關(guān)於晶片電阻

1、第一章 概 述一 晶片電阻的發(fā)展史晶片電阻又稱厚膜電阻或金屬膜電阻, 在大陸又將它稱之為片式電阻, 各種稱呼都是根據(jù)它的膜層厚度, 形狀及膜層材料而來(lái)的. 按電阻器分類來(lái)說(shuō), 有薄膜電阻器厚膜電阻器. 厚膜一詞, 雖來(lái)自膜的厚度, 但厚膜, 薄膜的概念并非單指膜的厚度, 而主要還是指它們所代表的不同工藝特征, 晶片電阻是用絲網(wǎng)印刷將導(dǎo)體槳料和電阻槳料, 通過(guò)掩模在絕緣板上, 制成所需要的圖形, 再經(jīng)過(guò)加熱( 燒結(jié)或固化 而制出的厚膜電阻器, 它區(qū)別于薄膜的蒸發(fā)和濺射等制造技術(shù).如果要談晶片電阻的發(fā)展史, 就必需先了解厚膜技術(shù)的發(fā)展過(guò)程, 這是因?yàn)榫娮鑼?shí)際上也就是一種厚膜技術(shù)的應(yīng)用, 離開(kāi)厚

2、膜技術(shù)說(shuō)晶片電阻那等于紙上談兵, 緣木求魚(yú). 厚膜技術(shù)最早應(yīng)用在電路上是在20世紀(jì)40年代, 當(dāng)時(shí)采用的是陶瓷基板上涂上銀導(dǎo)體和碳電阻槳料, 在軍事上獲得應(yīng)用.在50年代后期, 隨著晶體管的大量使用和鈀銀槳料的研制成功, 這時(shí)的厚膜技術(shù)開(kāi)始在工業(yè)和消費(fèi)的生產(chǎn)中付諸實(shí)用, 厚膜技術(shù)得到較快的發(fā)展.1965年, 美國(guó)IBM 公司, 首先在于360系列計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用了厚膜電路, 并取得成功, 厚膜技術(shù)得到更迅速的發(fā)展, 并進(jìn)入了大量應(yīng)用的成熟階段, 與此同時(shí), 厚膜技術(shù)在材料, 工第 2 頁(yè)藝, 高穩(wěn)定性的電阻槳料的生產(chǎn)上有了很大的發(fā)展, 同時(shí)厚膜電阻器也就是晶片電阻也大量出現(xiàn)在這一時(shí)期. <

3、;1>從以上厚膜技術(shù)的發(fā)展過(guò)程可以看出, 晶片電阻是隨著 <1>厚膜技術(shù)的發(fā)展而逐漸成熟起來(lái). <1><1>二 晶片電阻的種類外一種是按公制分類.1. 按公制分類 晶片電阻目前大致有二種分類方法, 一種是按英制分類, 另按公制分類主要是按照晶片電阻的長(zhǎng)寬尺寸來(lái)分, 主要有3216, 20125, 1608. 這種分類方法在日本, 美國(guó)應(yīng)用的比較廣泛.2. 按英制分類按英制分類主要有:1206,0805,0603,目前開(kāi)發(fā)成熟的產(chǎn)品還有0402, 按英制分類目前比較流行3. 英制分類與公制分類的對(duì)應(yīng)關(guān)系3.1 英制是1206的晶片電阻, 其外形尺寸是:第

4、 3 頁(yè)1/8W,1/10W3.3 英制是0603的晶片電阻, 其外形尺寸是:4. 按精度分類1% 2% 5%5%的阻值規(guī)格在E-24系列, 共有170個(gè)阻值, 范圍在10M. 1%,2%阻值在E-196系列, 共有400多個(gè)阻值, 范圍在10E三 晶片電阻的特性及用途1.0特性1.1方電阻方電阻簡(jiǎn)稱方阻, 它是指長(zhǎng), 寬相等的一塊厚度均勻的正方形的膜, 電流從一邊流向?qū)吽哂械淖柚? 用Rs 表示. 單位是/方. 如圖( 一 所示圖 (1R=*L/W*T ( ( 1 第 4頁(yè) 為電阻材料的體積電阻率/CM. L是膜的長(zhǎng)度CM.W 是膜的寬度CM. T 是膜的厚度CM.當(dāng) L=W時(shí)R=/T=

5、Rs ( 2 因此( 1 式可寫成R= Rs*L/W= Rs*N ( 3 式中的N 為電阻膜的長(zhǎng)寬之比, 稱為方數(shù).我們由( 3 式也可以看出, 膜電阻的大小只與電阻材料的性質(zhì)和膜厚有關(guān), 而與正方形的尺寸無(wú)關(guān), 因此, 膜電阻Rs 表征了厚膜材料的電阻特性, 對(duì)于一種厚膜電阻材料, 在保證電性能的優(yōu)良的條件下, 方阻范圍應(yīng)盡量寬, 以滿足各種阻值的需要.1.2電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù)是表征了厚膜電阻的器穩(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù), 它反映了阻值與溫度變化的特性, 通常用TCR 表示.它表示溫度變化1度時(shí), 電阻值的相對(duì)變化.TCR 的大小與厚膜電阻材料的種類, 性質(zhì), 制造工藝, 及基板的熱脹系數(shù)

