贴片电阻(SMD Resistor)是金属玻璃铀电阻器中的一种,是将金属粉和玻璃铀粉混合,采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器。贴片电阻具有耐潮湿,高温,温度系数小的特点。
贴片电阻器的规格
关于贴片电阻器的尺寸
贴片电阻器的外形尺寸有企业独有的称呼方式和mm、inch标记方式。
代表性产品的尺寸互换表如下。
***是产品名称(多连芯片除外)
什么叫电阻温度系数
所有物质随温度变化内部阻值会发生变化。
电阻器也不例外,随温度变化阻值会发生变化。其变化比例称为电阻温度系数。
单位为ppm/°C。根据基准温度条件下的阻值变化率和温度差,可以用下式求得电阻温度系数。
电阻温度系数 (ppmppm/°C) = (R-Ra)/Ra ÷ (T-Ta) × 1000000
Ra: 基准温度条件下的阻值
Ta: 基准温度
R: 任意温度条件下的阻值
R: 任意温度
例)100ppm/°C电阻温度系数的贴片电阻器,从基准温度20°C到100°C时的阻値变化率是?
电阻温度系数 (ppm/°C) = (R-Ra)/Ra ÷ (T-Ta) × 1000000 →
100 (ppm/°C) = (R-Ra)/Ra ÷ (100-20) × 1000000
(R-Ra)/Ra = 0.008 = 0.8%
什么叫额定功率
额定功率是指在规定的周围温度条件下能够连续工作的功率最大值。
贴片电阻器施加功率就会发热。贴片电阻器有使用温度上限,所以电阻器在70℃以上周围温度下使用时,有必要依据以下功率下降曲线降低功率。
贴片电阻器的制造
ROHM贴片电阻器代表性产品MCR系列的制造流程如下。
※实际上是指氧化铝电路板上的全体,但仅对一个芯片作说明。
ROHM的贴片电阻器各层由丝网印刷构成。
丝网印刷是指在丝网膜上形成印刷图文,上面涂抹油墨用刮板挤压,在目标物(氧化铝电路板等)上誊写图文的印刷方法。
丝网印刷的流程
激光切割
厚膜贴片电阻器各层由丝网印刷形成。氧化铝电路板上一次形成几百个电阻体,所以印刷状态下多少存在偏差。即阻值存在偏差。
如果取有阻值偏差的芯片,只能得到部分的目标阻值。
因此需要实施调整阻值的"激光切割"工程。
激光切割是指对每个电阻体进行测定并用激光切割形成目标阻值,同时减少偏差的工程。最初应印刷比目标阻值小的电阻体。通过在电阻体内加入切割工艺,使电流通路变窄,阻值变大。
贴片电阻器3种典型的故障事例
1、浪涌引起的厚膜贴片电阻器损坏
浪涌是指施加于电路的瞬态大电压或瞬态大电流。可以举人们平时熟知的例子,如雷或静电等。
电阻被施加这种浪涌电压或浪涌电流时,过度的电应力会使电阻特性受到影响,最坏的情况,可能导致芯片损坏。
作为增强抗浪涌特性的方法,可举以下例子。
扩大芯片尺寸则电极间距变大,抗浪涌性能变强,但使用大尺寸芯片需要更多的电路板空间。
尽管是抗浪涌贴片电阻器,却以小型尺寸确保了优异的抗浪涌特性。
ROHM的抗浪涌贴片电阻
ROHM的抗浪涌贴片电阻器,通过提高耐压特性、调整元件形状,与通用产品相比,确保了大额定功率。
ROHM的ESR系列、LTR系列,在不改变其尺寸的基础上增强了抗浪涌特性,提高了额定功率。
2、焊接裂纹引起的贴片电阻器的阻值误差
贴片电阻器用焊锡贴装于电路板上,并在各种环境下使用。有时还在100°C以上高温环境或-40°C低温环境下使用。
厚膜贴片电阻以氧化铝电路板为支撑, 与贴装电路板的代表性材料FR-4(玻璃环氧树脂),在温度变化引起的收缩度(热膨胀系数)方面有差异。重复温度循环时,该差异转变为应力,在结合两者的焊锡圆角接合处可能产生裂纹。
※因是图片缘故,作了突出性表述。
※厚膜贴片电阻的图片。
这是贴片电阻器收缩产生的应力,因此电极间距大,即芯片尺寸越大对芯片越不利。
芯片大小、额定功率、元件最高电压等特性值都是权衡后的数值。
小尺寸的特性值比大尺寸的特性值低。
长边电极型产品可以在不改变尺寸的条件下缩短电极间距。
实际实施温度循环测试后,没出现焊接裂纹。
测试条件: JIS C 5201-1 sec4.遵循9个标准
Condition: -40°C: 30min / +125°C: 30min
气层 3000 cyc
Test Board: FR-4
Solder: Sn/3.0Ag/0.5Cu (t = 0.100mm)
采用长边电极结构,增加了散热路径。
因此与通用产品相比,额定功率高。
长边电极LTR系列可以解决焊接裂纹问题,还能提高额定功率。
另外,还确保了抗浪涌特性,是可靠性方面优异的产品。
3、电阻器的硫化
空气中存在着各种形式的硫磺成分,像汽车尾气和温泉的硫磺气体等。
这种硫磺成分吸附在金属表面,慢慢地和金属发生反应。
厚膜贴片电阻器的内部电极采用了银 (Ag),如果有硫磺成分气体从保护膜和电镀层之间的缝隙侵入,就会发生如下图所示的反应,慢慢地生成硫化银 (Ag2S)。
(参考照片)结果内部电极断线,电阻值不能显示出来。我们就把这种现象称为硫化引起的断线。
来源:ROHM
页面更新:2024-04-18
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