电阻器的技术动向

开发趋势

高密度贴装

在智能手机和可穿戴设备的应用中,大量使用0402规格(0.4×0.2mm)的电子部件。但是,要在有限的空间中进一步实现高功能化,需要贴片尺寸更加小型化,例如0201规格(0.25x0.125mm)。 
通过无角贴装的技术,来实现窄距邻接安装,并且通过在部件的焊盘上形成通孔,来减少表层布线,提高贴装密度。

另外,作为实现高密度贴装的方法,正在积极开发可以三维贴装半导体和电子零件的模块产品。 此模块结合了传统的部件内置技术,被安装在智能手机的主板上,通过放宽主板的设计规则,有助于降低成本。

本公司有适合高密度贴装和模块的超小型贴片电阻RK73BRK73H

高精度电流检测

为了实现便携式信息设备的电源管理功能,需要准确测出流经电路的电流。通常采用将检测电流的电阻串联插入电路的方法,测量两端电压,来计算出流经的电流。但是,如果是智能手机,待机和应用程序操作时的电流相差100倍以上,两个电流都必须准确测量。所以需要检测电流的电阻具备精度高,受温度变化的影响小,电阻温漂低的性能。

 

本公司的厚膜低阻值电阻器UR73, UR73V, SR73, WK73S, WU73系列,10mΩ10Ω阻值范围下有多种类型。并且有电阻温度系数达±75 x10-6/K 的产品。

另外,笔记本电脑的CPU电源中使用DC-DC转换器,要求对应CPU负载变化的输出稳定性高,切换的速度非常快。因此DC-DC转换器的控制电路中使用的电子部件的寄生电感会产生很大影响。所以要求用于检测电流的电阻器,有很低的寄生电感。

 

本公司的金属板片式低阻值电阻器TLR系列的寄生电感非常小,能实现高精度的电流检测。

可靠性

汽车电子设备所处的环境较恶劣,因此对于可靠性的要求较高。特别是在发动机周围,部件暴露在高温、高湿、剧烈振动、灰尘及其他化学物质等的环境下,要长时间保证性能。因此,电阻器不仅需要耐热性、耐湿性、耐硫化性优异,还需要确保与基板的接合牢固可靠,以耐受重复产生的热应力和强烈振动。

 

此外,在电流检测和传感器等放大电路中,通过两个电阻器的电阻比来确定放大率,所以要求电阻比不可变。 在这样的电路中,使用高精度及长期可靠的薄膜贴片电阻器RN73H, RN73R,可以保持长期稳定。 此外,还开发了耐电蚀的厚膜高可靠性电阻器RS73。 长期稳定性方面,略微低于金属膜电阻,但比传统厚膜电阻要强很多。

 

耐高压

打印机和X线解析设备中的电源为高电压,所以驱动电路所使用的电子部件要具备很高的最高使用电压。此外,电动汽车和混动汽车的电源电路中,电压也很高,所以电阻的最高使用电压要很高。对应于此电路中的耐高压电阻有HV73HV73VRCRP 系列

 

另外,在测定高压时,会使用多个电阻进行分压测定,本公司开发了集成的高压分压器HVD。此产品通过电阻率进行调整,可以高精度测量电压。因为温漂比较接近,即使温度变化,分压比的变动也很小。

无铅端子

在过去,电子电路基板使用有铅焊锡,也就是铅与锡的合金,但铅对人体有害,而且危害自然环境,因此近年来,焊锡的无铅化日益普及。欧洲还通过RoHS指令,自2006年7月开始禁用铅等6类有害物质,日本、中国等非欧洲国家也加强了限制,为适应上述趋势,本公司正在通过电阻器端子无铅化等各项措施,努力削减环境负荷物质。

电阻器要解决的课题

0201规格电阻器的贴装可靠性

为了高精度安装非常小的元件,不仅需要进行基板设计、高精度焊锡膏印刷技术、部件贴装技术,还要求部件的电极构造和尺寸的误差小。另外,载体胶带的精度对贴装也有很大影响。

耐高压、高可靠性

为了进一步实现耐高压和高可靠性,阻体材料本身需要开发和改进。

无铅化

目前的无铅化仅限制于电阻器电极的镀层,但是电阻器的保护膜含有微量铅成分。如果保护膜不含铅,长期的阻值变化率等可靠性会显著降低。 
然而,从减少环境影响的角度来看,我们的目的是实现 阻体皮膜、保护膜、内部粘接焊料等实现无铅化。

技术展望

电阻器的小型化已接近极限,如前面所述,将来在所有设备上,模块化将会得到普及。 模块化提高了信号质量,可实现高速传输和高速处理。 

此外,2019年出现的无线通信标准5G能实现高速通信,由此看来,传统上只具有电信号的电路,与光信号融合,包括光学元件在内的模块的开发,正在蓬勃发展。 

此外,在汽车领域,ADAS(Advanced driver-assistance systems:高级驾驶员辅助系统)和自动驾驶车辆均搭载了很多的传感系统、图像处理系统和控制系统,因为需要确保搭载空间,所以模块化正在迅速推进。

此外,由于更高密度的安装需要,在相同封装下功率要求更高,到目前为止有相对富裕的降额空间的电阻器,对降额空间的使用越来越严格。

为了解决这个问题,不仅需要改良电阻本身,也要考虑额定功率的理想使用方式以及贴装方法,焊接尺寸。 作为其中一项改进,我们对表面贴装电阻的负荷减轻曲线,从环境温度更改为端子部温度。