Aplicación de revestimientos protectores de óxido de tántalo

El óxido de tántalo ha demostrado ser químicamente muy robusto. Se han investigado películas finas de óxido de tántalo depositadas por pulverización catódica reactiva como revestimiento protector para sensores expuestos a medios agresivos.

La cobertura de paso del óxido de tántalo amorfo depositado por pulverización catódica es razonable, pero las líneas de metalización son difíciles de cubrir. El óxido de tántalo depositado por pulverización catódica presenta una elevada rigidez dieléctrica y la densidad de agujeros de alfiler para películas de 0,5 pm de grosor es inferior a 3 cm.

La aplicación de recubrimientos protectores como solución a este concepto de sensor requiere que el recubrimiento cumpla una serie de propiedades, entre las que se incluye una breve lista:
I. Resistencia a la corrosión: el espesor máximo admisible del recubrimiento y la vida útil mínima requerida establecen el límite superior de la tasa de ataque químico en los medios de interés.
2. Baja tensión residual y pequeño espesor: para limitar la reducción de la sensibilidad debida a cambios de rigidez en la membrana.
3. Cobertura escalonada: una cobertura deficiente sobre las interconexiones y las ventanas de contacto son lugares donde se iniciará la degradación del sensor.
4. 4. Densidad de agujeros: normalmente no se permiten agujeros en la zona expuesta del sensor. Los agentes grabadores penetrarán en el revestimiento y degradarán los componentes eléctricamente activos o el subgrabado, lo que acabará provocando un levantamiento no deseado del revestimiento. En caso de que los agujeros de alfiler se deban a contaminación por partículas, pueden eliminarse haciendo crecer películas más gruesas.
5. Propiedades eléctricas: se necesita una película dieléctrica para aislar los componentes eléctricos del sensor de los medios conductores de electricidad.
6. 6. Estampable: en muchos casos, se desea estampar la capa protectora para acceder a las almohadillas de unión. Se prefiere el estampado en un proceso por lotes, como el grabado húmedo.
7. Deposición de doble cara para proteger ambos lados del sensor de presión diferencial.
8. Cobertura de esquinas agudas: se requiere un revestimiento conformado.
9. 9. Cobertura de cavidades profundas: se requiere un revestimiento conforme hasta el fondo de la cavidad.

Ya se ha sugerido el uso de tántalo, aleaciones de tántalo y óxido de tántalo para los sensores. Además, el tántalo se utiliza en equipos de procesamiento químico porque es extremadamente estable. La razón es la formación de una fina capa amorfa de óxido de tántalo en la superficie, que es químicamente muy inerte.

La deposición del tántalo y sus óxidos y nitruros puede realizarse por deposición física de vapor, deposición química de vapor u oxidación térmica. Esto hace que el uso de estos materiales sea muy flexible.