Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов
На примере Coобогащенного состава Cu₀,₁Ni₀,₁Mn₁,₂Co₁,₆O₄ показана возможность использования полупроводниковой шпинельной керамики системы NiMn₂O₄-CuMn₂O₄-MnCo₂O₄ для получения высокостабильных толстопленочных терморезисторов с высоким значением тепловой постоянной. Отработан технологический процесс...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2002 |
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2002
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70793 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов / О.И. Шпотюк, И.В. Гадзаман, Р.В. Охримович, Н.М. Вакив, С.И. Осечкин, В.М. Цмоць, И.М. Брунец // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2002. — № 4-5. — С. 55-57. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859650448173039616 |
|---|---|
| author | Шпотюк, О.И. Гадзаман, И.В. Охримович, Р.В. Вакив, Н.М. Осечкин, С.И. Цмоць, В.М. Брунец, И.М. |
| author_facet | Шпотюк, О.И. Гадзаман, И.В. Охримович, Р.В. Вакив, Н.М. Осечкин, С.И. Цмоць, В.М. Брунец, И.М. |
| citation_txt | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов / О.И. Шпотюк, И.В. Гадзаман, Р.В. Охримович, Н.М. Вакив, С.И. Осечкин, В.М. Цмоць, И.М. Брунец // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2002. — № 4-5. — С. 55-57. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | На примере Coобогащенного состава Cu₀,₁Ni₀,₁Mn₁,₂Co₁,₆O₄ показана возможность использования полупроводниковой шпинельной керамики системы NiMn₂O₄-CuMn₂O₄-MnCo₂O₄ для получения высокостабильных толстопленочных терморезисторов с высоким значением тепловой постоянной. Отработан технологический процесс получения толстых плёнок, изучен их фазовый состав, электрические свойства и стабильность. Полученные пленки характеризуются хорошей морфологией структуры и высокой плотностью. Исследовано влияние толщины слоя на стабильность электрических параметров.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:33:30Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
55
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
25.03 2002 ã.
Îïïîíåíò ä. ô.-ì. í. Ñ. Á. ÓÁÈÇÑÊÈÉ
(ÍÓ "Ëüâîâñêàÿ ïîëèòåõíèêà", ã. Ëüâîâ)
Ä. ô.-ì. í. Î. È. ØÏÎÒÞÊ, ê. ô.-ì. í. È. Â. ÃÀÄÇÀÌÀÍ,
Ð. Â. ÎÕÐÈÌÎÂÈ×, ê. ò. í. Í. Ì. ÂÀÊÈÂ, ê. õ. í. Ñ. È. ÎÑÅ×ÊÈÍ,
ä. ô.-ì. í. Â. Ì. ÖÌÎÖÜ, È. Ì. ÁÐÓÍÅÖ
Óêðàèíà, ã. Ëüâîâ, ÍÏÏ �Êàðàò�; ã. Äðîãîáû÷, Ãîñóäàðñòâåííûé
ïåäàãîãè÷åñêèé óíèâåðñèòåò
E-mail: <shpotyuk@novas.lviv.ua>, <sndlnd@drohobych.net>
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅ ÊÅÐÀÌÈÊÈ
ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÒÂÅÐÄÛÕ ÐÀÑÒÂÎÐÎÂ (Ni,Co,Mn,Cu)
3
O
4
ÄËß ÒÎËÑÒÎÏËÅÍÎ×ÍÛÕ ÒÅÐÌÎÐÅÇÈÑÒÎÐÎÂ
Ïîêàçàíà ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü
èñïîëüçîâàíèÿ ïîëóïðîâîäíèêîâîé øïè-
íåëüíîé êåðàìèêè íà ïðèìåðå ñèñòåìû
NiMn2O4�CuMn2O4�MnCo2O4 äëÿ ïîëó-
÷åíèÿ âûñîêîñòàáèëüíûõ òîëñòîïëå-
íî÷íûõ òåðìîðåçèñòîðîâ.
