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文檔簡介
1、第三章第三章 電阻材料電阻材料 l電阻材料是指常用的電阻器、片式電阻器、混合電阻材料是指常用的電阻器、片式電阻器、混合 集成電路中的薄膜和厚膜電阻器、可變電阻器和集成電路中的薄膜和厚膜電阻器、可變電阻器和 電位器等所用的電阻體材料。電位器等所用的電阻體材料。 l主要包括線繞電阻材料、薄膜電阻材料和厚膜電主要包括線繞電阻材料、薄膜電阻材料和厚膜電 阻材料。阻材料。 3.1 3.1 電阻材料概述電阻材料概述 3.1.1 電阻、電阻器和電阻單位電阻、電阻器和電阻單位 l電阻是指材料在一定程度上阻礙電流通過,并將電能電阻是指材料在一定程度上阻礙電流通過,并將電能 轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿囊环N物理性質(zhì)。轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿?/p>
2、一種物理性質(zhì)。 V R I 將電阻材料做成具有一定形狀、結(jié)構(gòu)的實體元件,稱為電將電阻材料做成具有一定形狀、結(jié)構(gòu)的實體元件,稱為電 阻器或電阻元件,在電子設(shè)備中起調(diào)節(jié)和分配電能的作用。阻器或電阻元件,在電子設(shè)備中起調(diào)節(jié)和分配電能的作用。 在電路中常用作分壓、調(diào)壓、分流、消耗電能的負(fù)載及濾在電路中常用作分壓、調(diào)壓、分流、消耗電能的負(fù)載及濾 波元件等。波元件等。 電阻器可根據(jù)形狀分為線繞電阻器、合金箔電阻器、薄膜電阻器可根據(jù)形狀分為線繞電阻器、合金箔電阻器、薄膜 電阻器、厚膜電阻器、實心電阻器、片式電阻器;或根據(jù)電阻器、厚膜電阻器、實心電阻器、片式電阻器;或根據(jù) 阻值變化分為固定電阻器、可變電阻器、
3、電位器。阻值變化分為固定電阻器、可變電阻器、電位器。 3.1.2 電阻率和膜電阻電阻率和膜電阻 l導(dǎo)體的電阻值取決于導(dǎo)電材料的性質(zhì)和幾何尺導(dǎo)體的電阻值取決于導(dǎo)電材料的性質(zhì)和幾何尺 寸:寸: L R S L為導(dǎo)體的長度,為導(dǎo)體的長度,S為導(dǎo)體的橫截面積,為導(dǎo)體的橫截面積,為與為與 材料有關(guān)的常數(shù),稱為電阻率。材料有關(guān)的常數(shù),稱為電阻率。 材料的電阻率決定該材料是導(dǎo)體、半導(dǎo)體還是材料的電阻率決定該材料是導(dǎo)體、半導(dǎo)體還是 絕緣體,電阻率的大小取決于材料的種類、結(jié)絕緣體,電阻率的大小取決于材料的種類、結(jié) 構(gòu)以及環(huán)境條件。構(gòu)以及環(huán)境條件。 3.1.3 電阻與溫度的關(guān)系電阻與溫度的關(guān)系 l材料的電阻率是溫
4、度的函數(shù),除了熱敏電阻等材料的電阻率是溫度的函數(shù),除了熱敏電阻等 特殊器件外,一般要求電阻材料阻值隨溫度變特殊器件外,一般要求電阻材料阻值隨溫度變 化越小越好,常用電阻溫度系數(shù)表示電阻器對化越小越好,常用電阻溫度系數(shù)表示電阻器對 溫度的穩(wěn)定性。溫度的穩(wěn)定性。 R dR RdT 不同電阻材料由于導(dǎo)電機(jī)理不同,電阻與溫度的不同電阻材料由于導(dǎo)電機(jī)理不同,電阻與溫度的 關(guān)系也不同。關(guān)系也不同。 1.純金屬純金屬 l金屬的電阻是自由電子與晶格的振動相互碰金屬的電阻是自由電子與晶格的振動相互碰 撞引起散射產(chǎn)生的,其電阻率與溫度成正比:撞引起散射產(chǎn)生的,其電阻率與溫度成正比: l電阻溫度系數(shù)為:電阻溫度系數(shù)
5、為: M AT 1 R T 2.合金材料合金材料 l在金屬中加入其它金屬雜質(zhì)原子以后,破壞在金屬中加入其它金屬雜質(zhì)原子以后,破壞 原有晶格的周期性排列,增加自由電子的散原有晶格的周期性排列,增加自由電子的散 射幾率,從而使得合金電阻率高于純金屬電射幾率,從而使得合金電阻率高于純金屬電 阻率:阻率: l為合金的電阻率,為合金的電阻率,0為純金屬的電阻率,為純金屬的電阻率, i為雜質(zhì)散射增加的電阻率,與溫度無關(guān)。為雜質(zhì)散射增加的電阻率,與溫度無關(guān)。 合金材料的電阻溫度系數(shù)為:合金材料的電阻溫度系數(shù)為: lB是與雜質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。是與雜質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。 0i 1 R BT 3.金屬和合金薄膜電阻材料金屬
6、和合金薄膜電阻材料 l金屬和合金薄膜電阻材料簡稱金屬膜,一般用真空蒸發(fā)、金屬和合金薄膜電阻材料簡稱金屬膜,一般用真空蒸發(fā)、 濺射、化學(xué)沉積等方法制備。結(jié)構(gòu)包括:無定形結(jié)構(gòu);沒濺射、化學(xué)沉積等方法制備。結(jié)構(gòu)包括:無定形結(jié)構(gòu);沒 有擇優(yōu)取向的多晶結(jié)構(gòu);擇優(yōu)取向的多晶結(jié)構(gòu)。有擇優(yōu)取向的多晶結(jié)構(gòu);擇優(yōu)取向的多晶結(jié)構(gòu)。 l金屬膜的結(jié)構(gòu)和性能與膜厚有關(guān):金屬膜的結(jié)構(gòu)和性能與膜厚有關(guān): l厚度大于厚度大于100 nm,電性能與塊狀金屬類似,有較小,電性能與塊狀金屬類似,有較小 的電阻率和正的電阻溫度系數(shù);的電阻率和正的電阻溫度系數(shù); l厚度在幾十到厚度在幾十到100 nm,電阻率隨厚度減小逐漸增大,電阻率隨
