【文章內(nèi)容簡介】 ： in (25μm) 的烘膜后厚度。單位是 Ω/□ /干后的膜厚度，或可簡化成 Ω/□ 。 ? 厚膜電阻材料的薄層電阻 TBs?? ?ρs為薄層電阻率 ,單位 : Ω/方塊 /單位厚度 WLR s?? 樣品為正方形時， R = ρs 2022/6/3 28 ? 厚膜電阻率的數(shù)值范圍 能混合的具有相同化學性質(zhì)的一組厚膜材料被稱為一個“ 族 ” ，在通常的 “ 族 ” 內(nèi)，其方塊電阻的數(shù)值范圍用十進制數(shù)表示，一般從 10Ω/□ ～ 1MΩ/□ ，可有中間值。 ? 阻值下限： 隨著越來越多的材料被加入，使得沒有足夠的玻璃來維持膜的結構完整性。常用的材料，薄層電阻率的下限大約為 10Ω/□ 。薄層電阻低于這一數(shù)值的電阻必須有不同的化學性質(zhì)，通常并不與常規(guī)的材料族混合使用。 ? 阻值上限： 隨著所加入的材料越來越少，就會出現(xiàn)沒有足夠的顆粒形成連續(xù)的鏈，薄層電阻率就會突然提高。在大多數(shù)電阻族里，實際的上限大約為2MΩ/□ 。也可得到大約 20MΩ/□ 的電阻材料，但它們并不是按照與低值的電阻那樣混合處理的。 2022/6/3 29 ? 預測厚膜電阻電性能的定性導電模型 （定性規(guī)律） ? 在純粹的金屬氧化物 玻璃系統(tǒng)中，高歐姆值電阻往往比低歐姆值電阻具有更負的 TCR和 VCR。 ? 在現(xiàn)有的以商品使用的系統(tǒng)中由于 TCR改性劑的存在，情況并不總是如此。 ? 高歐姆值電阻顯示了比低歐姆值更大的由 MILSTD202定義的電流噪聲。 ? 高阻時，當載流子從一個金屬氧化物的顆粒穿過玻璃薄膜轉移到另一個顆粒時，它必須在能級上有一個突變，就會出現(xiàn)電流噪聲。低阻時，金屬氧化物顆粒燒結在一起，這種轉移就不劇烈，就很少或沒有噪聲產(chǎn)生。 ? 高歐姆值比低歐姆值電阻對高電壓脈沖和靜電放電更為敏感。 ? 高電壓脈沖擊穿了玻璃薄膜，形成了一種燒結接觸，從根本上降低了電阻值。靜電放電的影響強烈的依賴于所使用的玻璃系統(tǒng)，有的可以降低一半左右，而有的可能受到的影響很小。 2022/6/3 30 ? 厚膜電阻的電性能 ? 電阻的電性能可以分為兩大類 : ? 初始電阻（剛燒結后）性能 ? 電阻溫度系數(shù)（ TCR） ? 電阻電壓系數(shù)（ VCR） ? 電阻噪聲 ? 高壓放電 ? 與環(huán)境有關（老煉后）的性能 ? 高溫漂移 ? 濕度穩(wěn)定性 ? 功率承載容量 2022/6/3 31 ? 初始電阻性能 （ 1）電阻溫度系數(shù)（ TCR） ? 物理意義： TCR是溫度的函數(shù)，定義為在實驗溫度 T時電阻曲線的斜率。所有實際的材料都會呈現(xiàn)電阻隨溫度的變化，大多呈非線性關系。 ? TCR的線性化 厚膜電阻的典型電阻與溫度曲線 TRTCR???? ? ? ?? ? ? ?21 661 2 11 0 ( 1 0 /R T R TT C R R T T T ??? ? ?? ℃ )R（ T2） —— 溫度 T2時的電阻； R（ T1） —— 溫度 T1時的電阻。 或 ppm/℃ 漿料制造商一般提供： 25～ 125℃ 的平均值（ “ 熱 ” TCR） 55～ 25℃ 的平均值（ “ 冷 ” TCR） dTTdRTTC R )()( ?2022/6/3 32 ? TCR參數(shù)需要注意的問題： ? 大多數(shù)材料的 TCR是非線性的，唯一完全精確的描述一種材料溫度特性的方法是考察溫度與電阻關系的實際曲線。線性化處理最多是一種近似，但 線性化足夠用在很多的設計中 。 ? 一種材料的 TCR可以是正值，也可以是負值。