Способ напыления в вакууме резистивного материала

СПОСОБ НАПЫЛЕНИЯ В ВАКУУМЕ РЕЗИСТИВНОГО МАТЕРИАЛА, включающий формирование на вольфрамовом испарителе в виде керна с навитой спиралью навески испаряемого материала, содержащего двуокись кремния и окись алюминия, нагрев испарителя электрическим током величиной 62-66А в течение 20-40 с, снижение тока до нуля и выгрузку изделий, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса за счет повторного использования вольфрамового испарителя при сохранении качества напыляемых резистивных пленок, после выгрузки изделий через испаритель пропускают электрический ток величиной 64-76А в течение времени, достаточного для удаления остатков испаряемого материала и снижают ток до нуля в течение 30-300 с по линейному закону.

Изобретение касается нанесения пленок к вакууме и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности, например в технологии изготовления тонкопленочных резисторов цилиндрической конструкции.
Цель изобретения - повышение экономичности процесса за счет повторного использования вольфрамового испарителя при сохранении качества напыляемых резистивных пленок.
На фиг. 1 изображен узел крепления испарителя в кассете вакуумной установки; на фиг.2 проиллюстрирован метод определения механической прочности испарителя.
Испаритель 1, состоящий из вольфрамового керна с навитой вольфрамовой проволокой, имеет согнутые в виде крючков торцы 2, которыми он закрепляется на свободные концы молибденовых пружин 3, жестко закрепленных другими концами к токоведущим стойкам 4. При разогреве и удлинении испарителя 1 пружины 3 раздвигаются, как показано пунктиром на фиг.1.
Использование испарителей в таком узле крепления возможно при определенной механической прочности испарителей, которую определяют следующим образом. Испаритель с грузом массой 50 г, размещенном на одном из его концов, перемещают горизонтально относительно точки опоры до тех пор, пока не происходит его излом (фиг.2). По длине 1 отломанного участка испарителя проводят оценку его механической прочности. Установлено, что в случае l < 10 см использование испарителей невозможно. Для новых испарителей l = 14,3-15,5 см.
Способ заключается в следующем.
На испарителе в виде вольфрамового керна с навитой спиралью вольфрамовой проволокой формируют навеску испаряемого материала. В качестве испаряемого материала используют керметный резистивный состав типа хромсиал - 124, 122, 492 с высокой концентрацией диэлектрической фазы (55-65% двуокиси кремния и окиси алюминия). Испаритель с навеской устанавливают в вакуумной напылительной установке (фиг.1). После достижения рабочей степени вакуума испаритель нагревают электрическим током величиной 62-66 А в течение 20-40 с. В результате на керамические заготовки резисторов напыляется высокостабильная резистивная пленка необходимого диапазона сопротивлений. После этого ток снижается до нуля, заготовки резисторов выгружаются, а испаритель подвергается регенерации - очистке от остатков резистивно- го материала и восстановлению его механической прочности. Для этого после выгрузки изделий через испаритель пропускают электрический ток 64-76 А (на 2-10 А превышающего рабочий ток испарителя) в течение времени, достаточного для удаления остатков испаряемого материала. Затем ток снижают до нуля в течение 30-300 с по линейному закону.
П р и м е р. Напыление в вакууме резистивного материала осуществляют с использованием испарителя из вольфрама марки ВА, ГОСТ 19671-81 длиной 55 см, представляющего собой керн диаметром 0,8 мм с навитой на него спиралью из вольфрамовой проволоки диаметром 0,5 мм. В качестве резистивного испаряемого материала используют состав Cr-Fe-Al-SiO₂-Al₂O₃, содержащий 55-65% двуокиси кремния и окиси алюминия. Навеску материала на испарителе формируют кисточкой из спиртовой суспензии. Испаритель с навеской размещают в кассете установки вакуумного напыления типа "ОЗОН" (УВН-6ГП-2М). Вокруг испарителя устанавливают спицы с керамическими основаниями (масса М-4) резисторов 0,25 Вт С2-29В. Напыление резистивного материала проводят в режимах, обеспечивающих получение тонкопленочных прецизионных резисторов со значением ТКС 10 10^-6 1/^оС, стабильностью 0,05% (2000 ч при 155^оС) и минимальным разбросом значения сопротивления в партии при выходе годных свыше 60% . Для этого в вакууме не хуже 10^-4 мм рт.ст. через испаритель с навеской пропускают электрический ток 62-66 А (рабочий ток) в течение 20-40 с. После напыления резистивного материала и выгрузки изделий через испаритель в вакууме пропускают электрический ток 64-76 А (ток регенерации) до полного испарения остатков резистивного материала (20-30 с), после чего ток снижается до нуля в течение 30-300 с по линейному закону. При токе регенерации менее 64 А остатки резистивного материала не удаляются и повторное использование испарителя невозможно. Если ток регенерации установить больше 76 А, то происходит перегорание испарителя в местах контакта с молибденовыми пружинами и повторное использование испарителя невозможно. Если длительность линейного снижения тока регенерации до нуля менее 30 с либо более 300 с, то испарители не обладают механической прочностью, необходимой для их повторного использования (l < 10 см). При длительности снижения тока 120-180 с l = 14-15 см, что позволяет повторно использовать испарители.
Изобретение позволяет многократно использовать вольфрамовый испаритель. При этом качество напыляемых пленок полностью соответствует качеству пленок, полученных с использованием нового испарителя. В результате повышается экономичность процесса напыления.
Изобретение может быть использовано в технологии изготовления тонкопленочных резисторов цилиндрической конструкции. Цель изобретения - повышение экономичности процесса - достигается путем повторного использования вольфрамового испарителя при сохранении качества напыляемых резистивных пленок. После напыления на керамические заготовки резисторов высокостабильной резистивной пленки ток снижается до нуля и заготовки резисторов выгружаются, а испаритель подвергают регенерации. Для этого через испаритель пропускают электрический ток 64 - 76 А в течение времени, достаточного для удаления остатков испаряемого материала. Затем ток снижают до нуля в течение 30 - 300 с по линейному закону. Изобретение позволяет многократно использовать вольфрамовый испаритель, при этом качество напыляемых пленок полностью соответствует качеству пленок, полученных с использованием нового испарителя. 2 ил.