سيراميك معدن

مقاومات الطبقة السميكة: مقدمة وخصائص واستخدامات

مقاومات الطبقة السميكة هي مكونات إلكترونية سلبية أصبحت عناصر أساسية في الإلكترونيات الحديثة. تُصنع هذه المقاومات عن طريق طلاء عجينة مقاومة (عادةً ما تكون مزيجًا من أكاسيد المعادن ومسحوق الزجاج) على قاعدة خزفية، عادةً ألومينا (Al₂O₃)، ثم تُخبز عند درجات حرارة عالية (عادةً بين 850-1000 درجة مئوية) لتشكيل طبقة مقاومة متينة. تتراوح سماكة هذه الطبقة عادةً بين 10 إلى 50 ميكرومتر، وهي أثخن بكثير من مقاومات الطبقة الرقيقة (التي تبلغ سماكتها حوالي 0.1 ميكرومتر).

يسمح عملية التصنيع بتحكم دقيق في قيم المقاومة من خلال تعديل تركيب المعجون المقاوم، وأبعاد النمط المطبوع، وظروف التلبيد. ظهرت تقنية الطبقة السميكة في الستينيات كخيار اقتصادي مقارنةً بتقنيات المقاومات الأخرى، وقد تطورت منذ ذلك الحين لتوفير خصائص أداء ممتازة لمجموعة واسعة من التطبيقات.

خصائص المقاومات ذات الطبقة السميكة

1. **مدى المقاومة**: تتوفر المقاومات ذات الطبقة السميكة في مدى واسع من المقاومة، عادةً من 1 أوم إلى 10 ميغا أوم، مما يجعلها مناسبة لمتطلبات الدوائر المتنوعة.

2. **التسامح (Tolerance)**: تتراوح التسامحات القياسية من ±1% إلى ±5%، مع توفر إصدارات دقيقة بتسامح ±0.5% أو أفضل لتطبيقات متخصصة.

3. **معامل درجة حرارة المقاومة (TCR)**: عادةً ما يكون بين ±100 جزء في المليون/درجة مئوية إلى ±250 جزء في المليون/درجة مئوية، على الرغم من أن الصيغ المتقدمة يمكن أن تحقق ±50 جزء في المليون/درجة مئوية أو أفضل.

٤. **معدل القدرة**: تتوفر بمواصفات قدرة مختلفة تتراوح من ٠٫١ واط إلى عدة واطات، ويعتمد ذلك على الحجم والتصميم.

٥. **معدل الجهد الكهربائي**: يمكنها تحمل جهود كهربائية نسبيًا عالية، غالبًا تصل إلى ٢٠٠ فولت أو أكثر للمقاسات القياسية.

٦. **استجابة التردد**: على الرغم من أنها ليست جيدة مثل مقاومات الأفلام الرقيقة عند الترددات العالية، إلا أن مقاومات الأفلام السميكة تؤدي أداءً كافيًا لمعظم التطبيقات التي تقل عن عدة مئات من الميغاهرتز.

٧. **خصائص الضوضاء**: تولّد ضوضاء تيار أكثر من مقاومات الأفلام الرقيقة، لكنها أقل من أنواع مقاومات الكربون المركبة.

٨. **التعامل مع النبضات**: تُظهر قدرة جيدة على التعامل مع النبضات الكهربائية بفضل كتلتها الحرارية وتصميمها.

٩. **الاستقرار البيئي**: تُظهر مقاومة جيدة للرطوبة والملوثات البيئية عندما تكون مُحمية بشكل مناسب.

١٠. **الكفاءة الاقتصادية**: تُعتبر واحدة من أكثر تقنيات المقاومات اقتصاديةً في التطبيقات العامة.

تطبيقات مقاومات الأفلام السميكة

تستخدم مقاومات الأفلام السميكة على نطاق واسع في جميع قطاعات صناعة الإلكترونيات:

1. **الإلكترونيات الاستهلاكية**: تُستخدم على نطاق واسع في أجهزة التلفزيون والمعدات الصوتية والأجهزة المنزلية والأجهزة المحمولة نظرًا لموثوقيتها وفعاليتها من حيث التكلفة.

