Keramikdickenfolien sind seit langem ein Hauptbestandteil elektronischer Anwendungen, aber sie beruhen auf zerbrechlichen Substraten, die anfällig für Risse oder Delamination sind.bietet eine Stahl-basierte Alternative für Anwendungen, die eine hohe Leistung erfordern, thermische Effizienz und mechanische Robustheit.
Keramische Dickefolienwiderstände sind zuverlässig, bevor Risse oder Delamination auftreten, aber das Risiko von Risse oder Delamination steigt erheblich, wenn die Ausrüstung schrumpft und die Leistungsdichte steigt.Biegen, Vibrationen oder thermische Kreisläufe von Leiterplatten können ihre Leistung und Zuverlässigkeit beeinträchtigen und zu möglichen Fehlschlägen vor Ort führen.
Traditionelle Keramikdickenfolien-Widerstände sind kostengünstig und weit verbreitet, aber ihre Substrate sind spröde und in rauen Umgebungen unzuverlässig.Edelstahl liefert ein hartes, aber leicht anpassungsfähiges Substrat, das mechanische Spannungen durch Biegen absorbieren kann, Vibrationen und Handhabung von Leiterplatten während der Montage, wodurch das Risiko von Rissen oder Delaminationen verringert wird.
Stahl-basierte Dickefolie (TFOS) -Widerstände bieten eine mechanisch robuste und thermisch effiziente Alternative zu anspruchsvollen Hochspannungskonstruktionen, bei denen selbst geringe Mengen von SchaltplattenbiegenSchwingungen, oder thermischer Kreislauf kann eine Verringerung der Leistung des Keramikwiderstands verursachen.
Bourns brachte Mitte 2025 seinen ersten TFOS-Widerstand TFOS30-150T auf den Markt (Abbildung 1). Mit TFOS hergestellte Komponenten verfügen über eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, eine hohe Leistungsdichte und eine hohe mechanische Haltbarkeit.für anspruchsvolle Anwendungen geeignetViele Leistungs- oder Hochenergie-Schaltkreise haben Einschränkungen in der Fähigkeit der Komponenten, Energiepulse zu absorbieren, zu zerstreuen und zu widerstehen, um Risse, Drift oder vorzeitige Ausfälle zu vermeiden.
Abbildung 1: Der TFOS30-150T von Bourns verwendet ein Edelstahl-Substrat, das zuverlässiger ist als dickenfolien-keramische Widerstände. (Bildquelle: Bourns Corporation)
Stahlsubstrate haben eine ausgezeichnete Wärmeabbauleistung, die die Leistungsabbaufähigkeit verbessern und in kleineren Verpackungen eine höhere Leistungsdichte erreichen kann.Auf dem gereinigten Substrat aus Edelstahl wird eine hochintegre Dielektrische Schicht aufgetragen, um zu verhindern, dass elektrische Energie durch den Stahl fließt.
Durch die Übertragung von Verarbeitungsleistung und Robustheit auf Widerstände können Konstrukteure die Verwendung von Wärmeabnehmern reduzieren, die Anzahl der Teile verringern und die Zuverlässigkeit vor Ort verbessern.Designer können in einem kleineren Raum höhere Leistung erzielen, ohne dass zusätzliche Kühlgeräte benötigt werden.
Im Herstellungsprozess von TFOS-Komponenten werden mit Hilfe der Siebdrucktechnologie dichte Filmleiter und Widerstandsmuster auf der dielektrischen Schicht gezeichnet.Das Material muss in einem Hochtemperaturofen gebrannt und verfestigt werden, um die Haftung und einen starken leitfähigen und widerstandsfähigen Weg zu gewährleisten.Abschließend wird der Leiter und Widerstand mit einer Schutzglasschicht bedeckt, um mechanischen Schutz, Umweltschutz und elektrische Isolierung von der zugrunde liegenden Schicht zu gewährleisten.
Fortgeschrittene Konstruktionsüberlegungen
TFOS-Widerstände verfügen über hohe Leistungs- und Impulsverarbeitungskapazitäten, sind kompakter und klein und können Leistungsvorteile unter rauen Bedingungen beibehalten.Dies ermöglicht es den Ingenieuren, strenge Anforderungen an Zuverlässigkeit und thermisches Management zu erfüllen, ohne die äußeren Abmessungen zu beeinträchtigen.
TFOS30-1-150T entspricht den Normen AEC-Q200 und eignet sich für Anwendungen in der Automobilindustrie wie Batteriespeichersysteme, Motorantriebe, Wechselrichter, Sensorplatten für Brennstoffzellenfahrzeuge,und andere Anwendungen, die eine hohe Leistung erfordern, thermische Steuerung und mechanische Robustheit.
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 densitiesEs kann sich an die Vorladungs- und Entladungsschaltkreise von Brennstoffzellfahrzeugen anpassen und ein effizientes Energiemanagement auch bei variabler Frequenz gewährleisten.Seine geringe Induktivität und strenge Toleranz sorgen für eine genaue Spannungsmessung, Strom und Temperatur im Brennstoffzellenstapel.
Der TFOS30-1-150T misst 4.000 Zoll lang x 2.756 Zoll breit (101,60 mm x 70,00 mm) und bietet anpassbare Endoptionen wie Lötkissen, Einfühler, Aufhängeleitungen,und EndkabelBourns behauptet, dass dieses flache und robuste Stahlsubstrat in verschiedenen Formen und Größen hergestellt werden kann, wobei die maximale Größe 406 mm x 406 mm beträgt.und kann an verschiedene maßgeschneiderte Layouts angepasst oder direkt auf Wärmeabbauoberflächen installiert werdenDesigner können auch andere Ohmwerte, Widerstandstoleranzen festlegen und mehrere Widerstände integrieren.
Der Widerstand beträgt 150 Ohm mit einer Toleranz von ± 10% und eine Präzisionsoptimierung.während bei der Verwendung eines Ventilators zum Kühlen des Heizkörpers, kann die Nennleistung 900 W erreichen, was sie für Anwendungen geeignet macht, die eine große Wärmeableitung erfordern. TFOS30-1-150T hat einen erweiterten Betriebstemperaturbereich von -55 ° C bis +125 ° C.Nach Angaben von Bourns kann TFOS extrem hohen Komponententemperaturen von bis zu 350 °C standhalten.