Резистивные сплавы в порошках РС-1714: прецизионный материал для тонкоплёночных резисторов
Порошок РС-1714 — диспергированный резистивный сплав на основе никеля и хрома с контролируемыми легирующими добавками, предназначенный для вакуумного и магнетронного напыления тонкоплёночных резистивных элементов. Гранулометрический состав порошка обеспечивает стабильное распыление мишени и воспроизводимость удельного поверхностного сопротивления плёнки в диапазоне 50–300 Ом/ при толщине слоя 0,05–0,3 мкм. Материал поставляется в виде газо- или водно-атомизированного порошка с фракцией 10–63 мкм и содержанием кислорода не более 0,15 %.
Технические характеристики порошка РС-1714
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Фракционный состав | 10–63 мкм | ситовой анализ | стабильность распыления | основная фракция 85 % |
| Насыпная плотность | 3,8–4,6 г/см | ГОСТ 19440 | засыпка тигля, подача | зависит от атомизации |
| Содержание кислорода | 0,15 % | восстановительная плавка | ТКС плёнки | минимизация окислов |
| Удельное сопротивление плёнки | 50–300 Ом/ | четырёхзондовый | номинал резистора | при 0,1 мкм |
| ТКС плёнки | 25 ppm/C | термоциклирование | температурная стабильность | диапазон –60…+125 C |
| Температура испарения | 1450–1550 C | термогравиметрия | режим электронно-лучевого испарения | в вакууме 10 Па |
Области применения
- Тонкоплёночные чип-резисторы и резистивные сборки в производстве печатных плат для телекоммуникационного оборудования.
- Гибридные интегральные микросхемы (ГИС) и модули СВЧ-диапазона, включая аттенюаторы и согласующие цепи.
- Прецизионные делители напряжения в измерительных приборах и АЦП/ЦАП высокой разрядности.
- Резистивные элементы датчиков давления и тензорезисторов, работающих в условиях термоциклирования.
- Напыляемые нагревательные элементы для медицинского и лабораторного оборудования.
- Тонкоплёночные резисторы в автомобильной электронике с требованиями AEC-Q200.
Технологические особенности напыления
Порошок РС-1714 применяется в установках магнетронного распыления с мишенями диаметром 50–200 мм и в системах электронно-лучевого испарения с тиглями из нитрида бора или вольфрама. Для получения однородной плёнки рекомендуется предварительное вакуумирование камеры до 5 10 Па и подложка с температурой 200–350 C. Скорость осаждения составляет 0,5–2 нм/с, что позволяет контролировать толщину с точностью 5 %. Отжиг плёнки при 400–450 C в течение 30–60 минут стабилизирует ТКС и снижает внутренние механические напряжения.
Совместимость с подложками и последующей обработкой
- Сигал, поликор, AlO-керамика — адгезия без подслоя.
- Кремниевые пластины с подслоем SiO — требуется буферный слой Ti или Cr толщиной 10–20 нм.
- Полиимидные подложки — напыление при пониженной мощности для исключения деградации полимера.
- Фотолитографическая обработка — травление в растворах на основе Ce(NH)(NO) или ионное травление Ar.
Вопросы и ответы
Какое удельное поверхностное сопротивление обеспечивает плёнка из порошка РС-1714?
При толщине 0,1 мкм удельное поверхностное сопротивление составляет 50–300 Ом/ в зависимости от режима напыления и последующего отжига. Для точной подгонки номинала применяют лазерную подстройку или термический отжиг.
Какой ТКС достигается после отжига?
После отжига при 400–450 C в течение 30–60 минут ТКС стабилизируется на уровне 25 ppm/C в диапазоне –60…+125 C, что соответствует требованиям прецизионных резисторов класса 0,1 %.
Можно ли использовать РС-1714 для магнетронного распыления без предварительного спекания мишени?
Да, порошок засыпается непосредственно в мишень-держатель или предварительно прессуется в таблетки. Для стабильного разряда рекомендуется вакуум не хуже 5 10 Па и плотность тока 10–30 мА/см.
Какие примеси лимитируются в порошке РС-1714?
Ограничивается содержание кислорода ( 0,15 %), углерода ( 0,05 %), серы ( 0,02 %) и железа ( 0,3 %). Превышение этих примесей приводит к росту ТКС и нестабильности сопротивления во времени.
