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封装工艺流程解读
希望材料或电阻器的TCR绝对值愈小愈好,最好接近于零。这样,阻值几乎不随温度而变,因而性能稳定。TCR的大小与多种因素有关,主要有: ①厚膜材料的种类、性质; ②制造工艺; ③测量温度范围; ④基板的热膨胀系数等有关。 电阻温度系数 第三章 厚薄膜技术 3.3 厚膜材料 方阻低的浆料,TCR具有较大的正值(因为导电材料含量较多,玻璃含量较少,所以温度特性以金属导电颗粒的TCR作用为主),高阻浆料,TCR有较大的负值(因为玻璃含量多,温度特性以玻璃层的势垒电阻的负TCR为主要作用),而中等方阻的浆料,TCR有较小的正值或负值(两种电阻(颗粒和势垒电阻)的TCR作用接近)。 所谓温度系数跟踪,或跟踪温度系数,是指在电路的工作温度范围内,电路中各电阻器间TCR之差。例如,电路中两个电阻器R1和R2之间TCR跟踪,即为两个电阻器TCR之差:TCR1-TCR2。 跟踪温度系数的大小反映了电路中各个电阻器的阻值随温度变化的一致性是否良好。如果各电阻器间阻值随温度变化的一致性好,则跟踪温度系数(或温度系数跟踪)就小,反之则大。 为了使电路中的电阻间的跟踪温度系数小,应尽量采用阻值-温度特性相一致的浆料。 电阻温度系数跟踪 第三章 厚薄膜技术 3.3 厚膜材料 厚膜电阻的非线性是指加在电阻器上的电压与通过电阻器的电流不成线性关系(即正比关系)的一种特性。 电压U与电流I的比值 不是常数(不符合欧姆定律),这时电阻的阻值 与外加电压有关,在厚膜电阻器中,R通常随外加电压的增加而减小。其原因是上面所讲的厚膜电阻器的导电机制所决定。厚膜电阻的非线性可用三次谐波衰减和电压系数来衡量。电压系数的定义是:在规定的外加电压范围内,电压每变化1伏时,阻值的平均相对变化, 式中,R1和R2分别为电压V1和V2时的阻值;V2为电阻器的额定电压(由电阻器的功率和最高工作电压: )而V1=0.1V2。 厚膜电阻的非线性 第三章 厚薄膜技术 3.3 厚膜材料 (式3.5) 电阻器的噪声是一种电噪声,它是产生在电阻器中的一种不规则的微小电压起伏。这种噪声对正常信号是一种干扰,通过声-电系统转换后,就成为我们耳朵所能听到的噪声。 电阻器的种类不同,产生的噪声也不同,即热噪声、1/f噪声和突发噪声。 ①热噪声 热噪声是由导体中自由电子不规则的热运动所产生的一种噪声。这种噪声是因为电子的热运动引起的,故称热噪声。 厚膜电阻的噪声 第三章 厚薄膜技术 3.3 厚膜材料 ②1/f噪声 1/f噪声是厚膜电阻器在音频范围内产生的一种噪声,由于单位频带宽度中的噪声电势(称为噪声频谱密度)与频率f成反比,故称1/f噪声。这种噪声也称电流噪声或接触噪声,因为它在颗粒状结构的导体或存在接触电阻的情况下,并且只有在通过电流时才产生。 1/f噪声产生是由电阻器导电链中,导电颗粒之间隧道电流的涨落(起伏)造成的,而隧道电流的涨落由隧道势垒高度的起伏所引起。这是因为导电颗粒之间的玻璃薄层在厚膜电阻器的烧成过程中存在大量缺陷,因而大量电阻陷阱,能够不断地俘获和释放电子,在外电场存在而产生电流时,这种起伏便构成了电流噪声或1/f噪声。 1/f噪声与非线性一样,与电阻器的材料、种类和结构有关,它反映了电阻器制造质量的好坏,因而通过1/f噪声的大小也可判断电阻质量的好坏。 厚膜电阻的噪声 第三章 厚薄膜技术 3.3 厚膜材料 ③突发噪声 厚膜电阻器中除了热噪声和1/f噪声外,还有一种突发噪声。这种噪声实际上是一些不规则的脉冲波,它主要产生在电阻膜中的高场区或高电阻率(高方阻)的厚膜材料中。 原因: 电阻器的热噪声和1/f噪声称为正常噪声,突发噪声主要跟厚膜电阻材料和电阻器制造工艺有关,它通过混合和分散均匀可以减小和消除。 厚膜电阻的噪声 第三章 厚薄膜技术 3.3 厚膜材料 导电链中导电颗粒之间存在所谓的“临界导电玻璃层”,所谓临界导电玻璃层是指这种玻璃层比一般的玻璃薄层厚,而不完全导电,处于导电与不导电临界状态。故称为临界导电玻璃层或临界导电绝缘层。当导电颗粒被这种玻璃层隔开时,导电链主要取决于这种玻璃层。它在低场强下显示出很高的电阻,而在高场强下,这种电阻就大大减小,呈现出较大的非线性。如果这种玻璃层中存在能够释放和俘获电子的产生-复合中心,那么产生-复合中心释放和俘获电子的结果,便会使势垒发生变化,在局部高电场存在时,引起隧道电流的涨落,产生突发噪声。 厚膜电阻材料可分为 贵金属 贱金属 聚合物 厚膜电阻材料 第三章 厚薄膜技术
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