按常規(guī)，如果電阻隨溫度增加而增大，則 TCR是正值；同樣，如果電阻溫度增加而降低，則 TCR是負值。一般來說，金屬的 TCR是正值，而非金屬（半導體材料）的 TCR是負值 。 ? 盡管一個電阻的 絕對 TCR對于電路的工作是非常關鍵的，但在某些電路設計中，兩個電阻之間的 凈TCR甚至更重要。（體現(xiàn)為電阻間的 TCR跟蹤性 ） 2022/6/3 33 例： ? 若兩個 1 KΩ的電阻在 0℃ 時，絕對 TCR分別是 +75 106/℃和 40 106/℃ 。溫度變化 +100℃ 以后，電阻可以分別為1008Ω和 996Ω。在 100 ℃ 時兩個電阻的比值為： 則凈 TCR（兩個電阻絕對 TCR的代數(shù)差）轉變?yōu)?115 106/℃ ? 若兩個電阻的 TCR分別為 200 106/℃ 和 175 106/℃ ，在數(shù)值上要比上個例子高得多。在這種情況下， 100℃ 時的R1=1020Ω， R2=1018Ω，兩者的比值為： 凈 TCR只有 106/℃ 。 0 1 9 61 0 0 821 ??RR0 0 0 1 81 0 2 021 ??RR2022/6/3 34 ? 增強兩個電阻 TCR跟蹤性的原則： ? 兩個電阻隨溫度變化朝著相同的方向變化，雖然具有高的絕對 TCR，但可能具有低 TCR跟蹤值。 ? 由同樣 TCR漿料量制成的電阻比由相差幾十 TCR的電阻跟蹤更接近。 ? 同樣長度的電阻比不同長度的電阻跟蹤更接近。 ? 印刷厚度相同的電阻比厚度不同的電阻跟蹤更接近。 2022/6/3 35 （ 2）電阻的電壓系數(shù)（ VCR） ? 物理意義： 表現(xiàn)電阻材料對高電壓 (高電場 )的敏感性。公式的形式與 TCR類似。 式中， R（ V1） —— V1下的電阻； R（ V2） —— V2下的電阻； V1 —— 測出 R（ V1）時的電壓； V2 —— 測出 R（ V2）時的電壓。 ? ? ? ?? ? ? ?21 661 2 11 0 1 0 /R V R VV C R VR V V V ??? ? ?? （ ）或 ppm/V 2022/6/3 36 ? VCR參數(shù)的一般規(guī)律： ? 同類漿料制成的阻值相對較高的電阻，往往具有更負的 VCR。（阻值越高半導體性越大） ? 在相同漿料成分和電壓應力下長電阻比短電阻的電位漂移要小。（長度越短電壓梯度越大） 厚膜電阻典型的 VCR 2022/6/3 37 （ 3）電阻噪聲 ? 噪聲產(chǎn)生的機理： 當處在基態(tài)的一個電子運動到一個較高或較低的能級時就會出現(xiàn)噪聲。能級之間的電位差越大，噪聲越大。 ? 噪聲來源： ? 熱噪聲（或稱 “ 白色 ” 噪聲）： 由于熱引起電子在能級之間隨機躍遷的結果，在某種程度上存在于所有的材料中。熱噪聲的頻譜與頻率無關 。 ? 電流噪聲（或稱 “ 粉紅色 ” 噪聲）： 在厚膜電阻中，電流噪聲的主要來源是由于在有效物質(zhì)的顆粒之間可能存在的薄薄一層玻璃引起的能級突變而造成的。一般電流噪聲的水平在頻率超過 10～ 20kHz時不是很大。 2022/6/3 38 ? 改善噪聲水平的原則： ? 高值電阻比低值電阻具有更高的噪聲電平； ? 大面積電阻具有較低的噪聲電平； ? 較厚的電阻具有較低的噪聲電平。 ? 相同型號電阻中噪聲指數(shù)的漂移 顯示工藝過程的變化： ? 印刷厚度不夠 ? 燒結不充分 ? 導體 電阻界面有玻璃層或其它 缺陷 ? 調(diào)阻較差或不完整 電阻噪聲試驗是一種優(yōu)良的測量電阻性能 的方法，能提供其它方法很難得到的信息。 其結果可以用來檢驗和指導制造工藝的優(yōu)化。 2022/6/3 39 ? 與環(huán)境有關的電阻性能 （