7、厚度減小逐漸增大, 電阻溫度系數(shù)逐漸減小接近于零;電阻溫度系數(shù)逐漸減小接近于零; l厚度在幾納米到幾十納米,電阻率隨厚度減小急劇增大,厚度在幾納米到幾十納米,電阻率隨厚度減小急劇增大, 電阻溫度系數(shù)變成負(fù)值,電阻率與溫度關(guān)系類似與半導(dǎo)體電阻溫度系數(shù)變成負(fù)值,電阻率與溫度關(guān)系類似與半導(dǎo)體 材料。材料。 4.合成型電阻材料合成型電阻材料 l用顆粒形的導(dǎo)電材料加上絕緣的填充料和粘結(jié)劑用顆粒形的導(dǎo)電材料加上絕緣的填充料和粘結(jié)劑 組成的電阻材料稱為合成型電阻材料。通過改變組成的電阻材料稱為合成型電阻材料。通過改變 導(dǎo)電顆粒種類、多少、顆粒的粗細(xì)、分散性可以導(dǎo)電顆粒種類、多少、顆粒的粗細(xì)、分散性可以 改善
8、合成物性能。改善合成物性能。 5.半導(dǎo)體電阻材料半導(dǎo)體電阻材料 l一些金屬氧化物、化合物和鹽,在配料、成型、一些金屬氧化物、化合物和鹽,在配料、成型、 燒結(jié)時加入雜質(zhì),或讓它們的化學(xué)比失配,或出燒結(jié)時加入雜質(zhì),或讓它們的化學(xué)比失配,或出 現(xiàn)缺氧和剩氧,或出現(xiàn)空格點,用這種方法制得現(xiàn)缺氧和剩氧,或出現(xiàn)空格點,用這種方法制得 的電阻材料顯示半導(dǎo)體特性。的電阻材料顯示半導(dǎo)體特性。 l半導(dǎo)體中載流子濃度與溫度有關(guān),溫度升高載流半導(dǎo)體中載流子濃度與溫度有關(guān),溫度升高載流 子濃度增加,電阻率降低,故半導(dǎo)體電阻材料的子濃度增加,電阻率降低,故半導(dǎo)體電阻材料的 電阻率溫度系數(shù)為負(fù)值。電阻率溫度系數(shù)為負(fù)值。 3
9、.1.4 電阻材料的電壓特性電阻材料的電壓特性 l在外加電壓下,電阻材料的電阻值一般是線性的。若電在外加電壓下,電阻材料的電阻值一般是線性的。若電 阻材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻、不致密、不連續(xù)、接觸不良、阻材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻、不致密、不連續(xù)、接觸不良、 存在缺陷、顆粒分散不均,就會出現(xiàn)非線性。通常電阻存在缺陷、顆粒分散不均,就會出現(xiàn)非線性。通常電阻 的非線性表現(xiàn)為電壓升高電阻下降。評定電阻材料的非的非線性表現(xiàn)為電壓升高電阻下降。評定電阻材料的非 線性,常用電壓系數(shù)和測量電阻的三次諧波來衡量。線性,常用電壓系數(shù)和測量電阻的三次諧波來衡量。 l電阻的電壓系數(shù)(電阻的電壓系數(shù)(VCR)指在規(guī)定的電壓范圍內(nèi),
10、電)指在規(guī)定的電壓范圍內(nèi),電 壓每改變壓每改變1V,電阻值的平均相對變化,電壓系數(shù)總是,電阻值的平均相對變化,電壓系數(shù)總是 負(fù)值。負(fù)值。 21 121 () RR K R VV 3.1.5 電阻材料噪聲電阻材料噪聲 l電阻材料的噪聲是電阻材料中一種不規(guī)則的電壓電阻材料的噪聲是電阻材料中一種不規(guī)則的電壓 起伏,包括熱噪聲和電流噪聲。起伏,包括熱噪聲和電流噪聲。 l熱噪聲是自由電子不規(guī)則的熱運動,使電阻體的熱噪聲是自由電子不規(guī)則的熱運動,使電阻體的 任意兩點間發(fā)生電壓的不規(guī)則起伏,與電阻值和任意兩點間發(fā)生電壓的不規(guī)則起伏,與電阻值和 溫度有關(guān)。溫度有關(guān)。 l電流噪聲是由于電阻材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻引起
11、的,電流噪聲是由于電阻材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻引起的, 當(dāng)電阻材料通過電流時,由于接觸電阻的起伏,當(dāng)電阻材料通過電流時,由于接觸電阻的起伏, 或載流子濃度的起伏而引起電壓的起伏?;蜉d流子濃度的起伏而引起電壓的起伏。 3.2 3.2 線繞電阻材料線繞電阻材料 3.2.1 線繞電阻材料的特點和要求線繞電阻材料的特點和要求 l線繞電阻材料主要指電阻合金線,用不同規(guī)格的電阻合線繞電阻材料主要指電阻合金線,用不同規(guī)格的電阻合 金線繞在絕緣的骨架上可以制成線繞電阻器和電位器。金線繞在絕緣的骨架上可以制成線繞電阻器和電位器。 元件種類元件種類對電阻合金線的要求對電阻合金線的要求 線繞電阻器線繞電阻器電阻率適當(dāng)(滿
12、足阻值要求);電阻溫度系數(shù)??;可電阻率適當(dāng)(滿足阻值要求);電阻溫度系數(shù)??;可 使用溫度范圍高;電阻值長期穩(wěn)定,年變化率??;對使用溫度范圍高;電阻值長期穩(wěn)定,年變化率?。粚?銅的熱電勢?。粰C(jī)械性能好(具有一定的抗拉強(qiáng)度和銅的熱電勢?。粰C(jī)械性能好(具有一定的抗拉強(qiáng)度和 延伸率);耐腐蝕、抗氧化、焊接性能好;漆包線的延伸率);耐腐蝕、抗氧化、焊接性能好;漆包線的 漆膜性能好;長期存貯不斷線漆膜性能好;長期存貯不斷線 線繞電位器線繞電位器除具有固定電阻器的要求外,還要具有良好的耐磨性除具有固定電阻器的要求外,還要具有良好的耐磨性 能、摩擦系數(shù)小、阻值均勻、米阻差值小、表面光潔、能、摩擦系數(shù)小、阻值均
13、勻、米阻差值小、表面光潔、 線徑均勻、橢圓度小、接觸電阻小而穩(wěn)定、保持最低線徑均勻、橢圓度小、接觸電阻小而穩(wěn)定、保持最低 的噪聲電平、化學(xué)穩(wěn)定性好、不受氧化、硫化、鹽氣的噪聲電平、化學(xué)穩(wěn)定性好、不受氧化、硫化、鹽氣 等氣氛的腐蝕等氣氛的腐蝕 3.2.2 賤金屬電阻合金線賤金屬電阻合金線 l常用的有錳銅線、康銅線、鎳鉻線、鎳鉻基多元合常用的有錳銅線、康銅線、鎳鉻線、鎳鉻基多元合 金線等。金線等。 種類種類特點特點適用范圍適用范圍 錳銅線錳銅線電阻穩(wěn)定性好;電阻溫度電阻穩(wěn)定性好;電阻溫度 系數(shù)小;具有中等的電阻系數(shù)??;具有中等的電阻 率和良好的電器性能率和良好的電器性能 使用溫度范圍窄,適用于使用
14、溫度范圍窄,適用于 室溫范圍內(nèi)中、低阻值的室溫范圍內(nèi)中、低阻值的 精密線繞電阻器精密線繞電阻器 康銅線康銅線耐熱性好,使用溫度范圍耐熱性好,使用溫度范圍 大;電阻溫度系數(shù)大大;電阻溫度系數(shù)大 適用于大功率中、低阻值適用于大功率中、低阻值 的線繞電阻器和電位器的線繞電阻器和電位器 鎳鉻合金線鎳鉻合金線電阻率高;電性能好;使電阻率高;電性能好;使 用溫度范圍大;電阻溫度用溫度范圍大;電阻溫度 系數(shù)大系數(shù)大 用于制造中、高阻值的普用于制造中、高阻值的普 通線繞電阻器和電位器通線繞電阻器和電位器 鎳鉻系多元合金鎳鉻系多元合金 線(鎳鉻鋁鐵、線(鎳鉻鋁鐵、 鎳鉻鋁銅、鎳鉻鎳鉻鋁銅、鎳鉻 鋁錳硅鋁錳硅)
15、電阻率高;電阻溫度系數(shù)電阻率高;電阻溫度系數(shù) ??;耐磨性好;對銅的熱小;耐磨性好;對銅的熱 電勢小電勢小 高阻值的精密線繞電阻和高阻值的精密線繞電阻和 電位器電位器 3.2.3 貴金屬電阻合金線貴金屬電阻合金線 l主要有鉑基合金、鈀基合金、金基合金和銀基合金主要有鉑基合金、鈀基合金、金基合金和銀基合金 等,貴金屬電阻合金線具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱等,貴金屬電阻合金線具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱 穩(wěn)定性和電性能,用于精密線繞電阻器和電位器。穩(wěn)定性和電性能,用于精密線繞電阻器和電位器。 3.3 3.3 薄膜電阻材料薄膜電阻材料 l在絕緣基體上(或基片上)用真空蒸發(fā)、濺射、化學(xué)沉積、在絕緣基體上(或基片
16、上)用真空蒸發(fā)、濺射、化學(xué)沉積、 熱分解等方法制得的膜狀電阻材料,厚度在熱分解等方法制得的膜狀電阻材料,厚度在1m以下,以下, 稱為薄膜電阻材料。稱為薄膜電阻材料。 l特點是:體積小、阻值范圍寬、電阻溫度系數(shù)小、性能穩(wěn)特點是:體積小、阻值范圍寬、電阻溫度系數(shù)小、性能穩(wěn) 定、容易調(diào)阻、易于散熱、用料少、適合大量生產(chǎn)、應(yīng)用定、容易調(diào)阻、易于散熱、用料少、適合大量生產(chǎn)、應(yīng)用 廣。適用于制造高頻、高阻、大功率、小尺寸、片式和薄廣。適用于制造高頻、高阻、大功率、小尺寸、片式和薄 膜集成式電阻器。膜集成式電阻器。 l對這類電阻材料要求:電阻率范圍寬;電阻溫度系數(shù)小;對這類電阻材料要求:電阻率范圍寬;電阻溫
17、度系數(shù)小; 電阻電壓系數(shù)??;噪聲電平低;使用溫度范圍寬;高頻性電阻電壓系數(shù)小;噪聲電平低;使用溫度范圍寬;高頻性 能好;穩(wěn)定性和可靠性高;工藝性能好。能好;穩(wěn)定性和可靠性高;工藝性能好。 l分類有:碳系薄膜、錫銻氧化膜、金屬膜、化學(xué)沉積金屬分類有:碳系薄膜、錫銻氧化膜、金屬膜、化學(xué)沉積金屬 膜、鎳鉻系薄膜、金屬陶瓷薄膜、鉻硅薄膜、鉭基薄膜、膜、鎳鉻系薄膜、金屬陶瓷薄膜、鉻硅薄膜、鉭基薄膜、 復(fù)合電阻膜復(fù)合電阻膜 3.3.1 碳基薄膜碳基薄膜 l1.碳膜碳膜 l碳膜是用碳?xì)浠衔?,如甲烷、庚烷、汽油、苯等為原料,在碳膜是用碳?xì)浠衔?,如甲烷、庚烷、汽油、苯等為原料,?8501100和和1.02
18、.0 Pa真空度下進(jìn)行熱分解,在絕緣基體上真空度下進(jìn)行熱分解,在絕緣基體上 淀積得到的薄膜。淀積得到的薄膜。 l碳膜的結(jié)構(gòu)和性能跟原材料的種類、熱分解溫度和速度、基本表面狀碳膜的結(jié)構(gòu)和性能跟原材料的種類、熱分解溫度和速度、基本表面狀 態(tài)、碳膜的處理條件有關(guān)。態(tài)、碳膜的處理條件有關(guān)。 2.硅碳膜硅碳膜 l硅碳膜是用含硅的有機(jī)化合物和碳?xì)浠衔锿瑫r熱分解而成,也可以硅碳膜是用含硅的有機(jī)化合物和碳?xì)浠衔锿瑫r熱分解而成,也可以 用依次熱分解硅有機(jī)化合物和碳?xì)浠衔镏频?。硅碳膜具有耐潮和耐用依次熱分解硅有機(jī)化合物和碳?xì)浠衔镏频?。硅碳膜具有耐潮和?腐蝕的特性。腐蝕的特性。 3.3.2金屬氧化膜金屬氧
19、化膜 l金屬氧化膜種類很多,以錫銻氧化膜為例。金屬氧化膜種類很多,以錫銻氧化膜為例。 l錫銻氧化膜是將錫銻鹵化物溶液噴涂到灼熱(錫銻氧化膜是將錫銻鹵化物溶液噴涂到灼熱(700左右)的基體上,左右)的基體上, 經(jīng)水解反應(yīng)而淀積出錫銻金屬氧化物薄膜。也可用蒸發(fā)法、濺射法、經(jīng)水解反應(yīng)而淀積出錫銻金屬氧化物薄膜。也可用蒸發(fā)法、濺射法、 浸漬法、煙化法、涂覆法等成膜。浸漬法、煙化法、涂覆法等成膜。 l錫銻氧化膜適于制造低、中電阻器。如果在氧化錫中摻入銦,可提高錫銻氧化膜適于制造低、中電阻器。如果在氧化錫中摻入銦,可提高 阻值阻值1530倍,如果摻入少量鐵,可提高阻值倍,如果摻入少量鐵,可提高阻值10倍。
