RU2584032C1

RU2584032C1 - Film resistor

Info

Publication number: RU2584032C1
Application number: RU2015102310/07A
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Колосов; Илья Николаевич Малышев; Сергей Валерьевич Симаков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ЭРКОН" (ОАО "НПО "ЭРКОН")
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2016-05-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: in a film resistor comprising a dielectric substrate and made on it multilayer film of resistance materials, located on a heat removal base; the multilayer film of resistance materials includes a resistance layer, an adhesion layer, contact and passivating layers, arranged on the resistance layer, wherein on the said multilayer film protective and marking layers are arranged.

EFFECT: improved temperature coefficient of resistance of film resistors.

1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электронной технике, а именно к производству постоянных резисторов, и может быть использовано в электронной, радиотехнической и других смежных отраслях промышленности, в том числе мощных, высокочастотных цепях.The invention relates to electronic equipment, namely to the production of permanent resistors, and can be used in electronic, radio engineering and other related industries, including powerful, high-frequency circuits.

Известны мощные пленочные резисторы, представляющие собой плоские резистивные элементы, устанавливаемые на теплоотводящий фланец с помощью пайки (www.res-netmicro wave. com).Powerful film resistors are known, which are flat resistive elements mounted on a heat sink flange using soldering (www.res-netmicro wave.com).

Недостатком данных резисторов является относительно низкая температурная стабильность.The disadvantage of these resistors is the relatively low temperature stability.

Известен пленочный резистор, описанный в А.С. СССР №1517640, Н01С 7/00, опубл. 27.12.1995 г. Пленочный резистор содержит диэлектрическую подложку, на которой размещены контактные площадки и прямоугольный резистивный элемент, включающий две области, удельное поверхностное сопротивление которых в 1,4-1,6 раз превышает удельное поверхностное сопротивление сплошного резистивного слоя, образующего прямоугольный резистивный элемент. Области примыкают к контактным площадкам в их центральных частях со стороны прямоугольного резистивного элемента.Known film resistor described in A.S. USSR No. 1517640, H01C 7/00, publ. 12/27/1995, the film resistor contains a dielectric substrate on which are located the contact pads and a rectangular resistive element, including two areas whose specific surface resistance is 1.4-1.6 times higher than the specific surface resistance of a continuous resistive layer forming a rectangular resistive element . The areas adjacent to the contact pads in their central parts from the side of the rectangular resistive element.

Недостатком известного резистора является относительно низкие эксплуатационные характеристики.A disadvantage of the known resistor is the relatively low performance.

Известен тонкопленочный резистор, защищенный патентом РФ №2231150, Н01С 7/00, 17/00, опубл. 20.06.2004), содержащий прямоугольный резистивный элемент и два электрода из многослойной проводящей структуры, которые имеют гребенчатую форму и n резистивных элементов, расположенных параллельно ширине электродов, и n-1 прямоугольных окон, незанятых пленочными элементами и расположенных при окончании резистивных элементов перпендикулярно им, а коэффициент формы k_Φ каждого резистивного элемента должен находиться в пределах 0,07≤k_Φ≤0,13, при этом длина электродов должна быть не менее длины резистивных элементов.Known thin-film resistor, protected by RF patent No. 2231150, HC 7/00, 17/00, publ. 06/20/2004) containing a rectangular resistive element and two electrodes of a multilayer conductive structure that have a comb shape and n resistive elements parallel to the width of the electrodes, and n-1 rectangular windows that are not occupied by film elements and are located perpendicular to them at the end of the resistive elements, and the shape coefficient k _{Φ of} each resistive element must be in the range of 0.07 ≤ k _Φ ≤0.13, while the length of the electrodes must be not less than the length of the resistive elements.

Недостатком известного резистора является относительно низкая температурная стабильность при больших удельных нагрузках.A disadvantage of the known resistor is the relatively low temperature stability at high specific loads.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является мощный пленочный резистор, защищенный патентом РФ на полезную модель №101261, Н01С 17/00, опубл. 10.01.2011 г., включающий диэлектрическую подложку и сформированную на ней многослойную пленку резистивных материалов с нанесенными контактами, соединенными с ленточными выводами, размещенный на теплоотводящем основании, отличающийся тем, что резистор закрыт теплоотводящей керамической крышкой.Closest to the claimed technical essence and the achieved result, selected as a prototype, is a powerful film resistor, protected by the RF patent for utility model No. 101261, H01C 17/00, publ. 01/10/2011, including a dielectric substrate and a multilayer film of resistive materials formed on it with deposited contacts connected to tape terminals, placed on a heat sink, characterized in that the resistor is closed by a heat sink ceramic cover.

К недостаткам упомянутого резистора можно отнести недостаточные эксплуатационные характеристики резисторов, а именно температурный коэффициент сопротивления (ТКС).The disadvantages of the mentioned resistor include the insufficient operational characteristics of the resistors, namely the temperature coefficient of resistance (TCR).

Задачей предлагаемого технического решения является улучшение конструкции пленочного резистора.The objective of the proposed technical solution is to improve the design of the film resistor.

Технический результат заключается в улучшении температурного коэффициента сопротивления пленочных резисторов.The technical result consists in improving the temperature coefficient of resistance of film resistors.

