Keramik kalın film dirençleri uzun zamandır elektronik uygulamalarda bir temel olmuştur, ancak çatlak veya delaminasyona eğilimli kırılgan substratlara dayanmaktadır.Yüksek güç gerektiren uygulamalar için çelik tabanlı bir alternatif sunar, termal verimlilik ve mekanik dayanıklılık.
Keramik kalın film dirençleri çatlak veya delaminasyon oluşmadan önce güvenilirdir, ancak ekipman küçüldükçe ve güç yoğunluğu arttıkça çatlak veya delaminasyon riski önemli ölçüde artar.Devre kartlarının bükülmesi, titreşimi veya termal döngüsü, performanslarına ve güvenilirliklerine zarar verebilir ve bu da yerinde potansiyel arızalara yol açabilir.
Geleneksel seramik kalın film dirençleri düşük maliyetlidir ve yaygın olarak bulunur, ancak substratları kırılgandır ve sert ortamlarda düşük güvenilirliğe sahiptir.Paslanmaz çelik, bükülme ile oluşan mekanik gerilimleri emebilen sert ama hafif bir şekilde uyumlu bir substrat sağlar, titreşim ve montaj sırasında devre kartlarının kullanımı, çatlama veya delaminasyon riskini azaltır.
Çelik bazlı kalın film (TFOS) dirençleri, küçük miktarlarda devre kartı bükülmesinin bile, yüksek gerginlik tasarımlarına mekanik olarak sağlam ve termal olarak verimli bir alternatif sunar.titreşim, veya ısı döngüsü, seramik direncin performansında bir düşüşe neden olabilir.
Bourns, ilk TFOS direncini TFOS30-150T'yi 2025 yılının ortalarında piyasaya sürdü (Şekil 1).zorlu uygulamalar için uygun hale getirmekPek çok güç veya yüksek enerjili devre, çatlamayı, sürüklenmeyi veya erken arızayı önlemek için bileşenlerin enerji darbelerini emer, dağıtır ve dayanabilme yeteneğine sınırlamalar getirir.
Şekil 1: Bourns'ın TFOS30-150T, kalın filmli seramik dirençlerden daha güvenilir bir paslanmaz çelik substrat kullanır.
Çelik substratların mükemmel ısı dağılımı performansı vardır, bu da güç dağılımını iyileştirebilir ve daha küçük paketlerde daha yüksek güç yoğunluğuna ulaşabilir.Elektrik enerjisinin çelikten geçmesini önlemek için temizlenmiş paslanmaz çelik substratına yüksek bütünlüklü bir dielektrik katman uygulayın.
Değişiklikler ve güçleri dirençlere aktararak, tasarımcılar ısı sinklerinin kullanımını azaltabilir, parça sayısını azaltabilir ve yerinde güvenilirliği artırabilirler.Tasarımcılar ek soğutma donanımına ihtiyaç duymadan daha küçük bir alanda daha yüksek performans elde edebilir.
TFOS bileşenlerinin üretim sürecinde, kalın film iletkenleri ve direnç desenleri, ekran baskı teknolojisi kullanarak dielektrik katmana çizilir.Malzeme, yapışkanlığı ve güçlü bir iletkenlik ve direnç yolunu sağlamak için yüksek sıcaklıklı bir fırında kızdırılmalı ve sertleştirilmelidir.Son olarak, mekanik koruma, çevresel direnç ve alt tabakadan elektrik yalıtımı sağlamak için iletken ve direnci koruyucu bir cam tabakasıyla kaplayın.
Gelişmiş tasarım düşünceleri
TFOS dirençleri yüksek güç ve darbeler işleme yeteneklerine sahiptir, kompakt ve küçük boyutlara sahiptir ve zor koşullarda performans avantajlarını koruyabilir.Bu, mühendislerin dış boyutları etkilemeden sıkı güvenilirlik ve termal yönetim gereksinimlerini karşılamalarını sağlar.
TFOS30-1-150T, AEC-Q200 standartlarına uygun ve pil enerji depolama sistemleri, motor sürücüleri, inverterler, yakıt hücresi taşıt sensör panelleri gibi otomotiv sınıfı uygulamalara uygundur.ve yüksek güç gerektiren diğer uygulamalar, termal yönetim ve mekanik dayanıklılık.
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 densitiesYakıt hücresi araçlarının önceden şarj ve boşaltma devrelerine uyarlanabilir, bu da değişken frekanslı çalışmada bile verimli enerji yönetimi sağlar.Düşük indüktansi ve sıkı toleransı, voltajın doğru ölçümünü sağlar, akım ve yakıt hücresi yığınının içindeki sıcaklık.
TFOS30-1-150T, 4.000 inç uzunluğu x 2.756 inç genişliği (101.60 mm x 70.00 mm) ölçer ve lehim yastıkları, itme bağlantıları, süspansiyon kabloları,ve sonlandırma kablolarıBourns, bu düz ve sağlam çelik altyapının, maksimum 406 mm x 406 mm boyutunda çeşitli şekillerde ve boyutlarda üretilebileceğini iddia ediyor.ve çeşitli özelleştirilmiş düzenlere uyarlanabilir veya doğrudan ısı dağılımı yüzeylerine monte edilebilirTasarımcılar ayrıca diğer ohm değerlerini, direnç toleranslarını belirleyebilir ve birden fazla direnci entegre edebilir.
Direnci 150 ohm, toleransı ± 10% ve hassasiyet optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Radyatöre monte edildiğinde, nominal gücü 260 W'dur.Radyatörü soğutmak için bir fan kullanırkenTFOS30-1-150T, geniş bir çalışma sıcaklık aralığına sahiptir..Bourns'a göre, TFOS, 350 ° C'ye kadar aşırı yüksek bileşen sıcaklıklarına dayanabilir.