Precisie dunne-filmtechnologie

Dit artikel is bedoeld om ontwerpers van schakelingen en ingenieurs van componenten te helpen hun inzicht in de dunne-filmtechnologie te verbeteren. Het artikel is een leidraad bij het begrijpen van het gebruik van dunne-filmtechnologie en de aanzienlijke voordelen die deze biedt op het gebied van betrouwbaarheid, afmetingen en prestaties.

Afbeelding 1: Dunne-filmtechnologieën verkrijgbaar bij Vishay. (Bron afbeelding: Vishay)

Soorten films

Gewoonlijk worden de films gesputterd tot een dikte van ongeveer 500 Angstroms. Een selectie van maskers met een variatie in lijndikte en lijnafstand wordt gebruikt om het bereik van ohmse waarden te vervaardigen. Het weerstandsvermogen van de plaat kan ook variëren van 50 ohm per vierkant tot 2000 ohm per vierkant. Elke film heeft een specifiek doel. Als algemene regel geldt: hoe lager de plaatweerstand, hoe beter de algemene elektrische prestaties. Vishay is de enige leverancier en fabrikant van alle filmtypes.

Nichrome (NiCr) - De meest populaire van de films heeft de beste elektrische specificaties in termen van absolute TCR. Gangbare plaatweerstanden zijn 50, 100, en 200 ohm per vierkant.

Tamelox - Een gepatenteerde legering van Vishay Thin Film; combineert de voordelen van Nichrome en Tantalum Nitride dat de TCR lineariteit verbetert.

Tantaalnitride (TaN2) - wanneer op de juiste wijze afgezet en verwerkt, ontstaat een legering die ongevoelig is voor vocht. De elektrische prestaties zijn niet zo goed als die van nichroom. Wordt gebruikt in toepassingen waar de weerstanden een laag vermogen hebben (< 20%), geen zelfverhitting, en een hoge relatieve vochtigheid (80%).

Siliciumchroom (SiCr) - Dit materiaal heeft een zeer hoge plaatweerstand (2000-3000) en wordt gebruikt om hoge weerstanden op een klein oppervlak te produceren. Elektrische specificaties zoals absolute TCR tracking, stabiliteit op lange termijn, en spanningscoëfficiënten superieur aan dikke film technologie.

Passiveren - SPM (Special Passivation Methods) maakt nu een verbeterde passiveercontrole onder zware omstandigheden mogelijk (zie Tech Note SPM).

Dunne film geïntegreerde constructie

Een geïntegreerde schakeling is een groep elementen die zijn gevormd en onderling verbonden op een gemeenschappelijk substraat om een functioneel netwerk te vormen. Een geïntegreerd weerstandsnetwerk wordt op soortgelijke wijze gedefinieerd als een groep weerstandselementen die op een gemeenschappelijk substraat zijn gevormd en onderling verbonden. Net als bij de fabricage van halfgeleiders worden de elementen geproduceerd door afzetting op of reactie met het substraat, en worden de patronen geproduceerd door fotolithografische beeldvorming, gevolgd door selectieve verwijdering van ongewenste materialen. De weerstanden in een bepaald netwerk, die vrij klein zijn en dicht bij elkaar liggen, worden tijdens de verwerking aan bijna identieke omstandigheden blootgesteld. Evenzo wordt elk netwerk op de wafer of het substraat aan vrijwel dezelfde omstandigheden blootgesteld. Omdat verschillende wafers samen, op hetzelfde ogenblik en in dezelfde apparatuur worden verwerkt, wordt uniformiteit verleend aan de gehele partij - aan honderden of duizenden afzonderlijke eenheden. Een bijkomend voordeel van een geïntegreerde constructie is de integriteit van de onderlinge verbindingen, die inherent betrouwbaarder zijn dan afzonderlijke verbindingen tussen discrete componenten.