Указанный результат достигается тем, что в пленочном резисторе, включающем диэлектрическую подложку, размещенную на теплоотводящем основании, многослойная пленка резистивных материалов включает резистивный слой, на котором расположены контактный и пассивирующий слои, при этом на указанной многослойной пленке размещены защитный и маркировочный слои.This result is achieved in that in a film resistor including a dielectric substrate placed on a heat sink, the multilayer film of resistive materials includes a resistive layer on which the contact and passivation layers are located, while the protective and marking layers are placed on the multilayer film.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в следующем.The essence of the proposed technical solution is as follows.

На чертеже изображена конструкция пленочного резистора.The drawing shows the construction of a film resistor.

Пленочный резистор содержит диэлектрическую подложку (алюмонитридную пластину) 1 с сформированной на ней многослойной пленкой: резистивный слой 2 - тантал, адгезионный слой 3 и контактный слой 4 - никель с подслоем титана, пассивирующий слой 5 - нитрид тантала, защищенной защитным слоем краски 6 с нанесенным маркировочным слоем 7, размещенную на теплоотводящем основании 8 и имеющую ленточные выводы 9.The film resistor contains a dielectric substrate (aluminitride plate) 1 with a multilayer film formed on it: the resistive layer 2 is tantalum, the adhesive layer 3 and the contact layer 4 is nickel with a titanium sublayer, the passivation layer 5 is tantalum nitride, protected by a protective layer of paint 6 with a coating marking layer 7, placed on the heat sink base 8 and having tape conclusions 9.

Пленочный резистор работает следующим образом.Film resistor operates as follows.

Мощный сигнал проходит через многослойную пленку резистивных материалов, расположенную на диэлектрической подложке 1, включающую резистивный слой 2, адгезионный слой 3, контактный 4 и пассивирующий слои 5, размещенные на резистивном, посредством ленточных выводов 9, ослабляясь и соответственно приводит к нагреву резистора с последующей передачей тепла через теплоотводящее основание 8. Защитный слой краски 6 с нанесенным маркировочным слоем 7 предохраняет резистор от внешних воздействий. Пассивирующий слой 5, на основе исходного компонента резистивного слоя 2, позволяет значительно улучшить межслойную адгезию, исключить расслоение структуры при дальнейшей эксплуатации, уменьшить межслойные термомеханические напряжения и обеспечить надежную защиту резистивного слоя, что приводит к улучшению ТКС тонкопленочных резисторов.A powerful signal passes through a multilayer film of resistive materials located on a dielectric substrate 1, including a resistive layer 2, an adhesive layer 3, a contact 4 and a passivation layer 5, placed on the resistive, by means of tape leads 9, weakening and, accordingly, leading to heating of the resistor with subsequent transmission heat through the heat sink base 8. The protective layer of paint 6 with the applied marking layer 7 protects the resistor from external influences. The passivation layer 5, based on the initial component of the resistive layer 2, can significantly improve interlayer adhesion, eliminate structural separation during further operation, reduce interlayer thermomechanical stresses and provide reliable protection of the resistive layer, which leads to an improvement in the TCS of thin-film resistors.

Резистор может быть изготовлен следующим образом. В качестве основы резистора используют диэлектрическую подложку (алюмонитридную пластину), на которую наносят резистивный слой тантала, адгезионный и контактный слой никеля с подслоем титана, пассивирующий слой на основе исходного компонента резистивного слоя посредством напыления тантала с напуском азота на вакуумной установке Caroline D12B. Далее производят пайку на теплоотводящее основание. После чего припаивают ленточные выводы. Производят подгонку. Формируют защитный слой краски и маркируют.The resistor can be made as follows. As the basis of the resistor, a dielectric substrate (aluminitride plate) is used, on which a tantalum resistive layer is applied, an adhesive and contact nickel layer with a titanium sublayer, a passivating layer based on the initial component of the resistive layer by tantalum deposition with nitrogen inlet on a Caroline D12B vacuum installation. Next, solder to a heat sink base. Then solder the tape conclusions. Make a fit. Form a protective layer of paint and mark.

Сопротивление резисторов измеряли в соответствии с ГОСТ 21342.20-78 «Резисторы. Метод измерения сопротивления. Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) измеряли согласно ГОСТ 21342.15-78 «Резисторы. Метод определения температурной зависимости сопротивления». Наработку оценивали в соответствии с ГОСТ 25359-82 «Изделия электронной техники. Общие требования по надежности и методы испытаний». Прочность контактных узлов резисторов на воздействие сдвигающей силы контролировали при креплении резисторов путем припаивания за контактные поверхности к металлизированным серебром и облуженным площадкам на керамической плате. Направление приложения усилия - параллельно торцу резистора. Значение нагрузки для резисторов значительно превысило 0,5 кгс.The resistance of the resistors was measured in accordance with GOST 21342.20-78 “Resistors. Method of measuring resistance. The temperature coefficient of resistance (TCS) was measured according to GOST 21342.15-78 “Resistors. Method for determining the temperature dependence of resistance. " The operating time was evaluated in accordance with GOST 25359-82 “Products of electronic equipment. General reliability requirements and test methods. " The strength of the contact nodes of the resistors under the action of shear forces was controlled when fastening the resistors by soldering the contact surfaces to metallized silver and tin plated areas on a ceramic plate. The direction of application of force is parallel to the end of the resistor. The load value for resistors significantly exceeded 0.5 kgf.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет улучшить ТКС пленочных резисторов.Thus, the proposed technical solution allows to improve the TCS of film resistors.

Claims

A film resistor comprising a dielectric substrate and a multilayer film of resistive materials formed on it, placed on a heat sink, characterized in that the multilayer film of resistive materials includes a resistive layer on which the contact and passivation layers are located, while the protective and marking are placed on the multilayer film layers.