技术文章
开发趋势
高密度贴装
智能手机和可穿戴设备大量使用0402规格(0.4mm×0.2mm)的电子部件。但是,由于必须在有限的空间中进一步实现高功能化,需求已不再局限于单纯的贴片尺寸的小型化,元件复合化的需求愈发高涨。贴装技术方面,无焊脚贴装使窄间隔相邻贴装得以实现,提高了贴装密度。而且,不只是单独的电阻器,网络电阻器可能也会向小型化、在元件底面配置电极的区域阵列贴装发展。
另外,作为实现高密度贴装的方法,DES(Device Embedded Substrate)技术的开发正进行地如火如荼。DES技术的思路是在基板中嵌入元件、三维配置元件,可以采用在基板制造过程中嵌入元件、运用印刷技术制作基板内层以取代嵌入元件等许多方法。本公司已经推出了EPD(Embedded Passive Device)类型的基板内置用电阻器XR73
高精度化
实现手提设备的功率管理功能,需要正确测量通过电路的电流。测量电路电流一般是在电路中插入串联的电流检测用电阻器,通过测量其两端的电压,可以求出通过电阻器的电流。但以智能手机为例,待机时与操作应用程序等消耗大功率时相比,通过的电流相差100倍以上,因为必须正确测量出任何情况下的电流,电流检测用电阻器不仅要具备高精度,为了不易受温度变化影响,还需要电阻温度系数小。本公司的厚膜型低阻值电阻器UR73, SR73拥有 10mΩ~10Ω等多种类型,还备有电阻温度系数达±100 x10-6/K 的产品。
而且,笔记本电脑的CPU电源虽然使用DC-DC换流器,但因为需要具备能够追随CPU负荷波动的输出稳定性,所以切换速度非常快。因此,DC-DC换流器的控制电路所使用的电子部件的寄生电感因素,会对其产生很大的影响。故而需要使用低寄生电感的电流检测用电阻器。
本公司的金属板片式低阻值电阻器TLR系列的寄生电感非常小,能实现高精度的电流检测。
可靠性
汽车电子设备所处的环境较恶劣,因此对于高可靠性的要求较高。特别是在发动机周围,设备必须在接触高温、高湿、剧烈振动、灰尘及其他化学物质等的环境下,长时间发挥功能。因此,电阻器不仅需要耐热性、耐湿性、耐硫化性优异,还需要确保与基板的接合牢固可靠,以耐受重复产生的热应力和强烈振动。
支持高电压
LCD投影仪、一体机等设备的电源都使用高电压,驱动电路所使用的电子部件需要具备较高的最高使用电压。而且,电动汽车和混合动力汽车等车辆的电源电路也使用高电压,因此电阻器的最高使用电压同样需要支持高电压。
高电压用电阻器HV73、RCR
无铅
在过去,电子电路基板使用有铅焊锡,也就是铅与锡的合金,但铅对人体有害,而且危害自然环境,因此近年来,焊锡的无铅化日益普及。欧洲还通过RoHS指令,自2006年7月开始禁用铅等6类有害物质,日本、中国等非欧洲国家也加强了限制,为适应上述趋势,本公司正在通过电阻器端子无铅化等各项措施,努力削减环境负荷物质。
电阻器需要解决的课题
0201规格电阻器的贴装可靠性
高精度安装非常小的元件,不仅需要基板设计、高精度焊膏印刷技术、元件安装技术,元件的形状也需要具备非常高的精度而且稳定。另外,对于载带的精度也有要求。
支持高电压、高可靠性
为了支持更高的电压、实现更高的可靠性,电阻体材料本身也需要进行改良。
完全无铅化
对于现在的无铅化,电阻器电极电镀已经普遍不再使用含铅焊锡,在今后,电阻器的皮膜、保护膜、内部连接焊锡等也都需要实现无铅化。
技术展望
电阻器的小型化如今已接近极限,如上所述,在今后,与电阻器、电容器、电感器等EPD或半导体EAD(Embedded Active Device)组合的DES(Device Embedded Substrate)估计会愈发普及。而且,为了实现高速传输/高速处理,过去只使用电信号的电路可能会与光信号融合,实现电路光路混载,包含光元件的DES也将成为研究的对象。
另外,由于贴装所需要的密度更高,在相同尺寸下增大功率的需求越来越多,对于在过去降额比较充裕的电阻器,令降额捉襟见肘的使用方法也在逐年增加。为了适应这些变化,在改良电阻器本身的同时,还必须对电阻器应当具备的额定功率、贴装方法、推荐图案等进行研究。作为其中的一项举措,我们正在开展将表面贴装型的负荷减轻特性曲线从环境温度变更为端子部温度的活动。
术语释义
*EPD: Embedded Passive Device 基板内置用无源元件
*EAD: Embedded Active Device 基板内置用有源元件
*DES: Device Embedded Substrate 元件内置基板