可在极端环境下工作的超高精密电阻器

    在过去的几年中，市场对于能在恶劣环境和高温下工作的精确、稳定和可靠的系统出现了显著的需求增长。许多用于工业、军事、航天、医疗、石油勘探和自动控制系统中的模拟电路都要求电阻器等无源元件能够在+125℃以上的温度和潮湿的环境下工作，并且要求性能参数与初始值相比，只能有很小的变化。
 
    Vishay公司超高精密Bulk Metal金属箔技术涵盖了多种类型的电阻器，这些电阻器采用了多种标准结构，可经受电阻器表面上或内部的非常规环境条件的考验。Bulk Metal箔电阻器的高性能源于Bulk Metal金属箔合金和陶瓷衬底的组合，使Bulk Metal电阻器的性能参数超过任何采用其他技术制造的电阻器。
 
    与箔电阻器相比，薄膜电阻器的成分是不可控的材料。在薄膜电阻体成分上的热或机械应力会产生颗粒，使薄膜膨胀。然而，在应力减轻后，在薄膜结构中的颗粒并不会回复到同样的初始位置去。
 
    Bulk Metal箔电阻器采用了多种结构，最小的芯片封装尺寸为0805，可提供功率等级、尺寸、电阻值和其他工作标准的一系列组合，以满足在极端环境下应用对稳定性和可靠性的要求。
 
    电阻器的稳定性主要取决于自身的温度，影响温度的因素包括： 1、环境温度的变化和临近器件散发的热量(定义为电阻温度系数，或者TCR) 2、负载的自加热(定义为电阻功率系数，或PCR；这是由自加热引起的电阻变化ΔR)
 
    在非常精密的电阻器中，必须要同时考虑这两种影响因素之间的不同之处，以便在负载(焦耳效应)和环境温度发生变化时达到高稳定性。箔电阻器的Bulk Metal合金与衬底的热膨胀系数是互相平衡的，在温度发生很大变化时可以提供非常高的稳定性和TCR。Vishay的Z箔技术使箔材料对外部和内部温度变化的敏感度大大降低。采用这种技术，可以使TCR达到±0.05ppm/℃(0℃～+60℃)，±0.2ppm/℃(-55℃～+125℃，参考温度为+25℃)，在额定功率下的PCR为5ppm。
 
    尽管标准的最高温度等级一般是+125℃，Vishay的客户在钻井勘探中的经验表明，实际的工作温度可高达+200℃，持续时间长达数小时，远远超出了标准的温度等级。在高温环境中，即便使用高温焊料，电阻器引脚上的焊料也可能回流。箔S102C电阻器采用了特殊设计，可以防止焊料回流对零件可能造成的损害。连接到电阻体成分的内部引脚正对着电阻器的末端，引脚也是在这个位置上插入到封装内（图1）。此外，引脚是通过焊接连到电阻器上的，没有使用焊料。

    Vishay所做的测试表明，这种电阻器可在+250℃的高温下使用24小时，而电阻值仅有很小的变化。
 
    在完成制造到投入使用的器件寿命周期内，静电放电(ESD)损害电子设备的情况可能在任何时间点上发生。电阻器在碰到ESD的时候，可能会立刻失效，也可能产生潜在的缺陷。在这种情况下，已经在成品系统中使用了一段时间的电阻器可能会过早失效。Vishay的箔电阻器可以承受25000V以上的静电放电，而性能不会有任何下降。利用箔技术，Vishay能够生产出可满足特殊和特定技术要求的用户定制产品。Vishay标准的生产流程包括若干100%筛选的测试，如：CLT(元件线性度测试)：这种有效的在线测试可检测和消除潜在的早期失效故障。该方法在检测并不常见的由于非理想状况引起的箔电阻器缺陷时非常有用，如电阻线连续性的破坏(微小的裂纹，或是机械损伤的网格线)，由靠近电阻线的金属颗粒、接触的不稳定等引起的短路。此外，也可以通过CLT判定电阻器发生过多参数变化的潜在可能。短时过载：在短时间内施加高功率，是对负载寿命稳定性的仿真。该测试的结果受温度、时间和功率的影响。这些测试的目的是：1、 探测和消除由此引发的结构缺陷。2、 模拟在使用过程中可能碰到的意想不到的应力。将上述方法组合起来进行100%的筛选，可以确保Bulk Metal箔电阻器的高可靠性和长期稳定性。除了这些测试之外，Vishay还可以在产品制造完成以后，为需要更高可靠性和稳定性的应用提供额外的特殊定制的加工服务。