 ñîâðåìåííûõ óñëîâèÿõ ïðåäúÿâëÿþòñÿ âñå áî-
ëåå æåñòêèå òðåáîâàíèÿ ê ñòàáèëüíîñòè è íàäåæíîñ-
òè ðàáîòû ðàäèîýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû ïðè îäíî-
âðåìåííîì óâåëè÷åíèè åå ôóíêöèîíàëüíûõ âîçìîæ-
íîñòåé. Ïî ìåðå ðàçâèòèÿ àâòîìàòèçèðîâàííûõ ñèñ-
òåì óïðàâëåíèÿ è ïðîìûøëåííîé ìèêðîêîìïüþòåð-
íîé òåõíèêè âîçðàñòàåò òàêæå ïîòðåáíîñòü â ðàçðà-
áîòêå íîâûõ òèïîâ äåøåâûõ, óíèôèöèðîâàííûõ è
ýôôåêòèâíûõ ýëåìåíòîâ ãèáðèäíîé èíòåãðàëüíîé
ìèêðîñõåìîòåõíèêè, êîíñòðóêòèâíî ñîâìåñòèìûõ ñ
ðàçíîîáðàçíûìè èçäåëèÿìè ýëåêòðîíèêè. Òàêèìè
ýëåìåíòàìè, èñïîëüçóåìûìè, â ÷àñòíîñòè, äëÿ òåð-
ìîñòàáèëèçàöèè, òåðìîêîìïåíñàöèè, òåðìîñòàòèðîâà-
íèÿ, òåïëîâîãî êîíòðîëÿ è ò. ï., ÿâëÿþòñÿ òîëñòîïëå-
íî÷íûå òåðìîðåçèñòîðû ñ îòðèöàòåëüíûì òåìïåðàòóð-
íûì êîýôôèöèåíòîì ñîïðîòèâëåíèÿ (ÒÊÑ), èçãîòîâ-
ëÿåìûå ìåòîäîì òðàôàðåòíîé ïå÷àòè íà îñíîâå îêèñ-
ëîâ ïåðåõîäíûõ ìåòàëëîâ [1�4]. Ýòî ïðåäîïðåäåëÿ-
åò çíà÷èòåëüíûé èíòåðåñ ê èññëåäîâàíèþ èõ ñòðóêòó-
ðû, ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ, à òàêæå òåõíîëîãè÷åñêèõ
îñîáåííîñòåé ïîëó÷åíèÿ.
Îáû÷íàÿ òåõíîëîãèÿ èçãîòîâëåíèÿ òîëñòîïëåíî÷íûõ
òåðìîðåçèñòîðîâ ïðåäóñìàòðèâàåò èñïîëüçîâàíèå ìà-
òåðèàëà îáúåìíîãî òåðìîðåçèñòîðà ñîîòâåòñòâóþùå-
ãî ñîñòàâà â êà÷åñòâå áàçîâîãî êîìïîíåíòà [1]. Òàêè-
ìè õèìè÷åñêèìè ñîåäèíåíèÿìè ÿâëÿþòñÿ, â îñíîâíîì,
äâîéíûå è òðîéíûå ñèñòåìû îêèñëîâ ïåðåõîäíûõ ìå-
òàëëîâ [5]. Íà èõ îñíîâå ðàçðàáîòàí öåëûé êëàññ íà-
äåæíûõ è ñòàáèëüíûõ òîëñòîïëåíî÷íûõ ýëåìåíòîâ,
ãëàâíûì íåäîñòàòêîì êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ ñðàâíèòåëüíî
óçêèé äèàïàçîí èçìåíåíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ
âíóòðè îïðåäåëåííîé ñèñòåìû.
Ñ öåëüþ ðàñøèðåíèÿ äèàïàçîíà èçìåíåíèÿ óäåëü-
íîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ρ è òåïëîâîé ïî-
ñòîÿííîé Â îáúåìíûõ òåðìîðåçèñòîðîâ ñ îòðèöàòåëü-
íûì ÒÊÑ â ðàáîòå [6] ïðåäëîæåíî èñïîëüçîâàòü áî-
ëåå ñëîæíóþ ïîëóïðîâîäíèêîâóþ øïèíåëüíóþ ýëåê-
òðîêåðàìèêó ñèñòåìû NiMn2O4�CuMn2O4�
MnCo2O4. Îäíèì èç îïòèìàëüíûõ ñîñòàâîâ âíóòðè
äàííîé ñèñòåìû ÿâëÿåòñÿ Cu0,1Ni0,1Mn1,2Co1,6O4,
îáëàäàþùèé íåîáõîäèìûìè çíà÷åíèÿìè  è ρ è îáåñ-
ïå÷èâàþùèé äîñòàòî÷íî âûñîêóþ òåõíîëîãè÷åñêóþ
âîñïðîèçâîäèìîñòü è ñòàáèëüíîñòü ýëåêòðè÷åñêèõ ïà-
ðàìåòðîâ [6�8]. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî èñïîëüçîâàíèå
êåðàìèêè äàííîãî ñîñòàâà ïðè ñîîòâåòñòâóþùåé òåõ-
íîëîãèè åå èçãîòîâëåíèÿ äàñò âîçìîæíîñòü ïîëó÷èòü
âûñîêîñòàáèëüíûå òîëñòîïëåíî÷íûå òåðìîðåçèñòîðû
ñ ïîñòîÿííîé Â íà óðîâíå îáúåìíûõ îáðàçöîâ.
Öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ îòðàáîòêà òè-
ïîâîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà ïîëó÷åíèÿ òîëñòî-
ïëåíî÷íûõ òåðìîðåçèñòîðîâ ñ ïîíèæåííîé òåìïåðà-
òóðîé ñïåêàíèÿ íà îñíîâå êåðàìè÷åñêîé êîìïîçèöèè
Cu0,1Ni0,1Mn1,2Co1,6O4, à òàêæå èññëåäîâàíèå ôàçî-
âîãî ñîñòàâà, ýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ è ñòàáèëüíîñòè
ïîëó÷åííûõ òîëñòûõ ïëåíîê.
Îáúåìíûé îáðàçåö òåðìîðåçèñòîðà, èñïîëüçóåìûé
äëÿ ïîëó÷åíèÿ êåðàìè÷åñêîãî êîìïîíåíòà òîëñòîé
ïëåíêè, ñèíòåçèðîâàí ìåòîäîì òðàäèöèîííîé êåðà-
ìè÷åñêîé òåõíîëîãèè [9].  êà÷åñòâå èñõîäíûõ êîì-
ïîíåíòîâ èñïîëüçîâàëè óãëåêèñëûå ñîëè ìåäè, êî-
áàëüòà, ìàðãàíöà è íèêåëÿ, âçÿòûå â íåîáõîäèìîì ñî-
îòíîøåíèè. Âñå êîìïîíåíòû òùàòåëüíî ïåðåìåøèâà-
ëèñü ñ äîáàâëåíèåì äèñòèëëèðîâàííîé âîäû â ÿø-
ìîâûõ áàðàáàíàõ ïëàíåòàðíîé ìåëüíèöû ÑÀÍÄ-1.
Âðåìÿ ñìåøèâàíèÿ è ïîìîëà îïðåäåëÿëîñü ñ ó÷åòîì
ñòåïåíè ãîìîãåíèçàöèè è äèñïåðñíîñòè ñìåñè è, êàê
ïðàâèëî, ñîñòàâëÿëî 16 ÷. Ïîëó÷åííóþ ñìåñü ïðîñó-
øèâàëè ïðè 378±5 Ê. Ïðåäâàðèòåëüíûé îòæèã ñìåñè
ïðîèçâîäèëñÿ íà âîçäóõå ïðè 970±5 Ê íà ïðîòÿæå-
íèè 4 ÷. Ïðåññ-ïîðîøîê ïîëó÷àëè ïóòåì äîáàâëåíèÿ
ê ïðîñóøåííîé øèõòå 5%-íîãî âîäíîãî ðàñòâîðà ïî-
ëèâèíèëîâîãî ñïèðòà â êîëè÷åñòâå 0,20�0,40% îò
âåñà øèõòû. Ôîðìèðîâàíèå ïðåññ-çàãîòîâîê äèàìåò-
ðîì 25 ìì è òîëùèíîé 2,4 ìì îñóùåñòâëÿëè èçîñòà-
òè÷åñêèì ïðåññîâàíèåì ïîä äàâëåíèåì 40�100 ÌÏà
íà ãèäðàâëè÷åñêîì ïðåññå ÏÃ-10. Òåìïåðàòóðíî-âðå-
ìåííîé ðåæèì âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî îòæèãà â ïå÷è
ÂÒÏ-0,1 áûë âûáðàí ñ ó÷åòîì îïòèìàëüíûõ óñëîâèé
ôîðìèðîâàíèÿ òâåðäîãî ðàñòâîðà ñî ñòðóêòóðîé øïè-
íåëè.
