Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)3O4 для толстопленочных терморезисторов
Using the example of the Co-enriched composition Cu₀.₁Ni₀.₁Mn₁.₂Co₁.₆O₄, the possibility of using semiconductor spinel ceramics of the NiMn₂O₄–CuMn₂O₄–MnCo₂O₄ system for obtaining highly stable thick-film thermistors with a high thermal time constant value is demonstrated. The technological process...
Saved in:
| Published in: | Технологія та конструювання в електронній апаратурі |
|---|---|
| Date: | 2002 |
| Issue: | 4–5 |
| Pages: | 55-57 |
| ISSN: | 3083-6549 |
| Author Affiliations: |
|
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | yo |
| Published: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2002
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2002.4-5.55 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Technology and design in electronic equipment |
| Download file: |
|
Institution
Technology and design in electronic equipment| _version_ | 1874002088978022400 |
|---|---|
| author | Shpotyuk, O. I. Hadzaman, I. V. Okhrymovych, R. V. Vakiv, M. M. Osechkin, S. I. Tsmots, V. M. Brunets, I. M. |
| author_facet | Shpotyuk, O. I. Hadzaman, I. V. Okhrymovych, R. V. Vakiv, M. M. Osechkin, S. I. Tsmots, V. M. Brunets, I. M. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "O. I. Shpotyuk",
"institution": "SPA «Karat», Lviv, Ukraine",
"orcid": ""
},
{
"author": "I. V. Hadzaman",
"institution": "НПП «Карат», Львов, Украина",
"orcid": ""
},
{
"author": "R. V. Okhrymovych",
"institution": "SPA «Karat», Lviv, Ukraine",
"orcid": ""
},
{
"author": "M. M. Vakiv",
"institution": "SPA «Karat», Lviv, Ukraine",
"orcid": ""
},
{
"author": "S. I. Osechkin",
"institution": "SPA «Karat», Lviv, Ukraine",
"orcid": ""
},
{
"author": "V. M. Tsmots",
"institution": "Drohobych State Pedagogical University named after Ivan Franko, Ukraine",
"orcid": ""
},
{
"author": "I. M. Brunets",
"institution": "SPA «Karat», Lviv, Ukraine",
"orcid": ""
}
] |
| author_sort | Shpotyuk, O. I. |
| baseUrl_str | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| container_end_page | 57 |
| container_issue | 4–5 |
| container_start_page | 55 |
| container_title | Технологія та конструювання в електронній апаратурі |
| container_volume | |
| datestamp_date | 2026-08-19T09:54:56Z |
| description | Using the example of the Co-enriched composition Cu₀.₁Ni₀.₁Mn₁.₂Co₁.₆O₄, the possibility of using semiconductor spinel ceramics of the NiMn₂O₄–CuMn₂O₄–MnCo₂O₄ system for obtaining highly stable thick-film thermistors with a high thermal time constant value is demonstrated. The technological process for obtaining thick films has been developed, and their phase composition, electrical properties, and stability have been studied. The obtained films are characterized by good structural morphology and high density. The effect of layer thickness on the stability of electrical parameters has been investigated. |
| first_indexed | 2026-08-20T01:01:01Z |
| 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 | oai:tkea.com.ua:article-1357 |
| institution | Technology and design in electronic equipment |
| issn | 3083-6549 |
| keywords_txt_mv | |
| language | yo |
| last_indexed | 2026-08-20T01:01:01Z |
| publishDate | 2002 |
| publisher | PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwtkeacomua/c1/8ee13c34a80cf73bf5df93bf67762dc1.pdf |
| spelling | oai:tkea.com.ua:article-13572026-08-19T09:54:56Z Use of ceramics based on (Ni, Co, Mn, Cu)3O4 solid solutions for thick-film thermistors Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)3O4 для толстопленочных терморезисторов Shpotyuk, O. I. Hadzaman, I. V. Okhrymovych, R. V. Vakiv, M. M. Osechkin, S. I. Tsmots, V. M. Brunets, I. M. solid solution ceramics thick-film thermistors semiconductor spinel ceramics Co-enriched composition thermal time constant phase composition electrical properties structural morphology керамика на основе твердых растворов толстопленочные терморезисторы полупроводниковая шпинельная керамика Co-обогащенный состав тепловая постоянная фазовый состав электрические свойства, морфология структуры Using the example of the Co-enriched composition Cu₀.₁Ni₀.₁Mn₁.₂Co₁.