20、如果加入倍。如果加入 B2O3,除提高阻值外,還可降低電阻溫度系數(shù)。如果加入,除提高阻值外,還可降低電阻溫度系數(shù)。如果加入Al2O3, 可以提高電阻率、減小電阻溫度系數(shù),如果摻入可以提高電阻率、減小電阻溫度系數(shù),如果摻入TiO2,可增大阻值,可增大阻值 20200倍。加入鉍,可使性能穩(wěn)定,老化系數(shù)減小。倍。加入鉍,可使性能穩(wěn)定,老化系數(shù)減小。 3.3.3 金屬膜電阻金屬膜電阻 1.蒸發(fā)金屬膜蒸發(fā)金屬膜 l金屬膜電阻器是用鉻硅系為主要成分的合金粉真空蒸發(fā)而金屬膜電阻器是用鉻硅系為主要成分的合金粉真空蒸發(fā)而 成。制造時,用酒精把合金粉調(diào)成糊狀涂在鎢絲的蒸發(fā)器成。制造時,用酒精把合金粉調(diào)成糊狀涂在鎢
21、絲的蒸發(fā)器 上,在低于上,在低于510-3Pa的真空度下加熱蒸發(fā),在陶瓷基的真空度下加熱蒸發(fā),在陶瓷基 體上淀積出金屬膜。膜層的電阻率和其他性能取決于合金體上淀積出金屬膜。膜層的電阻率和其他性能取決于合金 粉成分、膜層厚度、蒸發(fā)條件、基體表面狀態(tài),以及熱處粉成分、膜層厚度、蒸發(fā)條件、基體表面狀態(tài),以及熱處 理溫度和時間。理溫度和時間。 l膜層的性能與膜厚有關(guān),蒸發(fā)金屬膜的膜厚為膜層的性能與膜厚有關(guān),蒸發(fā)金屬膜的膜厚為50100 nm。膜層的結(jié)構(gòu)和性能同合金粉的成分有關(guān)用不同合金。膜層的結(jié)構(gòu)和性能同合金粉的成分有關(guān)用不同合金 粉所得膜層的阻值和電阻溫度系數(shù)不同,因此常把合金粉粉所得膜層的阻值和電
22、阻溫度系數(shù)不同,因此常把合金粉 按阻值范圍編號。按阻值范圍編號。 l從微觀上看,金屬膜屬于無定形結(jié)構(gòu)或微晶組成的結(jié)構(gòu),從微觀上看,金屬膜屬于無定形結(jié)構(gòu)或微晶組成的結(jié)構(gòu), 晶粒尺寸通常為晶粒尺寸通常為1 nm,金屬薄膜材料中,由于金屬熔點,金屬薄膜材料中,由于金屬熔點 和蒸汽壓不同,形成的膜層結(jié)構(gòu)往往有較大差別。如合金和蒸汽壓不同,形成的膜層結(jié)構(gòu)往往有較大差別。如合金 粉中有鎢、鉬等難熔金屬,形成的薄膜為無定形結(jié)構(gòu);合粉中有鎢、鉬等難熔金屬,形成的薄膜為無定形結(jié)構(gòu);合 金粉中含有鐵、鎳、鉻等中熔點金屬,可制成均勻的固溶金粉中含有鐵、鎳、鉻等中熔點金屬,可制成均勻的固溶 體合金薄膜,薄膜沒有擇優(yōu)取
23、向,屬于多晶結(jié)構(gòu);合金粉體合金薄膜,薄膜沒有擇優(yōu)取向,屬于多晶結(jié)構(gòu);合金粉 中有低熔點金屬,形成具有擇優(yōu)取向,晶粒大的多晶薄膜。中有低熔點金屬,形成具有擇優(yōu)取向,晶粒大的多晶薄膜。 l膜層的結(jié)構(gòu)和性能跟熱處理有關(guān)。膜層的結(jié)構(gòu)和性能跟熱處理有關(guān)。 l制造金屬薄膜時,對基體表面的清潔度和粗糙度的要求比制造金屬薄膜時,對基體表面的清潔度和粗糙度的要求比 較嚴(yán)格,一般在蒸發(fā)前,要對基體進(jìn)行煅燒和清潔處理。較嚴(yán)格,一般在蒸發(fā)前,要對基體進(jìn)行煅燒和清潔處理。 2.化學(xué)沉積金屬膜化學(xué)沉積金屬膜 l用化學(xué)還原反應(yīng)制成的金屬薄膜稱化學(xué)沉積金屬膜。如化用化學(xué)還原反應(yīng)制成的金屬薄膜稱化學(xué)沉積金屬膜。如化 學(xué)沉積鎳金
24、屬膜,其鍍膜原理就是鎳離子獲得兩個電子后,學(xué)沉積鎳金屬膜,其鍍膜原理就是鎳離子獲得兩個電子后, 被還原成金屬鎳。剛沉積的膜是無定形的片狀結(jié)構(gòu),需經(jīng)被還原成金屬鎳。剛沉積的膜是無定形的片狀結(jié)構(gòu),需經(jīng) 熱處理后性能才會穩(wěn)定。熱處理后性能才會穩(wěn)定。 l化學(xué)沉積膜的質(zhì)量跟鍍液的成分、溫度、化學(xué)沉積膜的質(zhì)量跟鍍液的成分、溫度、PH值、熱處理值、熱處理 條件有很大的關(guān)系。如果溶液濃度大、溫度高、條件有很大的關(guān)系。如果溶液濃度大、溫度高、PH值大,值大, 沉積速率就大,形成的膜粗糙、質(zhì)量差。反之質(zhì)量會提高,沉積速率就大,形成的膜粗糙、質(zhì)量差。反之質(zhì)量會提高, 但制作周期增長。但制作周期增長。 3.3.4 鎳
25、鉻薄膜電阻鎳鉻薄膜電阻 l鎳鉻薄膜是常用的電阻薄膜,主要特點是電阻溫度系數(shù)小、鎳鉻薄膜是常用的電阻薄膜,主要特點是電阻溫度系數(shù)小、 穩(wěn)定性高、噪聲電平小、可制作的阻值范圍寬、使用的溫穩(wěn)定性高、噪聲電平小、可制作的阻值范圍寬、使用的溫 度范圍寬而高,常用于制作小型的精密的片式電阻器和混度范圍寬而高,常用于制作小型的精密的片式電阻器和混 合集成電路的薄膜電阻器。合集成電路的薄膜電阻器。 l鎳鉻薄膜常用制備方法為電阻式真空蒸發(fā)法,也可以將鎳鎳鉻薄膜常用制備方法為電阻式真空蒸發(fā)法,也可以將鎳 鉻合金制成靶材,用陰極濺射、磁控濺射、等離子濺射等鉻合金制成靶材,用陰極濺射、磁控濺射、等離子濺射等 方法制得
