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電阻器的技術動向

 

開發趨勢


高密度貼裝

智能手機和可穿戴設備大量使用0402規格(0.4mm×0.2mm)的電子部件。但是,由於必須在有限的空間中進一步實現高功能化,需求已不再局限於單純的貼片尺寸的小型化,元件複合化的需求愈發高漲。貼裝技術方面,無焊腳貼裝使窄間隔相鄰貼裝得以實現,提高了貼裝密度。而且,不只是單獨的電阻器,網路電阻器可能也會向小型化、在元件底面配置電極的區域陣列貼裝發展。
另外,作為實現高密度貼裝的方法,DES(Device Embedded Substrate)技術的開發正進行地如火如荼。DES技術的思路是在基板中嵌入元件、三維配置元件,可以採用在基板製造過程中嵌入元件、運用印刷技術製作基板內層以取代嵌入元件等許多方法。本公司已經推出了EPD(Embedded Passive Device)類型的基板內置用電阻器XR73

    

 

高精度化

實現手提設備的功率管理功能,需要正確測量通過電路的電流。測量電路電流一般是在電路中插入串聯的電流檢測用電阻器,通過測量其兩端的電壓,可以求出通過電阻器的電流。但以智能手機為例,待機時與操作應用程式等消耗大功率時相比,通過的電流相差100倍以上,因為必須正確測量出任何情況下的電流,電流檢測用電阻器不僅要具備高精度,為了不易受溫度變化影響,還需要電阻溫度係數小。本公司的厚膜型低阻值電阻器UR73, SR73擁有 10mΩ~10Ω等多種類型,還備有電阻溫度係數達±100 x10-6/K 的產品。
而且,筆記本電腦的CPU電源雖然使用DC-DC換流器,但因為需要具備能夠追隨CPU負荷波動的輸出穩定性,所以切換速度非常快。因此,DC-DC換流器的控制電路所使用的電子部件的寄生電感因素,會對其產生很大的影響。故而需要使用低寄生電感的電流檢測用電阻器。
本公司的金屬板片式低阻值電阻器TLR系列的寄生電感非常小,能實現高精度的電流檢測。

 

可靠性

汽車電子設備所處的環境較惡劣,因此對於高可靠性的要求較高。特別是在發動機周圍,設備必須在接觸高溫、高濕、劇烈振動、灰塵及其他化學物質等的環境下,長時間發揮功能。因此,電阻器不僅需要耐熱性、耐濕性、耐硫化性優異,還需要確保與基板的接合牢固可靠,以耐受重複產生的熱應力和強烈振動。

 

支持高電壓

LCD投影儀、一體機等設備的電源都使用高電壓,驅動電路所使用的電子部件需要具備較高的最高使用電壓。而且,電動汽車和混合動力汽車等車輛的電源電路也使用高電壓,因此電阻器的最高使用電壓同樣需要支持高電壓。
高電壓用電阻器HV73RCR

 

無鉛

在過去,電子電路基板使用有鉛焊錫,也就是鉛與錫的合金,但鉛對人體有害,而且危害自然環境,因此近年來,焊錫的無鉛化日益普及。歐洲還通過RoHS指令,自2006年7月開始禁用鉛等6類有害物質,日本、中國等非歐洲國家也加強了限制,為適應上述趨勢,本公司正在通過電阻器端子無鉛化等各項措施,努力削減環境負荷物質。

 

 

電阻器需要解決的課題

 

0201規格電阻器的貼裝可靠性

高精度安裝非常小的元件,不僅需要基板設計、高精度焊膏印刷技術、元件安裝技術,元件的形狀也需要具備非常高的精度而且穩定。另外,對於載帶的精度也有要求。

 

支持高電壓、高可靠性

為了支持更高的電壓、實現更高的可靠性,電阻體材料本身也需要進行改良。

 

完全無鉛化

對於現在的無鉛化,電阻器電極電鍍已經普遍不再使用含鉛焊錫,在今後,電阻器的皮膜、保護膜、內部連接焊錫等也都需要實現無鉛化。

 

 

技術展望

 

電阻器的小型化如今已接近極限,如上所述,在今後,與電阻器、電容器、電感器等EPD或半導體EAD(Embedded Active Device)組合的DES(Device Embedded Substrate)估計會愈發普及。而且,為了實現高速傳輸/高速處理,過去只使用電信號的電路可能會與光信號融合,實現電路光路混載,包含光元件的DES也將成為研究的對象。
另外,由於貼裝所需要的密度更高,在相同尺寸下增大功率的需求越來越多,對於在過去降額比較充裕的電阻器,令降額捉襟見肘的使用方法也在逐年增加。為了適應這些變化,在改良電阻器本身的同時,還必須對電阻器應當具備的額定功率、貼裝方法、推薦圖案等進行研究。作為其中的一項舉措,我們正在開展將表面貼裝型的負荷減輕特性曲線從環境溫度變更為端子部溫度的活動。

 

 

術語釋義

 

*EPD: Embedded Passive Device 基板內置用無源元件
*EAD: Embedded Active Device  基板內置用有源元件
*DES: Device Embedded Substrate 元件內置基板

 

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