Утверждаю:

Директор ЗАО “Элма–Импульс”

Андронов Б.Н.

Изготовление чип–резисторов методом толстопленочной технологии.

Лабораторная инструкция.

Согласованно:

Главный технолог

Молотков В.А.

1998

Настоящая лабораторная технологическая инструкция распространяется на изготовление чип-резисторов методом толстопленочной технологии, используемых в качестве датчиков температуры в множительной технике.

1 Технические требования.

1. Номинальное сопротивление: (0,5…1)10⁶ Ом;

2. ТКС: 0,35…0,5 %/град;

3. Коэффициент температурной чувствительности: 2000…4000 К

4. Рабочий интервал температур: 20…250 С;

5. Толщина резистивного слоя: до 100мкм;

6. Габаритные размеры: 12 мм.

2 Материалы и полуфабрикаты.

Для изготовления чип-резисторов применяются следующие материалы:

1. Оксид кобальта (CoO), ТУ 6 09 2645–78;

2. Гидроокись никеля (Ni(OH)₂), ТУ РУ 2052–54;

3. Стекло С–81;

4. Органическая связующая 20 ПТ;

5. Паста проводящая ПП–10, ЕТ0.35.367 ТУ;

6. Паста защитная ПСЗ–2, ЕТ0.035.180 ТУ;

7. Небрас С2–80/120;

8. Q–ксилол, ТУ6–09–3825–88;

9. Бязь хлопчатобумажная, ГОСТ 11680–76;

10. Тигель алундовый №6, №7;

11. Пинцет медицинский, ТУ 37­–60;

12. Перчатки резиновые;

13. Рукавицы тканевые, ГОСТ 5514–64;

14. Вода дистиллированная, ГОСТ 6709–53;

15. Воздух для питания автоматических приборов и средств автоматизации, ГОСТ 11882–66;

16. Полиэтилен.

3 Оборудование, инструмент, приспособления и контрольно-измерительная аппаратура.

Для изготовления чип-резисторов применяются следующее оборудование:

1. Станок трафаретной печати ПЦ–48;

2. Печь «Heroeus» D–6450 Hanau;

3. Печь «Снол;

4. Шкаф сушильный;

5. Мельница планетарная «Санд–1» с набором агатовых барабанов и мелящих шаров;

6. Шкаф вытяжной 2Ш–НЖ;

7. Нутч–фильтр фирмы «Heraeus», Германия;

8. Весы электронные прецизионные фирмы «Sartorius», Италия;

9. Сетки металлические проволочные 5; 0,2; 0,1; 0,045; ГОСТ 2851–45;

10. Ступка фарфоровая с пестиком №7, ГОСТ 9147–59;

11. Микроскоп МБС–9, ТУ3.–3.1210–78;

12. Клин;

13. Вольтметр универсальный В7–26;

14. Милливольтметр М2020;

15. Нагреватель пленочный ПЛЭНП–120100–0.3/220 мощностью 300 Вт;

16. Электроприбор бытовой типа ОКБ–8082 «Молния» для склеивания полиэтиленовых пленок, ТУ16–539.348–70;

17. Прибор для проверки толщины слоев.

4 Технологический процесс.

Получение порошка.

Приготовление шихты.

1. На электронных весах фирмы «Sartorius» приготовить навески в процентном соотношении, указанном в Табл. 1.

Табл. 1

Материал	Соотношение по весу, % по массе	Масса, г
Оксид кобальта CoO	50,0	50
Гидроокись никеля Ni(OH)2	50,0	50

Приготовленные навески высыпают в агатовый барабан планетарной мельницы, заливают 100г воды, загружают 100г мелящих агатовых шаров. Барабан закрывают крышкой и устанавливают на планетарную мельницу. Включают мельницу и проводят помол материалов в течение 15 мин, при угловой скорости 180 об/мин. Выключают мельницу, сливают получившуюся суспензию и фильтруют. Полученную смесь вмести с нутч–фильтром в алундовом тигле ставят в сушильный шкаф.

Получение спека шихты.