26、。方法制得。 l也可以加入不同的組分,制成多種鎳鉻薄膜電阻。也可以加入不同的組分,制成多種鎳鉻薄膜電阻。 1.純鎳鉻薄膜純鎳鉻薄膜 l純鎳鉻薄膜是用高純(純鎳鉻薄膜是用高純(99.99)的鎳粉和鉻粉(粒度)的鎳粉和鉻粉(粒度 為為150250目),按一定的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例(目),按一定的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例(80/20或或 60/40)瞬時蒸發(fā)而得,也可用)瞬時蒸發(fā)而得,也可用NiCr合金絲或薄片蒸發(fā),合金絲或薄片蒸發(fā), 也可濺射制得,所得薄膜的結(jié)構(gòu)和性能跟組分、鍍膜方法、也可濺射制得,所得薄膜的結(jié)構(gòu)和性能跟組分、鍍膜方法、 鍍膜工藝參數(shù)、熱處理條件等有密切關(guān)系。鍍膜工藝參數(shù)、熱處理條件等有密切關(guān)系。 l
27、不同成膜方法所得的薄膜成分不同。不同成膜方法所得的薄膜成分不同。 l蒸發(fā)和濺射薄膜的方阻與蒸發(fā)和濺射薄膜的方阻與Cr含量有關(guān),隨著含量有關(guān),隨著Cr含量增加,含量增加, 薄膜的方阻也增加。薄膜的方阻也增加。 lNiCr薄膜成分對電阻溫度系數(shù)有顯著影響,薄膜成分對電阻溫度系數(shù)有顯著影響,Ni含量為含量為40 時,電阻溫度系數(shù)最小。時,電阻溫度系數(shù)最小。 l用蒸發(fā)法制備薄膜時,隨著膜厚變化,膜的成分、密度都用蒸發(fā)法制備薄膜時,隨著膜厚變化,膜的成分、密度都 會發(fā)生變化。會發(fā)生變化。 l蒸發(fā)和濺射的薄膜性能很不穩(wěn)定,一般要進(jìn)行熱處蒸發(fā)和濺射的薄膜性能很不穩(wěn)定,一般要進(jìn)行熱處 理,熱處理中理,熱處理中
28、NiCr薄膜的電阻溫度系數(shù)、電阻率、薄膜的電阻溫度系數(shù)、電阻率、 膜的成分都會發(fā)生變化。膜的成分都會發(fā)生變化。 2.鎳鉻鋁薄膜鎳鉻鋁薄膜 l鎳鉻鋁合金薄膜是一種精密電阻材料,常用制備方法有蒸鎳鉻鋁合金薄膜是一種精密電阻材料,常用制備方法有蒸 發(fā)法和濺射法,不同方法制備的薄膜性能有所差別。發(fā)法和濺射法,不同方法制備的薄膜性能有所差別。 lNiCr薄膜中加入薄膜中加入Al后,可降低電阻溫度系數(shù)和提高穩(wěn)定后,可降低電阻溫度系數(shù)和提高穩(wěn)定 性。性。 lNiCrAl薄膜的方阻與厚度有關(guān),隨著膜厚的增加,方阻薄膜的方阻與厚度有關(guān),隨著膜厚的增加,方阻 降低;反之,方阻增加;降低;反之,方阻增加; l對新制
29、得的對新制得的NiCrAl膜要經(jīng)過熱處理提高薄膜穩(wěn)定性,經(jīng)膜要經(jīng)過熱處理提高薄膜穩(wěn)定性,經(jīng) 過熱處理,可使薄膜電阻溫度系數(shù)由正到負(fù)變化。過熱處理,可使薄膜電阻溫度系數(shù)由正到負(fù)變化。 l在鎳鉻鋁基礎(chǔ)上加入鐿(在鎳鉻鋁基礎(chǔ)上加入鐿(Yb)、鑭()、鑭(La)、鈧()、鈧(Se)、)、 鉺(鉺(Er),可以分別制得鎳鉻鋁鐿、鎳鉻鋁鑭、鎳鉻鋁),可以分別制得鎳鉻鋁鐿、鎳鉻鋁鑭、鎳鉻鋁 鈧、鎳鉻鋁鉺薄膜,它們具有電阻率高、電阻溫度系數(shù)小、鈧、鎳鉻鋁鉺薄膜,它們具有電阻率高、電阻溫度系數(shù)小、 穩(wěn)定性高的特點,適于制造高穩(wěn)定性的電阻器。穩(wěn)定性高的特點,適于制造高穩(wěn)定性的電阻器。 l在鎳鉻硅基礎(chǔ)上適量加鑭、鐿
30、、鉺制成鎳鉻硅鑭、鎳鉻硅在鎳鉻硅基礎(chǔ)上適量加鑭、鐿、鉺制成鎳鉻硅鑭、鎳鉻硅 鉺薄膜,它們具有高阻值、低電阻溫度系數(shù)、高穩(wěn)定性。鉺薄膜,它們具有高阻值、低電阻溫度系數(shù)、高穩(wěn)定性。 l在鎳鉻中摻入金,可制得鎳鉻金薄膜,可用于制作低方阻在鎳鉻中摻入金,可制得鎳鉻金薄膜,可用于制作低方阻 和低電阻溫度系數(shù)的電阻器。和低電阻溫度系數(shù)的電阻器。 3.其他改性鎳鉻薄膜其他改性鎳鉻薄膜 (1)NiCr-O薄膜薄膜 l在在NiCr薄膜淀積過程中摻入氧,可以提高薄膜淀積過程中摻入氧,可以提高NiCr薄膜的電薄膜的電 阻值,降低電阻溫度系數(shù),提高穩(wěn)定性。也可用反應(yīng)濺射阻值,降低電阻溫度系數(shù),提高穩(wěn)定性。也可用反應(yīng)濺
31、射 或等離子濺射方法制得?;虻入x子濺射方法制得。 (2)NiCrAlFe和和NiCrAlCu精密電阻薄膜精密電阻薄膜 l采用蒸發(fā)法制備,制得的薄膜電阻溫度系數(shù)小,電阻率高,采用蒸發(fā)法制備,制得的薄膜電阻溫度系數(shù)小,電阻率高, 宜作高、中阻值的精密電阻。宜作高、中阻值的精密電阻。 (3)NiCrBe薄膜電阻薄膜電阻 l在在NiCr合金中摻入合金中摻入Be能形成抗氧化層,提高能形成抗氧化層,提高NiCr電阻電阻 膜的穩(wěn)定性。膜的穩(wěn)定性。 3.3.5 金屬陶瓷電阻薄膜金屬陶瓷電阻薄膜 l金屬陶瓷薄膜是指金屬和硅等氧化物絕緣體組成的薄膜,主要特金屬陶瓷薄膜是指金屬和硅等氧化物絕緣體組成的薄膜,主要特
