什么是厚膜电阻器：工作原理及其应用
厚膜电阻器这种电阻器不能像可变电阻器那样改变，因为它的电阻值可以在制造时自己确定。这些电阻器的分类可以根据制造工艺进行。。。
厚膜电阻器这种电阻器不能像可变电阻器那样改变，因为它的电阻值可以在制造时自己确定。这些电阻器的分类可以根据制造过程以及制造过程中使用的材料进行，如碳、线绕、薄膜和厚膜电阻器。因此，本文讨论了固定电阻器的一种类型，即厚膜电阻–工作及其应用。
什么是厚膜电阻器？
厚膜电阻器的定义：它是一种电阻器，其特征是在陶瓷基底上有一层厚膜电阻层。与薄膜电阻器相比，这种电阻器的外观相似，但它们的制造过程和性能不同。厚膜电阻器的厚度是薄膜电阻器的1000倍厚。
属性
这个厚膜电阻器的特性包括以下内容。
- 薄膜的厚度为±100。
- 用于制造的工艺是丝网印刷和模版印刷。
- 使用研磨或激光进行修剪。
- 使用的电阻材料是氧化钌膏
- 电阻值范围从1到100 M
- 公差为±1%至±5%。
- 温度系数为±50–±200 ppm/°C。
- 最高工作温度为155°C。
- 最大工作电压范围为50至200V。
- 非线性大于50 dB。
- 电流噪声＜10µV/V。
- 额定功率为1/16至1/4W
- 更防潮。
建设
厚膜电阻器的构造可以通过在绝缘衬底上施加丝网导电膏来完成。这种导电膏可以烧制以形成永久连接。该浆料包含无机陶瓷基材料（电阻器元件）、玻璃料和银的精细颗粒。将糊状物涂抹在由氧化铝粉末制成的陶瓷基底上，将其与玻璃料和少量有机粘合剂混合，以在烧制过程中将粉末保持在一起。
这些电阻器的数量不贵，而且尺寸小，这在集成电路和混合电路中尤为重要，因为这些电阻器可以印刷在基板上，以消除板负载和焊接步骤。
这些电阻器的使用温度高达300°C，而且绝对是非磁性的。所以这些都是在强磁场的地方使用的，比如MRI和CT扫描仪。镍或无锡厚膜电阻器型号适用于银环氧树脂连接或无铅焊接。
所有这些电阻器都显示出低的VCR或电压电阻系数，并且这是一种可以被定义为在特定电压范围上相对于所施加的电压在电阻内的变化的性质。厚膜电阻器提供高达10兆欧姆的最高电阻值、高电压容量和非常高温的性能。
工作原理：
厚膜电阻器的工作原理是允许将高电阻值印刷在完全封闭的平面或圆柱形基板上，或者以不同的图案印刷，这些图案通过稳定的频率在应用中使用。
这是一种特殊类型的电阻器，它增加了绝缘层，以减少流过它的电流产生的热量。与通过传导散热的传统电阻器不同，厚膜电阻器通过对流散热。
厚膜电阻器类型
有三种类型的厚膜电阻器，如金属氧化物、金属陶瓷薄膜和熔断电阻器。
金属氧化物电阻器
金属氧化物电阻器是通过像加热的玻璃棒一样氧化基底上的氯化锡厚膜制成的。这些电阻器属于固定形式轴向电阻器家族，其类似于碳膜或金属膜电阻器，但这些电阻器使用金属氧化物而不是金属膜电阻材料。
这些类型的电阻器可以通过高温强度在广泛的电阻范围内使用。此外，工作噪声水平极低，可以在最大电压下使用。这种电阻器的应用领域包括医疗设备和电信。
金属陶瓷氧化物电阻器
这些电阻器是使用厚导电膏的厚膜电阻器类型。这种厚厚的导电膏是金属和陶瓷的混合物。该电阻器的内部区域包括陶瓷绝缘材料，并且金属或碳合金层可以覆盖在电阻器周围，布置在陶瓷金属或金属陶瓷内。这些电阻器有方形或矩形，包括引线。
这些电阻器的特点是具有良好的温度稳定性、良好的额定电压和低噪声。这些电阻器在高温下提供恒定的工作，因为当温度变化时，它们的值不会变化。
熔断电阻器
可熔断电阻器是通过将厚膜或薄膜沉积在陶瓷芯上而制成的。通过用激光切割或机械切割将该电阻器的膜切割成螺旋形状，可以获得不同的电阻值。这些电阻器广泛用于放大器、电视机等。
厚膜电阻器故障模式
厚膜电阻器的故障模式很少因电阻元件的故障而发生，但通常情况下，故障的发生是由于外部环境因素，如处理问题、电气和机械应力。因此，厚膜电阻器有不同的故障模式，如机械应力、环境影响、热问题、持续过载、浪涌条件和ESD。
机械应力
机械应力是厚膜电阻器的失效模式之一，主要发生在制造过程中。这种故障模式不会直接影响电阻器，但这些故障可能是由设备安装不当或振动引起的。电阻器材料的微裂纹可能是由于不适当的安装而导致电阻器的压缩、振动或延伸。因此，这可能会导致电阻值发生变化。
环境影响
环境影响主要包括水分、化学元素和环境温度。如果在电阻器的整个设计过程中考虑到环境影响，则可以降低其潜在影响。通过在制造过程结束时提供适当的涂层，可以保护厚膜电阻器免受化学和水分元素的影响。
