Способ подгонки тонкопленочных резисторов

 

В. Г. Федосеев, В. П. Белянин и Э. А. Бабков .- „:,. .ф.. : ° (72) Авторы изобретения

% (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОНКИ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ

РЕЗИСТОРОВ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при изготовлении тонкопленочных резисторов, применяемых

s микросборках (гибридных (микросхемах), используемых, в частности, для микроЭВМ. (микропроцессоров); а также в тонкопленочных термопечатающих матрицах.

Известен способ подгонки тонкопленочных резисторов, включающий окисление материала резистивного слоя струей нагретого до 1000—

1200.С кислорода и непрерывный контроль величины его сопротивления (1) .

Недостатки способа — большая погрешность измерения сопротивления, вызванная темпера турной нестабильностью тонкопленочного резистора, так как нагрев его проводится струей кислорода с высокой температурой (точность юстировки НО%), ухудшение параметров окружающих элементов микросборок, особенно в микросборках с высокой плотностью расположения элементов, так как невозможно обрабатывать тонкопленочные резисторы струей нагретого кислорода, не подвергая нагреву рядом расположенные элементы, а также боль2 шая нестабильность величины сопротивления прн ускоряющих воздействиях, например . электрической нагрузке, вследствие незавершенности упорядочения структуры. и преобрь зования фазового состояния в резистивном материале, которые происходят в результате нагрева его струей горячего кислорода.

Наиболее близок к предлагаемому способ подгонки тонкопленочных резисторов, включающий изменение сопротивления резистивного слоя при пропускании через него импульсов тока в окружающей атмосфере и контроль сопротивления резистивного слоя. При этом на поверхности резнстивного материала образуется пленка за счет нагрева тонкопленочного резистора в окружающей атмосфере (2).

Недостатки известного способа — изменение величины сопротивления реэнстивного слоя в условиях повышенной влажности из-за наличия пор в пленке, а также ускорение коррозионных процессов, вызывающее уменьшение сил сцепления пленки с резистнвным материалом. Поэтому для защиты реэистивного слоя от внешних климатических и механических

3 902084 воздействий на поверхностную пленку необхо: димо наносить дополнительную защитную пленку.

Цель изобретения — повышение механической прочности и стабильности сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе подгонки тонкопленочных резисто. ров, включающем пропускаиие импульсов тока к контроль сопротивления резистивного слоя, одновременно с пропусканием импульсов тока t0 поверхность резистивного слоя охлаждают кислородсодержащим газом.

Сущность предлагаемого способа подгонки, тонкопленочных резисторов заключается в следующем; И

Импульсы тока пропускают через тонкопленочный резистор, одновременно охлаждая его поверхность активным газом.

При этом образуется структура: реэистивный материал — кристаллическая окисная зф пленка .— аморфная окисная пленка на поверхности, т.е. на поверхности резистивного материала образуется двойной окисный слой. кристаллическая окисйая пленка образована эа счет высокой температуры нагрева, à 2% аморфная окисная пленка — эа счет более низкой температуры на поверхности, полученной в результате ее охлаждения активным газом.

Ъ

Рост кристаллической окисной пленки щ обеспечивается только за счет внутренних остаточных газов, находящихся в резистивном материале, четких границ раздела между слоями структуры нет. Поверхность раздела развита. и поэтому силы механического сцепления между слоямй велики. ных элементов в виде резисторов, расположенных на площади размером 3,7х4,4 мм, и коммутационных проводников. Ее изготовляют по обычной технологии изготовления тонкопленочных резисторов.

Сопротивление тонкопленочных нагревательных элементов (тонкопленочных резисторов) составляет 170 — 180 Ом. При подгонке через тонкопленочный резистор пропускают импульсы тока с параметрами: длительность 15 мс, частота следования 10 Гц, амплитуда плавно регулируется: в диапазоне от 11 до 20 — 22 В, Одновременно с пропусканием импульсов тока тонкопленочный резистор охлаждается сжа-тым воздухом (давление в магистрали не менее 2-3 ат).

Подгонка проводпся следующим образом.

K тонкопленочному резистору при цомощи зондов подключают источник импульсов тока и омметр через коммутатор. Измеряют начальное сопротивление. Далее на тонкопленочный резистор подают 8-12 импульсов (первый этап) в течение нескольких этапов. промежутках между этапами измеряют совление тонкопленочного резистора. Причем первый этап подачи импульсов тока начинают с минимальной амплитуды, т.е. с 11 В, а каждый последующий этап на 0,5 В больше иредыдущего. По достижении сопротивления

200 Ом подгонка прекращается. Точность подганки определяется точностью измерения сопротивления. В данном случае используется процентный оммстр ٠— 30.

Таким образом, проводит подгонку всех

35 тонкопленочных резисторов (тонкопленочных нагревательных элементов). После оконШия подгонки последнего проводят контрольное измерение сопротивления всех тонкопленочных резисторов в термопечатающей матрице. При этом способе подгонки с охлаждением сжатым воздухом не зарегистрировано из56 менения сопротивления окружающих резисторов от обрабатываемого. При подгонке тонкопленочных резисторов на поверхности последних образуется защитная пленка с механиче ки прочным защитным поверхностным слоем.

Проведенные механические и климатические испытания обработанных таким образом тонкопленочных резисторов показьвают, что сопротивления резисторов обладают стабильностью при воздействии пониженной и повыКроме того, остаточные газы, в частности кислород, интенсивно перемещаются вверх as. резистивного материала вследствие наличия градиента температур, что приводит к повышению стабильности сопротивления резистора.

Аморфная окисная пленка, расположенная иа поверхности кристаллической пленки, находясь в размягченном состоянии при подгонке заполняет поры в кристаллической пленке, что иовьппает коррозионную стойкосгь и стабильность сопротивления резистора. Наличие ак.тивных газов в охлаждающей струе дололнительно улучшает свойства поверхностной пленки за счет интенсификации процесса роста аморфной окисной пленки.

Одновременно высокие температуры нагрева резистивного материала, которые могут быть достигнуты в предлагаемом способе подгонки, стимулируют процесс уплотнения резистивного материала за счет слияния зерен (коалесценции) компонентов резистивного ма* териала, что вызьвает повышение механичес4 кой прочности материала н стабильности сопротивления резистора.

Предлагаемый способ подгонки тонкопленочных резисторов реализуется при изготовлении, тонкопленочных; термопечатающих матриц.

Тонкопленочная термопечатающая матрица состоит иэ 35 (5х7) тонкопленочных нагреватель902084 6 н контроль сопротивления резистивного слоя, отличающийся тем, что, с целью повьппения механической прочности и стабиль. ности сопротивления, одновременно с пропусканием импульсов тока поверхность резистив- ного слоя охлаждают кислородсодержащим ,газом. щенной температур полученная защитная пленка имеет прочное сцепление с резистнвным материалом, защитный поверхностный слой механически прочен, полностью нзолирурует нагревательные элементы от истирания термочувствительной бумагой, а также защитная пленка и поверхностный слой полностью защищают нагревательные элементы от воздействия влаги.! Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 233779, кл. Н 01 С 17/26, 1969.

Формула изобретения

Составитель Б. Ковалева

Техред А. Бабинец Корректор A Ференц

Редактор Л. Пчелинская

Заказ 12396/62 Тираж 757

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ подгонки тонкопленочных резисто- 2. Патент Франции Р 2008496, 1972 (проров,: включающий пропускание импульсов тока g тотип).