平面电阻用箔电阻复合材料

摘要本文介招了平面电沮用箔电阻复合材　料的国内外发展应用情况、构成和特性、电阻　算机接ＬＩ电路及一螳特殊要求的系统中制作精　温度系数补偿原理、技术要求、箔电阻复合材　密电阻器、直插式电子元器件　也可将其压制　料研究发展方向。　在多　板中，取代部分电阻器件　２箔电阻复台材料的构成和特性　关键词平面电沮箔电阻复合持料电阻温　度系数　本文介绍的箔电阻复台材料是由基板材　前言　料、绝缘介质粘结层和箔电阻ｊ种材料构成一　在箔电阻复合材料中．箔电阻、绝缘介质　随着电子技术向轻、薄、小、高可靠性方　粘结层和基板的材料选择和特殊设计，决定了　向发展，对电子产品基本组件起重要作用的电　箔电阻复合材料具有低热阻、电阻温度系数　子元器件的小型化、高可靠性化的发展也势在　小、电阻精度高（０【ｌＩ）１）、耐冲击、耐湿、耐　必行，传统的电阻器的电阻精度、电阻温度系　温等特性用该箔电阻复合材料制作的平面电　数及加载稳定性已不能满足高档电子产品的使　阻器具有尺寸小、低噪音、低电动势、在较宽　用要求　九十年代，国外工业发达国家根据电　温度范剧ｌ＾１（一．５５℃～＋Ｉ２５℃）电阻温度系数　阻应变效应开发出一种平面电阻器　该平而电　小、电阻精度高、稳定性好、响应快、分布参　阻器除具有传统线绕电阻器相同的稳定性和可　数小等陪多特性。箔电阻复台材料是适应当今　靠性外，还具有制作工艺简单，尺寸小巧．在　电子产品向轻、薄、小、高可靠性发展需求的　较宽的温度范围内（一５５℃～＋１２５℃ｊ温度系　新型电阻材料　数自动补偿，电阻温度系数小、崮有电容电感　３箔电阻复台材糕电阻温度系数自动补偿原理　小、低噪音、电阻精度高（＜……Ｊ、高散热、　低电动势、优越的加载稳定性、耐冲击电流等　九十年代，由菲勒克斯・赞德曼博士应用　应力知识最早研制出平面电阻器，这种平面电　特点　这种平面电阻器所用的电阻材料即为本　阻器是借助应力来补偿电阻自然的阻值对温度　文介绍的箔电阻复台材料。　变化特性设计的。该平面电阻是用箔电阻复台　１　箔电阻复合材料的发展及应用情　材料作为电阻材料，用光刻和激光法制成特定　九十年代初、国外已有少数国家对箔电阻　的电阻图形．经调阻和封装而成　复台材料的开发和应用作了大量的工作．已取　平面电阻具有形状随外力变化的特点，这　得很大成功：并应用于航空、航海、计算机及　种变形被称为“应变　一温度能使平面电阻产生　一些特殊电子殴备制作电阻元件和热变换器　应力和应变。从而使其具有在较宽的温度范围　等　到目前为止，我国尚未见到箔电阻复台材　内电阻温度系数自动补偿功能　平面电阻之所　料的研究报道，我匡Ｉ军工及尖端高科技电子产　以县有电阻温度系数自动补偿功能，是由制作　品中所用平面电阻主要依靠进口　为适应市场　平面电阻用箔电阻复合材料的特殊构成所赋予　需要，国营第１｛Ｉ４厂于１９９０年开始研制箔电阻　的箔电阻复台材料就是借应力作用补偿箔电　复合材料，２０００年已有一种型号应用于国家某　阻自然的阻值对温度变化特性设汁的．或者说　重点工程。　是借助电阻温度系数补偿原理设计的　以下分　箔电阻复合材料广泛用于人造卫星、雷　析箔电阻复合材料电阻温度系数补偿原理　达、导航、　十算机系统．汽车发动机系统、摄　由于在箔电阻复合材料ｑｔ．箔电阻的热膨　像系统、高清晰度电视等电子产品　也可　胀系数远远大于绝缘介质粘结层的热膨胀系　于精密测量、数据转换、航空航海惯导系统　计　数、当温度升高时　箔电阻会沿绝缘介质粘结　维普资讯 http://www.cqvip.com

