Ceramika metalizowana

Rezystory warstwowe: Wprowadzenie, Charakterystyka i Zastosowanie

Rezystory warstwowe to elementy elektroniczne bierne, które stały się podstawowymi elementami współczesnej elektroniki. Rezystory te są tworzone poprzez naniesienie pasty rezystancyjnej (zwykle mieszaniny tlenków metali i szkła) na podłożu ceramicznym, zazwyczaj z tlenku glinu (Al₂O₃), a następnie wypalane w wysokiej temperaturze (zwykle 850-1000°C), tworząc trwałą warstwę rezystancyjną. Grubość tej warstwy zazwyczaj mieści się w zakresie od 10 do 50 mikrometrów, znacznie większa niż w przypadku rezystorów cienkowarstwowych (które mają grubość około 0,1 mikrometra).

Proces produkcji umożliwia precyzyjną kontrolę wartości rezystancji poprzez dobór składu pasty rezystancyjnej, wymiarów nadrukowanego wzoru oraz warunków wypału. Technologia warstwy grubej pojawiła się w latach 60. XX wieku jako bardziej ekonomiczna alternatywa dla innych technologii rezystorów i od tego czasu rozwinęła się, oferując doskonałe parametry eksploatacyjne w szerokim zakresie zastosowań.

Charakterystyka rezystorów warstwy grubej

1. **Zakres rezystancji**: Rezystory warstwy grubej dostępne są w szerokim zakresie rezystancji, zazwyczaj od 1 oma do 10 megaomów, co czyni je odpowiednimi do zastosowań w różnych układach elektronicznych.

2. **Dopuszczalne odchylenie (tolerancja)**: Standardowe tolerancje mieszczą się w granicach ±1% do ±5%, a wersje precyzyjne dostępne są z tolerancją ±0,5% lub lepszą dla specjalistycznych zastosowań.

3. **Temperaturowy współczynnik rezystancji (TCR)**: Zazwyczaj zawiera się w przedziale ±100 ppm/°C do ±250 ppm/°C, choć zaawansowane wersje osiągają wartość ±50 ppm/°C lub lepszą.

4. **Moc znamionowa**: Dostępne w różnych klasach mocy od 0,1W do kilku watów, w zależności od rozmiaru i konstrukcji.

5. **Napięcie znamionowe**: Mogą wytrzymać stosunkowo wysokie napięcia, często do 200V lub więcej dla standardowych rozmiarów.

6. **Odpowiedź częstotliwościowa**: Choć nie tak dobra jak oporniki cienkowarstwowe przy wysokich częstotliwościach, oporniki grubowarstwowe zapewniają wystarczającą jakość w większości zastosowań poniżej kilkuset MHz.

7. **Charakterystyka hałasu**: Generują więcej hałasu prądowego niż oporniki cienkowarstwowe, ale mniej niż typy z kompozytu węglowego.

8. **Odporność na impulsy**: Wykazują dobrą odporność na impulsy dzięki swojej masie termicznej i konstrukcji.

9. **Stabilność środowiskowa**: Wykazują dobrą odporność na wilgoć i zanieczyszczenia środowiskowe, gdy są odpowiednio chronione.

10. **Opłacalność**: Jedną z najbardziej ekonomicznych technologii rezystorów do zastosowań ogólnych.

Zastosowania rezystorów grubowarstwowych

Rezystory grubowarstwowe znajdują szerokie zastosowanie niemal we wszystkich segmentach przemysłu elektronicznego:

1. **Elektronika konsumencka**: Szeroko stosowana w telewizorach, sprzęcie audio, urządzeniach AGD i urządzeniach mobilnych ze względu na niezawodność i opłacalność.

2. Elektronika samochodowa: Stosowana w jednostkach sterujących silnika, czujnikach, systemach oświetlenia i rozrywki pokładowej, gdzie muszą wytrzymać trudne warunki środowiskowe.

3. Sterowanie przemysłowe: Używana w napędach silników, zasilaczach i systemach sterowania, gdzie ceniona jest ich odporność.

4. Wyposażenie medyczne: Stosowana w systemach monitorowania pacjentów, sprzęcie diagnostycznym i urządzeniach terapeutycznych, gdzie niezawodność jest krytyczna.

5. Telekomunikacja: Stosowana w stacjach bazowych, routerach i sprzęcie sieciowym do przetwarzania sygnałów i zarządzania energią.

6. Zasilacze: Służą do regulacji napięcia, ograniczania prądu i obwodów sprzężenia zwrotnego zarówno w zasilaczach liniowych, jak i impulsowych.

7. Obwody hybrydowe: Często stosowane w mikroobwodach hybrydowych, gdzie komponenty są drukowane bezpośrednio na podłożach.

8. Technologia montażu powierzchniowego (SMT): Większość rezystorów chipowych do montażu powierzchniowego to typy warstwowe, występujące praktycznie na każdej współczesnej płytce drukowanej.

9. Sieci rezystorów: Wielokrotne rezystory warstwowe mogą być drukowane na jednej podłożu, tworząc kompaktowe układy rezystorów.

10. Specjalistyczne czujniki: Niektóre kompozycje warstwowe są stosowane w tensometrach, czujnikach ciśnienia i innych zastosowaniach przetwornikowych.

