Состав для получения толстой резистивной пленки

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ толстой РЕЗИСТИВНОЙ ПЛЕНКИ(71) Заявитель Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины (ВУ)(73) Патентообладатель Гомельский государ СТВСННЫЙ университет ИМ.СкориныСостав для получения толстой резистивной пленки, включающий порошок алюминия,отличающийся тем, что он дополнительно содержит азотнокислый натрий или азотнокислый калий при следующем соотношении компонентов, мас.азотнокислый натрий или азотнокислый калий 7-80 порошок алюминия 20-93.1. Материалы для производства изделий электронной техники. - М. Высшая школа, 1987. С. 99 - 100. 2. 1 Р Мг 3-19681 В 4 МПК Н 01 С 17/06, 7/00, 1987. 3. 1 Р Не 2-40201 В 4 МПК Н 01 С 7/00, 1986 (прототип).Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к составам для получения толстых резистивных пленок, содержащих 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. При этом в качестве металла используют преимущественно тугоплавкие, благородные и другие дефицитные металлы, их смеси и сплавы. Однако получение пленочных резисторов из указанных составов требует сложной и дорогостоящей вакуумной технологии. В частности, получение металлосилицидных пленок требует применения специальных сплавов кремния с металлами или металлосилицидов и дорогостоящей вакуумной технологии.ц Известен состав для изготовления толстопленочного резистора, содержащий токопроводящий порошок и модифицирующую добавку 2. В известном составе токопроводящий поро О шок - силицид и модифицирующую добавку - невосстанавливаемое стекло расплавляют для получения покрытия силицида стеклом, а затем полученную фритту подвергают измельчениюЗ с целью получения порошкообразного материала для нанесения резистивного слоя с последующим спеканием. В силу этого известный состав требует сложной энергоемкой технологиии. получения, что ограничивает его применение.с) Наиболее близкой к заявляемому составу является паста для нанесения толстопленочного резистора, содержащая порошок алюминия 3. В известной пасте образование резистивной пленки осуществляется рутением и свинцом, а алюминий и кремний служат для стекло образования, формируясь в оксиды при спекании. Применение чистых порошков металлов, образования, формируясь в оксиды при спекании. Применение чистых порошков металлов, образования, формируясь в оксиды при спекании. Применение чистых порошков металлов, ВУ 3320 С 1включая рутений, ограничивает применение известной пасты. В толстой резистивной пленке основным токопроводящим компонентом является оксид рутения. Применение пасты требует специальнои подложки, что ограничивает ее применение.Заявляемое изобретение решает задачу получения толстой резистивной пленки, содержащей кремний и алюминий, созданием состава, при нанесении которого на кремнеземсодержащуюПОДЛОЖКУ ПрИ ОбЖИГС на ВОЗДУХС ФОРМИРУЕТСЯ резистивная пленка, ИСПОЛЬЗУСМЗЯ В качествеосновы толстопленочного резистора или токопроводящей пленки пленочного электронагревателя. Получаемая пленка характеризуется высокими прочностными свойствами, высокой адгезией к подложке и влагостойкостью, хорошими электрофизическими свойствами.Решение поставленной задачи и достижение указанных технических результатов обеспечивается тем, что в состав для получения резистивной пленки, включающий порошок алюминия, дополнительно введен азотнокислый натрий или азотнокислый калий, а компоненты состава взяты при следующем соотношении, мас.азотнокислый натрий или азотнокислый калий 7 80,порошок алюминия 20 93.Согласно изобретению, формирование резистивной пленки на кремнеземсодержащей подложке из слоя дисперсных алюминия и азотнокислого натрия (калия) происходит следующим образом. При обжиге порошок алюминия расплавляется и, взаимодействуя с расплавом соли азотнокислого натрия (калия) 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 обжига в состав пленки может входить стеклофаза и кристаллы оксида алюминия, получающиеся из материала подложки и за счет окисления алюминия. 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 обжига. Реакция восстановления кремния алюминием идет от поверхности вглубь подложки. В результате этого получаемая резистивная пленка имеет высокую 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 возможностью Получения однородной сплошной бездефектной пленки. При превышении 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 качественной резистивной пленки является наличие в подложке не менее 5 массовых процента кремнезема.заявляемый состав используется в видесмеси порошков алюминия и азотнокислого натрия (калия)в виде пасты, при добавлении к порошкообразному составу временного связующегов виде суспензии порошка алюминия в растворе азотнокислого натрия или азотнокислого калия.Состав приготавливают перемешиванием порошков до однородной массы получением растворов азотнокислого натрия (калия) 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 толщины.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 осуществляют, как правило, при температурах 800 1100 С в течение 20120 минут. В таблице приведены примеры заявляемого состава (Нем З 9) и примеры по обоснова нию выбора его граничных значений (Мемэ 1, 2, 10, 11). Составы наносились на подложки в виде смесей порошков слоем 0,2 0,3 мм. Для полу чения составов использовали порошок алюминия по ГОСТ 6058-73, азотнокислый натрий по ГОСТ 4168-66, азотнокислый калий по ГОСТ 4144-79.В качестве подложек использовали плитку для пола по ГОСТ 6887-80, керамические фасадные плитки по ГОСТ 13996-84, плитки, полученные формированием оксида алюминия с добавками алюмоборосиликатного стекла и т.п.Обжиг заготовок (подложек со слоем) осуществляли на воздухе при температуре 850 С в течение 60 минут. Свойства толстых резистивных пленок приведены в таблице.Сформированные пленки имели толщину 80 100 мкм. При попытках отслаивания пленок наблюдалось разрушение по материалу подложки.По примеру Мг 7 были изготовлены пленочные электронагреватели со следующими параметрами площадь 380 см 2 номинальная мощность 35 Вт, рабочее напряжение переменного тока 220 В, удельное сопротивление 1500 Ом/квадрат, температурный коэффициент сопротивления - 1,9 - 103 С 1 . Рабочая температура 70 С.Нагреватели эксплуатировались в течение 1000 часов на воздухе и в течение 100 часов в воде. После испытаний изменений электрофизических и физикомеханическИх свойств толстых резистивных пленок не обнаружено.Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.