سرامیک فلزی

مقاوم‌های لایه ضخیم: مقدمه، ویژگی‌ها و کاربردها

مقاوم‌های فیلم ضخیم اجزای الکترونیکی غیرفعال هستند که به عناصر اساسی در الکترونیک مدرن تبدیل شده‌اند. این مقاوم‌ها با رسوب یک خمیر مقاوم (معمولاً ترکیبی از اکسیدهای فلزی و شیشه دانه‌ای) روی یک زیرلایه سرامیکی، معمولاً آلومینایی (Al₂O₃)، و سپس پخت آن در دمای بالا (معمولاً 850-1000 درجه سانتی‌گراد) برای تشکیل یک لایه مقاوم بادوام ایجاد می‌شوند. ضخامت این لایه معمولاً بین 10 تا 50 میکرومتر است که به طور قابل توجهی ضخیم‌تر از فیلم‌های نازک مقاومتی همراه است (که حدود 0.1 میکرومتر ضخامت دارند).

فرآیند ساخت این امکان را فراهم می‌کند که مقادیر مقاومت با تنظیم ترکیب خمیر مقاوم، ابعاد الگوی چاپ شده و شرایط پخت به دقت کنترل شود. تکنولوژی فیلم ضخیم در دهه 1960 به عنوان یک روش مقرون به صرفه در مقایسه با دیگر تکنولوژی‌های مقاوم ظهور کرد و از آن زمان به تکامل پیش رفته است تا ویژگی‌های عملکردی برجسته‌ای را برای دامنه گسترده‌ای از کاربردها فراهم کند.

ویژگی‌های مقاوم‌های فیلم ضخیم

1. **محدوده مقاومت**: مقاومت‌های فیلم ضخیم در محدوده گسترده‌ای از مقاومت در دسترس هستند، معمولاً از 1 اهم تا 10 مگااهم، که آن‌ها را برای الزامات مدارهای متنوع مناسب می‌کند.

2. **تحمل**: تحمل‌های استاندارد از ±1٪ تا ±5٪ متغیر هستند، با نسخه‌های دقیق‌تری که در ±0.5٪ یا بهتر برای کاربردهای تخصصی موجود می‌باشند.

3. **ضریب دمایی مقاومت (TCR)**: معمولاً بین ±100 ppm/°C تا ±250 ppm/°C است، هرچند فرمول‌بندی‌های پیشرفته می‌توانند به ±50 ppm/°C یا بهتر دست یابند.

4. **رتبه توانی**: در رتبه‌های توانی متنوعی از 0.1 وات تا چند وات به صورت وابسته به اندازه و طراحی موجود می‌باشند.

5. **رتبه ولتاژی**: می‌توانند ولتاژهای نسبتاً بالایی را تحمل کنند، اغلب تا 200 ولت یا بیشتر برای اندازه‌های استاندارد.

6. **پاسخ فرکانسی**: هرچند در فرکانس‌های بالا عملکردی بهتر از مقاومت‌های فیلم نازک ندارند، اما مقاومت‌های فیلم ضخیم برای بیشتر کاربردهایی که در فرکانس‌هایی پایین‌تر از چند صد مگاهرتز هستند، به خوبی عمل می‌کنند.

7. **ویژگی‌های صوتی**: نویز الکتریکی بیشتری نسبت به مقاومت‌های فیلم نازک تولید می‌کنند اما کمتر از انواع مقاومت‌های کربنی.

8. **قدرت تحمل ضربه الکتریکی (پالس)**: قابلیت خوبی در تحمل ضربه الکتریکی به دلیل جرم حرارتی و ساختار آن‌ها دارند.

9. **ثبات محیطی**: در صورت حفاظت مناسب، مقاومت خوبی نسبت به رطوبت و آلاینده‌های محیطی از خود نشان می‌دهند.

10. **صرفه‌جویی در هزینه**: یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین فناوری‌های مقاومتی برای کاربردهای عمومی است.

کاربردهای مقاومت‌های فیلم ضخیم

مقاومت‌های فیلم ضخیم کاربرد گسترده‌ای در تمام بخش‌های follow صنعت الکترونیک دارند:

1. **الکترونیک مصرفی**: به طور گسترده در تلویزیون‌ها، تجهیزات صوتی، وسایل خانگی و دستگاه‌های همراه به دلیل قابلیت اطمینان و صرفه‌جویی در هزینه استفاده می‌شوند.

2. الکترونیک خودرو: در واحدهای کنترل موتور، سنسورها، سیستم‌های روشنایی و سیستم‌های سرگرمی خودرو استفاده می‌شوند، جایی که باید در برابر شرایط سخت محیطی مقاومت کنند.

3. کنترل‌های صنعتی: در درایوهای موتور، منابع تغذیه و سیستم‌های کنترل یافت می‌شوند که مقاومت آن‌ها ارزشمند است.

4. تجهیزات پزشکی: در سیستم‌های نظارت بر بیمار، تجهیزات تشخیصی و دستگاه‌های درمانی استفاده می‌شوند که قابلیت اطمینان در آن‌ها حیاتی است.

5. مخابرات: در ایستگاه‌های پایه، روترها و تجهیزات شبکه برای پردازش سیگنال و مدیریت توان به کار می‌روند.

6. منابع تغذیه: در تنظیم ولتاژ، محدود کننده جریان و مدارهای فیدبک در منابع تغذیه خطی و سوئیچینگ به کار می‌روند.

7. مدارهای ترکیبی: اغلب در میکرو مدارهای ترکیبی استفاده می‌شوند که در آن‌ها اجزا به طور مستقیم روی بستر چاپ می‌شوند.

8. فناوری نصب سطحی (SMT): بیشتر مقاومت‌های SMD از نوع فیلم ضخیم هستند و تقریباً تمامی برد مدارهای نوین را پر کرده‌اند.

9. شبکه‌های مقاومتی: چندین مقاومت فیلم ضخیم را می‌توان روی یک بستر چاپ کرد تا آرایه‌های مقاومتی کوچک ایجاد شود.

۱۰. سنسورهای تخصصی: برخی از ترکیبات فیلم ضخیم در گیج های کرنش، سنسورهای فشار و دیگر کاربردهای ترانسدیوسر استفاده می‌شوند.

مزایای نسبت به دیگر تکنولوژی‌های مقاومتی

در مقایسه با دیگر انواع مقاومت، مقاومت‌های فیلم ضخیم چندین مزیت متمایز ارائه می‌دهند:

- **کارایی در تولید**: فرآیند چاپ با صفحه منفذی امکان تولید با حجم بالا و همگنی بسیار خوب را فراهم می‌کند.
- **انعطاف‌پذیری در طراحی**: مقادیر مقاومت را می‌توان به راحتی با تغییر هندسه الگوی چاپی تنظیم کرد.
- **کوچک‌سازی**: قابل تولید در ابعاد بسیار کوچک (تا بسته‌های متریک ۰۲۰۱ - ۰٫۶ میلی‌متر × ۰٫۳ میلی‌متر).
- **یکپارچه‌سازی**: می‌توان آنها را با دیگر عناصر فیلم ضخیم (خازن‌ها، هادی‌ها) ترکیب کرد تا مدارهای کاملی ایجاد شوند.
- **دوام**: ساختار سرامیکی پخته‌شده استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر عوامل محیطی را فراهم می‌کند.

مقاومت اصلی ما:
صفحه گرمادهی شیشه سرامیکی میکروکریستالین مادون قرمز
صفحه گرم کننده شیشه‌ای-سرامیکی مادون قرمز دور، ترکیبی از مواد هادی غیرفلزی و مواد تابشی مادون قرمز است که از طریق فرآیندهایی مانند چاپ و سینترینگ دمای بالا روی سطح خارجی صفحه شیشه‌ای-سرامیکی ایجاد می‌شود و به طور دائم با صفحه شیشه‌ای-سرامیکی ادغام شده و یک لایه هادی معدنی تشکیل می‌دهد. این لایه مقاومتی پس از اعمال برق و گرم شدن، گرمای مادون قرمز را منتشر کرده و منبعی برای تابش گرمایی و همچنین گرمایش هدایتی و جابجایی محسوب می‌شود.

صفحه گرم کننده شیشه‌ای-سرامیکی مادون قرمز دور
امنيت:
در حین کار هیچ گونه شعله باز و اکسیداسیونی وجود ندارد و عمر مفید آن ۵۰ برابر طولانی‌تر از سیم‌های گرم کننده معمولی است.
صفحه گرم کننده شیشه‌ای-سرامیکی مادون قرمز دور
سلامتی:
با استفاده از شیشه-سرامیک به عنوان حامل، ضریب انبساط آن کوچک است، تابش مادون قرمز قوی دارد و طول موج مادون قرمز دور آن ۲ تا ۱۵ میکرومتر است که برای سلامتی انسان مفید می‌باشد.
صرفه جویی در انرژی:
نرخ بالای تبدیل انرژی (بدون اتلاف انرژی به شکل‌های دیگر مانند صدا، نور مرئی و غیره). نرخ جذب گرمایی بالا (گرمایش پوششی، سطح جذب گسترده).
گرم کردن:
گرمایش پایدار و یکنواخت است و گرما از طریق تابش مادون قرمز منتشر می‌شود، دارای قدرت نفوذ قوی و اثر پخت خوب.
کاربرد گسترده و عمر طولانی (این داده یک مقدار متوسط است و نماینده تمام مقادیر نیست)

●محدوده ولتاژ مورد استفاده: 110 ولت، 220 ولت،

●محدوده چگالی توان: 1 وات تا 30 وات بر سانتی‌متر مربع

●محدوده دمای کاربردی: 40 درجه سانتی‌گراد تا 600 درجه سانتی‌گراد.

●عمر مفید بیش از 10,000 ساعت.

از تکنولوژی مقاومت لایه ضخیم برای تولید دستگاه‌های الکترونیکی مانند کارت مقاومتی، دستگاه‌های نصب سطحی، مدارهای مجتمع ترکیبی و سنسورها با استفاده از تکنیک چاپ طرح‌واره، خشک کردن/پخت، شعله‌ور کردن و تنظیم لیزری مقاومت استفاده می‌شود.

ویژگی‌ها:
1. چاپ پیچ دقت بسیار بالا بین 0.18 میلی‌متر تا 0.25 میلی‌متر
2. ثبات کامل و دقت بالا
3. محدوده فرکانس مقاوم در برابر سایش: 300000 تا 2000000 بار
4. سایر ابعاد یا انواع دیگر نیز در صورت درخواست در دسترس هستند

کاربردهای برد مدار لایه ضخیم:
برد مدار لایه ضخیم به‌صورت خاصی برای سنسور موقعیت دهانه گاز موتورهای مستقیم تزریقی خودرو و موتورسیکلت طراحی شده است؛ این محصول مقاومت قوی در برابر خوردگی ناشی از روغن، روغن موتور و مه نمکی در محیط صنعتی دارد. منحنی مشخصه خروجی آن خوب است، مقاومت در برابر سایش بالا دارد و عمر طولانی‌تری دارد. این محصول می‌تواند در سنسور موقعیت دهانه گاز مانند سیستم BOSCH آلمان و سیستم DELPHI آمریکا مورد استفاده قرار گیرد.
سنسور موقعیت دهانه گاز مانند سیستم BOSCH آلمان و سیستم DELPHI آمریکا مورد استفاده قرار گیرد.

سایر مقاومت‌های ولتاژ بالا:
مقاومت ولتاژ بالا با پین، مقاومت مگااهمی SMD، مقاومت استوانه‌ای ولتاژ بالا

توسعه آینده مقاومت لایه ضخیم
Follow the thick film resistor industry continues to evolve with:
- مواد بهبود یافته برای TCR و پایداری بهتر
- تکنیک‌های پیشرفته‌ی برش‌زنی برای دقت بالاتر
- خمیرهای ارتقا یافته با نانوتکنولوژی برای عملکرد عالی
- فرمول‌بندی‌های دوستدار محیط زیست که سرب و سایر مواد خطرناک را حذف می‌کنند

در نهایت، مقاومت‌های فیلم ضخیم نمایانگر تعادل بهینه‌ای از عملکرد، قابلیت اطمینان و هزینه هستند که جایگاه آن‌ها را به عنوان متداول‌ترین فناوری مقاومت در follow صنعت الکترونیک تثبیت کرده است. انعطاف‌پذیری و بهبودهای مداوم آن‌ها اطمینان می‌دهد که این اجزا در طراحی‌های الکترونیکی برای آینده‌ی نزدیک ضروری باقی خواهند ماند.