Резистивные сплавы в порошках РС-5402 в Минске


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

ПараметрЗначениеМетод контроляЕдиницаДопуск
Удельное сопротивление плёнки180–220четырёхзондовыймкОмсм8 %
ТКС50термоциклированиеppm/C–60…+125 C
Фракция40–100ситовой анализмкм10 %
Насыпная плотность3,8–4,4волюмометрияг/см0,2
Кислород0,15восстановительная 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.