32、點是電阻率高,耐溫高。點是電阻率高,耐溫高。 l1.鉻鉻氧化硅電阻薄膜氧化硅電阻薄膜 l常用真空蒸發(fā)法或反應(yīng)濺射的方法制得。常用真空蒸發(fā)法或反應(yīng)濺射的方法制得。Cr-SiO電阻薄膜具有電阻薄膜具有 阻值高、電阻溫度系數(shù)小的特點,可通過改變阻值高、電阻溫度系數(shù)小的特點,可通過改變Cr和和SiO的比例的比例 來得到所需的方阻,同時可以通過改變膜厚,熱處理溫度來調(diào)節(jié)來得到所需的方阻,同時可以通過改變膜厚,熱處理溫度來調(diào)節(jié) Cr-SiO電阻薄膜的方阻和性能。電阻薄膜的方阻和性能。 2.鈦鈦二氧化硅薄膜二氧化硅薄膜 lTi-SiO2薄膜常用射頻濺射方法制造。將高純鈦板和薄膜常用射頻濺射方法制造。將高純鈦
33、板和 SiO2片裝在靶上,通過改變片裝在靶上,通過改變Ti和和SiO2所占靶面積的比,所占靶面積的比, 可以得到不同方阻的可以得到不同方阻的Ti-SiO2薄膜。薄膜。 Ti-SiO2薄膜阻值高、薄膜阻值高、 電阻溫度系數(shù)小,穩(wěn)定性高。其性能跟成分和制造工藝有電阻溫度系數(shù)小,穩(wěn)定性高。其性能跟成分和制造工藝有 關(guān)。關(guān)。 3.3.6 鉻鉻硅電阻薄膜硅電阻薄膜 l鉻鉻硅電阻薄膜是片式元件和混合集成電路中常用的薄膜硅電阻薄膜是片式元件和混合集成電路中常用的薄膜 電阻材料,具有電阻率高、電阻溫度系數(shù)小、穩(wěn)定性好的電阻材料,具有電阻率高、電阻溫度系數(shù)小、穩(wěn)定性好的 優(yōu)點,常用真空蒸發(fā)和濺射方法制得。優(yōu)點,
34、常用真空蒸發(fā)和濺射方法制得。 l鉻鉻硅薄膜中增加硅薄膜中增加Cr含量,會使薄膜的電阻率下降,同含量,會使薄膜的電阻率下降,同 時電阻溫度系數(shù)由負(fù)值逐漸變?yōu)檎?。時電阻溫度系數(shù)由負(fù)值逐漸變?yōu)檎怠?l不同的制備工藝也會影響鉻不同的制備工藝也會影響鉻硅薄膜的性質(zhì)。熱處理可以硅薄膜的性質(zhì)。熱處理可以 降低電阻溫度系數(shù),調(diào)整電阻率,改善薄膜的電性能;在降低電阻溫度系數(shù),調(diào)整電阻率,改善薄膜的電性能;在 濺射中通入微量的氧進(jìn)行反應(yīng)濺射可以提高薄膜的電阻率,濺射中通入微量的氧進(jìn)行反應(yīng)濺射可以提高薄膜的電阻率, 使電阻溫度系數(shù)更負(fù)。使電阻溫度系數(shù)更負(fù)。 3.3.7 鉭基電阻薄膜鉭基電阻薄膜 l鉭基電阻薄膜是
35、指鉭的化合物和和金薄膜,這類薄膜性能鉭基電阻薄膜是指鉭的化合物和和金薄膜,這類薄膜性能 穩(wěn)定,廣泛用于鉭基薄膜集成電路。鉭薄膜通常用濺射法穩(wěn)定,廣泛用于鉭基薄膜集成電路。鉭薄膜通常用濺射法 制取,其結(jié)構(gòu)與制備工藝參數(shù)有關(guān)。制取,其結(jié)構(gòu)與制備工藝參數(shù)有關(guān)。 1.氮化鉭膜氮化鉭膜 l氮化鉭薄膜是鉭(氮化鉭薄膜是鉭(Ta)與)與N反應(yīng)生成的鉭的化合物,該反應(yīng)生成的鉭的化合物,該 薄膜具有電阻溫度系數(shù)小,穩(wěn)定性高的中低阻,常用于制薄膜具有電阻溫度系數(shù)小,穩(wěn)定性高的中低阻,常用于制 作精密薄膜電阻器。作精密薄膜電阻器。 l氮化鉭薄膜的性能和結(jié)構(gòu)受成膜工藝參數(shù)影響。隨著氮分氮化鉭薄膜的性能和結(jié)構(gòu)受成膜工藝
36、參數(shù)影響。隨著氮分 壓增大,電阻率增加,電阻溫度系數(shù)由正變負(fù);基片溫度壓增大,電阻率增加,電阻溫度系數(shù)由正變負(fù);基片溫度 升高,電阻率稍有降低,電阻溫度系數(shù)由負(fù)值趨于零;隨升高,電阻率稍有降低,電阻溫度系數(shù)由負(fù)值趨于零;隨 濺射電壓增加,電阻溫度系數(shù)減小,由負(fù)值趨向于零;濺濺射電壓增加,電阻溫度系數(shù)減小,由負(fù)值趨向于零;濺 射電流對薄膜的影響與濺射電壓類似。射電流對薄膜的影響與濺射電壓類似。 l對濺射的薄膜馬上進(jìn)行真空熱處理可以提高薄膜的穩(wěn)定性,對濺射的薄膜馬上進(jìn)行真空熱處理可以提高薄膜的穩(wěn)定性, 降低電阻溫度系數(shù)。降低電阻溫度系數(shù)。 2.鉭鋁合金薄膜鉭鋁合金薄膜 l鉭鋁合金薄膜是用高純的鉭鋁
37、合金薄膜是用高純的Ta和和Al制成復(fù)合靶材,通過改制成復(fù)合靶材,通過改 變鋁的面積采用濺射方法得到不同組分的鉭鋁膜。這種薄變鋁的面積采用濺射方法得到不同組分的鉭鋁膜。這種薄 膜穩(wěn)定性高,溫度系數(shù)小,方阻可調(diào)范圍寬。膜穩(wěn)定性高,溫度系數(shù)小,方阻可調(diào)范圍寬。 lTaAlN薄膜是采用反應(yīng)濺射法制得的電阻薄膜,薄膜是采用反應(yīng)濺射法制得的電阻薄膜, 其薄膜電阻率比其薄膜電阻率比TaN膜進(jìn)一步提高。制備時反應(yīng)膜進(jìn)一步提高。制備時反應(yīng) 氣體用高純的氮氣,氮分壓對薄膜電阻率和電阻氣體用高純的氮氣,氮分壓對薄膜電阻率和電阻 溫度系數(shù)都有很大影響。氮分壓增加,電阻率急溫度系數(shù)都有很大影響。氮分壓增加,電阻率急 增
38、,電阻溫度系數(shù)向負(fù)方向增大。增,電阻溫度系數(shù)向負(fù)方向增大。 lTaAl和和TaAlN薄膜都可以采用陽極氧化法調(diào)阻,薄膜都可以采用陽極氧化法調(diào)阻, 在表面生成氧化物,膜厚減小,方阻增大,穩(wěn)定在表面生成氧化物,膜厚減小,方阻增大,穩(wěn)定 性提高。性提高。 lAl的摩爾分?jǐn)?shù)為的摩爾分?jǐn)?shù)為50的的TaAl膜穩(wěn)定性好,適于膜穩(wěn)定性好,適于 作精密電阻網(wǎng)絡(luò)。作精密電阻網(wǎng)絡(luò)。 3.鉭硅合金薄膜鉭硅合金薄膜 l鉭硅薄膜是用鉭、硅共濺射法,或鉭和硅烷在氬氣中反應(yīng)鉭硅薄膜是用鉭、硅共濺射法,或鉭和硅烷在氬氣中反應(yīng) 濺射制得,該薄膜是高溫電阻薄膜,電阻率高、高溫穩(wěn)定濺射制得,該薄膜是高溫電阻薄膜,電阻率高、高溫穩(wěn)定
