Metallisiertes Keramik

Dickfilmwiderstände: Einführung, Eigenschaften und Anwendungen

Dickfilmwiderstände sind passive elektronische Bauelemente, die zu grundlegenden Bestandteilen in der modernen Elektronik geworden sind. Diese Widerstände werden hergestellt, indem eine widerstandsfähige Paste (typischerweise eine Mischung aus Metalloxiden und Glasfritt) auf ein keramisches Substrat, üblicherweise Aluminiumoxid (Al₂O₃), aufgebracht und anschließend bei hohen Temperaturen (typischerweise 850–1000 °C) gebrannt wird, um eine langlebige Widerstandsschicht zu bilden. Die Dicke dieser Schicht liegt typischerweise zwischen 10 und 50 Mikrometern und ist damit deutlich dicker als die ihrer Dünnfilm-Pendants (die etwa 0,1 Mikrometer dick sind).

Der Herstellungsprozess ermöglicht eine präzise Steuerung der Widerstandswerte durch die Anpassung der Zusammensetzung der widerstandsfähigen Paste, der Abmessungen des bedruckten Musters und der Sinterbedingungen. Die Dickschichttechnologie entwickelte sich in den 1960er Jahren als kostengünstige Alternative zu anderen Widerstandstechnologien und hat sich seither weiterentwickelt, um hervorragende Leistungsmerkmale für eine Vielzahl von Anwendungen zu bieten.

Eigenschaften von Dickschichtwiderständen

1. **Widerstandsbereich**: Dickschichtwiderstände sind in einem breiten Widerstandsbereich erhältlich, typischerweise von 1 Ohm bis 10 Megohm, wodurch sie für vielfältige Schaltungsanforderungen geeignet sind.

2. **Toleranz**: Standardtoleranzen liegen zwischen ±1 % und ±5 %, wobei präzise Ausführungen mit ±0,5 % oder besser für spezielle Anwendungen verfügbar sind.

3. **Temperaturkoeffizient des Widerstands (TCR)**: Typischerweise zwischen ±100 ppm/°C und ±250 ppm/°C, wobei fortschrittliche Formulierungen ±50 ppm/°C oder besser erreichen können.

4. **Leistungsaufnahme**: Erhältlich in verschiedenen Leistungsstufen von 0,1 W bis mehrere Watt, abhängig von Größe und Design.

5. **Spannungsfestigkeit**: Kann relativ hohen Spannungen standhalten, oft bis zu 200 V oder mehr bei Standardgrößen.

6. **Frequenzgang**: Wenn auch nicht so gut wie Dünnfilm-Widerstände bei hohen Frequenzen, bieten Dickfilm-Widerstände für die meisten Anwendungen unterhalb mehrerer hundert MHz eine ausreichende Leistung.

7. **Rauschverhalten**: Erzeugen mehr Stromrauschen als Dünnfilm-Widerstände, jedoch weniger als Kohleschicht-Widerstände.

8. **Impulsbelastbarkeit**: Zeigen aufgrund ihrer thermischen Masse und Konstruktion gute Impulsbelastbarkeit.

9. **Umweltbeständigkeit**: Zeigen bei ordnungsgemäßer Schutzbeschichtung eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit und Umweltkontamination.

10. **Kosteneffizienz**: Eine der wirtschaftlichsten Widerstandstechnologien für allgemeine Anwendungen.

Anwendungen von Dickfilm-Widerständen

Dickfilm-Widerstände finden in nahezu allen Bereichen der Elektronikindustrie breite Anwendung:

1. **Consumer Electronics**: Wird aufgrund von Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz umfassend in Fernsehern, Audiogeräten, Haushaltsgeräten und mobilen Geräten eingesetzt.

2. Automotive Electronics: Eingesetzt in Motorsteuergeräten, Sensoren, Beleuchtungssystemen und Infotainmentsystemen, wo sie extremen Umweltbedingungen standhalten müssen.

3. Industrial Controls: Zu finden in Motorensteuerungen, Stromversorgungen und Steuerungssystemen, wobei ihre Robustheit geschätzt wird.

4. Medizinische Geräte: Eingesetzt in Patientenüberwachungssystemen, Diagnosegeräten und Therapiegeräten, bei denen Zuverlässigkeit entscheidend ist.

5. Telekommunikation: Eingesetzt in Basisstationen, Router und Netzwerkausrüstung für Signalverarbeitung und Leistungsmanagement.

6. Stromversorgungen: Eingesetzt zur Spannungsregelung, Strombegrenzung und in Rückkopplungsschaltungen sowohl in linearen als auch in Schaltnetzteilen.

7. Hybridschaltungen: Häufig in hybriden Mikroschaltungen eingesetzt, bei denen Bauelemente direkt auf Substrate gedruckt werden.

8. Oberflächenmontage-Technologie (SMT): Die meisten Widerstände für die Oberflächenmontage sind vom Dickfilmtyp und kommen praktisch auf jeder modernen Leiterplatte zum Einsatz.

9. Widerstandsnetzwerke: Mehrere Dickfilmwiderstände können auf einem einzigen Substrat gedruckt werden, um kompakte Widerstandsarrays zu erzeugen.

10. Spezialsensoren: Bestimmte Dickfilmkompositionen werden in Dehnungsmessstreifen, Drucksensoren und anderen Wandleranwendungen eingesetzt.

