Резистивные сплавы в порошках РС-1004: прецизионные материалы для тонкоплёночных резисторов
Порошок РС-1004 — дисперсный материал на основе резистивных сплавов системы никель–хром–кремний, легированных бором и алюминием. Гранулометрический состав обеспечивает стабильное распыление в плазменных и газотермических установках, а также равномерное распределение частиц при формировании толстоплёночных и тонкоплёночных резистивных структур. Удельное электрическое сопротивление спечённого слоя — 1,1–1,4 Оммм/м, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) — в пределах 5010 К в диапазоне –60…+125 C.
Технические характеристики порошка РС-1004
- Фракционный состав: 20–63 мкм (основная фракция 40–50 мкм)
- Насыпная плотность — 3,8–4,5 г/см
- Содержание кислорода — не более 0,35 %
- Температура плавления сплава — 1280–1350 C
- Удельное сопротивление компакта — 1,1–1,4 Оммм/м
- ТКС — 5010 К (после вакуумного отжига при 750 C)
Области применения
Порошок РС-1004 применяется в производстве прецизионных резисторов, нагревательных элементов и датчиков температуры. В микроэлектронике материал используется для магнетронного напыления резистивных слоёв на керамические подложки из AlO и AlN. В приборостроении — для изготовления чип-резисторов типоразмеров 0402–1206 с допуском 0,1 %. В авиационной и космической технике — для тонкоплёночных тензорезисторов, работающих при вибрационных нагрузках до 20 g и температурах –60…+150 C.
- Тонкоплёночные резисторы для АЦП и ЦАП с разрядностью 16–24 бит
- Нагревательные элементы для вакуумных камер и печей сопротивления
- Тензорезисторы для авиационных датчиков давления и деформации
- Резистивные элементы в СВЧ-аттенюаторах и согласующих цепях
- Датчики температуры для систем управления литий-ионными батареями
Технологические параметры нанесения
| Метод нанесения | Толщина слоя, мкм | Мощность, кВт | Давление, Па | ТКС, 10 К |
|---|---|---|---|---|
| Магнетронное распыление | 0,1–0,5 | 1,5–3,0 | 0,3–0,8 | 30 |
| Плазменное напыление | 50–200 | 25–40 | атмосфера | 50 |
| Трафаретная печать | 10–25 | — | — | 80 |
| Электронно-лучевое испарение | 0,05–0,3 | 3,0–6,0 | 10–10 | 40 |
Условия эксплуатации и совместимость
Резистивные слои на основе РС-1004 сохраняют номинальное сопротивление после 1000 ч испытаний при 125 C с дрейфом не более 0,5 %. Материал совместим с подложками из оксида алюминия, нитрида алюминия, ситалла и полиимидных плёнок. При нанесении на кремниевые пластины требуется подслой из SiO толщиной 0,5–1,0 мкм для предотвращения диффузии никеля в кремний. В системах управления электроприводами порошок используется для изготовления шунтов и токоограничивающих элементов с рабочим током до 10 А.
Вопросы и ответы
Какое удельное сопротивление обеспечивает порошок РС-1004 после спекания?
После вакуумного отжига при 750 C удельное сопротивление компакта составляет 1,1–1,4 Оммм/м. Значение зависит от режима напыления и толщины слоя.
Совместим ли РС-1004 с трафаретной печатью?
Да, при использовании органической связки на основе этилцеллюлозы. Рекомендуемая толщина слоя — 10–25 мкм, вжигание при 850 C в азотной среде.
Какой ТКС у резистивных слоёв из РС-1004?
ТКС находится в пределах 5010 К в диапазоне –60…+125 C. Для магнетронных слоёв после отжига ТКС снижается до 3010 К.
Применяется ли РС-1004 в авиационных тензорезисторах?
Да, материал используется для тонкоплёночных тензорезисторов, работающих при вибрациях до 20 g и температурах –60…+150 C, благодаря стабильности сопротивления и низкому дрейфу.