Òåðìîðåçèñòîðíàÿ ïàñòà äëÿ íàíåñåíèÿ òîëñòîé
ïëåíêè ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé ñìåñü êåðàìè÷åñêîãî ïî-
ðîøêà Cu0,1Ni0,1Mn1,2Co1,6O4 ñ îðãàíè÷åñêèì è íåîð-
ãàíè÷åñêèì ñâÿçóþùèì. Ïîðîøîê ïîëó÷àëñÿ ïóòåì
èçìåëü÷åíèÿ îáúåìíîãî êåðàìè÷åñêîãî îáðàçöà äàí-
íîãî ñîñòàâà â ïëàíåòàðíîé ìåëüíèöå �Fritsch� íà ïðî-
òÿæåíèè 5 ÷ ñî ñêîðîñòüþ 130 îá/ìèí ñ äîáàâëåíèåì
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
56
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
èçîïðîïèëîâîãî ñïèðòà. Ðàçìåð ÷àñòèö ïîðîøêà ïîñ-
ëå ïðîñåèâàíèÿ íå ïðåâûøàë 5 ìêì. Â ñîñòàâ ïàñòû
âõîäèëè 75,76% ïîðîøêà Cu0,1Ni0,1Mn1,2Co1,6O4,
18,94% îðãàíè÷åñêîãî ðàñòâîðèòåëÿ è îðãàíè÷åñêîé
ñâÿçêè, à òàêæå 5,3% ñìåñè ïîðîøêîâ ñòåêëà è Bi2O3.
Ïîëó÷åííóþ ïàñòó íàíîñèëè íà ïîäëîæêè èç îêñèäà
àëþìèíèÿ Al2O3 (Rubalit 708S) ìåòîäîì òðàôàðåòíîé
ïå÷àòè íà ñòàíêå DFS-0,1, îáîðóäîâàííîãî ñòàëüíîé
ñåòêîé. Íà ïîâåðõíîñòü ïîäëîæêè ïðåäâàðèòåëüíî
áûëè íàíåñåíû ñåðåáðÿíûå ýëåêòðè÷åñêèå êîíòàêòû
â âèäå ïîëîñîê.
Òîëñòîïëåíî÷íûå òåðìîðåçèñòîðû ïëàíàðíîãî òèïà
èçãîòàâëèâàëèñü â îäíî- è äâóõñëîéíîì èñïîëíåíèè ñ
öåëüþ èçó÷åíèÿ âëèÿíèÿ òîëùèíû ïëåíêè íà ïàðàìåòðû
è ñòàáèëüíîñòü èçäåëèé. Òîëùèíà îäíîñëîéíîãî îáðàç-
öà ñîñòàâëÿëà ~48 ìêì, äâóõñëîéíîãî � ~92 ìêì. Îò-
æèã òîëñòîé ïëåíêè ïðîèçâîäèëñÿ â êîíâåéåðíîé ïå÷è
BTU (Àíãëèÿ) ïóòåì ìåäëåííîãî ïîâûøåíèÿ òåìïåðà-
òóðû äî 1120 Ê ñ ïîñëåäóþùåé èçîòåðìè÷åñêîé âû-
äåðæêîé íà ïðîòÿæåíèè 15 ìèí è îõëàæäåíèåì äî êîì-
íàòíîé òåìïåðàòóðû ñîãëàñíî çàäàííîìó ðåæèìó. Ïîñ-
ëå îòæèãà òîëñòàÿ ïëåíêà èìåëà ñëåäóþùèé õèìè÷åñ-
êèé ñîñòàâ: 93,5% êåðàìèêè Cu0,1Ni0,1Mn1,2Co1,6O4,
2,8% Bi2O3 è 3,7% ñòåêëà ÍÒ-521-4. Êîíñòðóêòèâíûå
îñîáåííîñòè ïîëó÷åííûõ òîëñòîïëåíî÷íûõ òåðìîðå-
çèñòîðîâ ïîêàçàíû íà ðèñ. 1 (1 � ïîäëîæêà; 2 �
ýëåêòðîä, 3 � òîëñòàÿ ïëåíêà).
Ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå èçìåðÿëîñü ìåæäó
âûáðàííûìè ýëåêòðè÷åñêèìè êîíòàêòàìè ïðè ñòðîãî
êîíòðîëèðóåìîé òåìïåðàòóðå îêðóæàþùåé ñðåäû.
Âî âðåìÿ òåñòà íà ñòàðåíèå ïîëó÷åííûå òîëñòî-
ïëåíî÷íûå òåðìîðåçèñòîðû âûäåðæèâàëèñü íà ïðî-
òÿæåíèè 1000 ÷ ïðè òåìïåðàòóðå 443 Ê. Èçìåðåíèÿ
ñîïðîòèâëåíèÿ ïðîèçâîäèëèñü ïåðèîäè÷åñêè (÷åðåç
24, 48, 144, 251, 356, 500, 750 è 1000 ÷) ïðè òåìïåðà-
òóðå 298 Ê.
Ìåòîäîì îïòè÷åñêîé ìèêðîñêîïèè ñ óâåëè÷åíè-
åì ×576 óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîëó÷åííûå òîëñòîïëåíî÷-
íûå òåðìîðåçèñòîðû õàðàêòåðèçóþòñÿ õîðîøåé ìîð-
ôîëîãèåé ñòðóêòóðû, âûñîêîé ïëîòíîñòüþ âåùåñòâà
òåðìîðåçèñòîðà è äîñòàòî÷íî ãëàäêîé ïîâåðõíîñòüþ.
Èññëåäîâàíèå ìàòåðèàëà òîëñòîé ïëåíêè ñ ïîìîùüþ
ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà �Akashi� (óâåëè÷åíèå
×2500) ïîêàçàëî, ÷òî ìèêðîñòðóêòóðà ñîñòîèò èç îä-
íîðîäíî ðàñïðåäåëåííûõ çåðåí, êîòîðûå îáâîëàêè-
âàåò ñòåêëîôàçà. Ðàçìåð çåðåí íå ïðåâûøàåò 4 ìêì
(ðèñ. 2), ÷òî ïðèáëèçèòåëüíî ñîâïàäàåò ñ àíàëîãè÷-
íûì ðàçìåðîì äëÿ îáúåìíûõ îáðàçöîâ [7].
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé òîëñòîïëåíî÷íûõ è
îáúåìíûõ òåðìîðåçèñòîðîâ ìåòîäîì ðåíòãåíîâñêîé
äèôðàêöèè (äèôðàêòîìåòð HZG-4a) ïîêàçàëè, ÷òî â
îáîèõ ñëó÷àÿõ îñíîâíîé ôàçîé ÿâëÿåòñÿ ìàòåðèàë ñ
õîðîøî ñôîðìèðîâàííîé ñòðóêòóðîé øïèíåëè. Ïðè-
ìåñíûõ ôàç â ñòðóêòóðå òîëñòîïëåíî÷íîé øïèíåëè
íå îáíàðóæåíî.
Íà ðèñ. 3 ïîêàçàíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè
ñîïðîòèâëåíèÿ (R) òîëñòûõ ïëåíîê òåðìîðåçèñòîðîâ
â îäíî- è äâóõñëîéíîì èñïîëíåíèè. Ëèíåéíûé õà-
ðàêòåð çàâèñèìîñòè lnR=f(1/T) ïîçâîëÿåò ñäåëàòü âû-
âîä, ÷òî â ðàññìàòðèâàåìîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð
äàííàÿ çàâèñèìîñòü àäåêâàòíî îïèñûâàåòñÿ âûðàæå-
íèåì [5, c. 281]
R(T)=R298exp(B/T�B/298), (1)
ãäå R298 � ñîïðîòèâëåíèå ïðè òåìïåðàòóðå Ò=298 Ê.
