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1、片式電阻片式電阻 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 主講：何振林 Outline u主要敘述了片式電阻器的最新發(fā)展動態(tài) u討論了幾種新型的片式電阻的微型化， 集成化，多樣化，智能化等多方面的變 化 u預測未來片式電阻器的發(fā)展趨勢。 1.11.1片式電阻的參數(shù)片式電阻的參數(shù) u定義：片式電阻用金屬漿料和玻璃漿料， 采用絲網印刷法印在基板上制成的電阻器 u規(guī)格尺寸：按公制標準，對應有：1005、 1608、2012、3216等；按英制標準可分為： 0201、0402、0603、0805、1206、1210、 2010、2512。 圖1 0402的封裝尺寸 u片式電阻的阻值和片式電阻的阻值和精度

2、精度：片阻的阻值范圍在0R 200MR之間。其中，一般認為10MR以上為超高阻， 0R1R之間為超低阻。片阻的阻值精度主要分為： 高精度系列的有0.5%、0.25%、0.1%、 0.05%、0.01%等 u片式電阻的額定功率和片式電阻的額定功率和溫度系數(shù)溫度系數(shù)：片式電阻的額 定功率大小主要與規(guī)格尺寸相關，從0201型的 1/20W至2512型的1W，逐步遞增；片式電阻的溫 度系數(shù)與規(guī)格尺寸和阻值大小均有關聯(lián)，常規(guī)產 品以K檔（100ppm/）為主，其溫度系數(shù)主要 有：W檔(200ppm/)、L檔(250ppm/)、U 檔(400ppm/)等。 1.21.2片式片式電阻的結構電阻的結構 矩形片

3、式電阻由4部分組成，基片，電阻膜，玻璃釉保 護層和端頭電極?；蠖鄶?shù)采用高強度的氧化鋁陶瓷或者 玻璃，具有很高的機械強度和絕緣性。電阻膜通常用氧化釕 等電阻漿料印刷在基片上。在燒結而成，保護層直接覆蓋在 電阻膜的上面，在用玻璃漿料印刷燒結成釉。 電極采用3層結構，中間的Ni阻擋層主要用來阻止銀離 子向外層的Sn-Pb焊料遷移，可有效防止對電極的侵蝕作用。 內層為Ag-Pb合金，附著在電阻膜上面，外層為焊層，一般鍍 錫或者Sn-Pb合金。 1.31.3片式片式電阻的生產流程電阻的生產流程 電阻的生產過程比較麻煩，下面以厚膜片式電阻為例。 片式厚膜電阻的生產流程一般需要經歷如下幾個過程：基板 刻

4、槽、電極印刷與燒結、電阻印刷燒結、一次玻璃體形成、 調阻、二次玻璃體形成、基板一次切割、端電極形成、基板 二次切割、端頭制作、絲印與包裝。 u 1基板刻槽 一般情況下基板采用高純度Al2O3陶瓷制成,電阻對基板的基本 要求就是要有較高的熱傳導性、較小的熱膨脹性，此外還要有較高 的機械強度。 u 2電極印刷 需要印刷的電極為面電極和背電極。這兩種電極是采用絲網印 刷的方法將銀鈀漿料印刷在基板上。印刷完成后，經過燒結，將電 極牢固的粘附在陶瓷基板上。 u 3電阻印刷與燒結 電阻體也是采用絲網印刷的手段在陶瓷基板上將Ru2O3漿料印刷 在陶瓷基板上，而后再次放入燒結爐中燒結成型。 u 4一次玻璃體形

5、成 為了保護電阻體也為了調阻的需要，仍然采用絲網印刷的方法 在電阻體上印刷并燒結一層玻璃材料。 u 5調阻 雖然電阻體被燒結到了基板上，但是電阻值還可能出現(xiàn)超差的 問題。因此需要對電阻體的阻值進行調整。這種方法是通過邊測量 電阻，邊用激光對電阻體進行燒灼，從而調整電阻值。 u 6二次玻璃體形成 經過激光調阻后，電阻的一次玻璃體也會被激光所燒掉。為了 保護暴露出的部分，這里需要再在電阻上燒結一層玻璃。 u 7基板一次切割 到這步工序前，所有的電阻體都還在同一片基板上。雖然在電 極印刷工序中，已經產生的面電極和背電極。但是在沒有形成溝通 上下兩面電極的端電極。因此在這道工序中，首先將基板縱向切開。

