Keramische dikke filmweerstanden zijn al lang een steunpilaar in elektronische toepassingen, maar zij zijn gebaseerd op broze ondergronden die gevoelig zijn voor barsten of delaminatie.biedt een op staal gebaseerd alternatief voor toepassingen die een hoog vermogen vereisen, thermische efficiëntie en mechanische robuustheid.
Keramische dikke filmweerstanden zijn betrouwbaar voordat er scheuren of delaminatie optreedt, maar het risico op scheuren of delaminatie neemt aanzienlijk toe naarmate de apparatuur krimpt en de krachtdichtheid toeneemt.Buigingen, trillingen of thermische cyclussen van circuitboards kunnen hun prestaties en betrouwbaarheid schaden, wat kan leiden tot eventuele storingen ter plaatse.
Traditionele keramische dikke filmweerstanden zijn goedkoop en wijd verkrijgbaar, maar hun substraten zijn broos en hebben een lage betrouwbaarheid in ruwe omgevingen.Roestvrij staal biedt een hard, maar enigszins buigzaam substraat dat mechanische spanningen kan absorberen die worden gegenereerd door buigen, trillingen en het hanteren van schakelplaten tijdens de montage, waardoor het risico op scheuren of ontlasten wordt verminderd.
Op staal gebaseerde dikke film (TFOS) -weerstanden bieden een mechanisch robuust en thermisch efficiënt alternatief voor veeleisende hoogspanningsontwerpen, waarbij zelfs kleine hoeveelheden van de schakelplaat buigen,trillingen, of thermische cyclus kan een afname van de prestaties van de keramische weerstand veroorzaken.
Bourns lanceerde zijn eerste TFOS-weerstand TFOS30-150T halverwege 2025 (figuur 1).die geschikt zijn voor veeleisende toepassingenVeel stroom- of hoogenergiecircuits hebben beperkingen op het vermogen van componenten om energiepulsen te absorberen, te verdrijven en te weerstaan, om scheuren, drift of vroegtijdig falen te voorkomen.
Figuur 1: De TFOS30-150T van Bourns maakt gebruik van een substraat van roestvrij staal, dat betrouwbaarder is dan dikfolie keramische weerstanden. (Bildbron: Bourns Corporation)
Staalsubstraten hebben een uitstekende warmteafvoerprestatie, die de vermogensafvoer kan verbeteren en een hogere vermogendichtheid in kleinere verpakkingen kan bereiken.Een dielektrische laag met een hoge integriteit op het gereinigde substraat van roestvrij staal aanbrengen om te voorkomen dat elektrische energie door het staal gaat.
Door de verwerkingskracht en de robuustheid over te dragen op weerstanden, kunnen ontwerpers het gebruik van warmteafzuigers verminderen, het aantal onderdelen verminderen en de betrouwbaarheid ter plaatse verbeteren.ontwerpers kunnen betere prestaties bereiken in een kleinere ruimte zonder dat extra koelingsapparatuur nodig is.
In het fabricageproces van TFOS-componenten worden dikke filmgeleiders en weerstandspatronen op de dielectrische laag getekend met behulp van schermdruktechnologie.het materiaal moet in een hoogtemperatuuroven worden gebrand en verhard om de hechting en een sterk geleidend en weerstandsvermogen te garanderenTen slotte wordt de geleider en de weerstand bedekt met een beschermende glazuurlaag om de onderliggende laag mechanisch te beschermen, de omgeving te weerstaan en te isoleren.
Geavanceerde ontwerpoverwegingen
TFOS-weerstanden hebben een hoog vermogen en pulsverwerkingsmogelijkheden, compact en klein en kunnen prestatievoordelen behouden onder moeilijke omstandigheden.Dit stelt ingenieurs in staat om te voldoen aan de strikte betrouwbaarheid en thermische management eisen zonder invloed op de externe afmetingen.
TFOS30-1-150T voldoet aan de AEC-Q200-normen en is geschikt voor toepassingen in de automobielindustrie, zoals batterijen, aandrijvingssystemen, omvormers, sensorboards voor brandstofcelvoertuigen,en andere toepassingen die een hoog vermogen vereisen, thermisch beheer en mechanische robuustheid.
Bourns emphasized in an application note [1] on the use of this component in fuel cell stack sensor boards that TFOS is highly suitable for such applications due to its ability to handle high power densitiesHet kan zich aanpassen aan de vooroplaad- en ontladingscircuits van brandstofcelvoertuigen, waardoor een efficiënt energiebeheer wordt gewaarborgd, zelfs bij variabele frequentiebediening.De lage inductantie en de strenge tolerantie zorgen voor een nauwkeurige meting van de spanning, stroom en temperatuur in de brandstofcel.
De TFOS30-1-150T meet 4.000 inch lang x 2.756 inch breed (101.60 mm x 70.00 mm) en biedt aanpasbare beëindigingsopties, waaronder soldeerpads, push-in connectoren, ophangingsleidingen,en eindkabelsBourns stelt dat dit platte en stevige staalsubstraat in verschillende vormen en maten kan worden vervaardigd, met een maximale afmeting van 406 mm x 406 mm,en kan worden aangepast aan verschillende op maat gemaakte lay-outs of rechtstreeks worden geïnstalleerd op warmteafvoeroppervlakkenOntwerpers kunnen ook andere ohmwaarden, weerstandstoleranties specificeren en meerdere weerstanden integreren.
De weerstand is 150 ohm, met een tolerantie van ± 10%, en de precisie is geoptimaliseerd.terwijl bij het gebruik van een ventilator om de radiator te koelen, het nominale vermogen kan 900 W bereiken, waardoor het geschikt is voor toepassingen die een grote hoeveelheid warmteafvoer vereisen..Volgens Bourns kan TFOS uiterst hoge onderdelentemperaturen tot 350 °C weerstaan.