Современное состояние исследований в области функциональных конденсационных покрытий высокой проводимости (стр. 6 из 9)

Таблица 2

Влаго- и износостойкость переменных резисторов
с контактными площадками из сплавов Cu-Sn и их аналогов

Номер сплава	Массовый состав покрытия, % (остальное медь)	DR, Ом			Износостойкость (графит 25000 циклов) DR, Ом
		Нейзильбер	Бронза безоловянная	Графит
1	20-24 Sn	0,67	0,59	16,1	7,4
2	37-40 Sn	0,62	0,61	25,2	1,4
3	42-45 Sn	7,4	1,47	13,5	1,8
4	60-62 Sn	-0,10	-0,13	0,73	0,8
5	42-44 Sn; 1,0 Ni	17,9	54,5	13,0	8,5
6	10-12 Sn; 0,5-1,5 Со	0,6	0,27	1,7	0,8
7	42-43 Sn; 0,5-1,5 Со	43,0	65,0	33,0	6,6

Испытания и износостойкость показали, что все исследованные сплавы удовлетворяют типовым требованиям, за исключением сплавов Cu-Sn-Ni
(38-42 % Sn; 0,5-1,5 % Ni) и Cu-Sn-Со (40-45 % Sn; 0,5-1,0 % Со). Сводные данные типовых испытаний резисторов с контактными покрытиями из сплавов Cu-Sn и аналогов приведены в табл. 1.2 откуда видно, что наилучшие характеристики имеют сплавы 4 и 6. Сплав Cu-Sn (60-62 % Sn) более предпочтителен с точки зрения технологичности; в производственных условиях проще использовать бинарные сплавы.

6. Общие выводы по обзору и постановка задачи исследования

Обобщая ретроспективный обзор научной, технической и патентной литературы (пп.1.1-1.5, [90, 91, 190]) по опыту использования многокомпонентных конденсированных структур, а также используя результаты фундаментальных исследований в области получения различных конденсационных покрытий [27, 54, 60, 124, 125, 135, 142], можно предложить достаточно наглядную классификацию всех существующих и принципиально возможных методов получения многокомпонентных конденсационных структур (рис.1.1). Основываясь на результатах работ [54, 60, 135], объектом исследования в настоящей работе были слабо фракционирующие системы Cu-Sn, Cu-Sn-Al и Cu-Sn-Ni, получаемые прямым испарением сплавов в вакууме с последующей конденсацией как на неподвижных, так и на вращающиеся подложки. Выбор этих систем обусловлен перспективностью их применения взамен благородных металлов в некоторых изделиях электронной техники [38], простотой реализации процесса в условиях крупносерийного производства с использованием недорогого оборудования [54, 135].

Несмотря на значительные успехи в области разработки технологии получения различных покрытий и функциональных многокомпонентных структур, существует ряд задач, тормозящих широкое внедрение этих технологий в производство. Типичная схема научных исследований и технологических операций, предшествующих промышленной апробации технологий, приведена на рис.1.2.

– концентрационные зависимости электропараметров свеженапыленных пленок и (частично) после температурных воздействий и т.д.

Однако, вопросы влияния условий эксплуатации на характер измерения электропараметров функциональных конденсированных структур, закономерности физико-химического взаимодействия пленок с агрессивными компонента

ми окружающей среды в литературе практически не рассматриваются. В то же время, если эксплуатация изделий предусматривается без дополнительной защиты от воздействия окружающей среды, данные о физико-химических свойствах конденсатов, о влиянии внешних условий на стабильность эксплуатационных характеристик пленочных элементов устройств становятся едва ли не определяющими при выдаче окончательных рекомендаций по технологии получения функциональных конденсированных структур с учетом возможных условий их эксплуатации.

В этой связи в рамках настоящего исследования нами были поставлены следующие задачи:

– теоретически проанализировать закономерности испарения и конденсации тройных металлических систем;

– разработать методики изучения и оценки изменения электропараметров конденсатов при различных внешних воздействиях;

– изучить закономерности физико-химического поведения конденсированных структур в некоторых жидких средах, определить и табулировать основные параметры процесса электрохимической коррозии как функции состава конденсата;

– изучить изменение электропараметров пленок в модельных и реальных условиях эксплуатации;

– разработать методику оптимизации состава конденсата по различным критериям.

Решение этих задач отражено в пункте 2.5 настоящей работы.

Выводы

1. Анализ экспериментальных и теоретических исследований в области техники получения функциональных покрытий показывает, что ряд сплавов на основе меди могут быть успешно применены в некоторых изделиях электронной техники взамен аналогичных исполнительных элементов из благородных металлов.

2. Существующие методы теоретического анализа закономерностей испарения и конденсации многокомпонентных систем в вакууме (испарение конечных навесок, стационарный режим испарения, взрывное испарение и т.д.) разработаны, как правило, для двухкомпонентных систем. В этой связи, поставлена задача, разработать методику полуколичественного анализа закономерностей формирования покрытий с числом компонентов более двух.