Zalety w porównaniu z innymi technologiami rezystorów

W porównaniu z innymi typami rezystorów, rezystory warstwowe oferują kilka wyraźnych zalet:

- **Efektywność produkcji**: Proces drukowania sitowego umożliwia produkcję dużych serii z doskonałą powtarzalnością.
- **Elastyczność projektowania**: Wartości rezystancji można łatwo dostosować, modyfikując geometrię wzoru drukowanego.
- **Miniaturyzacja**: Mogą być produkowane w bardzo małych rozmiarach (do obudów metrycznych 0201 – 0,6 mm × 0,3 mm).
- **Integracja**: Można je łączyć z innymi elementami technologii warstwowej (kondensatorami, przewodnikami), tworząc kompletne obwody.
- **Trwałość**: Wypalona struktura ceramiczna zapewnia wytrzymałość mechaniczną i odporność na warunki środowiskowe.

Nasz główny opornik:
Płyta grzewcza z mikrokrystalicznego ceramiku emitująca podczerwień
Płyta grzewcza z mikrokrystalicznego ceramiku emitująca podczerwień to połączenie nieprzewodzących materiałów kondukcyjnych i materiałów promieniujących podczerwień poprzez drukowanie, spiekanie w wysokiej temperaturze oraz inne procesy na zewnętrznej powierzchni płyty ceramicznej, trwale zintegrowanej z płytą ceramiczną, tworzącą warstwę nieorganicznej przewodzącej folii rezystancyjnej, która po podgrzaniu i zasilaniu emituje ciepło podczerwone, tworząc źródło promieniowania cieplnego oraz ogrzewania konwekcyjnego i przewodowego.

Płyta grzewcza z mikrokrystalicznego ceramiku emitująca podczerwień
Bezpieczeństwo:
W trakcie pracy nie występuje otwarty ogień ani utlenianie, a żywotność jest 50 razy dłuższa niż w przypadku zwykłych drutów grzewczych.
płyta grzewcza z mikrokrystalicznego ceramiku emitująca podczerwień
Zdrowie:
Stosując szkło-ceramikę jako nośnik, współczynnik rozszerzalności jest mały, promieniowanie podczerwone jest silne, a jego dalekopodczerwona długość fali wynosi 2-15um, co jest korzystne dla zdrowia ludzkiego
Oszczędność energii:
Wysoka skuteczność konwersji energii (brak strat innych form energii takich jak hałas, światło widzialne itp.). Wysoka zdolność pochłaniania ciepła (ogrzewanie pokryte, duży obszar pochłaniania).
Ogrzewanie:
Ogrzewanie jest stabilne i jednostajne, a ciepło jest emitowane poprzez promieniowanie podczerwone, o dużym natężeniu przenikania i dobrej skuteczności ogrzewania
Szeroki zakres zastosowań i długi czas użytkowania (dane te są wartościami średnimi i nie odzwierciedlają wszystkich wartości)

●Zakres napięcia zasilania: 110V, 220V,

●Zakres gęstości mocy: 1W～30W/cm2

●Zakres temperatury pracy: 40℃～600℃.

●Czas użytkowania przekracza 10 000 godzin.

Technologia rezystorów cienkowarstwowych jest stosowana do produkcji urządzeń elektronicznych, takich jak karty rezystorowe, elementy obudowane do montażu powierzchniowego (SMD), hybrydowe układy scalone i czujniki, przy zastosowaniu technologii sitodruku oraz kolejnych procesów: suszenia/utwardzania, wypalania i dopasowania rezystorów laserem.

Cechy:
1. Nadprecyzyjne drukowanie skoków w zakresie od 0,18 mm do 0,25 mm
2. Wyjątkowa stabilność i wysoka dokładność
3. Odporność na zużycie: od 300 000 do 2 000 000 cykli
4. W przypadku potrzeby dostępne są również inne rozmiary lub typy

Zastosowanie płytek obwodów cienkowarstwowych:
Płytki obwodów cienkowarstwowe zaprojektowane specjalnie dla czujników położenia przepustnicy różnych silników z wtryskiem bezpośrednim w samochodach i motocyklach; produkt charakteryzuje się wysoką odpornością korozyjną na skutek oddziaływania oleju, smaru oraz mgły solnej w środowisku przemysłowym. Charakterystyka krzywej wyjściowej jest bardzo dobra, odporność na zużycie duża, a żywotność długa. Może być stosowana w czujnikach położenia przepustnicy takich systemów jak niemiecki BOSCH czy amerykański DELPHI.
czujniki położenia takie jak system niemiecki BOSCH i system amerykański DELPHI.

Inny rezystor wysokiego napięcia:
Rezystor wysokiego napięcia typu plug-in, rezystor warstwowy megaomowy, cylindryczny rezystor wysokiego napięcia

Przyszłe kierunki rozwoju rezystorów warstwowych
Industria rezystorów warstwowych nadal się rozwija, m.in. dzięki:
- Ulepszonym materiałom zapewniającym lepszy współczynnik temperaturowy (TCR) i stabilność
- Zaawansowanym technikom dopasowania zapewniającym wyższą precyzję
- Pasta z nanotechnologią zapewniającą wyższą wydajność
- Formułom przyjaznym środowisku, pozwalającym wyeliminować ołów i inne niebezpieczne substancje

Podsumowując, rezystory warstwowe stanowią optymalną równowagę między wydajnością, niezawodnością a kosztem, co zapewniło im pozycję najpowszechniej stosowanej technologii rezystorowej w przemyśle elektronicznym. Ich wszechstronność i ciągły rozwój gwarantują, że pozostaną kluczowymi elementami w projektowaniu elektronicznym przez długie lata.