薄层电阻监控薄膜生成厚度

什么是薄膜和厚膜电阻?

薄膜和厚膜电阻器是市场上最常见的类型。它们的特征在于陶瓷基底上的电阻层。虽然它们的外观可能非常相似,但它们的性能和制造工艺却大相径庭。命名源自不同的层厚度。薄膜的厚度约为0.1微米或更小,而厚膜的厚度约为数千倍。然而,主要区别在于将电阻膜施加到基板上的方法。薄膜电阻器具有真空沉积在绝缘基板上的金属膜。通过将特殊浆料烧制到基板上来制造厚膜电阻器。糊剂是玻璃和金属氧化物的混合物。薄膜更准确,具有更好的温度系数并且更稳定。因此,它与其他具有高精度的技术竞争,例如线绕或大块金属箔。另一方面,厚膜是优选的,因为价格要低得多,这些高要求并不重要。

薄膜技术

薄膜片式电阻器的示意图将电阻层溅射(真空沉积)到陶瓷基底上。这产生了约0.1微米厚的均匀金属膜。通常使用镍和铬的合金(镍铬合金)。它们以不同的层厚度生产,以适应一系列电阻值。该层致密且均匀,这使得适合通过减成法修整电阻值。通过光刻或通过激光修整,产生图案以增加电阻路径并校准电阻值。基底通常是氧化铝陶瓷,硅或玻璃。通常薄膜是作为芯片或smd电阻器生产的,但是薄膜也可以用轴向引线施加到圆柱形基座上。在这种情况下,更常使用术语金属膜电阻器。


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薄膜通常用于精密应用。它们具有相对较高的公差,低温度系数和低噪音。同样对于高频应用,薄膜比厚膜表现更好。电感和电容通常较低。如果以圆柱形螺旋(金属膜电阻器)执行,则薄膜的寄生电感可以更高。这种更高的性能伴随着成本,这可能是高于厚膜电阻器价格的因素。使用薄膜的典型例子是医疗设备,音频设备,精密控制和测量设备。


厚膜技术

厚膜片式电阻器的示意图在20世纪70年代,厚片开始流行起来。今天,这些是迄今为止电气和电子设备中使用最多的电阻器。它们通常作为芯片电阻器(SMD),与任何其他技术相比成本最低。

电阻材料是一种特殊的浆料,含有粘合剂,载体和待沉积的金属氧化物的混合物。粘合剂是玻璃状玻璃料,载体存在有机溶剂体系和增塑剂。现代电阻浆料基于钌,铱和铼的氧化物。这也被称为金属陶瓷(陶瓷 - 金属)。将电阻层在850℃下印刷到基板上。基材通常是95%的氧化铝陶瓷。在载体上烧制糊剂后,薄膜变成玻璃状,这使其很好地防潮。完整的烧制过程在下图中示意性地描绘。厚度约为100微米。这比薄膜大约多1000倍。与薄膜不同,这种工艺是添加剂。


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温度系数通常为50ppm至200ppm / K. 公差在1%到5%之间。因为成本低,所以在不需要高公差,低TCR或高稳定性的情况下,通常优选厚膜。因此,这些电阻几乎可以在任何带有AC插头或电池的设备中找到。厚薄技术的优点不仅在于降低成本,而且还能够处理更多功率,提供更宽范围的电阻值并承受高浪涌条件。

 


薄膜与厚膜; 有什么区别?

在下表中列出了两种技术之间的主要差异。组件看起来可能相同,但生产方式和电气特性肯定是不同的。


特性薄膜厚膜
虽然制造工艺和性能非常不同,但薄膜和厚膜的片式电阻器通常具有相似的外观。
施工
薄膜厚度(μm)±0.1±100
制造过程溅射(真空沉积)丝网印刷和模版印刷
修剪磨料或激光,用于复杂图案的光刻磨料或激光
电阻材料均匀的金属薄膜,通常是镍铬合金氧化钌或其他合金的糊状物。
属性
电阻值(Ω)0.2 - 20M1 - 100M
公差(%)±0.1 - ±2±1 - ±5
温度系数(ppm / K)±5 - ±50±50 - ±200
最高工作温度(°C)155155
最大工作电压Umax(V)50 - 50050 - 200
非线性(dB)> 110> 50
电流噪声(μV/ V)<0.1<10
额定功率P 70(W)1/16 - 11/16 - 1/4
P 70(1000h)的稳定性ΔR/ R%±0.15 - ±0.5±1 - ±3
防潮性厚膜更耐潮湿,因为它们像玻璃一样。
高频行为薄膜具有较低的寄生电感和电容。然而,如果以螺旋形切割的圆柱形状执行薄膜,则电感可能很高。
应用
典型的使用领域高精度:测量或监控设备,医疗或音频应用,精密控制。非常宽,几乎所有带电池或AC连接的电气设备。普通PC包含超过1000个厚膜薄膜电阻器。
市场份额
成本比厚膜更贵。市场上价格最低的电阻器类型。如果性能要求低,则优选的解决方案
估计在模拟电路中的使用





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