厚膜电阻器(Thick Film Resistor)

所属领域

电子应用

厚膜电阻器，是指采用厚膜技术制作的电阻器。

厚膜技术是在基板上通过丝网印刷、微笔直写技术和喷墨打印技术等微流动直写技术在基板上直接沉积浆料，经高温烧结形成导电线路和电极的方法，该方法适用于大部分陶瓷基板。材料经过高温烧成后，会在陶瓷电路板上形成粘附牢固的膜，重复多次后，就会形成多层互连结构的包含电阻或电容的电路。

厚膜电阻器的电阻层厚度范围在 1um ~ 100um之间，常规厚度在10um以上。

厚膜电阻浆料的研究开始于20世纪40年代，由贵金属粉末（如Ru2O、Pb2O5、Pd/Ag-PdO等）、玻璃粉末（如硼、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃等）与有机载体（如有机树脂与溶剂等）按一定比例经过三辊轧制混合均匀的满足印刷特性的膏状物。

厚膜电阻浆料的性质取决于组成成分和成分配比，是制造各类厚膜电阻器的关键性材料。

绝大部分的厚膜电阻器的电阻材料为玻璃釉，还有少部分的为其他材料，如金属氧化膜

优点：

抗湿性高、不容易氧化

——厚膜电阻结构中的玻璃成分在电阻加工过程中形成玻璃相保护层，因此厚膜电阻的抗湿性高于薄膜电阻，更不容易被氧化。

容易做高阻值

——厚膜电阻器具有高达 10TW（太欧姆）的高电阻值。

耐高电压能力强

——能够承受很高的电压，更大工作电压可以达到几万伏。

寄生电感小

——采用蛇形线图案，方便做无感电阻器。

价格便宜

——厚膜电阻器工艺相对简单，大批量成本非常低。

缺点：

精度相对较低

——厚膜电阻器的电阻材料金属颗粒分布很难做到非常均匀，而且印刷厚度的控制也相对更难，最后成型为玻璃状晶体，加工难度大，这些因素使得厚膜电阻精度相对更低。

TCR相对较差

——厚膜电阻依靠玻璃基体中金属粒子间的接触形成电阻，这些触点构成完整电阻。工作中的热应变会中断接触，阻值会随着时间和温度持续增加，其热稳定性较差。

电流噪声高

——厚膜电阻结构中成串的电荷运动，粒状结构使厚膜电阻产生较高的电流噪声，相同尺寸下，电阻值越高（金属成份越少），噪声越高，稳定性越差。因为厚膜电阻中的自由电子受到电场力的作用下，在运动过程中碰撞的概率（杂质颗粒多）远大于薄膜电阻，所以电子运动更加杂乱，噪声更大。

对于薄膜电阻：如上图所示，从薄膜电阻的电阻层的微观结构来看，只有金属颗粒堆叠在一起形成精细的金属膜。当电子在导电金属层中移动时，它们可以从一个或多个导电晶格转移到另一个晶格，并在没有任何阻碍的情况下形成电流，这有助于防止噪声产生。

对于厚膜电阻：如上图所示，电阻层的材料由金属和玻璃材料制成。玻璃材料是不导电的，所以电子不能穿过玻璃颗粒。电流的方向因这些玻璃颗粒而改变，并成为电流噪声的来源。

厚膜片式电阻器制造流程

厚膜片式电阻器根据应用分类

	阻值范围	精度 [%]	温度系数 [ppm/°C]	最高工作温度 [°C]	工作电压 U_max.[V]	额定功率 @70℃[W]
常规	1Ω ~ 100MΩ	±0.1 ~ ±10	±100 ~ ±400	+155	10 ~ 200	1/50 ~ 2
电流检测	5mΩ ~ 1Ω	±0.1 ~ ±5	±75 ~ ±350	+170	(PxR)^1/2	1/32 ~ 7
高压	10k ~ 1TΩ	±0.25 ~ ±30	±25 ~ ±2000	+155	30 ~ 6000	0.05 ~ 1.5