6、有關(guān), 一般來(lái)說(shuō), 方阻較低的材料,TCR 有較大的正值, 高方阻的材料TCR 有較大的負(fù)值, 而方阻居中的材料TCR 有較小的正值或負(fù)值, 通常希望厚膜電阻器的TCR 要小.1.3穩(wěn)定性第 5頁(yè)電阻器的穩(wěn)定性是指電阻器的阻值等性能參數(shù), 在工作或貯存過(guò)程中隨環(huán)境條件(如溫度. 濕度等 的變化或由于本身的老化而發(fā)生的變化. 顯然, 電阻器的穩(wěn)定性應(yīng)滿足電子設(shè)備的技術(shù)條件所規(guī)定的要求, 以保正設(shè)備的正常工作. 厚膜電阻器的穩(wěn)定性與電阻的材料, 工藝條件(特別是燒成條件 基板性能和阻值微調(diào)等多種因素有關(guān).通常用150或40和90%相對(duì)濕度的加速條件下, 長(zhǎng)期(1000H貯存后阻值的變化作為厚膜電阻

7、器的穩(wěn)定性指標(biāo). 目前, 晶片電阻根據(jù)其尺寸的大小, 雷射切割圖形的不同, 阻值變化一般都小于0.2%-0.75%或者更小.1.4 可靠性電阻器的可靠性是指電阻器規(guī)定的條件下和預(yù)定的時(shí)間內(nèi), 完成規(guī)定功能的概率. 所謂功能這里是指產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo).2 現(xiàn)代的厚膜電阻器具有高度的常期的可靠性, 在320mw/mm的強(qiáng)負(fù)荷下, 大約十年后. 其阻值變化僅0.5%.(本數(shù)據(jù)摘自厚膜混合集成電路一書(shū)2.0 用途目前, 厚膜電阻的應(yīng)用十分廣泛, 從普通的家用電子產(chǎn)品, 通信設(shè)備. 測(cè)量和自動(dòng)化控制系統(tǒng), 到最尖端的電子計(jì)算機(jī), 航空和航宇等各領(lǐng)域都有, 而且其應(yīng)用范圍還在不斷地?cái)U(kuò)大. 所以我們說(shuō)晶片電阻器

8、的市場(chǎng)將是十分廣闊的.第 6頁(yè) 晶片電阻的制造工藝一 晶片電阻的材料1.0基板厚膜電阻器的基板種類很多, 如. 陶瓷. 金屬. 樹(shù)脂等. 目前, 我們主要使用的是陶瓷基板, 它的特點(diǎn)是耐高溫,(大約是1000左右 熱膨脹系數(shù)小, 熱導(dǎo)電率高, 化學(xué)穩(wěn)定性好, 絕緣強(qiáng)度高. 但較脆, 陶瓷基板的表面要求平整, 無(wú)彎曲, 無(wú)起伏厚度應(yīng)均勻.基板的表面粗糙和反翹會(huì)在很大程度上影響膜的電性能, 但過(guò)于光滑則膜的附著力下降目前, 陶瓷基板主要有:1.氧化鋁基板 2.氧化鈹基板2. 特種陶瓷基板 4.氮化鋁基板 5 碳化硅基板由于各種基板都有其特點(diǎn), 在此我們就不過(guò)多地介紹. 主要講一下氧化鋁基板, 因?yàn)?/p>

9、它應(yīng)用最廣泛, 而我們目前主要使用的也是這種基板.氧化鋁基板的主要成份是AL . . 的2 O 3 一般來(lái)說(shuō)基板中的AL 2 O 32含量越高, 性能(電性能, 機(jī)械強(qiáng)度, 表面光潔度等 越好, 但成本較高.2.0槳料電阻槳料又是一門比較復(fù)雜的學(xué)科, 我們?cè)谶@里對(duì)它僅做一 般性的了解第 7 頁(yè) 電阻槳料按其所含金屬的不同, 主要分為貴金屬厚膜電阻槳料和賤金屬厚膜電阻槳料.貴金屬厚膜電阻槳料有:1 Pb-Ag電阻槳料 2.pt族電阻槳料3.RU 系電阻槳料.賤金屬厚膜電阻槳料有:1 賤金屬氧化物(如 M00 SnO 2 23. 賤金屬氮化物 3.賤金屬硅化物(如 M0S1 2電阻槳料的不同比例的混合, 會(huì)形成晶片電阻不同的阻值, 所以說(shuō)配制電阻膏的技術(shù)要求較高. 目前, 各槳料生產(chǎn)廠商也都相互保密, 這方面公開(kāi)的參考文獻(xiàn)也基本沒(méi)有. 而各電阻器制造商所使用的都是配制好的電阻槳料且價(jià)格也比較昂貴. 公司(泰廠 目前使用的電阻槳料是美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的R-U 系列電阻膏.一 晶片電阻的制造工藝 Ag 27 檢測(cè)包裝 的方式將鎳與 錫鉛先后鍍?cè)?晶片電阻的兩 端電極, 分離導(dǎo)電球與 晶片電阻 用著磁機(jī)選別 出鍍鎳不良和 外形不良之晶 片電阻. 自動(dòng)孔機(jī)將紙 帶打孔至自動(dòng) 檢測(cè)并將良品 晶片電阻插入 紙帶中并卷入 裝成成品 將檢測(cè)包裝好 的晶片電阻