层的长度方向伸长．沿其宽度方向收缩，但箔　ｋ一比例常数　介质粘结层的而　由（１］式可见，对于给定的箔电阻复合材　产生压应力．使电阻箔在长度方向上引起压应　料．ｋ、ａ　、ａ　为定值，要调整其电阻温度系数，　变．从而导致箔电阻复合材料的电阻发生变　可利用电阻温度系数自动补偿原理，采用某种　化　但是，箔电阻复合材料中受应力作用产生　途径使ＴＣＲ１更接近于ＴＣＲ２　电阻变化与箔电阻在自由状态下的电阻变化正　、　≈鼻　擗、Ｉ　挫求要文　好相反（即当温度升高时．自由状态下的箔电　阻的电阻随温度升高增大，而在箔电阻复合材　目前．我国电子行业军用标准《电阻箔复　料中．随温度升高箔电阻受压应力作用而电阻　合材料规范》已经制定一本规范规定的箔电阻　减小）。当温度降低时，箔电阻复合材料ｌｌ｜箔电　复合材料．按电阻温度系数特性差异分为ＨＦ—ｌ　阻会发生较大的收缩，而绝缘介质粘结层的收　和ＨＩ：一２两种型号，其电阻温度系数分别为　缩较小，凶此，绝缘介质粘结层了箔电阻　７（Ｉｐｐｍ和１３０ｐｐｍ，两种型号箔电阻复合材料的　的收缩，使箔电阻受到张应力，该张应力引起　主要技术要求如下。　箔电阻复合材料中箔电阻的阻值的变化与自由　ｊ　１　Ｒ　十　状态时箔电阻温度下降引起的电阻变化晗好相　！Ｉ　砟板而尺寸及允许偏霹　反（即温度降低时，自由状态下的箔电阻随温　标称板面尺寸及允许偏差符合表１规定．　度降低而减４、，而箔电阻复台材料　ｐ的箔电阻　非标称板面尺寸及其偏差由供需双方商定。　随温度降低受到张应力作用电阻增大）总之．　表１杯称扳面尺ｒ和允许偏差　单位ＶＩＩＴ　不管升温还是降温，箔电阻复合材料的电阻变　ｌ标称板面尺寸（长×宽）Ｉ　允许偏差　化都与箔电阻在自由状态下的电阻变化趋势相　５【】０×ｌｌ（Ｉ　反　因此实现了箔电阻复合材料在・定的温度　５００×１８ＩＩ　ｌ　±２．（）　范围内电阻温度系数的自动补偿。　５【】（１×２４０　由此可见．箔电阻复合材料的电阻温度系　数实际上是合金箔在自由状态下的电阻温度系　７标称厚度及允许偏差　数（ＴＣＲＩ】与应力一应变引起的电阻温度系数　箔电阻复合材料标称厚度及偏差应符合表　（ＴＣＲ２）的代数和．可用下式表示：　２规定　ＴＣＲ＝ＴＣＲ１＋ＴＣＲ２＝ＴＣＲ］＋ｋ（ｔｉｍ－－　１ｌ纠、蛳　．．　・・・・・・・・・…・，一，・・…・・・・・・・・・・，・・…　（１）　，　Ｉ箔电阻复合材料端面应整齐，不应有分　式中：　层、裂纹和毛刺。　ＴＣＲ一箔电阻复合材料的电阻温度系数　一！基板面平整，不应有影响使用凹陷、裂　ＴＣＲ１一箔电阻在自由状态下的电阻温度　纹、划痕等缺陷。　系数　ｌ｛箔电阻面应光滑、平整、不应有折叠、裂　ＴＣＲ２一箔电阻在应力一应变作用引起的电　纹、结疤、锈斑、凹陷、夹杂物及其它影响使　阻温度系数　硝的缺陷存在　箔电阻表面的缺陷允许清理．　ａｍ－－箔电阻的线膨胀系数　清理深度不超过公差之半　允许局部有深度不　一绝缘介质粘结层的线膨胀系数　超过厚度公差的加工痕迹或划痕一　表２标绵厚鏖　允许　扁差　单位ｍｍ　标称厚度ｔ　允许偏差　试验方法　Ｉ级　ｌ　ＩＩ级　ｉｌｌ级　０．Ｓ＜ｔ≤（１．８　±‘１【１８　ｌ　±（】【１６　±（１．０Ｓ　【】８＜ｔ≤１．（１　±（１．１６　Ｉ　±０１Ｉｌ　±（１．０８　用千分尺测量，测量　１【】＜ｔ≤１　７　±０．１ｑ　ｌ　±ｆＩ　ｌ　±（）．０８　精确至【】０１ｒａｍ　１．７＜ｔ≤２．６　±０　２　±ＩＩ　Ｉ８　±（１．１（）　维普资讯 http://www.cqvip.com

