元器件分析：薄膜電阻器提供不滲透硫的解決方案

當(dāng)前的小型化趨勢將電阻器技術(shù)推到了極限。例如，0201尺寸的片狀電阻器僅封裝就大約占到了元件總成本的60%。對某些在電路板上同一相鄰位置使用相同電阻值的設(shè)計來說，片狀元件陣列可以幫助緩解布局和封裝問題。不過，這并不適用于所有廠商。

厚膜和薄膜技術(shù)的最近發(fā)展可以在給定的芯片尺寸上實現(xiàn)更高的額定功率。眾所周知，與厚膜電阻元件相比，薄膜電阻元件具有眾多性能優(yōu)勢，而厚膜電阻器唯一的明顯優(yōu)勢就是成本。

借助最新的材料和工藝進步，這種明顯的成本差別可被顯著降低，這很可能會對片狀電阻器市場產(chǎn)生重大影響。目前，一種合理的預(yù)期是，容差1%、電阻溫度系數(shù)（TCR）為±100×10-6/℃的商品薄膜片狀電阻器的價位將與同等精度的厚膜電阻器的價位大致相同。

在硫含量較高的環(huán)境，例如汽車裝備、工業(yè)設(shè)備和重型農(nóng)用和建筑設(shè)備中，由于硫化銀的形成，常見的厚膜片狀電阻器會出現(xiàn)阻值偏移問題。硫滲過電鍍層和屏蔽層，與銀接觸形成硫化銀（如圖1所示）。

圖1硫滲過電鍍層和屏蔽層，與銀接觸形成硫化銀

硫化銀是不導(dǎo)電的，而持續(xù)暴露在硫環(huán)境中將意味著更多硫化銀的形成，直到所有的銀都完全轉(zhuǎn)化成硫化銀。導(dǎo)電層將因此被中斷，而該元件將變成開路。對任何汽車或工業(yè)設(shè)備制造商而言，這是一種特別令人沮喪的現(xiàn)象，因為它是一種在制造時完全無法檢測的潛在故障。有些汽車和工業(yè)設(shè)備制造商已經(jīng)通過密封電子設(shè)備，成功地阻止了硫化銀的形成，但要將該方法應(yīng)用于所有情況并不可行，而且這并不是一種能確保防止硫污染的可靠方法。

厚膜和薄膜

厚膜電阻器的內(nèi)部端接通常都不同程度地采用了鍍銀/鈀工藝。這些相對廉價的端接材料具有更高的銀含量，但通常正是內(nèi)部端接中的銀容易受到硫的污染。

盡管有可能找到銀含量更低的厚膜材料，但至今為止，這些備選材料都需要更高的成本，因此批量生產(chǎn)似乎不太可能。另一方面，薄膜片狀電阻器使用濺射的、以鎳鉻鐵合金為主要材質(zhì)的內(nèi)部端接，不含銀且通常也不包含任何其他貴金屬。這意味著鎳鉻鐵合金薄膜材料的價位比那些金、鈀或鉑含量更高的厚膜材料更為穩(wěn)定。

只有內(nèi)部端接不包含銀或銅質(zhì)材料的片狀電阻器，或者那些內(nèi)部端接由硫無法滲透的中間層加以保護的片狀電阻器，才能夠完全不受硫污染的影響。市場上存在具有競爭力的基于厚膜的解決方案，它們有一定防硫效果，但仍不能完全避免硫污染——時間一長，它們最終也會失效，變成開路。