6、 u 8端電極形成 切開后，在基板側面制作溝通面電極和背電極的端電極。 u 9基板二次切割 端電極形成后，將基板橫向切割，此時一個個電阻就出現(xiàn)了。 u 10端頭制作 由于端電極很薄，而且為了保證可焊性，需要制作用于焊接的 端頭。這種端頭的一般為三層結構。最內面是端電極。然后為了提 高耐焊性，再端電極上鍍一層鎳，作為中間電極。最后再鍍一層可 焊性良好的錫。 u 11絲印與包裝 最后電阻被印刷上阻值，并被包裝入庫。 1.4片式片式電阻的特點電阻的特點 貼片電阻是一種體積小，重量輕，電性 能穩(wěn)定，可靠性高，裝配成本低，機械強度 高、高頻特性優(yōu)越諸多優(yōu)點積與一身的產品。 其尺寸規(guī)格系列化，適用于表面貼

7、裝，適用 于電橋電路、RC振蕩器和有源濾波器等整機 設備。 2 片式電阻的市場現(xiàn)狀片式電阻的市場現(xiàn)狀 近年來全球電阻片式化率逐年上升，2012年全球片式電阻 的產量占電阻總產量的比率已超過90%，片式電阻的發(fā)展對電阻 行業(yè)的整體發(fā)展起到了至關重要的作用。隨著全球手機進入3G、 4G、多媒體及智能型手機時代，計算機進入64位及多核芯CPU時 代，彩電進入大屏幕平板時代，使用的無源元件劇增，包括片式 電容、片式電阻、片式電感等均比上一代整機增加50%甚至幾倍， 片式電阻的需求隨之不斷增加。根據(jù)智研中心數(shù)據(jù)預測，2012年 全球片式電阻的市場規(guī)模約為13.48億美元，同比增長約2%，至 2019年將

8、達到15.49億美元，年均平均增長率約2%。中國產業(yè)信 息網統(tǒng)計數(shù)據(jù)也顯示，2012年全球片式電阻總產銷約21,150億只， 同比增長約7%，其中中國片式電阻生產能力超過15,450億只，占 同期全球片式電阻總生產能力的73.05%，已成為全球片式電阻生 產大國。隨著片式元件的快速發(fā)展，片式電阻的需求將進一步增 加，預計全球2019年片式電阻的產量將達29062億只，未來4年的 平均增長率約為5%。 氧化鋁陶瓷基片作為片式電阻的核心部件，應用領域主 要集中在片式電阻行業(yè)。2013電阻進出口平均片式化率約為 93.47%，片式化率逐年提升。片式電阻主要應用領域是電腦、 通信、家電、手機、數(shù)碼消費

9、品、汽車電子、照明等等，這 些行業(yè)近年來保持了較快增長，這些領域對片阻的需求不斷 增加，刺激著片式電阻行業(yè)的發(fā)展。為了從不斷上升的市場 需求分得一杯羹，越來越多的廠家擴大片式電阻的生產規(guī)模， 將生產重心轉向片式產品。隨著如風華高科等本土企業(yè)的技 術和產量迅速壯大及國際電阻廠商紛紛將生產基地向中國大 陸轉移，中國片式電阻產業(yè)得到了高速發(fā)展。 目前，在全球的移動通信、電腦及周邊、消費數(shù)碼和汽車電 子等產業(yè)對片式電阻需求的驅動下，中國本地供應商對這類 電阻器十分看好，尤其是便攜電子設備對小型電阻需求不斷 上升，小型化電阻的前景可期。 國產片式電阻器尺寸各異，用于消費電子、IT和通訊產 品的0603片

