Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 110
Текст из файла (страница 110)
Вариации качественного состава и количественного соотношения компонентов позволяют создавать материалы с различными свойствами. Сформированные на подложке в результате обжига паст толсгопленочные резисторы имеют сложную структуру: они состоят из содержагцихся в стенлосбразной фазе электропроводных зерен (или частиц) оксидов или других соединений металлов. Элеьтропроводящие частицы имеют размеры от сотых долей микрона до нескольких микрон и не образуют строго упорядоченную систему.
Микроаналитические исследования пока- вали, что электроцроводящие частицы имеют ие кристаллическую, а стеклоаморфную структуру. Иногда можно наблюдать скопление (агломерацию) элекгропроводящих частиц. Распространенным резистивным материалом длн толстопленочных резисторов является ситема А — Рб.
Резистивные пасты содержат оксид серебра, палладий, стекло и органическое связующее. При термообрабогке происходит диссоциация Р60, окисление Ай и последующая диссоциация АВО, частичное образование твердого раствора Рб — Ая. Электрические свойства таких резисторов зависят, главным образом, от соотношения компонентов. Основные характеристики толстопленачных резисторов на основе некоторых применяемых в промышленности Ай — Рб паст приведены в табл.
15.12. Приведенные выше составы паст предназначены для формирования толстопленочных резисторов на подложиах из алюмооксидной керамики (марки 22-ХС, М-7, УФ-61), вжигаются в диапазоне температуры 620...700'С. совместимы с серебро-палладиевыми проводниками. Однако серебро-палладиевые резисгоры обладают целым рядом недостатков: содержат драгоценные дефицитные металлы, недостаточно стабильны при эксплуатации, особенно в средах с повышенным содержанием водорода, чувствительны к заливочным компаундам, к условиям вжигания и т. л.
Более высокими характеристиками как по значению ссл, так и по стабильности, обладакп толстопленочные резисторы на основе соединений рутения — диоксида рутения либо рутенитов свинца или висмута. Они устойчивы к повышенной температуре и электрическим нагрузкам, а также воздействию восстановительной (водородной) среды. В качестве стеклофазы для рутениевых резисторов применяют обычно стекло с высоким содержанием оксида свинца. В табл. 15.13. приведены основные карактеристики рутениевых резисторов на основе стекол различного состава. Иногда в состав паст, содержащих диоксид рутения, вводят добавки пентаоксида ииобия, которые позволяют регулировать сопротивление квадрата плении и температурный коэффициент сопротивления.
В последние годы разработаны резнстнвные композиции, не содержащие драгоценных металлов. Они могут быть разделены на две основные группы. Первую группу составляют композиции на основе полупроводнико. вых оксидов, таких как оксиды олова, индия, галлия, кадмия и др. Композиционные материалы 391 !5 15.4! Таблица 15.12. Освовиые характеристики толсыямгеиочных резисторов иа основе серебрапалладиевых паст Усновня испытания прн определении /т й/й в течение 1000 ч Относительное изменение сопротивления ~ /т й/й в течение 1000 ч, Я, не более Вл агостойкость ~ тз й/й, Уь, не бо- лее Температураый коэффициент сопротивлении аэ 10' ВДС шумов, мкВ/В Санротивленне квадрата йбь Ом Марка резнстивнай пасты Тнп стекла Удельная мощность рассеяния, Вт/смт Температура, 'С 660а 0,5 1,0 2.0 5,0 5,0 85 10,0 5,0 10,0 1,0 1,5 2,0 3,0 5,0 я после выдержки резисторов в течение 56 сут ажностью 93~5 агат.
Пр при тем Влагастой в среде с о кость опредсляетс тнасительной вл и м е ч а н и е. пературе 40 С Таблица 15.13. Основные характеристики толстоиленочмых резисторов на османе рутениеиых паст Условия испытания при определении жй/й в течение !ООО ч Относительное изменение сопротивления /ь/7/Я в течение !ООО ч, а4, не более Температурный коэффициент сопратнвления щал-1бт, К ' Влэгостой- касть ~ тт й/й. Уа, не бол ее Марка резнстнвной пасты Сопротивление квадрата йО, Ом Удельная мощность рассеянна, Вт/см' Температура, 'С 5011 5015 5021 1О 50 1ОО !50 0,5 0,5 85 ПР-5 ПР-100 ПР-500 ПР-1К ПР-ЗК ПР-ВК ПР-20К ПР-50К НР-100К , ПР-5ООК ПР-1М 71! 713 717 718 720 721 722 724 725 4004 4005 4096 4007 4008 4009 4010 4011 5 100 500 1 000 3000 6000 20 000 50 ООО 100 ООО 500 000 1 000 000 5 50 500 ! 000 3000 5000 !0000 50 000 100 000 50 1ОО .
500 1000 3000 6000 20 000 50 000 — 1.. +9 — 2...+ — 2...+9 +3,5 — 3.5...+9 — 3,5...+9 — 6...+6 — 7:..+4 — 5...— !5 — 6... — 16 — 10...— 20 +5 +5 +5 +3 +5 +5 +3 +3 +3... — 2 .+3 +3 +3 +0,5 +1,5 + 1,0 — 1,5 — 2,0 Припои, контакголы, композиционные и оксидмые материалы [равд. 15] Продолжение табл. 15.13 Условия испытания при определении /уй/й в течение 1000 ч Относительноеи*менеиие сояротивлеяяя ~',~ /й в течение 1000 ч, ег(„ не белее Темперзтурныуй коэфФициент сопротивления ~ае 1О, К Влагостой- кость ~ сг й/рь уа, не бол ее Сонротизление квакрзтз йс, Ом Марка резистнвной песты Удельная мощность Темперарвссеяния, гура, 'С Вт/смэ 5031 5045 5051 5061 ОЖО.035.001ТУ 0,5 0,5 150 500 250 5,0 2,0 70 539 541 542 555 500 2,0 5,0 П р и м е ч а н и е.
