ДИПЛОМНая работа

современное состояние исследований в области функциональных конденсационных покрытий высокой проводимости

ВСТУПЛЕНИЕ

Получение и применение функциональных пленок и покрытий в последние 30-40 лет характеризуется стремительным ростом и во многих отраслях промышленности занимает ключевые позиции. Особенно это относится к электронной технике, где тонкие пленки являются элементами различных устройств крупносерийного производства.

Особое место занимают функциональные пленки и покрытия из материалов высокой проводимости – токоведущие дорожки интегральных схем, слаботочные узлы коммутации исполнительных элементов электронных и электротехнических устройств, активные и пассивные элементы узлов компьютеров, электрические контакты и пр. Наряду с традиционными материалами (золото, серебро, платина и сплавы на их основе), в последние годы широко внедряются материалы-заменители (медь и её сплавы, алюминиевые сплавы и пр.). Использование материалов-заменителей позволяет решить такую важную народнохозяйственную задачу, как замена драгметаллов; одновременно существенно снижается себестоимость продукции.

Нами обобщен научный и производственный опыт отечественных и зарубежных ученых в области научных исследований и технологических разработок различных функциональных пленок и покрытий из материалов высокой проводимости [90, 91, 92]. С точки зрения технологии получения, основное внимание уделено методу термовакуумного напыления [60, 124, 125, 135], который является наиболее перспективным и широко используется в электронной технике.

1.1. Основные типы токопроводящих покрытий и их свойства

Токопроводящие плёнки - наиболее распространённый класс функциональных покрытий в различных устройствах электронной техники. К ним относятся пассивные плёночные элементы, токопроводящие каналы микросхем, элементы коммутирующих устройств [28, 99, 181], контактные площадки переменных непроволочных резисторов.

Общие требования, предъявляемые к материалам токопроводящих и к контактным площадкам, следующие:

- высокие электро- и теплопроводность;

- стабильность электрических параметров при воздействии агрессивных сред (коррозионная стойкость);

- износоустойчивость покрытия (характерно для слаботочных скользящих контактов);

- способность к сварке и спайке (особенно для элементов коммутации).

Наиболее широкое распространение получили благородные металлы - золото, серебро, платина и их сплавы. Комплекс исследований, включающий механические, электрические и коррозионные испытания, показал, что покрытия из золота и его сплавов обладают более низкой твёрдостью, электропроводностью и коррозионной стойкостью по сравнению с серебряными покрытиями [158]. Серебро широко применяется для изготовления различного вида контактов. В работе [175] изучено влияние окислов Mg, Al, Mn, Sn, Zr, La, Cd и Mo (окислы образовывались в результате внутреннего окисления соответствующих сплавов на эрозионный износ серебряных контактов. Установлено, что наибольшие потери были в случае наличия окислов Al и Mo, а наименьшие - наблюдались для чистого серебра и сплавов серебра, содержащих Cd и Zr. Сплавы Ag-CdО успешно применяются для покрытий электрических контактов, работающих при t°£ 40° и относительной влажности 95 %, а также в сухой атмосфере при t £120°С.

Кроме серебра и золота для получения контактов используют молибден, платину, палладий и сплавы на их основе, обеспечивающие хорошую коррозионную стойкость и стабильность контактной проводимости [165].

В последнее время наблюдается тенденция замены благородных металлов более экономичными металлами и сплавами с сохранением функциональных свойств покрытий [46, 139, 145, 186]. ............