Afbeelding 2: Hoogzuiver aluminiumoxidewafer met geïntegreerde dunne-filmconstructie. (Bron afbeelding: Vishay)

Voordelen van geïntegreerde dunne-filmconstructie

• Uiterst nauwe afstemming van alle elementen in een netwerk, waardoor nauwe tracking bij temperatuur en gedurende de gehele levensduur wordt verzekerd
• Zeer kleine netwerken van meerdere elementen met hoge dichtheid die ruimte besparen op printplaten
• Hermetische constructie praktisch in een verscheidenheid van standaard hedendaagse formaten
• Herhaalbare en consistente kenmerken, van deel tot deel en van lot tot lot
• Zeer lage inductantie
• Uitstekende betrouwbaarheid - minder individuele interconnecties
• Geen thermo-elektrische effecten
• Geïnstalleerd kost niet meer dan discretie - vaak minder

Betrouwbaarheid van de interconnectie

Uit betrouwbaarheidsstudies van het leger en andere instanties is gebleken dat - als alle andere dingen gelijk blijven - de betrouwbaarheid van een assemblage recht evenredig is met het aantal "door de mens gemaakte onderlinge verbindingen" Daarom is de geïntegreerde schakeling betrouwbaarder dan een assemblage van discrete transistors, en hetzelfde geldt voor een geïntegreerd weerstandsnetwerk tegenover discrete transistors. Dit wordt ook wel "inherente betrouwbaarheid" genoemd

Weerstandsbereik

Bij de dunne-filmtechnologie wordt gebruik gemaakt van fotolithografische precisiepatronen om de ontwerper een breed scala van weerstandswaarden te bieden op een zo klein mogelijk oppervlak. Dit biedt de keuze tussen het minimaliseren van de afmetingen van de component of het vergroten van het aantal weerstandselementen in dezelfde ruimte. De totale weerstand die op een bepaald oppervlak kan worden bereikt, wordt hoofdzakelijk bepaald door de plaatweerstand van het filmmateriaal en de patroonopbouw. In de praktijk wordt het maximale oppervlak echter beperkt door de ruimte die nodig is voor aansluitpinnen, interne geleiders, speciale afwerkingskenmerken en pin-out beperkingen.

De weerstandsmaterialen van dunne film bestrijken een normaal weerstandsbereik van 50 tot 2000 ohm/vierkant, wat resulteert in een beschikbaar weerstandsbereik voor afzonderlijke weerstanden van enkele ohm tot verscheidene megohms. De hoogste nauwkeurigheid wordt gewoonlijk gevonden in het bereik van 250 ohm tot 100 kilohm.

Afbeelding 3: Het weerstandsbereik wordt hoofdzakelijk bepaald door de geometrie van het patroon op het waferblad. (Bron afbeelding: Vishay)

Zeer lage weerstand

Wanneer elementen met lage weerstand in precisienetwerken worden opgenomen, moet rekening worden gehouden met de kleine maar onvermijdelijke weerstanden van de leads en geleidende patronen op de chip en in de behuizing. Deze loodeffecten kunnen tot een minimum worden beperkt, maar niet volledig geëlimineerd, door een juist ontwerp, verwerking, verpakkingskeuze en assemblage. Bijzondere aandacht moet echter worden besteed aan de vaststelling van specificaties, met name wat betreft realistische toleranties voor weerstand en sporing, en aan de methode voor de meting daarvan.

Afbeelding 4: De interne weerstand van de aansluitdraden kan een groot effect hebben op de totale weerstandswaarden. (Bron afbeelding: Vishay)

Weerstandstolerantie

Moderne lasersystemen zijn in staat weerstanden aan te passen aan zeer nauwe toleranties op absolute of relatieve basis: 0.respectievelijk 01% en 0,005%. Bovendien zal de verantwoordelijke fabrikant het trimmen daadwerkelijk "afschermen" zodat de interne specificatie strakker zal zijn dan de vrijgavespecificatie.

Hoe dichter de vereiste tolerantie, hoe zorgvuldiger de weerstand moet worden ontworpen om een strakke verdeling te bereiken, ruim binnen de tolerantiegrenzen, en met een kosteneffectieve trimsnelheid. Een van de manieren om dit te bereiken is door te voorzien in speciale trimgeometrieën. Deze kenmerken verminderen de gevoeligheid van de weerstand voor de hoeveelheid materiaal die door de laser wordt verwijderd, zodat een steeds grotere nauwkeurigheid kan worden bereikt. Deze voorzieningen maken gebruik van extra substraatoppervlak, waardoor soms een afweging moet worden gemaakt tussen kosten en prestaties. Een van de kenmerken die de moderne dunne-filmtechnologie voor gebruik in precisienetwerken onderscheidt, is de elektrische en mechanische stabiliteit van de films. Dit is belangrijk omdat dicht getrimde weerstanden de soms stressvolle omstandigheden bij de assemblage moeten kunnen doorstaan zonder noemenswaardige drift. Dit benadrukt nogmaals de inherente voordelen van een geïntegreerde constructie boven afzonderlijke discrete weerstanden, aangezien eventuele veranderingen die optreden gemeenschappelijk zijn voor alle weerstanden in het netwerk, waardoor de verhoudingen precies zo blijven als getrimd.

Afbeelding 5: Strengere tolerantie-eisen kunnen tot gevolg hebben dat extra oppervlakte wordt gebruikt. (Bron afbeelding: Vishay)

Temperatuurcoëfficiënt van de weerstand (TCR)

De temperatuurcoëfficiënt van de weerstand is de maat voor de weerstandsverandering als functie van de omgevingstemperatuur. Het wordt gedefinieerd als de eenheidsverandering van de weerstand per eenheidsverandering van de temperatuur en wordt gewoonlijk uitgedrukt in deeltjes per miljoen per centigrade graad (ppm/°C). Het is de eigenschap waarmee weerstanden het vaakst worden gekarakteriseerd of onderscheiden. In het verleden werden discrete weerstanden, ook die van folie, per partij gesorteerd op TCR-waarde. Het betrekkelijk recente gebruik van sputteren om de samenstelling van de film te regelen, samen met de daarmee samenhangende verbeteringen in de verwerking, hebben geleid tot de zogenaamde "derde generatie" dunne-filmproducten met TCR's die constant lager zijn dan 10 ppm/°C, absoluut.

Figuur 6: Temperatuurcoëfficiënt van de weerstand is een maat voor de snelheid waarmee een weerstand varieert met stijgende of dalende temperatuur. (Bron afbeelding: Vishay)

De TCR wordt gewoonlijk experimenteel bepaald door de weerstand bij verschillende temperaturen te meten en de veranderingssnelheid over het passende temperatuurinterval te berekenen, b.v. +25 °C tot +125 °C. Als de weerstand lineair verandert met de temperatuur, is de TCR een constante, ongeacht het temperatuurinterval. Wanneer deze echter niet lineair is, zoals het geval is voor de algemeen gebruikte nikkel/chroom legeringen, wordt de TCR uitgedrukt als de helling van de lijn die twee punten op de weerstand/temperatuur kromme verbindt, b.v. +25 °C en +125 °C. Met andere woorden, het is de gemiddelde TCR over het interval. Hoe niet-lineairder het verband, hoe slechter de benadering van het gemiddelde.

Bij de specificatie van de TCR is het absoluut van cruciaal belang dat ook het temperatuurinterval duidelijk wordt gespecificeerd.

De in MIL-STD-202 methode 304 beschreven procedure wordt vaak gebruikt als standaard voor het meten van TCR. Bij deze methode worden gemiddelde TCR's berekend voor een reeks intervallen tussen +25 °C en -55 °C en tussen +25 °C en +125 °C. De hoogste waarde wordt geregistreerd als het TCR. Dit komt overeen met het volledige militaire werkingsbereik, maar kan resulteren in overspecificatie voor onderdelen met een ander of kleiner bedrijfstemperatuurinterval.

Afbeelding 7: Voorbeelden van TCR's voor verschillende resulterende hellingen. (Bron afbeelding: Vishay)

Door een goed begrip van de effecten van de samenstelling van de legering en de mogelijkheid om de verwerking zorgvuldig te controleren, is het mogelijk om de weerstand ten opzichte van de temperatuurcurve "op maat" te maken om TCR's te produceren die a) negatief zijn over het gehele bereik, b) positief zijn over het gehele bereik, of c) negatief aan de lage kant, positief aan de hoge kant, met een relatief vlakke "nul TCR"-sector in een bereik rond kamertemperatuur. Dit kan voordelig zijn voor apparatuur die in de buurt van kamertemperatuur werkt of waarvoor anderszins temperatuurcompensatie nodig is.

Tracking

De meeste toepassingen waarin dunne-film precisienetwerken worden gebruikt, zijn afhankelijk van het bereiken en handhaven van nauwe relatieve weerstandswaarden. De relatieve veranderingen in de weerstand binnen een netwerk, "tracking" genoemd, zijn dus zeer belangrijk. Dunne-film netwerken blinken uit in tracking. Er zijn verschillende aspecten van tracking die belangrijk zijn om te begrijpen en te onderscheiden.

TCR tracking - TCR tracking wordt gedefinieerd als het verschil tussen de TCR's van een paar weerstanden over een bepaald temperatuurinterval. Het is moeilijk om in discrete weerstanden de TCR zo dicht mogelijk te benaderen en dit legt een zware last op het fabricageproces om tot een zeer dichte absolute TCR grens te komen. De geïntegreerde constructie van dunne-film netwerken garandeert daarentegen een zeer nauwe TCR-tracking, omdat de weerstanden als groep onder vrijwel identieke procesomstandigheden worden geproduceerd. Bovendien zijn de weerstanden klein en liggen zij dicht bij elkaar op het oppervlak van een gemeenschappelijk substraat met een hoog warmtegeleidingsvermogen, waardoor zij tijdens bedrijf op of nabij dezelfde temperatuur blijven.

Toch kunnen er proces- en materiaalvariaties optreden die kleine maar meetbare verschillen in de TCR's van naburige weerstanden op dezelfde wafer veroorzaken. Procesvariabelen die dit kunnen beïnvloeden zijn o.a. niet-uniforme filmdepositie, substraatdefecten, thermische gradiënten tijdens het gloeien, en niet-uniforme spanningen. Design kan ook een rol spelen. Door gebruik te maken van de modernste procesregelingen, meetapparatuur en technieken kan de TCR-tracking echter worden gecontroleerd tot op enkele tienden van een deel per miljoen, per graad, mits de juiste schakeling en chipconfiguratie en verpakking worden gebruikt.

Een factor die tot gevolg heeft dat de schijnbare TCR tracking hoger is dan de "echte" tracking is de aanwezigheid van een gemeenschappelijke aftakkingsleiding met een meetbare weerstand (r).

waarbij TCR (r) de TCR is van het gemeenschappelijke loodmateriaal, meestal van metaal. Bijvoorbeeld: een weerstand van 1 kilohm met een TCR van 8,9 ppm/°C aangesloten op een weerstand van 2 kilohm met een TCR van 8,5 ppm/°C en een gedeelde uitgangsleiding met een weerstand van 0,1 ohm met een TCR (r) van 4000 ppm/°C zal TCR-tracking vertonen.

De vreemde bijdrage van de gemeenschappelijke leiding (0,2 in het bovenstaande geval) verdwijnt indien de kritische verhoudingen worden gespecificeerd en gemeten volgens spanningsdeling in plaats van weerstandsverhouding.

Figuur 8: Voorbeelden van volgverdelingen voor ver uiteen liggende en dicht bij elkaar liggende weerstanden. (Bron afbeelding: Vishay)

Afbeelding 9: Vuistregel voor het volgen van geïntegreerde netwerken vs. discrete weerstanden. (Bron afbeelding: Vishay)

Weerstand volgen onder stroomschakeling

Sommige schakelingen werken in een modus waarbij de stroom aan en uit wordt geschakeld in één weerstand, die is afgestemd op een referentieweerstand met een constante stroom. In dit geval zullen de weerstanden verschillen in waarde als gevolg van zelfverhitting, ook al hebben de weerstanden identieke TCR's en bevindt het substraat zich bij een uniforme omgevingstemperatuur. (Strikt genomen is dit geen echte "tracking"-eis in zoverre dat de betrokken weerstanden aan verschillende spanningen worden blootgesteld) Dit verschil wordt bepaald door de absolute TCR's van de twee weerstanden. In deze toepassingen, die niet ongewoon zijn, moeten de weerstanden een zo laag mogelijke absolute TCR hebben in het bedrijfstemperatuurgebied, en moeten de weerstanden zo dicht mogelijk bij elkaar worden ontworpen om de temperatuurverschillen tussen hen zo klein mogelijk te houden.