Ñîïðîòèâëåíèå òèïè÷íîãî ó÷àñòêà îäíîñëîéíîé
òîëñòîé ïëåíêè øèðèíîé 2 ìì è òîëùèíîé 50 ìêì
ñîñòàâëÿåò ~350 êÎì è óìåíüøàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè
ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíî òîëùèíå. Òåïëîâàÿ ïîñòîÿí-
íàÿ  äëÿ òîëñòîïëåíî÷íûõ òåðìîðåçèñòîðîâ â îäíî-
Ðèñ. 2. Ìèêðîñòðóêòóðà òîëñòîïëåíî÷íîãî òåðìîðåçè-
ñòîðà ñîñòàâà Cu0,1Ni0,1Mn1,2Co1,6O4, ïîëó÷åííàÿ ìåòî-
äîì ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè
Ðèñ. 1. Êîíñòðóêöèÿ òîëñòîïëåíî÷íûõ òåðìîðåçèñòîðîâ
(L = 2 ìì, h = 48 ìêì, he = 18 ìêì)
L
1
3
2 h
e
h
Ðèñ. 3. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ñîïðîòèâëåíèÿ òîëñòî-
ïëåíî÷íûõ òåðìîðåçèñòîðîâ ñîñòàâà Cu0,1Ni0,1Mn1,2Co1,6O4:
1 � îäíîñëîéíûé òåðìîðåçèñòîð; 2 � äâóõñëîéíûé òåðìîðåçèñòîð
R
, ê
Î
ì
403
148
55
20
2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4
1
2
103/Ò, Ê�1
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
57
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
è äâóõñëîéíîì èñïîëíåíèè íàõîäèòñÿ íà óðîâíå
3630±5 Ê, â òî âðåìÿ êàê äëÿ îáúåìíûõ îáðàçöîâ �
3530±5 Ê.
Êàê èçâåñòíî, ìåðîé ñòàáèëüíîñòè ýëåêòðè÷åñêèõ
ïàðàìåòðîâ òåðìîðåçèñòîðîâ ñëóæèò âåëè÷èíà îòíî-
ñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ïðè îïðåäåëåí-
íîé òåìïåðàòóðå ñòàðåíèÿ. Ðåçóëüòàòû ïðîâåäåííîãî
òåñòà íà ñòàðåíèå ïðè 443 Ê ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 4.
Íàáëþäàåòñÿ çíà÷èòåëüíîå óâåëè÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ
ïëåíîê íà íà÷àëüíûõ ñòàäèÿõ òåðìîýêñïîíèðîâàíèÿ
ñ ïîñëåäóþùèì ïîñòåïåííûì óìåíüøåíèåì. (Çàìå-
òèì, ÷òî îáúåìíûå òåðìîðåçèñòîðû ïðîÿâëÿþò òàêîé
æå õàðàêòåð çàâèñèìîñòè ∆R/R0=f(t) â ïðîöåññå òåð-
ìîäåãðàäàöèè.)
Äàííûé ýôôåêò (íàçîâåì åãî óñëîâíî ýôôåêòîì
óñòàëîñòè òåðìîäåãðàäàöèè òîëñòîïëåíî÷íûõ òåðìî-
ðåçèñòîðîâ) ðàíåå íå íàáëþäàëñÿ äëÿ ýòîãî òèïà ìà-
òåðèàëîâ. Ìàêñèìàëüíîå èçìåíåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ
îäíîñëîéíîãî òåðìîðåçèñòîðà äîñòèãàåò ~7,5% ïîñ-
ëå 64-÷àñîâîé âûäåðæêè èññëåäóåìûõ îáðàçöîâ ïðè
âûøåóêàçàííîé òåìïåðàòóðå. Îäíàêî óæå ïîñëå 750 ÷
ñòàðåíèÿ ñîïðîòèâëåíèå òîëñòûõ ïëåíîê ïðàêòè÷åñ-
êè ïîëíîñòüþ âîññòàíàâëèâàåòñÿ. Â òî æå âðåìÿ äëÿ
äâóõñëîéíîãî îáðàçöà òåðìîðåçèñòîðà ∆R/R0≈11%
ïðè t=64 ÷, à ïîñëå 750 ÷ ñòàðåíèÿ ýòà âåëè÷èíà óñòà-
íàâëèâàåòñÿ íà ïîñòîÿííîì óðîâíå ~1,8%. Ñëåäîâà-
òåëüíî, óâåëè÷åíèå òîëùèíû îáðàçöà òîëñòîïëåíî÷-
íîãî òåðìîðåçèñòîðà ïðèâîäèò ê óõóäøåíèþ âðåìåí-
íîé ñòàáèëüíîñòè åãî ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ.
Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü èíòåðïðåòàöèÿ ìåõàíèçìîâ
ñòàðåíèÿ òåðìîðåçèñòîðíîé êåðàìèêè ÿâëÿåòñÿ äîâîëü-
íî ñëîæíîé çàäà÷åé è áàçèðóåòñÿ, â îñíîâíîì, íà
ñîîòâåòñòâóþùèõ ðåàêöèÿõ îêñèäàöèè èëè äåîêñè-
äàöèè [9�13]. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ìåõàíèçì ñòàðå-
íèÿ òîëñòîïëåíî÷íûõ òåðìîðåçèñòîðíûõ ýëåìåíòîâ
ìîæåò áûòü ñâÿçàí ñ íåñîâåðøåíñòâîì ìåæçåðåííûõ
ãðàíèö, ñôîðìèðîâàííûõ â óñëîâèÿõ îòíîñèòåëüíî
íèçêèõ òåìïåðàòóð ñïåêàíèÿ [14, 15].
***
Òàêèì îáðàçîì, íàìè ïîëó÷åíû ñòðóêòóðíî-îäíî-
ðîäíûå òîëñòîïëåíî÷íûå òåðìîðåçèñòîðû íà îñíîâå
êåðàìèêè ñîñòàâà Cu0,1Ni0,1Mn1,2Co1,6O4, îáëàäàþ-
ùèå âûñîêèì çíà÷åíèåì òåïëîâîé ïîñòîÿííîé  è ñòà-
áèëüíûìè âî âðåìåíè ýëåêòðè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè.
Óâåëè÷åíèå òîëùèíû ïëåíêè ïðèâîäèò ê ïðîïîðöèî-
íàëüíîìó óìåíüøåíèþ ñîïðîòèâëåíèÿ òåðìîðåçèñòî-
ðîâ ñ óõóäøåíèåì åãî âðåìåííîé ñòàáèëüíîñòè.
Àíîìàëüíîå ïîâåäåíèå êèíåòèêè òåðìîäåãðàäàöèè
∆R/R0=f(t) òîëñòûõ ïëåíîê òðåáóåò áîëåå äåòàëüíîãî
èçó÷åíèÿ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Ikegami A., Arima H., Tosaki H. et al. Thick-film ther-
mistor and its applications // IEEE Transactions on Compo-
nents, Hybrids and Manufacturing Technology.� 1980.�
Vol. CHMT-3, N 4.� P. 541�550.
2. Zhong J., Bau H. H. Thick-film thermistors printed on
LTCC tapes // Amer. Ceram. Soc. Bull.� 2001.� Vol. 8,
N 10.� P. 39�42.
3. Çàõàðîâ Â. È., Îëåñê À. Î. Ïëåíî÷íûå òåðìîðåçèñòî-
ðû // Çàðóáåæíàÿ ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà.� 1983.� ¹ 5.�
Ñ. 43�74.
4. Çàõàðîâ Â. È., Îëåñê À. Î. Ìàòåðèàëû è òåõíîëîãèÿ
èçãîòîâëåíèÿ òîëñòîïëåíî÷íûõ òåðìîðåçèñòîðîâ ñ îòðè-
öàòåëüíûì òåìïåðàòóðíûì êîýôôèöèåíòîì ñîïðîòèâëå-
íèÿ // Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Ñåð. Ðàäèîäåòàëè è ðàäèî-
êîìïîíåíòû.� 1989.� Âûï. 3.� Ñ. 30�34.
5. Øåôòåëü È. Ò. Òåðìîðåçèñòîðû.� Ì.: Íàóêà, 1972.
6. Ãàäçàìàí ². Â. Òåðìîðåçèñòîðí³ åëåìåíòè ñòðóìî-
âîãî çàõèñòó íà îñíîâ³ êåðàì³÷íèõ íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ
êîìïîçèò³â CuxNi1�x�yCo2yMn2�yÎ4.� Àâòîðåô. äèñ. ...
êàíä. ô³ç.-ìàò. íàóê.� Äåðæ. óí-ò «Ëüâ³âñüêà ïîë³òåõí³-
êà», Ëüâ³â, 1999.
7. Shpotyuk O., Kovalskiy A., Mrooz O. et al. Technologi-
cal modification of spinel-based CuxNi1�x�yCo2yMn2�yO4 ce-
ramics // J. Europ. Ceram. Soc.� 2001.� Vol. 21.� P. 2067�
2070.