39、性好,適于作高溫穩(wěn)定的精密薄膜電阻器。性好,適于作高溫穩(wěn)定的精密薄膜電阻器。 l鉭硅薄膜性能與鉭硅薄膜性能與Si含量有關(guān)。含量有關(guān)。 l熱處理會影響熱處理會影響TaSi薄膜的電阻率,溫度升高,電薄膜的電阻率,溫度升高,電 阻率減小,逐漸趨于平坦。阻率減小,逐漸趨于平坦。 3.3.8 復(fù)合電阻薄膜復(fù)合電阻薄膜 l復(fù)合電阻薄膜是由不同薄膜疊合構(gòu)成的電阻薄膜。復(fù)合電阻薄膜是由不同薄膜疊合構(gòu)成的電阻薄膜。 復(fù)合電阻薄膜可通過組合克服單層薄膜的電阻溫復(fù)合電阻薄膜可通過組合克服單層薄膜的電阻溫 度系數(shù)大、穩(wěn)定性差的缺點。度系數(shù)大、穩(wěn)定性差的缺點。 l1.鎳鉻鎳鉻氮化鉭復(fù)合薄膜:不需外加保護(hù)層的電氮化鉭復(fù)合
40、薄膜:不需外加保護(hù)層的電 阻薄膜。阻薄膜。 l2.鎳硅鎳硅鎳鉻復(fù)合薄膜:低電阻溫度系數(shù),高穩(wěn)鎳鉻復(fù)合薄膜:低電阻溫度系數(shù),高穩(wěn) 定性的高阻薄膜。定性的高阻薄膜。 l3.鉻硅鈷鉻硅鈷鎳鉻復(fù)合薄膜:低電阻溫度系數(shù)的中鎳鉻復(fù)合薄膜:低電阻溫度系數(shù)的中 高阻薄膜。高阻薄膜。 3.4 3.4 厚膜電阻材料厚膜電阻材料 l厚膜電阻材料是用厚膜電阻漿料通過絲網(wǎng)印刷、厚膜電阻材料是用厚膜電阻漿料通過絲網(wǎng)印刷、 燒結(jié)(或固化)在絕緣基體上形成的較厚的膜,燒結(jié)(或固化)在絕緣基體上形成的較厚的膜, 這層膜具有電阻的特性。這層膜具有電阻的特性。 3.4.1 厚膜電阻漿料的組成厚膜電阻漿料的組成 l厚膜電阻漿料是由導(dǎo)
41、電相(功能相)、粘結(jié)相、厚膜電阻漿料是由導(dǎo)電相(功能相)、粘結(jié)相、 有機(jī)載體和改性劑組成。有機(jī)載體和改性劑組成。 l1.導(dǎo)電相導(dǎo)電相 l導(dǎo)電相主要由導(dǎo)電微粒組成,可以是金屬粉及金導(dǎo)電相主要由導(dǎo)電微粒組成,可以是金屬粉及金 屬氧化物粉,也可以是非金屬及非金屬化合物和屬氧化物粉,也可以是非金屬及非金屬化合物和 有機(jī)高分子。有機(jī)高分子。 2.粘結(jié)相粘結(jié)相 l粘結(jié)相主要起粘接導(dǎo)電相和堅固電阻體的作用,粘結(jié)相主要起粘接導(dǎo)電相和堅固電阻體的作用, 同時還有調(diào)整阻值、改善性能、提高膜層附著力同時還有調(diào)整阻值、改善性能、提高膜層附著力 等作用。包括無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑。等作用。包括無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑。
42、3.有機(jī)載體有機(jī)載體 l有機(jī)載體由溶劑、增稠劑、流動性控制劑和表面有機(jī)載體由溶劑、增稠劑、流動性控制劑和表面 活性劑組成。溶劑調(diào)節(jié)電阻漿料的粘度,增大流活性劑組成。溶劑調(diào)節(jié)電阻漿料的粘度,增大流 動性;增稠劑提高漿料的粘稠性和塑性;流動性動性;增稠劑提高漿料的粘稠性和塑性;流動性 控制劑防止在燒結(jié)初期膜層中載體受熱軟化和熔控制劑防止在燒結(jié)初期膜層中載體受熱軟化和熔 融時產(chǎn)生二次流動;表面活性劑用于降低載體與融時產(chǎn)生二次流動;表面活性劑用于降低載體與 固體粉粒界面的表面張力。固體粉粒界面的表面張力。 3.4.2 釕系厚膜電阻材料釕系厚膜電阻材料 l釕系厚膜電阻材料具有方阻范圍寬、電阻溫度系釕系厚
43、膜電阻材料具有方阻范圍寬、電阻溫度系 數(shù)小、阻值再現(xiàn)性好、工藝性能好、穩(wěn)定性高、數(shù)小、阻值再現(xiàn)性好、工藝性能好、穩(wěn)定性高、 受環(huán)境影響小等優(yōu)點,是當(dāng)前厚膜電阻材料中使受環(huán)境影響小等優(yōu)點,是當(dāng)前厚膜電阻材料中使 用最廣泛的材料之一。用最廣泛的材料之一。 l釕系厚膜電阻材料是以氧化釕或釕酸鹽為導(dǎo)電材釕系厚膜電阻材料是以氧化釕或釕酸鹽為導(dǎo)電材 料,以玻璃釉為粘結(jié)劑,用有機(jī)載體和溶劑把它料,以玻璃釉為粘結(jié)劑,用有機(jī)載體和溶劑把它 調(diào)成漿料,經(jīng)印刷、燒結(jié)而成。調(diào)成漿料,經(jīng)印刷、燒結(jié)而成。 1.釕系厚膜導(dǎo)電材料釕系厚膜導(dǎo)電材料 l(1)二氧化釕)二氧化釕 l二氧化釕(二氧化釕(RuO2)是釕氧化物中較為穩(wěn)
44、定的氧)是釕氧化物中較為穩(wěn)定的氧 化物,不跟酸和酸的混合物起作用,在高溫下能化物,不跟酸和酸的混合物起作用,在高溫下能 與氧化物,堿金屬氧化物作用生成釕酸鹽。與氧化物,堿金屬氧化物作用生成釕酸鹽。 l高溫下二氧化釕可以和很多固態(tài)氧化物起固相反高溫下二氧化釕可以和很多固態(tài)氧化物起固相反 應(yīng)生成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的晶體、燒綠石結(jié)構(gòu)的晶體、應(yīng)生成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的晶體、燒綠石結(jié)構(gòu)的晶體、 復(fù)雜燒綠石結(jié)構(gòu)等釕酸鹽。這些化合物電導(dǎo)率很復(fù)雜燒綠石結(jié)構(gòu)等釕酸鹽。這些化合物電導(dǎo)率很 高,可以用作厚膜電阻材料的導(dǎo)電相。高,可以用作厚膜電阻材料的導(dǎo)電相。 (2)釕酸鉍及其衍生物)釕酸鉍及其衍生物 l釕酸鉍(釕酸鉍(Bi2Ru2