10、式電阻器是當前中國本地電阻器的主力，小型化 的潮流趨勢將刺激0402等更小尺寸片式電阻的生產。鑒于這 樣的市場需求，廠家預計0603以及0805、1206等大尺寸電阻 的產量在未來幾年甚至未來幾個月會有所下滑。 0402片式電阻在手機、MP3、MP4播放器、數(shù)碼相機、便攜式 數(shù)碼攝像機、便攜式GPS設備和筆記本電腦等電子產品中的 使用頻率越來越高。隨著手機等數(shù)碼設備的日趨小型化，制 造商認為在這些電子產品上所使用的片式電阻中，有八成為 0402型。 綜上分析，隨著科學技術的進步，以及人們生活水平的 提高，對于片式電阻等元件的需求量增多，市場空間較大。 3新型的片式電阻新型的片式電阻 新型的片式

11、電阻器是指采用新原理，新工藝，新材料，新封裝 形式研制而成，在先前未曾有過或者在性能和功能等方面較先前同 類的產品有較大的提升或者重大突破的片式電阻器。 3.1Vishay公司新型片式電阻 Vishay推出在惡劣環(huán)境下具有極高可靠性的新系列薄膜片式電阻陣 列。采用金端接，可用于導電膠合的新系列精密薄膜片式電阻陣列- ACAS0606ATAU，該電阻陣列把兩個電阻集成在一個襯底上，可在 155高溫下工作，相對公差低至0.05%，相對TCR低至5ppm/K。 除了優(yōu)異的高溫性能，ACAS0606ATAU系列對惡劣的環(huán)境條件還具有 極好的耐受能力，且具有優(yōu)秀的耐潮能力-在85和85%相對濕度下 經過

12、1000小時后|R/R1|小于0.5%。器件的ESD保護達到1000V，工 作電壓為75V，每個電阻芯的最大額定散熱功率達到0.125W。這些電阻 通過AEC-Q200認證，可用于汽車應用。 3.1.1新系列薄膜片式電阻陣列 3.1.2新型大尺寸電爆破點火片式電阻 為滿足爆破的苛刻要求，Vishay推出新型大尺寸電爆破點火片式 電阻（MEPIC），通過焦耳效應或閃光點火，使點火時間縮短到250s 以下。MEPIC電阻也被認為是電橋電阻，是能夠按照精確的電熱曲線將 電能轉換為熱能的電阻芯，通過受控的能量反應，引發(fā)一連串的爆破。 適用于汽車安全系統(tǒng)中的電點火應用，用來安裝和使用氣囊和其他安全 設備

13、；采礦當中的數(shù)字爆炸裝置；在煙花中更好地實現(xiàn)煙花、音樂和特 殊效果的同步。 3.1.3可邦定的薄膜片式電阻可邦定的薄膜片式電阻 Vishay推出業(yè)內首款可邦定的薄膜片式電阻-CS44系列，電阻 的占位僅有40mil*40mil。該系列具有50ppm/的低TCR和 0.5%的容差。CS44系列器件采用鉻硅薄膜電阻芯，與同檔的薄膜器 件相比，具有更高的密度、更高的阻值和更高的性能。電阻在額定功率 和+70下工作2000小時后仍具有誤差0.1%的優(yōu)異穩(wěn)定率，可用于高 可靠性的工業(yè)、醫(yī)療、軍工和航天設備。在這些應用中，CS44電阻可 以替換數(shù)個20mil* 20mil的電阻，從而提高系統(tǒng)可靠性并減小系

14、統(tǒng)體 積和重量。CS44系列的阻值范圍為400k100M，典型噪聲小于- 20dB，熱EMF小于0.01V/。器件符合RoHS，在+70、100V極 限芯體電壓下的額定功率為0.380W，工作和儲存溫度為-55 +155。 3.2 SUP美隆電子公司新型片式電阻美隆電子公司新型片式電阻 3.2.1 01005超微型貼片電阻 微型片式電阻“SUP美隆電子01005超微型貼片電阻”更是極致超薄， 是目前世界上體積最小的貼片元件。與0402和常見的0201尺寸的芯 片電阻相比，01005芯片電阻的尺寸為0.4（長度）0.2（寬度） mm，面積僅分別為前兩者的16、44，體積則僅為前兩者的6、 30。