Ｉ　能要求　⑨为适应导弹、宇航等尖端科学技术对精　箔电阻复合材料的各项性能应符合表：ｊ规　密电子元件小型化、深低温下使　可靠性日益　定　严格的发展要求．应研制适合在深低温下　５　箔电阻复合材　的开发研究方　【３Ｋ）低电阻温度系数的箔电阻复合材料　＠为适应大型汽轮，￣Ｌ３１业、航空工业、原　随着电子产品向轻、薄、小、多功能、系　列化、高可靠性方向发展．高科技电子产６　中　子能反应堆和宇航』：业对高温应变电阻器的需　平面电阻器的使用在逐步扩大．０：断促进、Ｆ而　求．应研制高温环境下低电阻温度系数的箔电　电阻器及箔电阻复合材料制造技术的成熟和不　阻复合材料　断进步，箔电阻复合材料的开发研究应适应当　为适应电子产品多功能化的发展要求，　今高科技电子产品对平面电阻的使用需求，丁Ｉ＝　应研制满足各种使用功能需求．如低损耗　发多功能、系列化、高可靠性箔电阻复台材料　数、低介电常数、高电阻精度（（）００｜）０Ｉ）、低　①为适应现代尖端技术发展对仪器、仪表　电阻温度系数Ｉ　５ｐｐｒｎ／℃、低热阻、更高热稳定　用精密电阻元件和标准电阻器用电阻材料的需　性和化学稳定性的箔电阻复合材料　求。应研制在更宽温域（一６Ｉ１℃　２ＩＨ）℃）、低ｍ　６结论　阻温度系数的箔电阻复合材料　本文介绍的箔电阻复合材料是由箔电阻、　②随着电子计算机的迅猛发展．仪器仪表　绝缘介质粘结层和基板构成　该材料是高档电　测量正向数控和数字显示方向发展，为适应精　子产品中制作平面电阻、热变换器用的新型电　密仪器仪表电阻元件小型化、高可靠、高精度　阻材料，具有电阻温度系数小、阻值精度高、耐　化发展需求，应研制高电阻率、更低电阻温度　热、耐湿、高绝缘、热稳定性和化学稳定性及　系数的箔电阻复合材料：　阻燃等特性．已应用于国家某重点Ｊ二程　表３箔电阻复合材斟的性能　项目　试验条件　要求　实测值　试验方法　ＨＦ一１　ｉ　ＨＦ＿２　ＨＦ—ｌ　ＨＦ一２　剥离强度　Ａ　≥１　６　ｌ　７５　１　９３　ＧＪＢ１６５１中４４）ｌ【）　Ｎｌｍｍ　热应力后　≥１：　ｌ　０３　１＇１８　表面电阻　Ｍ　ｎ　（＿一ｑ＾，Ａ　冀　，ｕ【】　≥Ｉ≥１　ｘ　１０　　ｘ　Ｌ【）　２．１．１×【【５×１０　）”　２　ｌ　２×Ｉ【８　ｘ　１０　）　。　ＧＪＢ１６５ｌ中　圮【）　绝缘层体积电　阳蛊Ｍ　ｎ　ｍ　ｃ—ｑ　，Ａ　　／ｑ，ｆ１　≥１≥Ｉ　ｘ　１｛　ｘ　１０　７×ｌＩｌ　ｌ＿３×…‘ｌ　。　７７．　２×１（＾×１（））　　ＧＪＢ１６５１中５１）２（）　介质击穿电压　（垂直于板面）　Ａ　≥２　２　ＧＪＢ１６５１中５０４０　ｋＶ　介电常数　（ｔＭｌＣ一９６／３５／９（１　≤４　５　４．・　茸后　１６　２．９３　７８０附录Ａ　－Ｉｚ　ＳＪ２｜｝介质损耗因数　（１ⅧＣ一９６／３５　Ｉ　≤ＩＩ＿ＩＨ５　Ｉ１．ＩＩ：｛　¨．ｚ）　恢复后　０４　ＳＪ２０７８０附录Ａ　热冲击起泡试　Ａ　２ｍｊｎ　２ｍｊｎ　ＧＢＦＦ４７２２出　验２８８℃．１０ｓ　不分层。不起泡　第１７童　电阻温度系数　一．５５℃／２５℃　±７４）ｌ　土１：｛（Ｉ　－３５　２　－５５　本文第４章　Ｄ口ｍ，℃　１２５℃／２５℃　＋２４　ｌ　＋３５　７　ＧＢ４７２２　ｌｆ】第２６章　燃烧性　Ａ　ＦＶ一０　ＦＶ一（）　ＦＶ—Ｉ】　（压制Ｉｌ＿８ｍｍ厚绝　缘基材）　湿热循环后直　ＧＪＢ３ｆ】ＩｌＡ中　流电阻变化率　方法１０６　≤【）２　【）¨７　ＩＩ　ｌ　本文第４章　％　拽阳　Ａ　．｛．８　４．（Ｉ　ＳＪ２０７；＂，０附录Ｂ