Перемешанную и измельченную шихту загружают в фарфоровой ступке и ставят в печь «Снол». Включают печь и выводят ее на режим до температуры 950 С. Скорость подъема температуры составляет 300–350 С/час. При температуре 950 С тигель с шихтой выдерживают в течение 2 часов; затем печь выключают и охлаждают тигель в печи до комнатной температуры. После охлаждения спек, отделяют от тигля.

Получение порошка спека.

Спек подвергают механическому измельчению в фарфоровой ступке фарфоровым пестиком до частиц размером  0,5 мм и просеивают периодически через сито 0,5. Фракцию, прошедшую через сито 0,5 собирают в полиэтиленовую емкость и подвергают затем тонкому измельчению в агатовых барабанах с агатовыми шарами планетарной мельницы. Масса порошка спека– 100 г. отношение массы измельчающих шаров к массе материала 1:1; время измельчения– 70 мин, угловая скорость– 180 об/мин. Сливают получившуюся суспензию и фильтруют. Полученную смесь, вмести с нутч–фильтром в фарфоровой ступке ставят в сушильный шкаф.

Получение чип–резисторов.

Получение пасты.

Полученный порошок спека собирают и подвергают механическому измельчению в фарфоровой ступке фарфоровым пестиком. Отвешивают на весах навеску порошка стекла С–81 и добавляют в ступку со спеком. В ступку со спеком и стеклом добавляют органическую связующую 20 ПТ. Отношение смешиваемых материалов– 0,67 NiO–CoO: 0,33 C–81: 0,27 20 ПТ. Перемешивают полученную смесь фарфоровым пестиком и потом перетирают на пастотерке до степени перетира  2 мкм, контролируя перетир с помощью клина.

Нанесение и вжигание проводящих контактов.

На керамическую подложку, через трафарет на печатном станке ПЦ–48, наносят один слой проводящей пасты ПП–10, с просушкой в сушильном шкафу. Вжигают слой в печи «Heroeus» при температуре 650 С, в течение 15 мин.

Нанесение и вжигание терморезистивной пасты.

На керамическую подложку с проводящими контактами, через трафарет на печатном станке ПЦ–48, наносят пять слоев с просушкой каждого в сушильном шкафу. Вжигают слои в печи «Heroeus» при температуре 750 С, в течение 20 мин. Производят контроль толщины пасты % прибором.

Нанесение и вжигание защитной пасты.

На керамическую подложку с чип–резисторами, через трафарет на печатном станке ПЦ–48, наносят слой с просушкой в сушильном шкафу. Вжигают слой в печи «Heroeus» при температуре 500 С, в течение 15 мин. Производят контроль толщины пасты % прибором.

5 Контроль качества.

1. При выполнении технологических операций указанных в п. … контроль температуры печи осуществляется терморегулятором, установленным на передней панели печи;

2. Контроль номинального сопротивления чип–резисторов осуществляют с помощью универсального вольтметра В7–26. Контроль ТКС и коэффициента температурной чувствительности осуществляют с помощью универсального вольтметра В7–26 и милливольтметра М2020.

3. Контроль толщины чип–резисторов производят при помощи прибора.

6 Техника безопасности.

При выполнении операций по изготовлению чип–резисторов могут возникнуть следующие опасности:

• Поражение электрическим током при работе на электрооборудовании;

• Термический ожог при работе с печями и сушильным шкафом;

• Попадание мелкодисперсных частиц в дыхательные пути и на кожу рук;

• Отравление парами растворителя.

1. Во избежание поражения электрическим током необходимо перед началом работы проверить наличие и исправность видимого защитного заземления электрооборудования;

2. Во избежания термических ожогов, выгружать тигли и образцы с чип–резисторами из печи после остывания их в печи до комнатной температуры;

3. В избежания попадание мелкодисперсных частиц в дыхательные пути, работу с порошками проводить в вытяжном шкафу. Для защиты кожи рук от мелкодисперсных частиц использовать резиновые перчатки;

4. В избежания отравления парами органических растворителей, работы с растворителями производить в вытяжном шкафу.