obudowie (rys. 11). Struktury czujników łączy się ze szkłem metodą bondingu anodowego (rys.12). Układ krzem-szkło jest rozgrzewany do temperatury kilkuset stopni Celsjusza ( C), a następnie, krzem położony na stoliku jest polaryzowany dodatnio, zaś położone na krzemie szkło jest polaryzowane ujemnie dość wysokim napięciem ( V). Następuje zbliżenie powierzchni krzemu i szkła, i wytworzenie silnego, chemicznego połączenia między krzemem i szkłem. Następnie, krzemowo-szklana struktura czujnika jest przyklejana do obudowy. Słupek szklany o odpowiedniej wysokości izoluje mechanicznie strukturę krzemową czujnika od obudowy, tak że naprężenia powstające na granicy obudowa-szkło są tłumione w szkle i nie oddziaływają na membranę czujnika. Modelowanie SENSYM oraz ANSYS przeprowadzone dla szkieł SD-2 i Corning 7740 wykazało, że zanik naprężeń następuje dla słupków szklanych o wysokości powyżej 1 mm (rys.13). Stwierdzono również, że wpływ klejenia na naprężenia termiczne w membranach jest w tym przypadku nieistotny. a) b) Rys. 11. Montaż piezorezystancyjnych czujników ciśnienia: a) struktura na szkle półprzekrój, od lewej czujnik bezwzględny i czujnik względny, b) struktura na szkle w obudowie TO5. 10

11 W Instytucie Technologii Elektronowej w Warszawie opracowano czujniki mkromechaniczne ciśnienia nowej generacji, wykorzystując bonding anodowy płyt krzemowych i szklanych ze szkła Corning 7740 o grubości 2 mm z otworami dla czujników względnych lub ze szkła Corning 7740 o grubości 1mm bez otworów, w próżni, dla czujników bezwzględnych (rys ). Rys. 12. Schemat stanowiska do bondingu anodowego. a) b) Rys. 13. Naprężenia von Missesa wynik modelowania: a) w funkcji odległości od powierzchni membrany dla podłoża krzemowego umocowanego bezpośrednio do obudowy metalowej, b) w funkcji odległości od powierzchni styku krzem szkło dla płyty szklanej umocowanej bezpośrednio do obudowy, widoczny zanik naprężeń w dużej odległości od lica. Bonding płyt przeprowadzano na końcowym etapie wytwarzania czujników po procedurach mikromechanicznych, w których uformowano membrany czujników i po usunięciu wszelkich warstw obcych z tylnej strony podłoża krzemowego. Opracowano czujniki ciśnienia PS- 010M w obudowach metalowych i tworzywowych. Struktury czujników na szkle mogą być również montowane do podłoży (chip-carrier ów) ceramicznych i laminatowych. Parametry 11

12 czujników przedstawiono w tabeli 1. Rys. 14. Czujnik ciśnienia na zakres do 100 kpa: a) lay-out, b) wygląd struktury z lotu ptaka w świetle odbitym i przechodzącym. a) b) Rys. 15. Struktury prototypowych krzemowych piezorezystancyjnych czujników ciśnienia na szkle: a) struktura czujnika względnego - widoczny kanał referencyjny, b) struktura czujnika bezwzględnego (absolutnego). Tabela1. Parametry czujnika PS-010 M obudowa metalowa (według karty katalogowej ITE Warszawa). PARAMETRY GRANICZNE minimalna temperatura pracy 0 C maksymalna temperatura pracy 50 C minimalna temperatura przechowywania -10 C maksymalna temperatura przechowywania 150 C ciśnienie znamionowe 100 kpa maksymalny prąd zasilania 1.5 ma maksymalne napięcie zasilania 7.5 V 12

13 PARAMETRY METROLOGICZNE Parametr Minimalnie Typowo Maksymalnie Jednostka Uwagi Zakres napięcia wyjściowego (FSO) mv 1 Napięcie niezrównoważenia mv 1 Rezystancja mostka kω 1 Nieliniowość sygnału wyjściowego 0.5 % 1 Histereza ciśnieniowa 0.2 % 1 Temperaturowy współczynnik rezystancji 0.23 %/ C 2 Temperaturowy współczynnik napięcia wyjściowego %/ C 2 Temperaturowy współczynnik napięcia niezrównoważenia 0.04 % / C 2 Histereza temperaturowa % Stabilność długoterminowa 0.5 % Wszystkie parametry określone przy zasilaniu 1 ma 1. dla temperatury 25 C; 2. średnia w zakresie temp. 0 C do 50 C Selektywny bonding anodowy krzemu do szkła zastosowano do montażu struktur piezorezystancyjnych czujników małych ciśnień, na zakres 20 kpa, z membraną wzmocnioną opracowanych w ITE w Warszawie. Struktury czujników z membraną 2 x 2 mm 2, ze wzmocnieniem cofniętym o 5µm od czoła tylnej strony podłoża (rys.16) montowano do słupków szklanych φ = 5 mm, o wysokości 3 i 6 mm (szkło Borofloat 3.3). Widok czujnika na szkle w obudowie TO8 przedstawiono na rys.17. Rys. 16. Przekrój przez strukturę czujnika ciśnienia na szkle. 13