8. Vakiv M., Shpotyuk O., Mrooz O., Hadzaman I. Con-
trolled thermistor effect in the system CuxNi1�x�yCo2yMn2�yO4
// Ibid.� 2001.� Vol. 21.� P. 1783�1785.
9. Òåðíàóåð Õ. Ïðîöåññû êåðàìè÷åñêîãî ïðîèçâîä-
ñòâà. � Ì.: ÈË, 1980.
10. Hosseini M. The effect of cation composition on the
electrical properties and ageing of Mn�Co�Ni thermistors //
Ceramics International.� 2000.� Vol. 26.� P. 245�249.
11. Battault T., Legros R., Brieu M. et al. Correlation be-
tween microstructure and ageing of iron manganite ther-
mistors // J. de Physique III.� 1997.� Vol. 7.� P. 979�
992.
12. Castelan P., Bui Ai, Loubiere A. et al. Ageing study
of NTC thermistors by thermopower measurements // Sen-
sors and Actuators A.� 1992.� Vol. 33.� P. 119�122.
13. Csete de Györgyfalva G. D. C., Reaney I. M. Decom-
position of NiMn2O4 spinel: an NTC thermistor material //
J. Europ. Ceram. Soc.� 2001.� Vol. 21.� P. 2145�2148.
14. Groen W.A. Aging of NTC ceramics in the system
Mn�Ni�Fe�O // Ibid.� 2001.� Vol. 21.� P. 1793�1796.
15. Schmidt R., Stiegelschmitt A., Roosen A., Brinkman
A.W. Preparation and performance of thick film NTC ther-
mistors // Key Engineering Materials.� 2002.� Vol. 206�
213.� P. 1417�1420.
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ ñîïðî-
òèâëåíèÿ îò âðåìåíè (t) ïðè Ò=443 Ê äëÿ òîëñòîïëåíî÷-
íûõ òåðìîðåçèñòîðîâ ñîñòàâà Cu0,1Ni0,1Mn1,2Co1,6O4:
1 � îäíîñëîéíûé òåðìîðåçèñòîð; 2 � äâóõñëîéíûé òåðìîðåçèñòîð
1
2
200 400 600 800 t, ÷
9
6
3
0
∆R , %
R
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70793 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:33:30Z |
| publishDate | 2002 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шпотюк, О.И. Гадзаман, И.В. Охримович, Р.В. Вакив, Н.М. Осечкин, С.И. Цмоць, В.М. Брунец, И.М. 2014-11-13T06:24:13Z 2014-11-13T06:24:13Z 2002 Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов / О.И. Шпотюк, И.В. Гадзаман, Р.В. Охримович, Н.М. Вакив, С.И. Осечкин, В.М. Цмоць, И.М. Брунец // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2002. — № 4-5. — С. 55-57. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70793 621.316.825 На примере Coобогащенного состава Cu₀,₁Ni₀,₁Mn₁,₂Co₁,₆O₄ показана возможность использования полупроводниковой шпинельной керамики системы NiMn₂O₄-CuMn₂O₄-MnCo₂O₄ для получения высокостабильных толстопленочных терморезисторов с высоким значением тепловой постоянной. Отработан технологический процесс получения толстых плёнок, изучен их фазовый состав, электрические свойства и стабильность. Полученные пленки характеризуются хорошей морфологией структуры и высокой плотностью. Исследовано влияние толщины слоя на стабильность электрических параметров. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Материалы электроники Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов Article published earlier |
| spellingShingle | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов Шпотюк, О.И. Гадзаман, И.В. Охримович, Р.В. Вакив, Н.М. Осечкин, С.И. Цмоць, В.М. Брунец, И.М. Материалы электроники |
| title | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов |
| title_full | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов |
| title_fullStr | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов |
| title_full_unstemmed | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов |
| title_short | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)₃O₄для толстопленочных терморезисторов |
| title_sort | использование керамики на основе твердых растворов (ni, co, mn, cu)₃o₄для толстопленочных терморезисторов |
| topic | Материалы электроники |
| topic_facet | Материалы электроники |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70793 |
| work_keys_str_mv | AT špotûkoi ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT gadzamaniv ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT ohrimovičrv ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT vakivnm ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT osečkinsi ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT cmocʹvm ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT brunecim ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov |