Platinavastuksen passivointi

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2006

Department

Materiaalitekniikan osasto

Major/Subject

Metalli- ja materiaalioppi

Mcode

Mak-45

Degree programme

Language

fi

Pages

x + 103

Series

Abstract

Diplomityössä tutkittiin passivointiratkaisuja Vaisalan Drycap 180D -kastepisteanturin platinavastukselle. Passivoinnin ohella selvitettiin eri ohutkalvojen kykyä planarisoida kastepisteanturin rakennetta. Platinavastuksen tehtävänä kastepisteanturissa on mitata lämpötilaa ja lämmittää anturia. Teoriaosuudessa käsiteltiin platinavastuksen suojauksen syitä ja menetelmiä. Tärkeimmiksi syiksi osoittautuivat anturin haastavat käyttöolosuhteet ja platinan katalyyttinen aktiivisuus. Kirjallisuusselvityksen perusteella PECVD:Ilä kasvatetut piidioksidi ja piinitridi sekä orgaaniset SOG:it (Spin-on Glass) todettiin lupaaviksi materiaaleiksi asetettujen tavoitteiden kannalta. Vastuksen suojakalvoina testattiin neljää erilaista orgaanista SOG:ia. SOG:ien kanssa käytettiin PECVD-piidioksidia kolmikerrosrakenteena, koska SOG:ien adheesio platinaan oli riittämätön. Toisaalta suojakerroksen paksuutta haluttiin kasvattaa. Suojakalvoksi kokeiltiin myös polyimidiä (PI-2545) materiaalin hyväksi arvellun planarisointikyvyn takia. Tutkittujen materiaalien ominaisuuksia ja valmistusmenetelmiä esiteltiin teoriaosuudessa. Suojakalvojen kestävyyttä ja vaikutusta platinavastuksen suorituskykyyn testattiin erilaisilla kiihdytetyillä ympäristöaltistuksilla. Vastusarvojen lämpötilariippuvuuden vesihaudemittaus osoitti kaikkien kalvotyyppien vaikuttavan vastuksen lämpötilakertoimeen (TCR). PI-2545-kalvo vaurioitui 85/85-testissä. Muut kalvot selvisivät altistuksista ilman näkyviä muutoksia. Altistusten huomattiin muuttavan platinavastuksen suorituskykyä. Vuotovirtoja mitattiin korkeissa kosteuksissa. Virtojen suuruuksissa ei kuitenkaan havaittu selkeitä eroja pinnoitettujen ja pinnoittamattomien antureiden välillä. Testien perusteella valittiin Filmtronicsin SOG (550F) sekä 400 nm paksuinen PECVD-piidioksidi jatkotutkimuksiin. Suojakalvot sisällytettiin menestyksekkäästi Drycap 180D:n valmistusprosessiin. Kalvojen kuvioinnissa käytettiin kahta erilaista ratkaisua, joista toinen tavoitteli pelkkää passivointia ja toinen passivoinnin ohella rakenteen planarisointia. Kastepisteantureita testattiin DMT142 -kastepistelähettimien kanssa nopeilla suorituskykytesteillä. Testien perusteella kumpikaan suojakalvoista ei huonontanut merkittävästi kastepisteanturin suorituskykyä. Sen sijaan 400nm paksun PECVD-piidioksidikalvon havaittiin nopeuttavan anturin kykyä reagoida kosteuden muutoksiin erittäin alhaisissa kaasun suhteellisissa kosteuksissa, jos kalvo oli kuvioitu siten, että kondensaattori valmistettiin aluminasubstraatin päälle. Suojakalvojen kyky suojata platinavastusta esimerkiksi katalyyttisiltä reaktioilta tai likaantumisen aiheuttamilta vuotovirroilta jäi tulevien pitkäkestoisten altistusten ja mahdollisten käyttökokemusten selvitettäväksi. Kalvojen planarisointitavoite saavutettiin osittain.

Description

Supervisor

Lehto, Ari

Thesis advisor

Stormbom, Lars
Torri, Pauli
Salo, Tomi

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120552343

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK