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1、片式电阻片式电阻 研究现状和发展趋势研究现状和发展趋势 主讲：何振林 Outline u主要叙述了片式电阻器的最新发展动态 u讨论了几种新型的片式电阻的微型化， 集成化，多样化，智能化等多方面的变 化 u预测未来片式电阻器的发展趋势。 1.11.1片式电阻的参数片式电阻的参数 u定义：片式电阻用金属浆料和玻璃浆料， 采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器 u规格尺寸：按公制标准，对应有：1005、 1608、2012、3216等；按英制标准可分为： 0201、0402、0603、0805、1206、1210、 2010、2512。 图1 0402的封装尺寸 u片式电阻的阻值和片式电阻的阻值和精度

2、精度：片阻的阻值范围在0R 200MR之间。其中，一般认为10MR以上为超高阻， 0R1R之间为超低阻。片阻的阻值精度主要分为： 高精度系列的有0.5%、0.25%、0.1%、 0.05%、0.01%等 u片式电阻的额定功率和片式电阻的额定功率和温度系数温度系数：片式电阻的额 定功率大小主要与规格尺寸相关，从0201型的 1/20W至2512型的1W，逐步递增；片式电阻的温 度系数与规格尺寸和阻值大小均有关联，常规产 品以K档（100ppm/）为主，其温度系数主要 有：W档(200ppm/)、L档(250ppm/)、U 档(400ppm/)等。 1.21.2片式片式电阻的结构电阻的结构 矩形片

3、式电阻由4部分组成，基片，电阻膜，玻璃釉保 护层和端头电极。基片大多数采用高强度的氧化铝陶瓷或者 玻璃，具有很高的机械强度和绝缘性。电阻膜通常用氧化钌 等电阻浆料印刷在基片上。在烧结而成，保护层直接覆盖在 电阻膜的上面，在用玻璃浆料印刷烧结成釉。 电极采用3层结构，中间的Ni阻挡层主要用来阻止银离 子向外层的Sn-Pb焊料迁移，可有效防止对电极的侵蚀作用。 内层为Ag-Pb合金，附着在电阻膜上面，外层为焊层，一般镀 锡或者Sn-Pb合金。 1.31.3片式片式电阻的生产流程电阻的生产流程 电阻的生产过程比较麻烦，下面以厚膜片式电阻为例。 片式厚膜电阻的生产流程一般需要经历如下几个过程：基板 刻

4、槽、电极印刷与烧结、电阻印刷烧结、一次玻璃体形成、 调阻、二次玻璃体形成、基板一次切割、端电极形成、基板 二次切割、端头制作、丝印与包装。 u 1基板刻槽 一般情况下基板采用高纯度Al2O3陶瓷制成,电阻对基板的基本 要求就是要有较高的热传导性、较小的热膨胀性，此外还要有较高 的机械强度。 u 2电极印刷 需要印刷的电极为面电极和背电极。这两种电极是采用丝网印 刷的方法将银钯浆料印刷在基板上。印刷完成后，经过烧结，将电 极牢固的粘附在陶瓷基板上。 u 3电阻印刷与烧结 电阻体也是采用丝网印刷的手段在陶瓷基板上将Ru2O3浆料印刷 在陶瓷基板上，而后再次放入烧结炉中烧结成型。 u 4一次玻璃体形

5、成 为了保护电阻体也为了调阻的需要，仍然采用丝网印刷的方法 在电阻体上印刷并烧结一层玻璃材料。 u 5调阻 虽然电阻体被烧结到了基板上，但是电阻值还可能出现超差的 问题。因此需要对电阻体的阻值进行调整。这种方法是通过边测量 电阻，边用激光对电阻体进行烧灼，从而调整电阻值。 u 6二次玻璃体形成 经过激光调阻后，电阻的一次玻璃体也会被激光所烧掉。为了 保护暴露出的部分，这里需要再在电阻上烧结一层玻璃。 u 7基板一次切割 到这步工序前，所有的电阻体都还在同一片基板上。虽然在电 极印刷工序中，已经产生的面电极和背电极。但是在没有形成沟通 上下两面电极的端电极。因此在这道工序中，首先将基板纵向切开。

6、 u 8端电极形成 切开后，在基板侧面制作沟通面电极和背电极的端电极。 u 9基板二次切割 端电极形成后，将基板横向切割，此时一个个电阻就出现了。 u 10端头制作 由于端电极很薄，而且为了保证可焊性，需要制作用于焊接的 端头。这种端头的一般为三层结构。最内面是端电极。然后为了提 高耐焊性，再端电极上镀一层镍，作为中间电极。最后再镀一层可 焊性良好的锡。 u 11丝印与包装 最后电阻被印刷上阻值，并被包装入库。 1.4片式片式电阻的特点电阻的特点 贴片电阻是一种体积小，重量轻，电性 能稳定，可靠性高，装配成本低，机械强度 高、高频特性优越诸多优点积与一身的产品。 其尺寸规格系列化，适用于表面贴

7、装，适用 于电桥电路、RC振荡器和有源滤波器等整机 设备。 2 片式电阻的市场现状片式电阻的市场现状 近年来全球电阻片式化率逐年上升，2012年全球片式电阻 的产量占电阻总产量的比率已超过90%，片式电阻的发展对电阻 行业的整体发展起到了至关重要的作用。随着全球手机进入3G、 4G、多媒体及智能型手机时代，计算机进入64位及多核芯CPU时 代，彩电进入大屏幕平板时代，使用的无源元件剧增，包括片式 电容、片式电阻、片式电感等均比上一代整机增加50%甚至几倍， 片式电阻的需求随之不断增加。根据智研中心数据预测，2012年 全球片式电阻的市场规模约为13.48亿美元，同比增长约2%，至 2019年将

8、达到15.49亿美元，年均平均增长率约2%。中国产业信 息网统计数据也显示，2012年全球片式电阻总产销约21,150亿只， 同比增长约7%，其中中国片式电阻生产能力超过15,450亿只，占 同期全球片式电阻总生产能力的73.05%，已成为全球片式电阻生 产大国。随着片式元件的快速发展，片式电阻的需求将进一步增 加，预计全球2019年片式电阻的产量将达29062亿只，未来4年的 平均增长率约为5%。 氧化铝陶瓷基片作为片式电阻的核心部件，应用领域主 要集中在片式电阻行业。2013电阻进出口平均片式化率约为 93.47%，片式化率逐年提升。片式电阻主要应用领域是电脑、 通信、家电、手机、数码消费

9、品、汽车电子、照明等等，这 些行业近年来保持了较快增长，这些领域对片阻的需求不断 增加，刺激着片式电阻行业的发展。为了从不断上升的市场 需求分得一杯羹，越来越多的厂家扩大片式电阻的生产规模， 将生产重心转向片式产品。随着如风华高科等本土企业的技 术和产量迅速壮大及国际电阻厂商纷纷将生产基地向中国大 陆转移，中国片式电阻产业得到了高速发展。 目前，在全球的移动通信、电脑及周边、消费数码和汽车电 子等产业对片式电阻需求的驱动下，中国本地供应商对这类 电阻器十分看好，尤其是便携电子设备对小型电阻需求不断 上升，小型化电阻的前景可期。 国产片式电阻器尺寸各异，用于消费电子、IT和通讯产 品的0603片

10、式电阻器是当前中国本地电阻器的主力，小型化 的潮流趋势将刺激0402等更小尺寸片式电阻的生产。鉴于这 样的市场需求，厂家预计0603以及0805、1206等大尺寸电阻 的产量在未来几年甚至未来几个月会有所下滑。 0402片式电阻在手机、MP3、MP4播放器、数码相机、便携式 数码摄像机、便携式GPS设备和笔记本电脑等电子产品中的 使用频率越来越高。随着手机等数码设备的日趋小型化，制 造商认为在这些电子产品上所使用的片式电阻中，有八成为 0402型。 综上分析，随着科学技术的进步，以及人们生活水平的 提高，对于片式电阻等元件的需求量增多，市场空间较大。 3新型的片式电阻新型的片式电阻 新型的片式

11、电阻器是指采用新原理，新工艺，新材料，新封装 形式研制而成，在先前未曾有过或者在性能和功能等方面较先前同 类的产品有较大的提升或者重大突破的片式电阻器。 3.1Vishay公司新型片式电阻 Vishay推出在恶劣环境下具有极高可靠性的新系列薄膜片式电阻阵 列。采用金端接，可用于导电胶合的新系列精密薄膜片式电阻阵列- ACAS0606ATAU，该电阻阵列把两个电阻集成在一个衬底上，可在 155高温下工作，相对公差低至0.05%，相对TCR低至5ppm/K。 除了优异的高温性能，ACAS0606ATAU系列对恶劣的环境条件还具有 极好的耐受能力，且具有优秀的耐潮能力-在85和85%相对湿度下 经过

12、1000小时后|R/R1|小于0.5%。器件的ESD保护达到1000V，工 作电压为75V，每个电阻芯的最大额定散热功率达到0.125W。这些电阻 通过AEC-Q200认证，可用于汽车应用。 3.1.1新系列薄膜片式电阻阵列 3.1.2新型大尺寸电爆破点火片式电阻 为满足爆破的苛刻要求，Vishay推出新型大尺寸电爆破点火片式 电阻（MEPIC），通过焦耳效应或闪光点火，使点火时间缩短到250s 以下。MEPIC电阻也被认为是电桥电阻，是能够按照精确的电热曲线将 电能转换为热能的电阻芯，通过受控的能量反应，引发一连串的爆破。 适用于汽车安全系统中的电点火应用，用来安装和使用气囊和其他安全 设备