热问题
电阻器的大多数机械故障模式都可以通过热量传播。因此，了解电阻器的散热特性是非常重要的。低功率电阻器中的热量耗散可以通过使用部件的连接或端子的传导来完成，而高功率电阻器耗散的热量可以通过辐射来完成。
一旦电流被供应到整个厚膜电阻器，那么它就会产生热量，并且在电阻器的制造过程中使用的不同材料的差分热膨胀会在电阻器内引起应力。
该电阻器最著名的参数是TCR或电阻温度系数，用于指示电阻器的稳定性，并描述电阻元件对温度变化的灵敏度。
过载条件
厚膜电阻器将在过载脉冲条件下停止工作，因为它们无法通过脉冲的电能耗散电阻器设备内产生的热量，因此应了解脉冲幅度和持续时间。
决定厚膜电阻器性能的主要因素是电阻器元件的质量。这是相对于其宽度乘以其表面区域。表面积越大，薄膜质量越高。因此，表面积的增加可以允许更多的散热。
浪涌条件
决定该电阻器浪涌条件的最重要因素是电阻器元件的质量，该质量与其宽度乘以外部面积成正比。电阻器的几何形状也会影响其浪涌耐受能力。如果表面积更大，则会导致更高的膜质量&最后，它会提高浪涌性能。
静电放电
ESD损坏主要是由于电荷从带电材料或人体直接转移到电阻器器件而发生的。这种损伤可分为三大类，参数失效、灾难性损伤和潜在损伤。
这种失效模式造成的损伤是一种不易发现的潜在缺陷。厚膜电阻器可能会因ESD而部分退化，但仍能继续实现其预期功能。但是，厚膜电阻器灾难性或过早故障的可能性增加，然后该器件特别暴露于上述故障模式中的一种或多种。
厚膜电阻器制造工艺
厚膜电阻器制造工艺中涉及的步骤包括以下步骤。
衬底激光
厚膜电阻器基板由Al2O3（氧化铝）、AlN（氮化铝）、BeO（氧化铍）、不锈钢制成，有时甚至用聚合物制成，在极少数情况下，它涂有二氧化硅（SiO2）。对于厚膜电阻器，大多数情况下，94%或96%的氧化铝被用作衬底，因为它是一种非常坚硬的材料
在厚膜工艺中，通常一个衬底包括多个单元，激光可以蚀刻、成型和钻孔。蚀刻是一种激光加工方法，将激光脉冲发射到氧化铝材料中。一旦材料被烧制，则可以去除30%至50%的材料，否则基底将被损坏。
一旦完成蚀刻工艺，将材料成形为圆形管，然后在基板的两侧钻孔，通常孔的尺寸在0.15至0.2mm之间。
油墨的制备
油墨通常是通过将陶瓷粉末或必要的粉末与陶瓷厚膜或聚合物浆料相结合来制备的，以产生用于电阻器丝网印刷的浆料。
丝网印刷
在丝网印刷过程中，使用刮板将油墨转移通过图案，否则就是有图案的编织网丝网。厚膜技术在精度提高、集成密度等方面有很大帮助。
干燥
印刷油墨后，将每个沉积的油墨层在50至200°C的高温下干燥，以蒸发油墨的流体部分，并将油墨层瞬间附着在基底上。
点火
对于厚膜工艺中使用的许多陶瓷、玻璃和金属油墨来说，高温烧制（>300°C）是将层永久附着在基底上所必需的。
修剪
一旦电阻被点燃，就可以先用精密的磨料切割技术对其进行修整。该技术使用精细研磨介质，通常为0.027mm氧化铝。因此，该技术通过不加热和不破坏墨水配方中使用的玻璃料来实现极高的公差。
激光微调
在烧制过程完成后，电阻器的衬底被修整到精确的值，这被称为激光修整。许多片式电阻器采用厚膜技术设计。
在激光微调中，使用主动和被动两种模式。主动微调用于调节精确的电压和频率，而被动微调用于将电阻器微调到精确的值和公差。
元素的分离
这一步骤是经常需要的，因为多个部件同时放置在单个基板上。因此，将这些组件彼此分离对于晶圆划片是必要的。
组件集成
在这个阶段，元件可能需要通过焊接或引线接合工艺在印刷电路板上与其他电子元件集成。
优势
这个厚膜电阻器的优点包括以下内容。
- 高电阻值。
- 温度性能非常高。
- 电压能力高。
- 本质上是无感应的。
- 高精度和可靠性。
- 高效包装。
- 更紧凑。
- 温度范围更广。
- 包装是完全封装的。
- 经济的
缺点
这个厚膜电阻器的缺点包括以下内容。
- 这些电阻器需要经常涂上硼硅酸盐玻璃，以防止化学侵蚀、环境影响等。
- 这些并不牢固。
- 这些电阻器对静电放电电压非常敏感。
应用
这个厚膜电阻器的应用包括以下内容。
- 这些电阻器几乎在具有AC插头或电池的每个电气设备中都可用，
- 这些电阻器最常用于电子和电气设备中。
- 普通PC包括1000个以上的厚膜电阻器。
因此，这一切都是关于厚膜电阻器的概述——工作原理、优点、缺点及其应用。这里有一个问题要问你，什么是薄膜电阻器？