₆O₄, the possibility of using semiconductor spinel ceramics of the NiMn₂O₄–CuMn₂O₄–MnCo₂O₄ system for obtaining highly stable thick-film thermistors with a high thermal time constant value is demonstrated. The technological process for obtaining thick films has been developed, and their phase composition, electrical properties, and stability have been studied. The obtained films are characterized by good structural morphology and high density. The effect of layer thickness on the stability of electrical parameters has been investigated. На примере Со-обогаченного состава Cu0,1Ni0,1Mn1,2Co1,6O4&nbsp;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 пленок, 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. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2002-10-30 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2002.4-5.55 Technology and design in electronic equipment; No. 4–5 (2002): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature ; 55-57 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 4–5 (2002): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 55-57 3083-6549 3083-6530 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2002.4-5.55/1256 Copyright (c) 2002 Shpotyuk O. I., Hadzaman I. V., Okhrymovych R. V., Vakiv M. M., Osechkin S. I., Tsmots V. M., Brunets I. M. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| spellingShingle | керамика на основе твердых растворов толстопленочные терморезисторы полупроводниковая шпинельная керамика Co-обогащенный состав тепловая постоянная фазовый состав электрические свойства морфология структуры Shpotyuk, O. I. Hadzaman, I. V. Okhrymovych, R. V. Vakiv, M. M. Osechkin, S. I. Tsmots, V. M. Brunets, I. M. Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)3O4 для толстопленочных терморезисторов |
| title | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)3O4 для толстопленочных терморезисторов |
| title_alt | Use of ceramics based on (Ni, Co, Mn, Cu)3O4 solid solutions for thick-film thermistors |
| title_full | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)3O4 для толстопленочных терморезисторов |
| title_fullStr | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)3O4 для толстопленочных терморезисторов |
| title_full_unstemmed | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)3O4 для толстопленочных терморезисторов |
| title_short | Использование керамики на основе твердых растворов (Ni, Co, Mn, Cu)3O4 для толстопленочных терморезисторов |
| title_sort | использование керамики на основе твердых растворов (ni, co, mn, cu)3o4 для толстопленочных терморезисторов |
| topic | керамика на основе твердых растворов толстопленочные терморезисторы полупроводниковая шпинельная керамика Co-обогащенный состав тепловая постоянная фазовый состав электрические свойства морфология структуры |
| topic_facet | solid solution ceramics thick-film thermistors semiconductor spinel ceramics Co-enriched composition thermal time constant phase composition electrical properties structural morphology керамика на основе твердых растворов толстопленочные терморезисторы полупроводниковая шпинельная керамика Co-обогащенный состав тепловая постоянная фазовый состав электрические свойства морфология структуры |
| url | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2002.4-5.55 |
| work_keys_str_mv | AT shpotyukoi useofceramicsbasedonnicomncu3o4solidsolutionsforthickfilmthermistors AT hadzamaniv useofceramicsbasedonnicomncu3o4solidsolutionsforthickfilmthermistors AT okhrymovychrv useofceramicsbasedonnicomncu3o4solidsolutionsforthickfilmthermistors AT vakivmm useofceramicsbasedonnicomncu3o4solidsolutionsforthickfilmthermistors AT osechkinsi useofceramicsbasedonnicomncu3o4solidsolutionsforthickfilmthermistors AT tsmotsvm useofceramicsbasedonnicomncu3o4solidsolutionsforthickfilmthermistors AT brunetsim useofceramicsbasedonnicomncu3o4solidsolutionsforthickfilmthermistors AT shpotyukoi ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT hadzamaniv ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT okhrymovychrv ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT vakivmm ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT osechkinsi ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT tsmotsvm ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov AT brunetsim ispolʹzovaniekeramikinaosnovetverdyhrastvorovnicomncu3o4dlâtolstoplenočnyhtermorezistorov |