15、據(jù)了解，目前一臺iPhone約需要1百多顆01005晶片電阻，而 iPad更需要2、3百顆，目前多數(shù)智慧手機已經使01005晶片電阻，包 括臺系、韓系、美系，但是以目前的技術量產困難。 除此之外，美隆電子公司還開發(fā)了普通厚膜貼片 電阻，高阻值貼片電阻，高壓貼片電阻，防硫化貼片電 阻，抗浪涌貼片電阻，寬電極貼片電阻，厚膜貼片電阻， 薄膜電流檢測貼片電阻，薄膜高精度貼片電阻，合金貼 片電阻，普通電流檢測貼片電阻，金屬膜柱狀貼片電阻 等，在消費電子，工業(yè)，照明，汽車，家電，醫(yī)療，電 源等方面均有很大的應用。 3.3 羅姆羅姆公司新型片式電阻公司新型片式電阻 3.3.1世界最小級別貼片電阻器SMR00

16、3 2014年3月中旬，在上海舉辦的慕尼黑電子展上，著名日本知名半 導體制造商ROHM羅姆展示了已經量產的世界最小級別貼片電阻器 SMR003，實現(xiàn)了世界上最小的貼片尺寸03015尺寸 (0.3mm0.15mm)。SMR003通過采用具有卓越耐腐蝕性的金電極, 實現(xiàn)焊錫性以及可靠性，芯片尺寸精度從20m大幅提高到5m 。 SMR003 03015尺寸比之前的0402尺寸芯片面積減少44%。 3.3.2分流電阻器分流電阻器“PSR系列系列” 2013年，羅姆開發(fā)出適合于車載和工業(yè)設備等需要大功率的整機 電流檢測用途的、實現(xiàn)大功率與超低阻值的分流電阻器“PSR系列”。 PSR系列新產品通過具備高生

17、產性的獨家精密焊接技術，通過接合電 阻體金屬和較厚的銅電極，實現(xiàn)了具有高散熱性和熱容量的結構，從 而實現(xiàn)了相當于5W的大功率電阻。同時，電阻體金屬采用高性能合金 材料，使產品在低阻值范圍也具備優(yōu)異的電阻溫度系數(shù)(TCR)。從而， 在車載和工業(yè)設備領域等要求嚴苛溫度保證的整機電路中，可輕松采 用該系列產品，有助于減輕設計負擔。 4 片式電阻的發(fā)展趨勢片式電阻的發(fā)展趨勢 4.1厚膜片式電阻器發(fā)展趨勢 超小型化。目前，0402和0603尺寸的片式電阻器已成為市場的 主流，但隨著電子產品尤其是數(shù)碼產品的小型化、輕型化，0201、 01005產品的需求日益增加，尤其是01005，該產品的體積只有 0.4

18、毫米(長)0.2毫米(寬)0.125毫米(高)，重量只有0.04克， 雖然目前只有少數(shù)日企和我國臺灣企業(yè)能夠生產，但是隨著科技 的發(fā)展和技術的進步，片式電阻的尺寸將越來越小型化。 綠色環(huán)保化。歐盟“電子電氣設備廢棄物法令”(WEEE)和“關 于在電子電氣設備中禁止某些有害物質”的規(guī)定(RoHS)已經在 2005年8月和2006年7月1日生效。雖然片式元件的玻璃釉膜屬于 豁免范圍，但是盡量減少玻璃釉漿料的使用對企業(yè)來講是既能減 少非環(huán)保材料的使用，也是節(jié)省開支降低能耗的一個好辦法。相 信在在將來，片式電阻的制造將不會對環(huán)境造成嚴重的影響。 超高阻化。超高阻值片式電阻器，主要應用產品在高性能電子通 信模塊，高精度精密電子儀器及特殊軍工產品上。阻值最高要求達 1T，工作電壓最高要求達10kV，這類產品的主要技術指標有阻值 精度、工作電壓、溫度系數(shù)、電壓系數(shù)、穩(wěn)定性等。要保證這些指 標達到要求，現(xiàn)在的技術水平很難達到，相信在將來，技術能夠突 破制造的極限，滿足用戶的需求。 除此以外，還有高精度化、低溫度系數(shù)化，經濟化等等 4.2薄膜片式電阻器前景最被看好薄膜片式電阻器前景最被看好 薄膜片式電阻器是近幾年來發(fā)展最迅速