Резистивные сплавы в порошках РС-5402: прецизионный материал для тонкоплёночных резисторов
Порошковый резистивный сплав РС-5402 — готовая шихта на основе системы никель–хром–кремний–бор, легированная алюминием и марганцем. Материал предназначен для вакуумного и магнетронного напыления тонкоплёночных резистивных слоёв с поверхностным сопротивлением от единиц Ом/ до десятков кОм/. Гранулометрический состав порошка — 40–100 мкм, насыпная плотность — 3,8–4,4 г/см, содержание кислорода — не более 0,15 %.
Сплав РС-5402 отличается стабильностью удельного сопротивления после высокотемпературного отжига: температурный коэффициент сопротивления (ТКС) в диапазоне –60…+125 C не превышает 50 ppm/C при толщине плёнки 0,1–0,3 мкм. Это обеспечивает воспроизводимость номиналов резисторов в партии с разбросом менее 1 %.
Технические характеристики порошка РС-5402
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Допуск |
|---|---|---|---|---|
| Удельное сопротивление плёнки | 180–220 | четырёхзондовый | мкОмсм | 8 % |
| ТКС | 50 | термоциклирование | ppm/C | –60…+125 C |
| Фракция | 40–100 | ситовой анализ | мкм | 10 % |
| Насыпная плотность | 3,8–4,4 | волюмометрия | г/см | 0,2 |
| Кислород | 0,15 | восстановительная плавка | % масс. | — |
Области применения
- Тонкоплёночные чип-резисторы типоразмеров 0402–1206 в автоматизированных линиях магнетронного напыления.
- Прецизионные резистивные сборки для измерительных усилителей и АЦП в системах промышленной автоматики.
- Резистивные элементы датчиков давления и тензорезисторов, работающих при температурах до +150 C.
- Гибридные интегральные микросхемы (ГИС) и многослойные керамические подложки AlO и AlN.
- Нагревательные элементы малой мощности в медицинском и аналитическом оборудовании.
- Резистивные слои в СВЧ-аттенюаторах и согласующих цепях диапазона до 18 ГГц.
Технологические режимы напыления
Порошок РС-5402 применяется в установках магнетронного распыления с планарной мишенью и в термических испарителях резистивного типа. Оптимальное остаточное давление в камере — 510–510 Па, рабочее давление аргона — 0,3–0,8 Па. Температура подложки при осаждении — 200–350 C. Последующий отжиг при 400–450 C в течение 30–60 минут в среде азота стабилизирует ТКС и снижает внутренние механические напряжения плёнки.
Для получения резистивных слоёв с поверхностным сопротивлением 1–10 кОм/ толщина плёнки составляет 0,05–0,15 мкм. При этом адгезия к подложкам из ситалла, поликора и оксида алюминия обеспечивается предварительным подслоем нихрома или титана толщиной 20–50 нм.
Вопросы и ответы
Какое поверхностное сопротивление обеспечивает плёнка из РС-5402?
При толщине 0,1 мкм поверхностное сопротивление составляет 180–220 Ом/. Варьируя толщину от 0,05 до 0,3 мкм, получают диапазон от 60 до 440 Ом/.
Совместим ли порошок РС-5402 с магнетронными установками планарного типа?
Да. Фракция 40–100 мкм обеспечивает стабильное распыление мишени без залипания и неравномерного эрозионного профиля при мощности 1–3 кВт.
Какой отжиг требуется для стабилизации ТКС?
Рекомендуется отжиг при 400–450 C в среде азота или аргона в течение 30–60 минут. Это снижает ТКС до 50 ppm/C и стабилизирует сопротивление.
Применяется ли РС-5402 для тензорезисторов?
Да. Сплав используется в тензорезистивных датчиках давления и деформации благодаря низкому ТКС и стабильности при циклических нагрузках до 150 C.