2. الإلكترونيات automotive: تُستخدم في وحدات التحكم في المحركات وأجهزة الاستشعار وأنظمة الإضاءة وأنظمة المعلومات والترفيه حيث يجب أن تتحمل بيئات قاسية.

3. التحكم الصناعي: توجد في محركات الدفع ومصادر الطاقة وأنظمة التحكم حيث تُقدّر متانتها.

4. المعدات الطبية: تُستخدم في أنظمة مراقبة المرضى والمعدات التشخيصية والأجهزة العلاجية حيث تكون الموثوقية أمرًا بالغ الأهمية.

5. الاتصالات: تُستخدم في محطات القواعد والراوترات والمعدات الشبكية لمعالجة الإشارات وإدارة الطاقة.

6. مصادر الطاقة: تعمل في تنظيم الجهد وتحديد التيار ودوائر التغذية الراجعة سواء في مصادر الطاقة الخطية أو مصادر الطاقة التبديلية.

7. الدوائر الهجينة: تُستخدم بشكل شائع في الدوائر المجهرية الهجينة حيث تُطبَع المكونات مباشرة على الركائز.

8. تقنية التركيب السطحي (SMT): معظم مقاومات الشرائح المركبة على السطح هي من النوع ذو الفيلم السميك، وتوجد على كل لوحة دوائر إلكترونية حديثة تقريبًا.

9. شبكات المقاومات: يمكن طباعة مقاومات فيلمية سميكة متعددة على ركيزة واحدة لتكوين مصفوفات مقاومات مدمجة.

10. أجهزة الاستشعار المتخصصة: تُستخدم بعض تركيبات الفيلم السميك في مقاييس الإجهاد وأجهزة استشعار الضغط والتطبيقات الأخرى للمحولات.

المزايا مقارنة بتقنيات المقاومات الأخرى

مقارنة بأنواع المقاومات الأخرى، فإن المقاومات ذات الفيلم السميك توفر عدة مزايا واضحة:

- **كفاءة التصنيع**: تسمح عملية الطباعة الشاشية بإنتاج كميات كبيرة بثبات عالٍ في الجودة.
- **مرونة التصميم**: يمكن تعديل قيم المقاومة بسهولة من خلال تغيير هندسة نمط الطباعة.
- **التصغير**: يمكن تصنيعها بمقاسات صغيرة جدًا (تصل إلى حزم 0201 مترية - 0.6 مم × 0.3 مم).
- **التكامل**: يمكن الجمع بين عناصر الفيلم السميك الأخرى (المكثفات، الموصلات) لتصميم دوائر كاملة.
- **الدقة**: يوفر هيكل السيراميك المشوي مقاومة ميكانيكية ومقاومة للبيئة.

المقاوم الرئيسي لدينا:
لوح التدفئة الزجاجي السيراميكي للموجات تحت الحمراء البعيدة
إن لوح التدفئة الزجاجي السيراميكي للموجات تحت الحمراء البعيدة هو مزيج من مواد موصلة غير معدنية ومواد إشعاع تحت الأحمر، من خلال عمليات الطباعة والتحميص على درجة حرارة عالية وغيرها من العمليات على السطح الخارجي للوحة الزجاجية السيراميكية، ويتكامل بشكل دائم مع اللوحة الزجاجية السيراميكية لتشكيل طبقة موصلة غير عضوية، حيث تطلق طبقة الفيلم المقاوم الحرارة تحت الحمراء بعد تزويدها بالطاقة والتسخين، مما يشكل مصدر حرارة إشعاعي بالإضافة إلى التسخين بالتوصيل والحمل الحراري.

لوح التدفئة الزجاجي السيراميكي للموجات تحت الحمراء البعيدة
الأمان:
لا يوجد لهب مكشوف أو أكسدة أثناء التشغيل، ومدة الخدمة أطول بـ 50 مرة من أسلاك التدفئة العادية.
لوح التدفئة الزجاجي السيراميكي للموجات تحت الحمراء البعيدة
الصحة:
باستخدام السيراميك الزجاجي كحامل، يكون معامل التمدد صغيرًا، والأشعة تحت الحمراء قوية، ومدى الأشعة تحت الحمراء البعيدة هو 2-15 ميكرومتر، وهو ما يفيد صحة الإنسان
توفير الطاقة:
عالية كفاءة تحويل الطاقة (لا توجد خسائر في أشكال أخرى من الطاقة مثل الضوضاء والضوء المرئي إلخ). عالية معدل امتصاص الحرارة (التسخين المغطى، منطقة الامتصاص الواسعة).
التدفئة:
التسخين مستقر وموحد، ويتم إصدار الحرارة عبر الإشعاع تحت الأحمر، ولها قوة اختراق قوية وتأثير تجفيف جيد
نطاق تطبيقات واسع وعمر خدمة طويل (هذه البيانات هي قيمة متوسطة ولا تعبر عن جميع القيم)

● نطاق الجهد المستخدم: 110 فولت، 220 فولت،

● مدى كثافة القدرة: 1 واط ~ 30 واط/سم²

● مدى درجة حرارة التطبيق: 40 درجة مئوية ~ 600 درجة مئوية.

● عمر الخدمة أكثر من 10000 ساعة.

تُستخدم تقنية المقاومات ذات الأغشية السميكة لإنتاج أجهزة إلكترونية مثل بطاقات المقاومات، والأجهزة المُثبتة على السطح، والدوائر المتكاملة الهجينة وأجهزة الاستشعار، وذلك باستخدام تقنية الطباعة الشاشية، والعمليات اللاحقة من التجفيف/العلاج، والتحميص، وتقليم المقاومات بالليزر.

المميزات:
1. طباعة ذات مسافات دقيقة للغاية تتراوح بين 0.18 مم و 0.25 مم
2. استقرار مثالي ودقة عالية
3. نطاق التحمل ضد البلى: من 300,000 إلى 2,000,000 مرة
4. تتوفر أيضًا أحجام أو أنواع أخرى عند الطلب

تطبيقات لوحة الدوائر ذات الأغشية السميكة:
تم تصميم لوحة الدوائر ذات الأغشية السميكة خصيصًا لحساسات موضع السدادة (حساسات دواسة الوقود) لأنواع مختلفة من محركات السيارات والدراجات النارية ذات الحقن المباشر. يتميز المنتج بمقاومة قوية للتآكل الناتج عن الزيت وزيوت التشحيم والضباب الملحي في البيئة الصناعية. منحنى الخرج الخطي ممتاز، كما يتمتع بمقاومة عالية للبلى وطول العمر الافتراضي، ويمكن استخدامه في حساسات موضع السدادة مثل النظام الألماني BOSCH والنظام الأمريكي DELPHI.
حساسات موضع السدادة مثل النظام الألماني BOSCH والنظام الأمريكي DELPHI.

مُقاوِم عالي الجهد آخر:
مُقاوِم عالي الجهد قابل للتركيب، مُقاوِم سطحي ذو ميغا أوم، مُقاوِم عالي الجهد أسطواني

التطورات المستقبلية للمقاومات ذات الطبقة السميكة
seguir التطور في صناعة المقاومات ذات الطبقة السميكة مع:
- مواد محسّنة لتحسين معامل درجة الحرارة (TCR) والاستقرار
- تقنيات تقطيع متقدمة لتحقيق دقة أعلى
- عجائن محسّنة باستخدام تقنية النانو لأداء متفوق
- تركيبات صديقة للبيئة تخلو من الرصاص وبعض المواد الخطرة الأخرى

في الختام، تمثّل المقاومات ذات الطبقة السميكة توازنًا مثاليًا بين الأداء والموثوقية والتكلفة، مما جعلها الخيار الأوسع استخدامًا في صناعة الإلكترونيات. إن تنوعها والتحسينات المستمرة فيها تضمن بقائها كعناصر أساسية في تصميم الدوائر الإلكترونية لسنوات قادمة.