鎳鉻和氮化鉭膜電阻在通信應用中的比較
通信行業(yè)的持續(xù)成功依賴于通信服務的可靠性。無論是數據、語音還是視頻,信息必須及時傳輸。服務的中斷或不可靠經常會促使客戶轉換到其它服務供應商。然而,通信設備制造商仍然在忽視無源器件的可靠性風險,特別是電阻器。
為什么會這樣呢？難道電阻不是僅僅完成簡單功能的簡單器件嗎？會出現什么問題？設計工程師或可靠性工程師將時間集中于電路板中心的硅集成電路而較少關注周圍的無源器件,這有什么不對的地方？在通信應用中,正如任何其它電子系統中一樣,電路的可靠性取決于最弱的地方。事實上,電阻器確實會影響電路的可靠性。
用來制造精確片狀電阻的材料有兩種：鎳鉻和氮化鉭（TaNFilM)。采用這兩種材料的電阻具有類似的性能特征,只有一點不同--那就是防潮性能。鎳鉻材料在水分存在時會溶解,通常會導致電阻器和電路出現災害性故障,而氮化鉭電阻則可抵抗水汽的侵蝕。
在二十世紀80和90年代,表面安裝片狀電阻被廣泛接受前,精確應用中通常采用金屬化孔安裝的模壓成型電阻。通孔安裝的分立電阻一直都是在圓柱形陶瓷上沉積薄膜電阻材料制造的。引線連接到陶瓷的兩端,柱狀電阻器件經過模壓或涂敷,從而制作出如圖1所示的被全面密封的產品。而圖2所示的片狀電阻僅在器件的一側是密封的。與全面密封不同,片狀電阻僅在包含薄膜材料的一側進行了涂層密封。盡管在制造時對電阻單元進行了保護性密封,但在許多電信應用所處的嚴酷室外環(huán)境來說,這種密封并不完全牢靠。
例如,室外機柜內線路卡上的一個片狀電阻會受到室外環(huán)境中溫度循環(huán)和濕度的影響。如果線路卡所處的位置是美國中西部,年溫度極限值可從-20oF直到超過+100oF。當冷空氣來臨或暴風雨時,短時間的溫度波動就會達到50o。
當線路卡暴露在這種溫度環(huán)境中時,在電阻焊接到印刷電路板的地方會出現機械應力。有機的PC板材料與陶瓷片狀電阻的膨脹和收縮系數不同。FR-4 PC板材料的溫度膨脹系數(Tce)約為16 ppm/℃,而陶瓷材料的Tce僅約7 ppm/℃。不同的膨脹和收縮速度會導致在電阻焊接點的應力,從而使電阻片在熱循環(huán)過程中出現撓曲。
