N N515 504040

NCBiR > Projekty badawcze - konkurs 40 > N N515 504040
Badania wpływu parametrów procesu technologicznego na skład chemiczny i strukturę amorficznych stopów rezystywnych typu Ni-P oraz Ni-Me-P, determinujące właściwości elektryczne i przydatność stopów do wytwarzania precyzyjnych rezystorów warstwowych
nr kontraktu: N N515 504040

Określenie wpływu składu chemicznego oraz struktury amorficznych warstw rezystywnych na bazie stopu dwuskładnikowego Ni-P, lub trójskładnikowego Ni-Me-P, wytworzonych w procesie bezprądowej metalizacji na ceramicznym podłożu, na podstawowe parametry elektryczne rezystorów wykonanych na bazie tych warstw.

Data rozpoczęcia >> 18.04.2011
Data zakończenia >> 17.10.2013
Czas trwania >> 30 miesięcy
Koszt całkowity >> 0,42 mln zł
Państwa uczestniczące >> POLSKA

Podsumowanie projektu
Celem projektu było określenie wpływu składu chemicznego oraz struktury amorficznych warstw rezystywnych na bazie stopu dwuskładnikowego Ni-P, lub trójskładnikowego Ni-Me-P (gdzie Me oznacza metal nie będący ferromagnetykiem, jak np. Cu, Co lub W), wytworzonych w procesie bezprądowej metalizacji na ceramicznym podłożu, na podstawowe parametry elektryczne rezystorów wykonanych na bazie tych warstw, w szczególności na rezystancję, jej temperaturowy współczynnik rezystancji (TWR) oraz długoczasową stabilność rezystancji. Dobrano warunki uczulania i aktywacji podłoża ceramicznego oraz parametry prowadzenia procesu osadzania warstw Ni-P oraz Ni-Cu-P (temperatura roztworu, kwasowość, stężenie składników roztworu) w celu uzyskania minimalnego TWR i wysokiej stabilności rezystancji. Optymalny zakres pH zawierał się w przedziale 1,8 do 2,1. Wartość pH w istotny sposób wpływała na rezystancję końcową warstwy rezystywnej. W ramach projektu przeprowadzono modyfikację programu komputerowego umożliwiającego dobór optymalnych parametrów procesu na podstawie zadanych końcowych charakterystyk rezystora. Badania strukturalne warstw (SEM, analiza rentgenowska i optyczne badania powierzchni) wskazują, że warstwy Ni-P posiadają oczekiwaną amorficzną strukturę, jednakże równomierność powierzchni nie jest w pełni zadowalająca. Otrzymane warstwy Ni-Cu-P mają jednolity skład na całej powierzchni. Powierzchnia tych warstw jest w sposób znaczący bardziej równomierna i płaska w porównaniu z warstwami Ni-P, co umożliwia łatwiejszą hermetyzację warstw. Przeprowadzono próby stabilności długoczasowej i wilgoci na rezystorach pokrytych typowymi ochronnymi lakierami powłokowymi. Nie stwierdzono konieczności pokrywania tych warstw wstępną półelastyczną powłoką lakierniczą (względnie powłoką SiO₂) dla zniwelowania wpływu różnic rozszerzalności cieplnej lakieru i samej warstwy, dzięki zastosowaniu stopu Ni-Me-P o stosunkowo wysokiej rezystancji właściwej, a więc dużej grubości i szerokości ścieżki prądowej. Uzyskane wyniki wyraźnie wskazują, iż wszystkie wykonane warstwy spełniają parametry określane normami dla rezystorów precyzyjnych klasy RWP. Przeprowadzone w ramach realizacji projektu badania mają istotne znaczenie w aspekcie wytwarzania warstwowych, precyzyjnych, wysokostabilnych rezystorów, w szczególności w zakresie rezystancji poniżej 0,5 Ω, gdzie konkurencyjne metody, polegające na próżniowym napylaniu. czy też magnetronowym rozpylaniu, nie znajdują zastosowania.

Zastosowanie
Opracowane w ramach projektu metodą bezprądowej metalizacji warstwy oparte na dwuskładnikowych i trójskładnikowych stopach Ni-P oraz Ni-Me-P mogą być wykorzystane do produkcji warstwowych rezystorów precyzyjnych o bardzo niskim temperaturowym współczynniku rezystancji (TWR) i wysokiej stabilności. Oferta dotyczy w szczególności rezystorów o rezystancji około 0,5Ω,których wytworzenie innymi metodami, jak próżniowe napylanie czy magnetronowe rozpylanie, nie jest możliwe.

Praca została wykonana w ramach projektu badawczego nr N N515 504040, dofinansowanego z funduszy Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

Źródło:  Ośrodek Przetwarzania Informacji – Państwowy Instytut Badawczy

osoba odpowiedzialna: dr J. Kulawik