Резистивно-проводящий материал

 

Изобретение относится к технологии производства радиоэлектронной аппаратуры и может использоваться для изготовления резистивных материалов для резистивных элементов на керамических, металлодиэлектрических и диэлектрических основаниях, преимущественно для изготовления резистивных элементов толстопленочных интегральных элементов. Задача изобретения - разработка резистивного материала с широким диапазоном удельных сопротивлений, в частности 0,08 - 1000 Ом/□, с повышенной до 600^oC теплостойкостью и регулируемым знаком температурного коэффициента сопротивления (ТКС) при уменьшении стоимости затрат на изготовление материала. Задача решается тем, что в резистивном материале, содержащем резистивную фазу на основе боридов и силицидов никеля и молибдена и бессвинцовое стеклосвязующее, содержание резистивной фазы составляет 60 - 80 мас.% при следующем элементном соотношении в ней исходных компонентов, мас.%: Ni 40 - 88; Mo 4 - 35; B 6,5 - 10; Si 1,5 - 15. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии производства радиоэлектронной аппаратуры и может использоваться для изготовления резистивных материалов для резистивных элементов на керамических, металлодиэлектрических или диэлектрических основаниях, преимущественно для изготовления резистивных элементов толстопленочных интегральных элементов.

Известен резистивный материал, содержащий токопроводящую фазу на основе никеля и силицида никеля, а также свинцовоборосиликатное стеклосвязующее с добавками оксидов Ba, Ca, Cd и Zn [1].

Недостатком известного материала является узкий диапазон удельных сопротивлений R_s = 0,04 - 0,68 Ом/□ и ограниченная теплостойкость композиции из-за применения свинцовоборосиликатного стекла.

Наиболее близким из известных к изобретению является резистивный материал, содержащий токопроводящую фазу на основе боридов и силицидов никеля и молибдена и стеклосвязующее [2].

Недостатками известного материала являются относительно узкий диапазон удельных сопротивлений R_s = 0,5 - 50 Ом/□, относительно высокая стоимость исходных компонентов и отсутствие возможности получения другого типа температурной зависимости сопротивления от температуры (ТКС) - как положительной, так и отрицательной.

Задачей, решаемой изобретением, является разработка резистивного материала с широким диапазоном удельных сопротивлений, в частности от 0,08 до 1000 Ом/□, с повышенной до 600^oC теплостойкостью и регулируемым знаком ТКС при уменьшении стоимости затрат на изготовление материала.

Указанная задача решается тем, что в резистивном материале, содержащем резистивную фазу на основе боридов и силицидов никеля и молибдена и бессвинцовое стеклосвязующее, содержание резистивной фазы составляет 60 - 80 мас.% при следующем элементном соотношении в ней исходных компонентов, мас.%: Ni - 40 - 88 Mo - 4 - 35 B - 6,5 - 10 Si - 1,5 - 15 Указанная задача решается также тем, что резистивный материал дополнительно содержит высокодисперсные порошки металлов: железа, и/или хрома, и/или алюминия в количестве 1 - 50% от суммарной массы резистивной фазы и стеклосвязующего.

Указанная задача решается также тем, что резистивный материал, содержащий бориды и силициды никеля и молибдена и стеклосвязующее, дополнительно содержит высокодисперсную смесь металла из ряда: ниобий, титан, хром, цирконий и неодим, с кремнием и бором, при содержании этой смеси 1 - 10 мас.% от массы резистивной фазы и следующем соотношении компонентов указанной смеси, мас.%: кремний 0,5 - 1,5; бор 0,5 - 2,0; металл - остальное.

Предлагаемый резистивно-проводящий материал получают следующим образом: никель, молибден, бор и кремний, взятые в следующем количестве, мас.%: Ni 40 - 88; Mo 4 - 35; B 6,5 - 10; Si 1,5 - 5, подвергают совместному измельчению в шаровой планетарной мельнице в замкнутом объеме без доступа воздуха в течение от нескольких до 15 - 20 ч до получения гомогенной порошковой смеси с дисперсностью частиц 0,5 - 5 мкм. Затем полученную порошковую смесь совмещают с бессвинцовым стеклосвязующим (например, SiO₂-BaO-B₂O₃- Al₂O₃) и подвергают измельчению-перемешиванию в течение 2 - 3 ч в замкнутом объеме без доступа воздуха на планетарной шаровой мельнице.

При получении резистивных элементов с низкими удельными сопротивлениями к полученной вышеописанным способом смеси резистивной фазы со стеклосвязующим добавляют необходимое количество высокодисперсного порошка металлов: железа, и/или хрома, и/или алюминия (в количестве 1 - 50% от суммарной массы резистивной фазы и стеклосвязующего), подвергают эту смесь аналогичной обработке в шаровой планетарной мельнице (в течение 0,5 - 1 ч).

Аналогично получают резистивно-проводящий материал, дополнительно содержащий высокодисперсную смесь металла, кремния и бора (в количестве 1 - 10% от массы резистивной фазы).

Ниже приведены конкретные примеры предлагаемого резистивно-проводящего материала в мас.%.

Пример 1.

Ni-54, B-6,5, Mo-29, Si-10,5 - 85 Стеклосвязующее - 15 Удельное сопротивление резистивных элементов с использованием резистивно-проводящего материала предлагаемого состава 0,9 Ом/□, ТКС = +160·10^-6 1/^oC, теплостойкость до 600^oC.

Пример 2.

Ni-70, B-7, Mo-15, Si-8 - 50 Al - 40 Стеклосвязующее - 10
Удельное сопротивление 0,09 Ом/□, ТКС = +3400·10^-6 1/^oC, теплостойкость до 600^oC.

Пример 3.

Ni-70, B-6,5, Mo-15, Si-8,5 - 80
Cr-80; Si-1,5; B-0,5 - 3
Стеклосвязующее - 17
Удельное сопротивление 160 Ом/□, ТКС = +650·10^-6 1/^oC, теплостойкость до 600^oC.

Пример 4.

Ni-54, B-6,5, Mo-29, Si-10,5 - 60
Zr-80; Si-1,5; B-0,5 - 10
Стеклосвязующее - 30
Удельное сопротивление 1000 Ом/□, ТКС = -1450·10^-6 1/^oC, теплостойкость до 600^oC.

Все значения ТКС определены для диапазона температур от 20 до 300^oC. Все композиции формировались в одинаковых условиях.

Формула изобретения

1. Резистивно-проводящий материал, содержащий резистивную фазу на основе боридов и силицидов никеля и молибдена и бессвинцовое стеклосвязующее, отличающийся тем, что содержание резистивной фазы в материале составляет 60 - 80 мас. % при следующем элементном соотношении в ней исходных компонентов, мас. %:
Ni - 40 - 88
Mo - 4 - 35
B - 6,5 - 10
Si - 1,5 - 15
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит высокодисперсные порошки металлов: железа, и/или хрома, и/или алюминия в количестве 1 - 50% от суммарной массы резистивной фазы и стеклосвязующего.

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит высокодисперсную смесь металла из ряда: ниобий, титан, хром, цирконий и неодим, с кремнием и бором, в количестве 1 - 10 мас.% этой смеси от массы резистивной фазы при следующем соотношении компонентов указанной смеси, мас.%:
Кремний - 0,5 - 1,5
Бор - 0,5 - 2,0
Металл - Остальноеп