Afbeelding 10: Voorbeeld van ongelijke vermogensopwekking in gematchte weerstanden. (Bron afbeelding: Vishay)

Spanningsverhoudingen

Weerstanden worden vaak gebruikt als spanningsdelers. In dit geval, en wanneer het om precieze toleranties gaat, is het passender om met spanningsverhoudingen dan met weerstandsverhoudingen te werken. Er zijn drie belangrijke aspecten van spanningsverhoudingen die moeten worden begrepen in vergelijking met weerstandsverhoudingen. Het gaat om de spanningsverhouding zelf, de tolerantie van de spanningsverhouding, en het volgen van de spanningsverhouding.

Afbeelding 11: Spanningsverhoudingen zijn onafhankelijk van de weerstand van de gemeenschappelijke kabel. (Afbeelding bron: Vishay)

In het ideale geval wordt de spanningsval over een paar weerstanden bepaald door de verhouding van de weerstandswaarden: R1/(R1 + R2). Wanneer de weerstandswaarden niet gelijk zijn, zal de spanningsverhouding verschillen van die welke wordt berekend op basis van de schijnbare (gemeten) weerstandswaarden met een hoeveelheid die wordt bepaald door de weerstand van de gemeenschappelijke leiding. Deze afwijking kan vrij groot zijn, vooral bij laagwaardige weerstanden.

Voor een weerstand van 10 kilo-ohm in serie met een weerstand van 1 kilo-ohm, met een gemeenschappelijke "aftakking" met een weerstand van 100 milliohm, zullen de twee verhoudingen 75 ppm verschillen:

Voor een weerstand van 1 kilo-ohm in serie met een weerstand van 100 ohm zal een aftapweerstand van 100 milliohm een verschil in de respectieve verhoudingen van meer dan 800 ppm opleveren.

Dit illustreert hoe belangrijk het is de juiste bedrijfsparameter te specificeren.

Afbeelding 12: Tolerantie van de spanningsverhouding en vergelijkingen voor het volgen van de spanningsverhouding. (Bron afbeelding: Vishay)

Wanneer echter de gemeenschappelijke geleiderweerstand (r) meetbaar is, is de schijnbare TCR tracking hoger dan de "echte" tracking, zoals eerder getoond, en is de voltage ratio tracking lager. Het volgen van de spanningsverhouding is altijd minder (beter) dan het volgen van de TCR.

Stabiliteit

De in de vorige punten beschreven effecten zijn omkeerbaar: de veranderingen zijn niet permanent en zullen verdwijnen wanneer de temperatuur terugkeert naar het beginpunt. Er zijn echter onomkeerbare effecten. Zoals eerder besproken, worden de meeste netwerken van precisieweerstanden gebruikt in een verhoudingsgetal. Zij zijn getrimd tot krappe toleranties en zorgvuldig ontworpen om binnen deze krappe oorspronkelijke toleranties te blijven met betrekking tot weerstand of spanningsverhoudingen. Maar dit is zinloos tenzij deze toleranties gedurende de gehele levensduur van het netwerk kunnen worden gehandhaafd. Dit vereist een maximale filmstabiliteit. Recente vooruitgang op het gebied van materialen en procédés heeft geleid tot een ongekende verbetering van de stabiliteit van dunne films, die in de buurt komt van de stabiliteit die voorheen alleen met folies kon worden bereikt.

