什么是薄膜电阻和厚膜电阻?
薄膜和厚膜电阻是市场上最常见的类型。它们的特征在于陶瓷衬底上的电阻层。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。命名来自不同的层厚度。薄膜的厚度约为0.1微米或更小,而厚膜的厚度约为几千倍。然而,主要区别在于将电阻膜施加到衬底的方法。薄膜电阻器具有真空沉积在绝缘衬底上的金属膜。厚膜电阻是通过在衬底上烧制一种特殊的浆料来制造的。糊状物是玻璃和金属氧化物的混合物。胶片更精确,温度系数更好,更稳定。因此,它与其他高精度技术竞争,如绕线或大型金属箔。另一方面,因为价格低很多,所以首选厚膜,这些高要求并不重要。
薄膜工艺学
薄膜片式电阻器示意图电阻层溅射(真空沉积)在陶瓷衬底上。这产生了大约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。层致密均匀,适合用还原法微调电阻值。通过光刻或激光微调产生图案,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。一般来说,薄膜是作为芯片或贴片电阻生产的,但薄膜也可以通过轴向引线应用于圆柱形基底。在这种情况下,更经常使用术语金属薄膜电阻器。
薄膜通常用于精密应用。它们具有相对较高的耐受性、较低的温度系数和较低的噪声。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。如果在圆柱螺旋(金属薄膜电阻器)中进行,薄膜的寄生电感可以更高。这种更高的性能伴随着成本,这可能是一个高于厚膜电阻价格的因素。使用薄膜的典型例子有医疗设备、音响设备、精密控制和测量设备。
厚膜技术
厚膜片电阻原理图20世纪70年代,厚膜片开始流行。如今,这些是电气和电子设备中最常用的电阻器。它们通常用作片式电阻器(SMD),与任何其他技术相比,成本最低。
电阻材料是一种特殊的糊状物,含有粘合剂、载体和待沉积的金属氧化物的混合物。粘合剂为玻璃状玻璃料,载体含有有机溶剂体系和增塑剂。现代电阻器浆料基于钌、铱和铼的氧化物。这也叫金属陶瓷(陶瓷-金属)。电阻层在850℃下印刷在衬底上。基材通常是95%氧化铝陶瓷。在载体上烧制糊状物后,薄膜变得玻璃状,这使得它非常防潮。下图示意性描述了整个烧制过程。厚度约100微米。这大约是电影的1000倍。不像薄膜,这个过程是一个添加剂。
温度系数通常为50ppm至200 ppm/K。公差在1%至5%之间。由于成本低,通常首选厚膜,不需要高公差、低TCR或高稳定性。因此,这些电阻几乎可以在任何带交流插头或电池的设备中找到。厚度技术的优势不仅在于降低成本,还在于处理更多功率、提供更大范围的电阻值以及承受高浪涌条件。