Vorteile gegenüber anderen Widerstandstechnologien

Im Vergleich zu anderen Widerstandsarten bieten Dickfilmwiderstände mehrere deutliche Vorteile:

- **Fertigungseffizienz**: Der Siebdruckprozess ermöglicht eine Serienfertigung in hoher Stückzahl mit sehr guter Konsistenz.
- **Designflexibilität**: Widerstandswerte lassen sich einfach anpassen, indem die Geometrie des gedruckten Musters verändert wird.
- **Miniaturisierung**: Sie können in sehr kleinen Abmessungen hergestellt werden (bis hin zu 0201 metrischen Gehäusen – 0,6 mm × 0,3 mm).
- **Integration**: Sie können mit anderen Dickfilmelementen (Kondensatoren, Leitern) kombiniert werden, um komplette Schaltungen zu erstellen.
- **Langlebigkeit**: Die gebrannte keramische Struktur bietet mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse.

Unser Hauptwiderstand:
Ferninfrarote mikrokristalline Glaskeramik-Heizplatte
Die ferninfrarote Glaskeramik-Heizplatte ist eine Kombination aus nichtmetallischen leitenden Materialien und Infrarotstrahlungsmaterialien, die durch Drucken, Hochtemperatursintern und andere Prozesse auf der Außenseite der Glaskeramikplatte aufgebracht werden und dauerhaft mit dieser verbunden sind, um eine anorganische leitende Widerstandsschicht zu bilden. Diese Schicht emittiert nach dem Einschalten und Erwärmen Infrarotwärme und bildet eine Wärmestrahlungsquelle sowie Heizung durch Wärmeleitung und Konvektion.

Ferninfrarote Glaskeramik-Heizplatte
Sicherheit:
Bei der Arbeit entsteht keine offene Flamme und keine Oxidation; die Lebensdauer ist 50-mal länger als die von gewöhnlichen Heizdrähten.
ferninfrarote Glaskeramik-Heizplatte
Gesundheit:
Durch die Verwendung von Glaskeramik als Trägermaterial ist der Ausdehnungskoeffizient gering, die Infrarotstrahlung ist stark und ihre langwellige Infrarotwellenlänge beträgt 2–15 µm, was für die menschliche Gesundheit vorteilhaft ist
Energieeinsparung:
Hohe Energieumwandlungsrate (kein Verlust anderer Energieformen wie Geräusche, sichtbares Licht usw.). Hohe Wärmeeffizienz (Heizung durch Abdeckung, große Absorptionsfläche).
Erwärmung:
Die Erwärmung ist stabil und gleichmäßig, die Wärme wird durch Infrarotstrahlung abgegeben, mit starker Durchdringungskraft und gutem Wärmestrahlungseffekt
Weites Anwendungsspektrum und lange Lebensdauer (Diese Daten sind Durchschnittswerte und repräsentieren nicht alle Werte)

●Einsatzspannungsbereich: 110 V, 220 V,

●Leistungsdichtebereich: 1 W–30 W/cm²

●Anwendungstemperaturbereich: 40 °C–600 °C.

●Die Lebensdauer beträgt mehr als 10.000 Stunden.

Die Dickschicht-Widerstandstechnologie wird verwendet, um elektronische Bauelemente wie Widerstandskarten, Oberflächenmontage-Bauelemente (SMD), hybride integrierte Schaltungen und Sensoren mittels Siebdrucktechnologie sowie den nachfolgenden Prozessen Trocknen/Aushärten, Brennen und Laserausgleich der Widerstände herzustellen.

Merkmale:
1. Ultra-präziser Rasterdruck zwischen 0,18 mm und 0,25 mm
2. Perfekte Stabilität und hohe Genauigkeit
3. Verschleißfester Frequenzbereich: 300.000 bis 2.000.000 Zyklen
4. Andere Größen oder Typen sind ebenfalls erhältlich, falls gewünscht

Anwendungen der Dickschicht-Leiterplatte:
Dickschicht-Leiterplatte speziell entwickelt für die Drosselklappensensoren verschiedener Direkteinspritz-Motoren von Automobilen und Motorrädern; das Produkt weist eine starke Korrosionsbeständigkeit gegenüber Öl, Schmierstoffen und Salznebel in industrieller Umgebung auf. Die Ausgangskennlinie ist gut, die Abriebfestigkeit ist hoch, die Lebensdauer ist lang, einsetzbar für Drosselklappensensoren.
wie das deutsche BOSCH-System und das amerikanische DELPHI-System.

Weitere Hochspannungswiderstände:
Steckbare Hochspannungswiderstände, SMD-Megohm-Widerstände, zylindrische Hochspannungswiderstände

Zukünftige Entwicklungen bei Dickmetallwiderständen
Die Dickmetallwiderstandsbranche entwickelt sich weiter mit:
- Verbesserte Materialien für bessere TCR und Stabilität
- Fortgeschrittene Abgleichverfahren für höhere Präzision
- Nanotechnologie-verbesserte Pasten für überlegene Leistung
- Umweltfreundliche Formulierungen ohne Blei und andere schädliche Stoffe

Zusammenfassend bieten Dickmetallwiderstände das optimale Verhältnis von Leistung, Zuverlässigkeit und Kosten, wodurch sie die am weitesten verbreitete Widerstands-Technologie in der Elektronikbranche geworden sind. Ihre Vielseitigkeit und ständige Weiterentwicklung stellen sicher, dass sie auch in absehbarer Zukunft wesentliche Bestandteile in elektronischen Schaltungen bleiben werden.