14 Rys. 17. Czujnik ciśnienia na zakres 20kPa na słupku szklanym. Bonding fuzyjny SFB (Silicon Fusion Bonding) jest często stosowany w mikrosystemach, między innymi, do wytwarzania podłoży prefabrykowanych z membranami laminowanymi Si-Si (rys.18) oraz Si/SiO 2 -Si (SOI-like), do wytwarzania podłoży SOI, na których wykonuje się różne przyrządy mikromechaniczne (rys.19). Technika SFB wykorzystywana jest do łączenia różnych konstrukcji przestrzennych czujników i aktuatorów. Polega na łączeniu ze sobą podłoży krzemowych w wysokiej temperaturze, bez udziału zewnętrznego pola elektrycznego. a) b) Rys. 18. Dwa sposoby wytworzenia struktury czujnika ciśnienia z membraną krzemową laminowaną o odwróconej geometrii: a) technika pocieniania, b) technika smart cut. 14

15 Po zetknięciu czystych powierzchni krzemowych wytwarza się słabe połączenie (tzw. połączenie spontaniczne). Siłę połączenia zwiększa się przez wygrzewanie podłoży w wysokiej temperaturze. Proces ten przeprowadza się zarówno w początkowych, jak i w końcowych etapach wytwarzania mikrourządzeń. Bonding fuzyjny jest stosowany w technologii membranowych czujników ciśnienia, zarówno piezorezystancyjnych, jak i pojemnościowych. a) b) c) Rys. 19. Struktury czujników ciśnienia o odwróconej geometrii : a) możliwe konstrukcje, b) zagadnienia geometryczne, c) membrana SOI. 2. Pojemnościowy czujnik ciśnienia W czujniku tym cienka membrana krzemowa typu bossed tworzy wraz z cienkowarstwową elektrodą metalową kondensator powietrzny (rys.20). Ciśnienie płynów (lub nacisk siły) ugina membranę co zmienia jej odległość od elektrody, a tym samym zmienia pojemność kondensatora. W czujniku zastosowano strukturę krzemową 10 x 8 x 0.38 mm 3 z cienką membraną typu bossed ze wzmocnieniem 5x5mm 2. W podłożu szklanym, odpowiednio przyciętym z większej płyty szklanej, wywiercono otwory referencyjne φ = 0.8 mm. Na podłoże naniesiono warstwę Cr-Ni-Au i uformowano fotolitograficznie elektrodę okładkę kondensatora. Na tylną stronę struktury krzemowej naniesiono kontakt Ti-W-Au, zaś czoło wzmocnienia cofnięto względem lica ramki otaczającej membrany o 15µm metodą krótkotrwałego trawienia w HF:HNO 3. Na tak uformowaną powierzchnię naniesiono cienką 15

16 warstwę SiO 2 metodą reaktywnego rozpylania w próżni. Następnie połączono strukturę krzemową ze szkłem stosując bonding anodowy (selektywny) z ramką pośrednią. Otrzymano czujnik ciśnienia, którego wygląd i charakterystykę przedstawiono na rys. 21. a) b) Rys. 20. Pojemnościowy czujnik ciśnienia: a) budowa w przekroju, b) sposób wytwarzania. 16

17 a) c) b) c) Rys. 21. Pojemnościowy czujnik ciśnienia: a) podłoże krzemowe z uformowanymi membranami, b) podłoże szklane z elektrodami, c) charakterystyka czujnika. 3. Rezonansowy, pojemnościowy czujnik ciśnienia W tej nowszej konstrukcji, wsparty na membranie krzemowej rezonator krzemowy zmienia częstotliwość drgań rezonansowych proporcjonalnie do ciśnienia gazu naciskającego na membranę. W pierwszym kroku technologicznym wytrawia się anizotropowo w KOH membranę wraz ze wspornikami, a następnie, po utlenieniu, do strukturyzowanego podłoża bonduje fuzyjnie (1100 C, 4 h) płytę rezonatora, pocienioną do żądanej grubości metodą trawienia w KOH z dodatkiem IPA w 60 o C z przedmuchem tlenowym (co zapewniało bardzo gładką powierzchnię). W końcu, w reaktywnym trawieniu jonowym formuje się strukturę wibratora (rys.22). a) b) Rys. 22. Rezonansowy czujnik ciśnienia: a) budowa, b) wygląd od strony rezonatora. 17

