Резистивные сплавы в порошках РС-6012 в Минске

Резистивные сплавы в порошках РС-6012: прецизионный материал для тонкоплёночных резисторов

Порошок РС-6012 — это резистивный сплав на основе никеля и хрома с контролируемым содержанием кремния и алюминия, выпускаемый в виде газо- или водно-атомизированного порошка для последующего нанесения методами магнетронного распыления, вакуумного испарения и плазменного напыления. В отличие от компактных резистивных сплавов, поставляемых в виде ленты или проволоки, порошковая форма РС-6012 обеспечивает возможность формирования тонкоплёночных резистивных слоёв толщиной от 20 до 500 нм с воспроизводимым удельным поверхностным сопротивлением.

Гранулометрический состав порошка РС-6012 нормируется в диапазоне 10–63 мкм в зависимости от метода нанесения. Для магнетронных мишеней применяют фракцию 45–106 мкм, для плазменного напыления — 20–45 мкм. Насыпная плотность составляет 3,8–4,6 г/см, что обеспечивает стабильную подачу в дозаторы установок вакуумного напыления.

Технические характеристики порошка РС-6012

Области применения

• Тонкоплёночные резисторы в гибридных интегральных схемах (ГИС) и микросборках, включая прецизионные делители напряжения в измерительных трактах.
• Резистивные элементы датчиков давления и тензорезисторов, работающих в составе мостовых схем при температурах до +200 C.
• Нагревательные плёночные элементы в вакуумных камерах и аналитическом оборудовании, где требуется равномерное распределение мощности по площади.
• Магнетронные мишени для установок реактивного ионного распыления при производстве резистивных слоёв на керамических подложках из AlO и AlN.
• Плёночные поглотители СВЧ-мощности в волноводных трактах радиолокационных систем.
• Резистивные покрытия в прецизионных резисторах класса точности 0,01–0,1 % для АЦП и ЦАП промышленного назначения.

Технологические особенности нанесения

Порошок РС-6012 предназначен для формирования мишеней методом горячего изостатического прессования (HIP) при температуре 1050–1150 C и давлении 100–150 МПа. Полученные мишени имеют плотность не менее 98 % от теоретической и остаточную пористость не более 0,5 %, что исключает образование капельной фазы при магнетронном распылении.

При вакуумном термическом испарении порошок загружается в тигли из нитрида бора или вольфрама. Температура испарения составляет 1550–1650 C при остаточном давлении в камере не выше 510 Па. Скорость осаждения плёнки — 0,5–2 нм/с, что позволяет контролировать толщину резистивного слоя с точностью 3 %.

Для плазменного напыления на детали сложной геометрии применяют фракцию 20–45 мкм с подачей транспортного газа (аргон) под давлением 0,3–0,5 МПа. Дистанция напыления — 80–120 мм, ток дуги — 400–600 А. Сцепление покрытия с подложкой из нержавеющей стали 12Х18Н10Т достигает 40–50 МПа при отрыве.

Условия эксплуатации и совместимость

Резистивные слои на основе РС-6012 сохраняют номинальное сопротивление при воздействии вибрационных нагрузок до 20 g в диапазоне 10–2000 Гц и ударных ускорений до 150 g. Влагостойкость покрытия обеспечивается при относительной влажности до 98 % при +40 C без конденсации. Для работы в агрессивных средах требуется защитный слой SiO или SiN толщиной 0,5–1,0 мкм.

Сплав совместим с контактными площадками из золота, меди и алюминия. При формировании многослойных структур резистор–конденсатор применяется последовательное напыление РС-6012 и диэлектрика на основе тантала. Диффузия никеля в кремниевую подложку ограничивается барьерным слоем TiN толщиной 50–100 нм.

Вопросы и ответы