Определение влагостайкости см. табл. !5.12. Таблш1а 15.14. Основные характеристики толстоиленочных резисторов нв основе полупроводниковых онсидов Относительное изменение сопротивления ть й/й. в течение 1000 ч. Уы ие более Условия исоытзния при определении /ь й/и Темперзтурный коэффициент сопротивления ая !Оз, К Влагосгойкость /ы/й.
уе, не более ЗДС ~кумов, мкВ/В, не более Сопротивление кведретя йп, Ом Состав Удельная мощность рвссеяняя, Вт/см' Температураа, 'С Зпо +ЗЬО 5 11 10 6 Ьпо+ЗЬО 1,2 0,2 О,З 1,5 Т!зОз П р и м е ч а н н е. Определение влвгостойкости см. табл. !5.12. 1000 50 000 100 000 ! 000000 1О 100 1000 1О 000 100 000 500 000 20 50 100 3000 5 50 500 5000 50 ООО 100 000 100 200 500 1000 0,05 1,0 100 1300 1000 1200 1000 !000 900 1200 700 1300 900 1000 — 80 — 100 — 165 — 170 [4 15.4) Колпоэиционныв материалы Ко второй группе относятся композиции нз основе тугоплавких соединений: боридов, силицидов, карбидов различных металлов.
Свойства композиций на основе полупроводниковых оксидов существенно зависят как от вида и количества легируюших примесей в самом оксиде,так и от состава стеклофазы. В табл. 15.!4 приведены основные характеристики толстопленочных резисторов, сформированных на подложках из высокоглинсаемистой керамики с помощью резистивных паст на основе некоторых полупроводниковых оксидов: олова, индия и таллия.
Резистивные элементы на основе оксида индия известны давно и привлекают внимание благодаря высокой химической стойкости в среде с повышенным содержанием водорода. Сопротивление квадрата рсзистивной пленки можно регулировать легируюшими добавками: Си, Аи, РЬ, Р(, Рб, 5Ь, Р, 5! и др. Вжигание композиций на основе оксида индия возможно как в атмосфере инертного газа, так и в обычной воздушной среде, причем в первом случае элементы получаются с более низкими значениями П и иа.
Из всех составов, приведенных в табл. 15.14, наиболее широко применяются в настоящее время композиции на основе диоксида олова, легированного пеитаоксидом сурьмы. Варьируя количество легнрующей примеси, соотношение между диоксидом олова и стекло- фазой, а также состав стекла, получают широкий диапазон сопротивлений резисторов на основе таких паст от 5.10 до 5 10 Ом. Существенным недостатком резисторов на основе БпОз является большое значение ТКРВ (8..12)-10 ' К '. В то же время по стойкости к воздействию климатических факторов и электрической нагрузки они значительно превосходят многие другие типы толстопленочаых резисторов, в том числе серебро-палладиевые.
Некоторые типы резисторов на основе БпОз выдерживают кратковременные воздействия электрического поля напряженностью до 3 кВ/мм, в то время как допустимая напряженность электрического поля для большинства серебро-палладиевых резисторов составляет 20 В/мм. Большой интерес представляют композиции, содержащие бескислородные соединения тугоплавких металлов. В настоящее время разработаны составы паст на основе гексаборида самария, гексабориды лантана и другие, которые обеспечивают нолучение талстопленочных резисторов в диапазоне 50 Ом..
50 кОм с низким значением ТКК (100...500) 10 з К ' и высокой стабильностью. Пасты вжигаются в обычной воздушной среде. Для повышения влагостойкости рези- Таблица 15.15. Основные типы припайных паст сторон применяются специальные защитные стекла. Для изготовления постоянных и переменных объемных и пленочных резисторов применяются также полнмеруглеродные композиции, представляющие собой смесь растворов полимеров с сажеграфитовыми наполнителями.
Варьируя объемное соотношение сажи и полимера, тип и дисперсносгь наполнителя, а также используя различные вилы предварительной обработки наполнителя, можно получить резисторы сопротивлением 5 Ом,. 1 МОм, цри этом значение ад находится в пределах ( — 200...+700) 10 К Припайные пасты. Одной из самых трудоемких операций в производстве толстопленочных микросхем является монтаж навесных элементов. В последние годы для этой цепи успешно применяются так называемые припайные пасты — композиционные материалы, представляющие собой мелкодисперсные порошки припаса, диспергированные во флюсе с добавлением органического связующего.
Технологический процесс пайки с помощью припайных паст заключается в нанесении пасты методом трафаретной печати или специальным шприцем на подлежащие облуживанию проводящие слои на диэлектрической подложке, размещение навесных элементов, оплавление припайной пасты и отмывка подложки от остатков флюса и органического связующего припайной пасты Преимущество пайни с использованием припайных паст заключается в том, чта она производится обычными методами толсгопленочной технологии и, следовательно, может быть автоматнзирована.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
