Состав для получения резистивной пленки

(зцб н о 1 с 7/00,п н о 1 с 7/02,н о 5 в 3/12,н о 5 в 3/14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМРПГ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(54) СОСТАВ для ПОЛУЧЕНИЯ гвзистивной плвнки(71) Заявитель Гомельский государственный университет им. Ф.Скорины (ВУ)(73) Патентообладатель Гомельский государ ственный университет им. Ф. Скорины (ВУ)Состав для получения резистивной пленкщвключающий порошок алюминия. отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлорид аммония при следующем соотношении компонентов, моль. хлорид аммония порошок алюминия(56) 1. Материалы для производства изделий электронной теза-гики. М. Высшая школа. 1987. - С. 99100. 2. Тр В 4 3 - 19681, МПК Н 01 С 17/06, 7/00, 1987. 3. 1 р В 4 2 - 40201, МПК Н 01 С 7/00, 1986 (прототип).Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к составам для получения толстых резистивных пленок, содержацшх кремний и металл, и может быть использовано для изготовления толстопленочных резисторов, а также пленочных электронагревателей.Известны составы для получения пленочных резисторов, содержащие металлы и их смеси и сплавы 1. Пртуэтомв качестве металла используют преимущественно тугоплавкие, благородные и другие дефицитные металлы, их смеси и сплавыоднако получение пленочных резисторов из указанных составов требует сложной и дорогостоящей вакуумной технологии. В частности, получение металлосшшцттдньш пленок требует применения специальных сплавов кремния с металлами или металлоситицтшов и дорогостоящей вакуумной технологии.Известен состав для изготовления толстопленочного резистора, содержащий порошок и модифицирующую добавку 2. В известном составе токопроводяший порошок - силицид и модифицирующую добавку - невосстанавливаемое стекло расплавляют для получения покрытия силицида стеклом, а затем полученную фритгу подвергают измельчению с целью получения порошкообразного материала для нанесения резистивного слоя с последующим спеканием. В силу этого известный состав требует сложной энергоемкой технологии получения. что ограничивает его применение.Наиболее близкой к заявляемому составу является паста для нанесения толстопленочного резистора, содержащая порошок алюминия 3. В известной пасте образование резистивной пленки осуществляется ругением и свинцом, а алюминий и кремний служат для стеклообразования, формируясь в оксиды при спекании. Применение чистых порошков металлов. включая рутений. ограничивает применение известной пасты. В толстой резистивной пленке основнымтокопроводящим компонентом является оксид рутения. Применение пасты требует специальной пошюжки. что ограничивает ее применение.Заявляемое изобретение решает задачу получения толстой резистивной пленки, содержащей кремний и алюминий, созданием состава, при нанесении которою на кремнеземсодержащую подложку при обжиге на воздухе формируется резистивная пленка, используемая в качестве основы толстопленочного резистора или токопроводяшей пленки пленочного электронагревателя. Получаемая пленка характеризуется высокими прочностными свойствами, высокой адгезией к подложке и влагостойкостью, хорошими электрофизическими свойствами. заявляемый состав обеспечивает также возможность получения охарактеризованной резистивной пленки на кремнеземсодержащих подложках разных типов, различающихся по составу и температурному коэффициенту линейного расширения, на основе широкодоступных сырьевых материалов.Решение поставленной задачи и достижение указанных технических результатов обеспечивается тем, что в состав для получения резистивной пленки, включающий порошок алюминия,дополнительно введен хлорид аммония, а компоненты состава взяты при следующем соотношении, в молярных процентах порошок алюминия 65 97,хлорид аммония 3 35.