[发明专利]溅射靶材用镍基镍铜铬锰系电阻合金

说明书

本发明涉及一种镍基的镍铜铬锰系四元合金，特别是做为溅射靶材料的镍铜铬锰系电阻合金。

在用溅射法生产金属膜电阻时，是在磁控溅射炉内进行，溅射靶材料性能直接影响生产出来的电阻膜的性能，目前使用的溅射靶的材料为镍铬硅或镍铬铝或镍铬铝硅合金，其电阻率较高适用于做大于1Ω合金电阻膜用溅射靶的材料，而对1Ω以下的电阻膜，其溅射靶用合金材料应能满足电阻率低、稳定的电阻值、电阻温度系数小、化学稳定性好、耐热、耐蚀及抗氧化性能好的条件。由于现有靶材的电阻率较高，不能制作，或虽能用其做为靶材，制作小于1Ω的低阻值电阻膜，但由于靶材电阻率不能达到低阻要求，必需增加电阻膜的厚度，增加了溅射所需时间，加大了制造成本。在日本专利申请昭61-190036万向盘及其制造方法中，提出一种新的非磁性合金，它的化学成份(重量％)为Mn15～35％、Ni15～35％、Cr1.5～8％，余量为Cu，该合金由于Cu成份的加入虽能达到低电阻，但由于在该合金中Ni的含量较少，致使Cu成份导致的合金电阻值不稳、热电势升高、电阻温度系数在100PPm/℃以上，又由于含Cr量较低，使制成的金属电阻膜的附着力较低，影响溅射金属电阻膜的附着牢度，上述缺点影响制成的低阻(小于1Ωmm²/M)电阻膜的性能，不宜使用。上述现有技术的合金，均不适于做为生产低电阻金属膜用溅射靶的材料。因此要制作小于1Ω的低阻值金属膜电阻，必须找到一种合适的低电阻率的合金做为溅射靶材料。

本发明目的是提供一种低电阻率的溅射靶用合金，用其制做溅射靶，用溅射法生产小于1Ω的低阻值金属膜电阻。该合金具有电阻率低、电阻温度系数低、稳定性好、耐蚀、耐热、抗氧化性能好的优点，而该合金成本却与现有技术靶材相近，用该合金做为溅射靶材料，生产小于1Ω低阻值金属膜电阻，可使生产时间显著缩短，生产率大为提高。

本发明是这样实现的，该合金为镍基镍铜铬锰电阻合金，它的化学成份为Ni、Cu、Cr、Mn，各成份含量(重量％)为：

Cu28～43％；Cr9～14％；Mn8～14％；Ni余量。

它的最佳化学成份(重量％)为Cu38％、Cr10％、Mn10％、Ni余量。各种成份的原料直接影响到该电阻合金的质量，原材科的纯度应如下：Ni：电解镍GB861516-86                        Cu：电解铜QB466-82                        Cr：金属铬：GB3211-87

         Cr99-A(Cr≮99.0％)

         Cr99-B(Cr≮99.0％)Mn：金属锰  GB2774-B7

        Mn97(Mn≮97.0％)

        Mn96(Mn≮96.5％)

各化学成份中，Ni为本发明合金中的基础成份，具有一定的电阻率，耐热、耐蚀、抗氧化性能好，更重要的是能使电阻有良好的稳定性，在合金中的含量低于30％时，效果不明显，含量增加至40％以上时，效果随之增大，超过60％时，电阻温度系数也增高，最佳为42％：Cr具有良好的附着力，可使金属膜电阻附着牢固、耐蚀、抗氧化性能好，在合金中合量低于5％时，耐蚀性能和附着性能较差，含量增加至9％以上时耐蚀性能显著增加，增加到30％以上时，合金硬度和脆性都增加，取为9～14％，最佳为10％；Mn能使合金熔点降低，脱氧效果好，能提高电阻的稳定性，在合金中含量在5％时，效果不显著，随着含量增加效果增大，超过30％时，其硬度和脆性增大，取8～14％，最佳为10％；Cu是合金成份中最便宜的金属，它能使合金熔点和电阻降低，在合金中其含量低于10％时，降低电阻的效果不明显，随含量增加，效果增大，但电阻的稳定性也随之变坏，超过45％时，电阻的稳定性显著变坏，应特别重视加以控制，取28～43％，最佳为38％。本发明合金利用上述各种成份的性能，相互配合达成所需低电阻合金性能，本发明合金以Ni为主要成份，加入适量的Cu、Cr、Mn，Cu的加入使合金的电阻率显著降低，达到低电阻要求，并使台金造价下降，Ni提高电阻的稳定性，Cr提高合金的附着性，使电阻膜镀层不易脱落，Ni、Cr、Mn不仅使合金有耐热、耐蚀、抗氧化性能，Ni、Mn还抑制了由于Cu成份导致的合金热电势的升高，使合金能有低而稳定的电阻率以及较低的电阻温度系数。本发明的制作方法为将各成份原料装入真空感应炉内，抽真空后加热熔化，当熔炼温度达1480～1520℃时，在真空室内将其注入到焙烧至850℃的精铸模壳中，取出后加工成溅射靶。