13、；采矿当中的数字爆炸装置；在烟花中更好地实现烟花、音乐和特 殊效果的同步。 3.1.3可邦定的薄膜片式电阻可邦定的薄膜片式电阻 Vishay推出业内首款可邦定的薄膜片式电阻-CS44系列，电阻 的占位仅有40mil*40mil。该系列具有50ppm/的低TCR和 0.5%的容差。CS44系列器件采用铬硅薄膜电阻芯，与同档的薄膜器 件相比，具有更高的密度、更高的阻值和更高的性能。电阻在额定功率 和+70下工作2000小时后仍具有误差0.1%的优异稳定率，可用于高 可靠性的工业、医疗、军工和航天设备。在这些应用中，CS44电阻可 以替换数个20mil* 20mil的电阻，从而提高系统可靠性并减小系

14、统体 积和重量。CS44系列的阻值范围为400k100M，典型噪声小于- 20dB，热EMF小于0.01V/。器件符合RoHS，在+70、100V极 限芯体电压下的额定功率为0.380W，工作和储存温度为-55 +155。 3.2 SUP美隆电子公司新型片式电阻美隆电子公司新型片式电阻 3.2.1 01005超微型贴片电阻 微型片式电阻“SUP美隆电子01005超微型贴片电阻”更是极致超薄， 是目前世界上体积最小的贴片元件。与0402和常见的0201尺寸的芯 片电阻相比，01005芯片电阻的尺寸为0.4（长度）0.2（宽度） mm，面积仅分别为前两者的16、44，体积则仅为前两者的6、 30。

15、据了解，目前一台iPhone约需要1百多颗01005晶片电阻，而 iPad更需要2、3百颗，目前多数智慧手机已经使01005晶片电阻，包 括台系、韩系、美系，但是以目前的技术量产困难。 除此之外，美隆电子公司还开发了普通厚膜贴片 电阻，高阻值贴片电阻，高压贴片电阻，防硫化贴片电 阻，抗浪涌贴片电阻，宽电极贴片电阻，厚膜贴片电阻， 薄膜电流检测贴片电阻，薄膜高精度贴片电阻，合金贴 片电阻，普通电流检测贴片电阻，金属膜柱状贴片电阻 等，在消费电子，工业，照明，汽车，家电，医疗，电 源等方面均有很大的应用。 3.3 罗姆罗姆公司新型片式电阻公司新型片式电阻 3.3.1世界最小级别贴片电阻器SMR00

16、3 2014年3月中旬，在上海举办的慕尼黑电子展上，著名日本知名半 导体制造商ROHM罗姆展示了已经量产的世界最小级别贴片电阻器 SMR003，实现了世界上最小的贴片尺寸03015尺寸 (0.3mm0.15mm)。SMR003通过采用具有卓越耐腐蚀性的金电极, 实现焊锡性以及可靠性，芯片尺寸精度从20m大幅提高到5m 。 SMR003 03015尺寸比之前的0402尺寸芯片面积减少44%。 3.3.2分流电阻器分流电阻器“PSR系列系列” 2013年，罗姆开发出适合于车载和工业设备等需要大功率的整机 电流检测用途的、实现大功率与超低阻值的分流电阻器“PSR系列”。 PSR系列新产品通过具备高生

17、产性的独家精密焊接技术，通过接合电 阻体金属和较厚的铜电极，实现了具有高散热性和热容量的结构，从 而实现了相当于5W的大功率电阻。同时，电阻体金属采用高性能合金 材料，使产品在低阻值范围也具备优异的电阻温度系数(TCR)。从而， 在车载和工业设备领域等要求严苛温度保证的整机电路中，可轻松采 用该系列产品，有助于减轻设计负担。 4 片式电阻的发展趋势片式电阻的发展趋势 4.1厚膜片式电阻器发展趋势 超小型化。目前，0402和0603尺寸的片式电阻器已成为市场的 主流，但随着电子产品尤其是数码产品的小型化、轻型化，0201、 01005产品的需求日益增加，尤其是01005，该产品的体积只有 0.4

18、毫米(长)0.2毫米(宽)0.125毫米(高)，重量只有0.04克， 虽然目前只有少数日企和我国台湾企业能够生产，但是随着科技 的发展和技术的进步，片式电阻的尺寸将越来越小型化。 绿色环保化。欧盟“电子电气设备废弃物法令”(WEEE)和“关 于在电子电气设备中禁止某些有害物质”的规定(RoHS)已经在 2005年8月和2006年7月1日生效。虽然片式元件的玻璃釉膜属于 豁免范围，但是尽量减少玻璃釉浆料的使用对企业来讲是既能减 少非环保材料的使用，也是节省开支降低能耗的一个好办法。相 信在在将来，片式电阻的制造将不会对环境造成严重的影响。 超高阻化。超高阻值片式电阻器，主要应用产品在高性能电子通 信模块，高精度精密电子仪器及特殊军工产品上。阻值最高要求达 1T，工作电压最高要求达10kV，这类产品的主要技术指标有阻值 精度、工作电压、温度系数、电压系数、稳定性等。要保证这些指 标达到要求，现在的技术水平很难达到，相信在将来，技术能够突 破制造的极限，满足用户的需求。 除此以外，还有高精度化、低温度系数化，经济化等等 4.2薄膜片式电阻器前景最被看好薄膜片式电阻器前景最被看好 薄膜片式电阻器是近几年来发展最迅速