18 4. Optoelektroniczny czujnik ciśnienia z membraną krzemową Optyczne czujniki ciśnienia, należące do podgrupy urządzeń optycznomikromechanoelektrycznych MEOMS, stanowią nową grupę czujników mikromechanicznych z membranami krzemowymi. Membrana ta może być w tych czujnikach wykorzystywana na wiele sposobów (rys. 23). Rys. 23. Uginana membrana krzemowa modeluje światło w mikromechanicznych czujnikach ciśnienia lub siły: możliwe konstrukcje. W krzemowym czujniku ciśnienia (siły) z włóknem światłowodowym ze złączem p-n (rys. 24) opracowanym w WEMiF cienka membrana krzemowa typu bossed, poruszana ciśnieniem płynów lub gazów, przesuwa końcówkę światłowodu przed światłoczułą diodą półprzewodnikową. Światłowód prowadzi światło z zewnętrznego źródła oświetlenia (lampa halogenowa, laser, słońce itp.). Ruch światłowodu wywołuje zmianę poziomu oświetlenia diody. W diodzie światłoczułej powstaje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmian oświetlenia. Sygnał ten jest miarą ciśnienia oddziałującego na membranę. Czujnik ciśnienia składa się z dwóch sklejonych chipów krzemowych. W chipie górnym wykonano membranę 6 x 6 mm 2 o grubości 20 µm, ze wzmocnieniem wypełniającym 1/4 jej powierzchni. W ramce otaczającej membranę i we wzmocnieniu membrany uformowano V-rowek, którego wymiary dostosowano do typowego światłowodu φ = 150 µm, tak aby środek światłowodu był zjustowany z górną powierzchnią chipu. Przy krawędzi ramki otaczającej membranę, po przeciwległej stronie V-rowka, wytworzono światłoczułą diodę p-n. Cenną zaletą tej konstrukcji jest całkowite iskrobezpieczeństwo czujnika. Moc wydzielona w diodzie światłoczułej nie przekracza 10 µw dla maksymalnego sygnału 18

19 wyjściowego. Źródło światła może być oddalone od punktu pomiaru ciśnienia. Niektóre parametry tego czujnika przedstawiono w tabeli 2 zaś charakterystykę ciśnieniową na rys. 25. a) b) Rys. 24. Czujnik ciśnienia z włóknem światłowodowym: a) schemat budowy, b) schemat wytwarzania. Tabela 2. Wybrane parametry czujnika z włóknem światłowodowym. Parametr Wartość Wymiary struktury [mm] 10 x 8.5 x 0.5 Maksymalny sygnał wyjściowy [V] 0.7 Czułość [mv/ 100 kpa] Przeciążalność Maksymalne ciśnienie pracy [kpa] (dla membrany 20 µm) Zasilanie elektryczne +240 dla <40 kpa -80 dla p>60 kpa 3 x 150 (200) brak (światło) 19

20 a) b) Rys. 25. Czujnik ciśnienia z włóknem światłowodowym.: a) ugięta membrana, p ~ 60 kpa, b) charakterystyka czujnika. 5. Optoelektroniczny czujnik ciśnienia z membraną metalową W czujniku tym (rys ) uginana pod ciśnieniem płynów bardzo cienka membrana metalowa wykonana z dwuwarstwy Ti-Au moduluje odbicie światła doprowadzonego do niej przez szklany światłowód włóknisty. Źródłem światła w układzie pomiarowym przedstawionym na rys. 28 jest dioda LED o mocy 100 µw, emitująca światło o długości λ = 860 nm. a) Rys. 26. Optoelektroniczny czujnik ciśnienia: a) schemat budowy, b) schemat wytwarzania. 20

21 Rys. 27. Optoelektroniczny czujnik ciśnienia: detale i zmontowany czujnik. Rys. 28. Układ pomiarowy i charakterystyka czujnika. Czujniki tego typu cechuje duża nieliniowość wskazań, co wymaga kompensacji przez zewnętrzne układy mikroprocesorowe. Cenną zaletą takiego czujnika jest jego całkowite iskrobezpieczeństwo. 21