Технология встраивания пассивных компонентов Часть 3

Способность работы при заданной мощности

Способность работы при заданной мощности тонкопленочного встроенного резистора — это вопрос управления тепловым режимом, где наблюдается зависимость от размера и формы резистора и конструкции печатной платы. Относительно низкая температура разложения органики определяет важность управления тепловым режимом.

Стабильная передача тепла по плате определяется формулой (3). А стабильная конвекция тепла с платы формулой (4):

Взаимозависимость критического тока и размера резистора показана на рис. 12. На графике видно, что способность тонкопленочного резистора рассеивать тепло зависит от его длины и ширины, а также от размера резистора. Чем меньше ширина и длина, тем выше плотность критической мощности, потому что путь прохождения тепла до окружающей среды короче. При увеличении размера резистора плотность критической мощности снижается, хотя общая мощность увеличивается из-за большего физического размера резистора, это указывает на то, что отношение между общим рассеиванием мощности и размером тонкопленочного резистора нелинейно. Было определено, что резистор должен работать на уровне мощности не более 30–40% от критической мощности, чтобы удерживать низкую температуру резистора без значительных изменений в сопротивлении.

Изменение сопротивления тонкопленочного резистора при различных нагрузках показывает следующее: при увеличении подачи мощности температура тонкопленочного резистора повышается, что в свою очередь приводит к изменению сопротивления. При различных плотностях мощности изменение сопротивления, рассчитанное из нагрузки и размера резистора, показано на рис. 13, 14. Были оценены оба материала резистора — NiCr и никель-хром-алюминий-силикат (NiCrAlSi). На рис. 13 изменение сопротивления происходит из-за силовой нагрузки и последующего изменения температуры и зависит от теплового коэффициента сопротивления материала (TCR). Это изменение сопротивления реверсивно при охлаждении резистора.

Далее приводится пример расчета с помощью калькулятора резистора Ticer для определения размера резистора на основе следующих параметров:

·         необходимое значение резистора: 100 Ом,

·         необходимая мощность: 200 мВт,

·         использумая тонкопленочная фольга: 25 Ом/кВ.

Для того чтобы получить значение 100 Ом, нужно четыре квадрата в 25 Ом.

Формула мощности для 25 Ом/кВ определяется как (формулы 7 и 8). Расчет ширины и длины резистора проводится по формуле (9)