Способ изготовления прецизионных резисторов
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ РЕЗИСТОРОВ, включающий формирование их на металлическом основании, термоциклирование, подгонку, технологическую герметизацию, охлаждение до температуры жидкого азота и циклическую электротермотренировку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности резисторов в работе путем повышения стабильности их параметров, подгонку осуществляют после охлаждения резисторов до температуры жидкого азота пропусканием постоянного тока величиной, в 10 - 30 раз превышающей номинальный ток, в течение времени релаксации величины подгоняемого параметра к номинальному значению, а электротермотренировку осуществляют при изменении полярности тока после каждого цикла.
Изобретение относится к технологии изготовления прецизионных резисторов, в частности тонкопленочных резисторов, сформированных на металлической подложке, предназначенной для теплоотвода. Цель изобретения повышение надежности резисторов в работе путем повышения стабильности их параметров во времени. Предложенным способом могут быть подогнаны следующие параметры резисторов: температурный коэффициент сопротивления (ТКС), величина сопротивления, тензочувствительность (при изгибе). Для предотвращения контакта резистора с жидким азотом, что может привести к электролизу, необходима технологическая герметизация, например в резиновой перчатке. Подгонка сопротивлений устройства осуществляется только в сторону его увеличения под токовой нагрузкой, которая требует эмпирического подбора в диапазоне, в 10-30 раз большем номинальной величины тока. Конкретная величина разогрева постоянным током и время выдержки подбираются эмпирически и зависят от его конструкции, определяющей теплоотдачу в условиях охлаждения жидким азотом, в частности от толщины электроизоляционной основы резистора, на которой он сформирован, номинальной величины в течение 1-10 мин. Токовая подгонка в условиях воздействия жидкого азота по сравнению с токовой подгонкой при нормальной температуре имеет преимущество, а именно понижается временная нестабильность параметров резисторов. Понижение временной нестабильности сопротивлений резисторов обусловлено интенсивным охлаждением материала резистора в процессе токового воздействия, что ускоряет процесс старения резистора. При токовой подгонке в нормальных условиях в материале резистора возникают локальные напряжения на межзеренных границах, приводящие с течением времени к изменению, например, величины сопротивления, т.е. к нестабильности данного параметра резистора. Другим важным преимуществом предложенного технического решения является возможность плавного регулирования процесса подгонки сопротивления резистора. В нормальных условиях (без воздействия жидкого азота) плавность подгонки не достигается, изменение сопротивления резистора носит скачкообразный, трудноуправляемый характер за счет локальных перегревов структуры резистора. Для металлизированных резисторов из материала Х20Н80 величина сопротивления подгонки достигает 0,05-10% от номинала. Величина ТКС и тензочувствительность при этом изменяются незначительно, на 1-5% Существенные изменения (на 5-20% ) величин ТКС и тензочувствительности происходят при длительном циклическом воздействии тока на резистор при температуре жидкого азота. Необходимость изменения направления тока при электротермотренировке, которая осуществляется, как и в прототипе, вызвана желательностью понижения эффекта электропереноса в материале прецизионного резистора. В тонких металлических пленках электроперенос вызывает образование пустот и холмиков у контактов резисторов. Место появления пустот и холмиков (у анода или катода) определяется типом носителей заряда, материалами пленки и подложки, а также температурой окружающей среды. Массоперенос в пленочном резисторе представляет собой в общем случае суперпозицию по меньшей мере четырех потоков: самодиффузии, электропереноса, термопереноса и механодиффузии. В реальных условиях эксплуатации прецизионных резисторов суммарный массоперенос и связанные с ним отказы обусловлены сложным взаимодействием указанных эффектов, поэтому проведение электротермотренировки резистора током большой плотности с одновременным охлаждением жидким азотом и сменой полярности тока позволяет подавить направленный эффект массопереноса, а следовательно, и повысить стабильность параметров прецизионного резистора. Подгонку сопротивления резистора согласно предложенному способу осуществляют следующим образом: а) измеряют сопротивление резистора после герметизации в приспособлении, например в хирургической резиновой перчатке (ГОСТ 3-75); б) помещают его в жидкий азот, выдерживают 5-15 мин; в) подают постоянный ток на резистор, в 10-30 раз превышающий номинальный, и выдерживают его под этим током до тех пор, пока сопротивление не увеличится до номинального значения с учетом ТКС, но время выдержки не должно превышать допустимой величины. Для сокращения трудоемкости подгонки за счет уменьшения времени выдержки извлеченного из жидкого азота приспособления с резистором, подгонку можно осуществлять и так. Выполняют пункты а) и б), затем подают постоянный ток на резистор, в 10-30 раз превышающий номинальный, извлекают приспособление с резистором из жидкого азота и выдерживают под этим током, пока сопротивление резистора не увеличится до номинального. Время выдержки определяется эмпирически и составляет, например, для датчиков давления 1-10 мин. В табл. 1 и 2 даны примеры применения способа.
Формула изобретения
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ РЕЗИСТОРОВ, включающий формирование их на металлическом основании, термоциклирование, подгонку, технологическую герметизацию, охлаждение до температуры жидкого азота и циклическую электротермотренировку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности резисторов в работе путем повышения стабильности их параметров, подгонку осуществляют после охлаждения резисторов до температуры жидкого азота пропусканием постоянного тока величиной, в 10 30 раз превышающей номинальный ток, в течение времени релаксации величины подгоняемого параметра к номинальному значению, а электротермотренировку осуществляют при изменении полярности тока после каждого цикла.MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
