Что такое чип-резистор?

Чип-резисторы, также называемые резисторами для поверхностного монтажа, представляют собой прямоугольные резисторы с металлической пленкой в качестве резистивного элемента на небольшой керамической подложке.

В общем, чип-компоненты относятся ко всем небольшим пассивным компонентам поверхностного монтажа. Чип-компоненты состоят из конденсаторов, резисторов, предохранителей, катушек, трансформаторов и т. д., все из которых характеризуются наличием фиксированных электродов.

В старых резисторах в качестве электродов использовались гибкие провода, которые вставлялись в отверстия на печатных платах, но чип-резисторы имеют фиксированные электроды, которые припаиваются непосредственно к поверхности печатной платы.

Применение чип-резисторов

Резисторы, наряду с конденсаторами и катушками, являются самыми основными пассивными элементами в электронных схемах. Чип-резисторы используются во всех видах электронных устройств, играя различные роли, такие как ограничение тока, определение напряжения и установка напряжения смещения.

В последние годы спрос на чип-резисторы быстро растет, особенно в области мобильной связи, в частности для сотовых телефонов и смартфонов. Чип-резисторы продаются в различных продуктах для различных целей и приложений, поэтому необходимо определить производительность и характеристики резистора в соответствии с требуемой производительностью.

Принцип работы чип-резистора

Чип-резисторы классифицируются на следующие три типа в зависимости от резистивного элемента, который должен быть сформирован на керамической подложке.

1. Толстоплёночный чип-резистор

Толстоплёночные чип-резисторы используют металлическую глазурь в качестве резистивного элемента и образуют плёнку толщиной в несколько мкм. Их называют толстоплёночными чип-резисторами, потому что они толще тонкоплёночных чип-резисторов, описанных ниже.

Сопротивление можно регулировать путем обрезки части резистивного элемента после формирования пленки металлической глазури. Поскольку пленка металлической глазури может быть сформирована на керамической подложке сразу с использованием метода трафаретной печати, эти резисторы относительно недороги и универсальны. Доступны различные константы и размеры.

2. Тонкопленочный чип-резистор

Структура почти такая же, как у толстопленочных чип-резисторов, но резистивный элемент представляет собой металлический сплав, а резистивный элемент сформирован на керамической подложке с использованием метода вакуумного испарения. Толщина этого резистивного элемента чрезвычайно мала, около нескольких нм. Вот почему они называются тонкопленочными чип-резисторами.

Тонкопленочные чип-резисторы имеют небольшую погрешность (±1% или менее) относительно номинального значения сопротивления и небольшой температурный коэффициент, поэтому они используются, когда требуются точные значения сопротивления. Еще одной особенностью тонкопленочных чип-резисторов является то, что они показывают небольшое изменение значения сопротивления с течением времени.

3. Металлические пластинчатые чип-резисторы

Металлические пластинчатые чип-резисторы используют металлическую пластину в качестве резистивного элемента, что позволяет производить резисторы с малыми значениями сопротивления. Резисторы с сопротивлением 1 мОм или менее также доступны для обнаружения тока. Кроме того, благодаря отличному рассеиванию тепла и большой теплоемкости, он может проводить относительно большой ток.

С другой стороны, его недостатком является то, что его трудно производить с высокими значениями сопротивления и он дорог. Керамическая подложка, на которой основан резистор, в основном сделана из оксида алюминия, керамики на основе оксида, и имеет превосходную прочность, теплопроводность и изоляционные свойства.

Типы чип-резисторов

Следующие высокопроизводительные продукты доступны для чип-резисторов в соответствии с потребностями рынка.

1. Чип-резистор, устойчивый к сере

Серебро используется для внутреннего электрода обычных чип-резисторов, и если оставить его в атмосфере, содержащей серу, серебро вступит в реакцию с серой, образуя сульфид серебра, который является изолятором, и этот рост, вероятно, приведет к ухудшению проводимости внутреннего электрода.

Поэтому резисторы с мерами противодействия сульфуризации следует использовать в средах, где в атмосфере присутствуют компоненты серы, например, вблизи действующих вулканов или вблизи материалов, содержащих серу.

В частности, был разработан резистор, в котором внутренний электрод заменен на материал, который не реагирует с серой, вместо серебра.

2. Чип-резисторы, устойчивые к скачкам напряжения/импульсам

Когда к резисторам часто прикладываются импульсы или перенапряжения, например, в коммутационных цепях или цепях, подверженных электростатическому разряду, необходимо использовать резисторы, которые не так легко повредить даже при применении большого количества мгновенной мощности. По этой причине также доступны антиимпульсные и антиимпульсные чип-резисторы.

3. Чип-резисторы с высокой точностью измерения

Точное оборудование, такое как измерительные и контрольные приборы, требует высокоточных резисторов с малой погрешностью сопротивления (допуск сопротивления) и изменением сопротивления в зависимости от температуры (температурный коэффициент сопротивления).

4. Чип-резисторы для обнаружения тока

Чип-резисторы для приложений измерения тока имеют малое значение сопротивления. Металлические пластинчатые чип-резисторы в основном используются для измерения тока, чтобы обнаружить перегрузку по току и оставшийся заряд батареи.

Также растет потребность в более низком сопротивлении для снижения энергопотребления в схемах и в высокоточных резисторах, которые обеспечивают превосходный температурный коэффициент сопротивления даже в суровых температурных условиях.

5. Чип-резисторы с длинными электродами

Изначально чип-резисторы имели электроды, расположенные на короткой стороне. Поскольку сам резистивный элемент имеет низкое тепловыделение, тепловыделение через электроды сильно влияет на номинальную мощность чип-резистора.

Поэтому несколько производителей резисторов представили продукцию с электродами на длинной стороне чип-резистора для увеличения площади электрода и улучшения рассеивания тепла. Такие чип-резисторы называются «типом электрода с длинной стороной» или «чип-резистором с длинной стороной».

Обычные чип-резисторы иногда называют «типом электрода с короткой стороной», чтобы их различать.

Другая информация о чип-резисторах

Размер чип-резисторов

Типичные размеры чип-резисторов следующие:

6,0 мм x 3,0 мм
5,0 мм x 2,5 мм
4,5 мм x 3,2 мм
3,2 мм x 2,5 мм
3,2 мм x 1,6 мм
2,0 мм×1,25 мм
1,6 мм x 0,8 мм
1,0 мм x 0,5 мм
0,6 мм x 0,3 мм
0,4 мм x 0,2 мм
0,3 мм x 0,15 мм

Однако номинальное напряжение и номинальная мощность ограничены размером, и чем больше размер, тем выгоднее, поэтому размер не может быть определен свободно. С другой стороны, небольшие резисторы могут быть выбраны для схем, работающих при относительно низких напряжениях, но монтажное оборудование (монтажник и т. д.), которое может с ними работать, может быть ограничено.

Размер с наибольшим объемом поставок чип-резисторов — «1005 (1,0 мм x 0,5 мм)», в то время как предыдущий основной размер «1608 (1,6 мм x 0,8 мм)» уменьшается в объеме. С другой стороны, размер «0603: 0,6 мм x 0,3 мм», который станет основным в будущем, увеличивается в объеме.

Кроме того, размер «03015: 0,3 мм x 0,15 мм» был коммерциализирован как небольшой чип-резистор в октябре 2011 года, а размер «0201: 0,2 мм x 0,125 мм» находится в стадии разработки производителями резисторов.