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薄膜电阻和厚膜电阻技术与差异

HOTKING 2019-03-27 15:00:26 薄膜电阻 厚膜电阻 薄膜厚膜电阻区别

薄膜电阻和厚膜电阻是市场上最常见的电阻类型。它们的特征是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非常不同。薄膜技术与厚膜技术特征详解及薄膜电阻与厚膜电阻的区别分析。

什么是薄膜电阻和厚膜电阻?

薄膜电阻和厚膜电阻是市场上最常见的电阻类型。它们的特征是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非常不同。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,主要的不同之处在于将电阻薄膜涂在衬底上的方法。薄膜电阻具有真空沉积在绝缘衬底上的金属薄膜。厚膜电阻是通过在基片上烧一种特殊的糊状物而产生的。这种浆料是玻璃和金属氧化物的混合物。薄膜更精确,具有更好的温度系数和更稳定。因此,它与其他具有高精度的技术竞争,如线绕或大块金属箔。另一方面,由于价格低得多,厚膜在这些高要求并不重要的场合更受欢迎。

薄膜技术


薄膜片式电阻器的示意图
薄膜片式电阻器的示意图

电阻层溅射(真空沉积)到陶瓷基底上。这就形成了厚度约为0.1微米的均匀金属薄膜。通常使用镍和铬的合金(镍铬合金)。它们具有不同的层厚,以适应不同的阻力值。该层致密均匀,适合采用减法工艺对电阻值进行修整。通过光蚀刻或激光切边图案来增加电阻路径和校准电阻值。底座通常是氧化铝陶瓷、硅或玻璃。通常薄膜是作为芯片或SMD电阻生产的,但薄膜也可以应用于带有轴向引线的圆柱形底座上。在这种情况下,更常用的术语是金属薄膜电阻

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
厚膜片式电阻器的示意图

在20世纪70年代厚厚的电影开始流行起来。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。

厚膜烧制过程的图表
在随时间变化的温度曲线中厚膜的烧制程序

温度系数通常为50ppm至200ppm / K. 公差在1%到5%之间。由于成本低,因此在不需要高公差,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是成本更低,而且能够处理更多功率,提供更宽范围的电阻值并承受高浪涌条件。

薄膜电阻与厚膜电阻有什么区别

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。

薄膜电阻与厚膜电阻的差异对比表

薄膜电阻与厚膜电阻的差异对比表

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