Резистивные сплавы в порошках РС-540К в Минске


Резистивные сплавы в порошках РС-540К: прецизионный материал для тонкоплёночных резисторов

Порошок РС-540К — диспергированный резистивный сплав на основе никеля и хрома с контролируемым легированием кремнием и алюминием, предназначенный для вакуумного и магнетронного напыления тонкоплёночных резистивных элементов. Гранулометрический состав порошка обеспечивает стабильную подачу в плазменные распылительные системы и формирование плёнок с воспроизводимым удельным поверхностным сопротивлением. Материал поставляется в виде сферических или оскольчатых частиц с низким содержанием кислорода, что критично для получения резистивных слоёв без локальных неоднородностей.

Технические характеристики и фракционный состав

Резистивный сплав РС-540К относится к классу прецизионных материалов с температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) в диапазоне –50…+150 C, не превышающим 25 ppm/C после термической стабилизации. Удельное объёмное сопротивление напылённой плёнки — 1,1–1,4 мкОмм при толщине слоя 0,1–0,5 мкм. Порошок проходит классификацию на ситах и магнитную сепарацию, что исключает попадание ферромагнитных включений в распылительную мишень.

ПараметрЗначениеМетод контроляВлияние на процессПримечание
Фракция, мкм45–106ситовой анализстабильность подачидля плазменного напыления
Насыпная плотность, г/см3,8–4,4ГОСТ 19440дозирование шнекомзависит от фракции
Содержание кислорода, %0,15восстановительное плавлениедефектность плёнкивакуумная упаковка
ТКС плёнки, ppm/C25термоциклированиеточность резисторовпосле отжига 400 C
Удельное сопротивление, мкОмм1,1–1,4четырёхзондовыйноминал сопротивлениятолщина 0,3 мкм

Области применения

Порошок РС-540К применяется в производстве дискретных тонкоплёночных резисторов, интегральных микросхем с резистивными слоями, а также в тензорезистивных датчиках давления и деформации. Материал востребован в авионике, медицинской электронике и измерительной технике, где требуется долговременная стабильность сопротивления при термоциклировании от –60 до +155 C.

  • Магнетронное распыление мишеней для чип-резисторов типоразмеров 0402–1206.
  • Вакуумное термическое испарение в установках типа УВН-71 и ВУП-5.
  • Формирование резистивных слоёв в гибридных интегральных схемах (ГИС).
  • Изготовление тензорезисторов для датчиков давления в нефтегазовой аппаратуре.
  • Нанесение прецизионных резистивных покрытий в СВЧ-аттенюаторах и делителях мощности.

Технологические особенности напыления

При магнетронном распылении порошок предварительно прессуется в мишень или используется в виде засыпки в тигель испарителя. Рабочее давление аргона — 0,3–0,7 Па, плотность мощности — 5–15 Вт/см. Подложки из ситалла, оксидированного кремния или поликора нагреваются до 250–350 C для улучшения адгезии и формирования равномерной мелкокристаллической структуры плёнки. Последующий отжиг при 400–450 C в вакууме или среде азота стабилизирует ТКС и снижает внутренние механические напряжения.

Совместимость с оборудованием

  • Магнетронные распылительные системы с планарными мишенями диаметром 100–200 мм.
  • Установки электронно-лучевого испарения с тиглями из вольфрама или молибдена.
  • Системы ионно-плазменного напыления с ВЧ-разрядом.
  • Установки резистивного испарения с лодочками из тантала или графита.

Вопросы и ответы

Какая фракция порошка РС-540К оптимальна для магнетронного распыления?

Для планарных магнетронов рекомендуется фракция 45–106 мкм, обеспечивающая равномерную засыпку мишени и стабильный разряд. Более мелкие фракции склонны к агломерации и пылеобразованию в камере.

Какой ТКС обеспечивает сплав РС-540К после отжига?

После термической стабилизации при 400–450 C ТКС напылённой плёнки находится в пределах 25 ppm/C в диапазоне –50…+150 C, что соответствует классу прецизионных резисторов.

Требуется ли восстановление порошка перед напылением?

При содержании кислорода до 0,15 % дополнительное восстановление не требуется. При хранении свыше 6 месяцев в негерметичной таре рекомендуется вакуумный отжиг при 600 C в среде водорода.

Какие подложки совместимы с резистивными плёнками на основе РС-540К?

Наилучшая адгезия достигается на ситалле, поликоре, оксидированном кремнии и керамике ВК-94. Подложки из органических материалов и стекла с низкой температурой размягчения не применяются из-за нагрева до 250–350 C.