Резистивные сплавы в порошках РС-5406Н в Минске

Резистивные сплавы в порошках РС-5406Н: прецизионный материал для тонкоплёночных резисторов

Порошковый резистивный сплав РС-5406Н — гетерогенная композиция на основе никеля и хрома с легирующими добавками кремния и алюминия, выпускаемая в виде газо- или водораспылённых частиц сферической и осколочной морфологии. Материал предназначен для вакуумного и магнетронного напыления тонкоплёночных резистивных элементов, а также для трафаретной печати толстоплёночных структур. Номинальное удельное электрическое сопротивление формируемых покрытий — 5,4–6,0 мкОмм при толщине плёнки 0,1–0,5 мкм, что соответствует поверхностному сопротивлению 54–120 Ом/.

Технические характеристики порошка РС-5406Н

Гранулометрический состав порошка нормируется в диапазоне 5–63 мкм с медианным размером частиц d50 — 20–30 мкм. Насыпная плотность — 3,8–4,6 г/см, текучесть по Холлу — не более 25 с для фракций 40–63 мкм. Содержание кислорода в порошке не превышает 0,15 % масс., что критично для стабильности температурного коэффициента сопротивления (ТКС) напыляемых плёнок.

Фазовый состав и легирующая система

Сплав РС-5406Н относится к системе Ni–Cr–Si–Al с объёмной долей хромовой фазы 20–25 %. Кремний и алюминий вводятся для подавления роста зерна при отжиге и снижения ТКС до величин, близких к нулю, после термообработки при 380–420 C в течение 30–60 мин. Микроструктура порошка — двухфазная: твёрдый раствор на основе никеля и дисперсные включения силицидов хрома размером 0,2–0,8 мкм.

• Никель — основа, обеспечивает пластичность и коррозионную стойкость плёнки.
• Хром (20–25 %) — формирует резистивную фазу, повышает жаростойкость до 600 C.
• Кремний (1,5–3,0 %) — ингибитор роста зерна, стабилизатор ТКС.
• Алюминий (0,8–2,0 %) — улучшает адгезию к ситалловым и керамическим подложкам.
• Примеси железа и углерода — не более 0,1 % каждая.

Технологические режимы напыления

Для магнетронного распыления на постоянном токе рекомендуемая плотность мощности — 8–15 Вт/см при давлении аргона 0,3–0,7 Па. Дистанция мишень–подложка — 60–90 мм. Для электронно-лучевого испарения порошок предварительно компактируется в таблетки диаметром 40–60 мм при давлении 200–300 МПа. Скорость осаждения плёнки — 0,5–2,0 нм/с, что обеспечивает равномерность сопротивления по пластине диаметром 100 мм в пределах 3 %.

Области применения

• Тонкоплёночные резисторы в гибридных интегральных схемах (ГИС) и микросборках.
• Резистивные элементы датчиков давления и тензорезисторов на ситалловых подложках.
• Нагревательные плёночные структуры в термостатах кварцевых генераторов.
• Прецизионные делители напряжения в измерительных усилителях и АЦП.
• Резистивные слои в СВЧ-аттенюаторах и согласующих цепях.
• Токосъёмные и ограничительные резисторы в силовой электронике.

Совместимость с подложками и последующими операциями

Покрытия из РС-5406Н формируют стабильный омический контакт с плёнками алюминия, меди и золота при вскрытии контактных окон. Совместимы с фотолитографией по «взрывной» технологии (lift-off) и жидкостным травлением в растворах на основе ортофосфорной кислоты. После осаждения рекомендуется отжиг при 400 C в вакууме или среде азота для стабилизации ТКС и снижения внутренних механических напряжений до 150–250 МПа.

Вопросы и ответы