45、O2)為黑色粉末,屬立方形燒綠石晶體。)為黑色粉末,屬立方形燒綠石晶體。 釕酸鉍是釕酸鉍是N型半導(dǎo)體,激活能很小。釕酸鉍衍生物制法與型半導(dǎo)體,激活能很小。釕酸鉍衍生物制法與 釕酸鉍大致相同。釕酸鉍大致相同。 l(3)釕酸鉛及其衍生物)釕酸鉛及其衍生物 l含有氧空位的釕酸鉛是一種缺陰離子的立方形燒綠石三元含有氧空位的釕酸鉛是一種缺陰離子的立方形燒綠石三元 氧化物。釕酸鉛衍生物是指在釕酸鉛中再加入一些其他氧氧化物。釕酸鉛衍生物是指在釕酸鉛中再加入一些其他氧 化物而制得的出來,它們是一些固溶體衍生物,具有一定化物而制得的出來,它們是一些固溶體衍生物,具有一定 的導(dǎo)電性,可用作厚膜電阻的導(dǎo)電相。的導(dǎo)電
46、性,可用作厚膜電阻的導(dǎo)電相。 l(4)釕銠酸鉛)釕銠酸鉛 l釕銠酸鉛與玻璃粘結(jié)劑配合時,具有非常小的遷移性,用釕銠酸鉛與玻璃粘結(jié)劑配合時,具有非常小的遷移性,用 它制作的電阻器使用壽命長,穩(wěn)定性高。它制作的電阻器使用壽命長,穩(wěn)定性高。 2.釕系厚膜電阻粘結(jié)劑釕系厚膜電阻粘結(jié)劑 l釕系厚膜電阻漿料中,常用玻璃做粘結(jié)劑,主要起分散、釕系厚膜電阻漿料中,常用玻璃做粘結(jié)劑,主要起分散、 粘結(jié)、固定導(dǎo)電相,并使電阻體牢牢粘附在絕緣基體上,粘結(jié)、固定導(dǎo)電相,并使電阻體牢牢粘附在絕緣基體上, 同時還起調(diào)節(jié)阻值和電阻溫度系數(shù)、增大機(jī)械強(qiáng)度、增強(qiáng)同時還起調(diào)節(jié)阻值和電阻溫度系數(shù)、增大機(jī)械強(qiáng)度、增強(qiáng) 散熱能力的作用
47、。散熱能力的作用。 對玻璃粘結(jié)劑要求:對玻璃粘結(jié)劑要求: 燒結(jié)溫度適當(dāng);燒結(jié)溫度適當(dāng); 玻璃粘結(jié)劑不能腐蝕和嚴(yán)重影響導(dǎo)玻璃粘結(jié)劑不能腐蝕和嚴(yán)重影響導(dǎo) 電相的性能;電相的性能; 燒結(jié)后粘附性好,機(jī)械強(qiáng)度高;燒結(jié)后粘附性好,機(jī)械強(qiáng)度高; 與導(dǎo)電相和基體的熱膨脹系數(shù)盡可與導(dǎo)電相和基體的熱膨脹系數(shù)盡可 能接近。能接近。 3.釕系厚膜電阻有機(jī)載體釕系厚膜電阻有機(jī)載體 l用松油醇、乙基纖維素、卵磷脂等作為有機(jī)載體。用松油醇、乙基纖維素、卵磷脂等作為有機(jī)載體。 4.常用釕系厚膜電阻漿料常用釕系厚膜電阻漿料 l(1)二氧化釕厚膜電阻材料)二氧化釕厚膜電阻材料 l導(dǎo)電相為二氧化釕,可用金屬釕在空氣中煅燒得到,也
48、可導(dǎo)電相為二氧化釕,可用金屬釕在空氣中煅燒得到,也可 以將水合二氧化釕在大氣中加熱脫水得到。以將水合二氧化釕在大氣中加熱脫水得到。 l(2)釕酸鉍厚膜電阻)釕酸鉍厚膜電阻 l導(dǎo)電相為釕酸鉍粉,玻璃粘結(jié)劑為硼硅酸鉛(與二氧化釕導(dǎo)電相為釕酸鉍粉,玻璃粘結(jié)劑為硼硅酸鉛(與二氧化釕 相同),按一定比例混合,加上有機(jī)載體制成漿料,印制相同),按一定比例混合,加上有機(jī)載體制成漿料,印制 在絕緣的陶瓷基底上,經(jīng)燒結(jié)而成電阻。在絕緣的陶瓷基底上,經(jīng)燒結(jié)而成電阻。 (3)釕酸鉍衍生物厚膜電阻)釕酸鉍衍生物厚膜電阻 l用釕酸鉍的衍生物作為導(dǎo)電相,再加上玻璃粘合劑和有機(jī)用釕酸鉍的衍生物作為導(dǎo)電相,再加上玻璃粘合劑和
49、有機(jī) 載體制成漿料,經(jīng)印刷、燒結(jié)而成厚膜電阻體。載體制成漿料,經(jīng)印刷、燒結(jié)而成厚膜電阻體。 l(4)釕酸鉛厚膜電阻)釕酸鉛厚膜電阻 l釕酸鉛電阻是用釕酸鉛為導(dǎo)電相,用玻璃粉為粘結(jié)劑,用釕酸鉛電阻是用釕酸鉛為導(dǎo)電相,用玻璃粉為粘結(jié)劑,用 有機(jī)載體制成漿料,印刷燒結(jié)在絕緣陶瓷基片上而成。有機(jī)載體制成漿料,印刷燒結(jié)在絕緣陶瓷基片上而成。 l(5)釕酸鉛)釕酸鉛鈮酸鉛厚膜電阻鈮酸鉛厚膜電阻 l釕酸鉛釕酸鉛鈮酸鉛電阻的導(dǎo)電相是在用二氧化釕和氧化鉛制鈮酸鉛電阻的導(dǎo)電相是在用二氧化釕和氧化鉛制 備釕酸鉛的同時加備釕酸鉛的同時加Nb2O3而制得。而制得。 l(6)釕酸鉛衍生物厚膜電阻)釕酸鉛衍生物厚膜電阻 l用釕酸鉛的衍生物作導(dǎo)電相,與玻璃粘合劑混合,經(jīng)印刷、用釕酸鉛的衍生物作導(dǎo)電相,與玻璃粘合劑混合,經(jīng)印刷、 燒結(jié)制作成厚膜電阻。燒結(jié)制作成厚膜電阻。 5.影響釕系厚膜電阻性能的因素影響釕系厚膜電阻性能的因素 l(1)導(dǎo)電粉末的粒徑的影響)導(dǎo)電粉末的粒徑的影響 l以二氧化釕導(dǎo)電粉末為例,在一定時間范圍內(nèi),球磨時間以二氧化釕導(dǎo)電粉末為例,在一定時間范圍內(nèi),球磨時間 越長,顆粒越小,材料比表面積越
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