Uitgebreide stabiliteitsbeproeving op lange termijn van nikkel/chroom-legeringen heeft onomstotelijk aangetoond dat de snelheid waarmee de weerstand in de loop van de tijd verandert, een eenduidige functie is van de temperatuur van het substraat. Dit is een wiskundige manier om te stellen dat temperatuur de enige variabele is - of die nu wordt veroorzaakt door de vermogensbelasting of gewoon door de omgeving. Bovendien is experimenteel vastgesteld dat de bij een hogere temperatuur gemeten stabiliteit met zekerheid kan worden geëxtrapoleerd naar lagere temperaturen en langere tijden volgens de klassieke kinetische vergelijkingen.

Het is nuttig om de permanente veranderingen in een paar gematchte weerstanden te zien als "stabiliteitsvolgen" In tegenstelling tot TCR tracking, waarbij close tracking onafhankelijk is van de absolute TCR, is stability tracking enigszins afhankelijk van de absolute stabiliteit. Hoe stabieler een paar weerstanden, hoe minder zij in absolute waarde en ten opzichte van elkaar zullen veranderen. Ook hier zijn de voordelen van een geïntegreerde constructie duidelijk: alle weerstanden in het netwerk hebben de neiging tijdens hun levensduur vergelijkbare veranderingen te ondergaan, en de weerstandsverhoudingen veranderen veel minder dan de absolute waarden.

Afbeekdubg 13: De stabiliteit wordt beïnvloed door de ouderdom van de onderdelen. (Bron afbeelding: Vishay)

Vermogen

Omdat precisienetwerken met dunne film over het algemeen niet worden gebruikt in toepassingen met een hoog vermogen, zijn de methoden voor het vaststellen van de maximale vermogens niet zo kritisch als bij netwerken voor algemeen gebruik. Er moeten echter grenzen worden gesteld en dit kan het best worden gedaan door maximumtemperaturen vast te stellen.

Nulvermogenstemperatuur (soms ook maximale bedrijfstemperatuur genoemd) is de maximale temperatuur waarbij het onderdeel gedurende een bepaalde tijd (gewoonlijk 1000 uur) kan werken zonder buitensporige verandering (gewoonlijk gedefinieerd in verhouding tot de begintolerantie), uitgedrukt in procenten. Voor een dunne-film netwerk dat een tolerantie van 0,1 % moet handhaven, zou deze nulvermogenstemperatuur +150 °C bedragen. Bij deze temperatuur kan een weerstand een verandering vertonen in de orde van grootte van 500 ppm absoluut of 100 ppm ten opzichte van andere weerstanden in een netwerk. Indien de vereiste maximale begintolerantie 0,01% zou bedragen, zou een geschiktere nul-vermogenstemperatuur +125 °C zijn. Deze niveaus zijn voor hermetisch afgesloten onderdelen. Bij niet-hermetische verpakkingen zouden de onderdelen een lagere temperatuurclassificatie krijgen.

Afbeelding 14: Typische vermogensderatingcurve. (Bron afbeelding: Vishay)

Volledig vermogen - Nominaal vermogen wordt algemeen beschouwd als het vermogen dat nodig is om de oppervlaktetemperatuur van een onderdeel boven een bepaalde omgevingstemperatuur, gewoonlijk +70 °C, te doen stijgen tot de nulvermogenstemperatuur. Dit wordt uitgedrukt in watts-vol vermogen. Een vermogensderatingkromme wordt gebruikt om de grenswaarden bij tussentemperaturen te bepalen.

Bijzondere aandacht moet worden geschonken aan de rating van afzonderlijke weerstanden binnen een netwerk, aangezien de uiteindelijke oppervlaktetemperatuur van een afzonderlijke weerstand sterk zal verschillen, afhankelijk van het feit of andere weerstanden in het netwerk onder stroom staan. Hoewel het moeilijk is te veralgemenen, zal een goed netwerkontwerp rekening houden met deze potentiële variaties door regelingen die een uniforme vermogensdichtheid opleveren.