3. Обзор научной и научно-практической литературы показал, что данные о физико-химических свойствах конденсированных структур и их взаимосвязи с основными эксплуатационными параметрами в литературе практически отсутствуют; это затрудняет выбор и оптимизацию технологических параметров нанесения конденсированных структур с заданными свойствами. Поставлена задача на основании комплексных физико-химических исследований разработать научно обоснованные подходы к выбору конкретных многокомпонентных систем с требуемыми функционально-эксплуатационными параметрами.

список использованной литературы

1. Адгезия и пористость медных ионных покрытий на стали / И.Л. Ройх, О.В. Лебединский, А.И. Костржицкий, С.А. Приббе // Вакуумная металлизация в нар. хоз-ве: Тез. докл. II Межресп. науч.-техн. конф. – Рига, 1977. – С. 51-52.

2. Алешкин А.А. О возможности получения двухкомпонентных пленок металлов заданного состава испарением из сплава / А.А. Алешкин, Н.Н. Раров // Физика и химия обраб. материалов. – 1970. – № 4. – С.43-48.

3. Апаев Б.А. Динамика масс в испарителе непрерывного действия / Б.А. Апаев, С.А. Пиковский, Ф.В. Урьяш // Изв. вузов. Радиотехника. – 1971. – ХIV. – С.1778-1780.

4. Аржаникова И.Н. Влияние режимов испарения и конденсации на состав и структуру пленок сплавов Cu-Mn-Ni / И.Н. Аржаникова, З.В. Кичкина, В.Н. // Электронная техника. Сер. Материалы. – 1978. – Вып. I. – С.3-7.

5. А.С. 269226. Сплав для изготовления микросхем / А.С. Косенков, Г.И. Павленко, В.П. Попов. – Опубл. в Б.И. 1970, №15, Н 05 к 7/00.

6. А.С. 434484. Токопроводящий материал / М.С. Блудов, А.А. Слягин. – Опубл. в Б.И., 1974, №24, Н 01 с 1/02.

7. А.С. 1522780. Способ очистки подложек / О.Н. Соловьева, А.И. Костржицкий, №4221821 / 24-21, заявл. 03.04.87; опубл. 1989.

8. Бадиленко Г.Ф. Закономерности кинетики испарения и конденсации двойных сплавов // Проблемы спец. электрометаллургии. – 1975. – №2. –
С. 62-66.

9. Баранник В.П. К вопросу о том, как понимать и измерять коррозию металлов / В.П. Баранник, В.В. Романов // Защита металлов. – 1982. – т.18, №2. – С. 309-314.

10. Башев В.Ф. Электрические свойства напыленных пленок Al-Cu / В.Ф. Башев, Ф.Ф. Доценко, И.С. Мирошниченко // Физика металлов и металловедение. – 1990. – №11. – С. 201-202.

11. Белевский В.П. О некоторых особенностях формирования электрических свойств вакуумных конденсатов алюминия, никеля и золота / В.П. Белевский, М.В. Белоус, В.И. Недоступ // Физика и химия обраб. материалов. – 1972. – №4. – С. 30-34.

12. Беренблит В.М. Коррозия и каталитическая активность сплавов Cu-Ni / В.М. Беренблит, Г.П. Павлова, И.Н. Половинина // Пассивность и коррозия металлов. – 1971. – №3. – С. 54-56.

13. Бочкарев А.Б. Способ повышения стабильности тонкопленочных резисторов // Электронная техника. Сер. Радиодетали и радиокомпоненты. – 1975. – Вып.6. – С. 42-45.

14. Бочкарева А.Я. Влияние температуры подложки на некоторые электрические характеристики резистивной пленки // Электронная техника. Сер. Радиодетали и радиокомпоненты. – 1977. – №4. – С. 40-46.

15. Введенский А.В. Физико-химические и электрохимические аспекты появления границ стойкости твердых растворов, содержащих благородный металл / А.В. Введенский, И.К. Маршаков // Конгр. Защита – 92: Расш. тез. докл. – М., 1992. – т.1, ч.1. – С. 52-54.

16. Вигдорович В.Н. Влияние легирующих элементов на электрофизические свойства конденсированных пленок сплавов меди / В.Н. Вигдорович, В.И. Попов // Изв. АН СССР. Металл. – 1979. – №6. – С. 47-53.

17. Влияние легирующих элементов на свойства конденсатов, полученных вакуумным напылением сплавов на основе меди / М.В. Белоус, А.М. Корольков, А.С. Косенков и др. // Физика и химия обраб. материалов. – 1971. – №3. – С. 38-42.

18. Влияние легирующих элементов на электрофизические свойства пленок на основе меди / М.В. Белоус, А.М. Корольков, Е.В. Лысова и др. // Физика и химия обраб. материалов. – 1975. – №5. – С. 136-138.