Спосіб підвищення коефіцієнта тензочутливості резистивної товстої плівки

Спосіб підвищення коефіцієнта тензочутливості резистивної товстої плівки на основі твердого розчину діоксиду олова, легованого сурмою, який відрізняє ться тим, що поверхню плівки оброблюють лазером, який працює в режимі модульованої добротності резонатора при таких параметрах випромінювання: довжина хвилі l=1,06мкм, енергія імпульсу Е=160×10-3Дж, тривалість імпульсу t=15×10-9с. (19) (21) u200810408 (22) 15.08.2008 (24) 26.01.2009 (46) 26.01.2009, Бюл.№ 2, 2009 р. (72) ПАУСТОВСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ВАСИЛЬОВИЧ, UA, РУДЬ БОРИС МИХАЙЛОВИЧ, UA, ШЕЛУДЬКО ВОЛОДИ МИР ЄВГЕНІЙОВИЧ, UA, ТЕЛЬНІКОВ ЄВГЕНІЙ ЯКОВИЧ, UA, ГОНЧАР АРТУР ГРИГОРОВИЧ, UA, ЗАХАРЧЕНКО ІГОР ВІТАЛІЙОВИЧ, UA 3 38932 ного облучения на состояние твердого раствора железа в кремнии // Квантовая электроника. 1975. - 2, №2. - С.417-419; Янушкевич В.А. Закономерности образования точечных дефектов в ударной волне малой амплитуды // ФХОМ. - 1979. - №2 - С.47-51]. Структура плівки на основі твердого розчину оксиду олова легованого сурмою являє собою статистичний розподіл майже сферичних часток, розділених тонкими прошарками скла. При впливі імпульсу наносекундної тривалості спостерігається дроблення цих ланцюжків з утворенням областей з дискретною структурою. Така перебудова внутрішньої структури збільшує число діелектричних прошарків і, відповідно, підвищує опір після опромінення. Крім того, росту опору сприяє зменшення товщини плівки через її випаровування у процесі лазерної обробки. При подальшому розтягу методом триточкового згинання спостерігається зменшення опору, що може бути пов'язане із утворенням нових провідних ланцюжків при зближенні часток провідної фази. Величина коефіцієнта тензочутливості багато в чому визначається механізмом переносу заряду між струмопровідними частками крізь скляний прошарок. У плівках на основі твердого розчину оксиду олова легованого сурмою із вмістом склозв'язки мас. % 50 товщина прошарків не перевищує 20нм [Винницкий И.М., Дышель Д.Е., Рудь Б.М. и др. Определение параметров структуры и их влияние электропроводность керметных плёнок на основе твердых растворов BaB6-LaB6 и SnO2Sb // Порошковая металлургия. - 1991. - №6. С.43-48] і переважаючим механізмом провідності є тунелювання [Дышель Д.Е., Рудь Б.М., Смолин М.Д. Природа активационной проводимости в композиционных пленках на основе порошков легированного диоксида олова и стекла // Порошковая металлургия. - 1987. - №11. - С.63-68]. Для таких плівок характерні більші величини коефіцієнта тензочутливості. У нашому випадку ефект зміни тензочутливості під впливом лазерного випромінювання наносекундної тривалості проявляється більшою мірою, що, найімовірніше, пояснюється збільшенням частки тунельного механізму провідності. Приклад здійснення: в якості вихідних зразків використано резистивну товсту плівку на основі твердого розчину оксиду олова легованого сурмою та свінцевоборосилікатного скла при масовому Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 4 співвідношенні, % 50:50. Плівку отримали методом трафаретного друку на підкладці із алюмооксидної кераміки із наступним впалюванням у конвеєрній печі за методикою [Dyshel D., Telnikov E., Rud В. Compositions without noble metals for thick film gas sensor heater fabrication // Sensors and Actuators В.: Chemical. - 1996. - 35, №1-3.-PP. 244-246]. Для лазерного опромінення використовували АІГ:Nd3+-лазер із такими робочими параметрами: l=1,06мкм, Е=160×10-3Дж, t=15×10-9с. Коефіцієнт тензочутливості визначали методом триточкового згинання, описаному в літературі [Shah J.S. Strain Sensitivity of Thick-Film Resistors // IEEE Trans., on Соmр., Hybrids and Manuf. Technol. - 1980. - CHMT-3, №4. - PP.554-564]. У таблиці наведені значення коефіцієнту тензочутливості вивченої системи до та після лазерної обробки при вищевказаних параметрах. Значення коефіцієнту тензочутливості вихідного зразка наведено в літературі [Рудь Б.М., Гончар А.Г., Тельніков Е.Я. Тензорезистивний ефект у товсти х плівках на основі легованого сурмою диоксиду олова // Sensor Electronics and Microsystem Technologies. - 2005. - №1. - С.72-79] і він становить g1=12,8. Таблиця Абсолютні значення поздовжнього коефіцієнту тензочутливості товстої плівки g1 Матеріал плівки (Диоксид олова, легований сурмою) + свінцевоборосилікатне скло g1 (до лазе- g1 (після ларної оброб- зерної оброки) бки) 12,8 17,32 Таким чином, використання лазерної обробки товстої плівки за наведеним режимом призводить до позитивного ефекту, який полягає у підвищені коефіцієнту тензочутливості на 35%. Товсті плівки на основі твердого розчину диоксиду олова, легованого сурмою можуть бути використані в якості чутливого елементу тензодатчиків для застосування у обладнанні, яке працює в умовах навантажень, у приладобудуванні для вимірювання деформації. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601