Zoals hierboven is aangegeven, worden de vermogensniveaus in precisienetwerken met nauwere tolerantie gewoonlijk lager ingesteld, maar omdat de chipafmetingen klein zijn, kan de vermogensdichtheid hoog zijn. Een typisch ontwerpniveau is 25 W/in² voor zeer nauwkeurige netwerken, maar dunne films kunnen opmerkelijk hoge vermogensdichtheden aan - tot wel 200 W/in² - zonder hun integriteit in gevaar te brengen. Tenslotte moet rekening worden gehouden met het feit dat de warmteweerstand van de verpakkingen sterk uiteenloopt.

Spanningscoëfficiënt van weerstand en stroomruis

Deze twee kenmerken, die bij weerstanden van samengestelde materialen zoals cermets of polymeren een ernstig nadeel kunnen zijn, kunnen bij dunne-film-precisienetwerken over het algemeen worden genegeerd omdat de grootten zo klein zijn. Dit is een van de grote voordelen van monolithische dunne-filmmaterialen.

De spanningscoëfficiënt van de weerstand is de eenheidsverandering van de weerstand per eenheidsverandering van de spanning, uitgedrukt in ppm/volt. Het is een maat voor het niet-ohmige gedrag, en in dunne films bereikt het slechts identificeerbare niveaus in het megohm bereik, waar het is gemeten bij ongeveer 0,1 ppm/V.

Stroomruis wordt gekarakteriseerd en gemeten met een standaardinstrument dat is ontwikkeld door de Quantek Company. Voor dunne films zou een typische waarde minder dan - 35 dB zijn.

Thermo-elektrische effecten

Thermo-elektrische spanningen kunnen worden opgewekt als de uiteinden van de weerstanden verschillende temperaturen hebben. Dit kan een belangrijk probleem zijn bij discrete weerstanden, waar thermische gradiënten kunnen bestaan over de relatief grote afmetingen. In dunne-film netwerken bevinden alle weerstanden zich op of nabij dezelfde temperatuur, als gevolg van hun geringe afmetingen en de warmteverspreidende effecten van het thermisch geleidende substraat. Thermo-elektrische effecten op dunne films zijn gewoonlijk < 0,1 µV/°C.

Frequentiebereik van weerstanden

Voor frequenties van meer dan 100 MHz moeten de meeste weerstanden worden beschouwd in termen van een equivalent circuit met parasitaire inductie en capaciteit, zie Afbeelding 15. Een typische impedantierespons wordt getoond in Afbeelding 16. De impedantierespons is afhankelijk van de grootte van de weerstand, de manier van trimmen, de waarde van het onderdeel en de manier van afsluiten.

Afbeelding 15: De meeste weerstanden moeten worden beschouwd in termen van een equivalent circuit met parasitaire inductie en capaciteit voor frequenties van meer dan 100 MHz. (Bron afbeelding: Vishay)

Afbeelding 16: Typische interne impedantierespons voor een 0402 flip chip-weerstand met speciale edge sense-trimming. (Bron afbeelding: Vishay)

Rekening houden met de grootte is van groot belang voor de vermindering van parasitaire impedantie. Hoe kleiner de afmeting, hoe dichter het onderdeel bij een ideale weerstand komt. Ook de afwerkingsstijlen zijn van belang.

Dunne-filmweerstanden kunnen worden getrimd met verschillende geometrische ontwerpen, zie Afbeelding 17. Door het handhaven van een rechthoekig ontwerp-gecentreerd (evenwichtig) tussen de contactstootkussens tegenover andere stijlen zoals serpentine of L-trim kunnen de prestaties van het apparaat worden verbeterd.

Afbeelding 17: Dunne-filmweerstanden kunnen met verschillende geometrische ontwerpen worden getrimd. (Bron afbeelding: Vishay)

Zie onderstaande links voor Vishay dunne film weerstanden

Gelood netwerk

• MP-serie
• MPM-serie
• OSOP-serie
• VSSR-serie
• ORN-serie
• NOMC-serie
• VSOR-serie
• CSO-serie

Chips voor opbouwmontage

• M55342-serie
• PTN-serie
• FC-serie
• M-serie

Door-gat

• TSP-serie
• VTF-serie
• HD-serie