Согласно изобретению, формирование резистивной плетки на кремнеземсодержащей подложке из слоя дисперсных алюминия и хлорида аммония происходит следующим образом. При обжиге порошок алюминия расплавляется и, взаимодействуя, по-видимому, с расплавом соли хлорида аммония и продуктами ее разложения, восстанавливает кремний из кремнеземсодержащей подложки. В результате реакции восстановления формируется толстая резистивная пленка, состоящая в основном из кристаллических и поликристаллических частиц алюминия и кремния. В зависимости от состава подложки, условий обхода в состав пленки может входить сгеклофаза и кристаллы оксида алюминия, получающиеся из материала подложки и за счет окисления алюминия. Подбором материала подложки могут быть получены резистивные пленки, не содержащие оксидов щелочных металлов. Конкретный состав примесей в резистивной пленке определяется составом подложки, соотношение количеств алюминия и кремния определяется количеством последнего в подложке, пористостью подложки, количеством восстановителя-алюминия, температурой и временем обэкига. Реакция восстановления кремния алюминием идет от поверхности вглубь подложки. В результате этого получаемая резистивная пленка имеет вьтсокую адгезионную прочность (наблюдается когезионное разрушение по слою подложки), высокие прочностные свойства, стойкость к истиранию, атмосферо- и влагостойка и не изменяет своих электрофизических свойств при длительном воздействии влаги.Количественные пределы компонентов заявляемого состава определяются возможностыо получения однородной сплошной бездефектной идет-пот. При превьпценигт или недостатке компонента состава по отношению к заявляемому соотношению резистивная пленка либо не образуется, либо содержит дефекты оплошности и однородности. В ряде случаев условием получения резистивной пленки является наличие в подложке не менее 5 массовых процента кремнезема.заявляемый состав используется в видесмеси порошков алюминия и хлорида аммонияв виде пасты, при добавлении к порошкообразному составу временного связующегов виде суспензии порошка алюминия в растворе хлорида аммония.Состав приготавливают перемещиванием порошков до однородной массы получением раствора хлорида аммония и введением в него порошка алюминия до однородной массы смешиванием порошков компонент и связующего до однородной массы.Нанесение состава осуществляется на воздухе намазыванием, окунанием. распылением и т.п. до достижения однородного слоя заданной толцптны.При нанесении из суспензии слой перед обжигом может быть подвергнут сушке. При нанесении слоя из пасты слой подвергают термообработке с целью выгорания органики. Обжиг заготовок осущесгвляют, как правило, при температурах 800 1100 С в течение 20 - 120 минут.В таблице приведены примеры заявляемого состава (ММ 3 - 8) и примеры. обуславливающие выбор компонентов заявляемого состава (примеры ММ 1. 2, 9, 10).Составы наносились на подложки в виде смесей порошков слоем 0,2 - 0,25 мм. Нанесение осуществили на следующие подложкиМ 1 плитку для пола по ГОСТ 6787-80М 2 - формованную обожженную подложку, состоящую из 80 мас. А 12 О 3 и 20 Ъ боя химического стекла состава (мас. ) 5103 - 75 Надо - 6,8 (30 - 0,4 СаО -1,1 ВаО - 3.4 А 12 О 3Для получения составов использовали порошок алюминия по ГОСТ 6058-73. хлорид аммония по ГОСТ 3773-60. Обжиг осуществляли при температуре 950 С в течение 120 минут.Свойства толстых резистивных пленок приведены в таблице.Резистивные пленки, сформированные из заявляемого состава, имели толщину 70 80 мкм при площади до 380 см 2. Пленки имели высокие адгезионные и прочностью свойства.Состав 11-2 Ш 1 По ошок алюминия ЕШШШЕИ Хлоид аммония ППЦПКШ Подложка МгПосле эксплуатации резистивной пленки, полученной по примеру Мг 5 в течение 400 часов на воздухе и в течение 400 часов в воде при использовании подложки с пленкой в качестве электронагревателя для воздуха и воды, не установлено изменений электрофизических и физико-механичесхшх свойств в пленке.Параметры нагревателя номинальная мощность 15 Вт, номинальное напряжение 30 В по стоянного тока, удельное электросопротивление 25,0 Ом/квадрат, рабочая температура 200 С в воздушной среде, площадь 2 х 3 см 2.Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072. г. Минск. проспект Ф. Скорины, 66.