贴片电阻常识
小小的贴片电阻是电路板上最常用的元件之一,虽然看起来很小,但是关于它却有一些基本的常识。
目前电子工业普遍使用的贴片电阻最早称为“矩形片状电阻”(Rectangular chip resistors),是由ROHM公司发明并最早推出市场的。
贴片电阻按生产工艺分厚膜(Thick Film Chip Resistors)、薄膜(Thin Film Chip Resistors)两种。 厚膜是采用丝网印刷将电阻性材料淀积在绝缘基体(例如玻璃或氧化铝陶瓷)上,然后烧结形成的。我们通常所见的多为厚膜片式电阻,精度范围±0.5% ~ 10%,温度系数:±50PPM/℃ ~ ±400PPM/℃。 薄膜是在真空中采用蒸发和溅射等工艺将电阻性材料淀积在绝缘基体工艺(真空镀膜技术)制成,特点是低温度系数(±5PPM/℃),高精度(±0.01%~±1%)。
贴片封装有:0201,0402,0603,0805,1206,1210,1812,2010, 2512。其常规系列的精度为5%,1%。阻值范围从0.1欧姆到20M欧姆。标准阻值有E24,E96系列。
贴片电阻各种封装的尺寸如下表所示
| 英制 (mil) |
公制 (mm) |
长(L) (mm) |
宽(W) (mm) |
高(H) (mm) |
| 0201 | 0603 | 0.60±0.05 | 0.30±0.05 | 0.23±0.05 |
| 0402 | 1005 | 1.00±0.10 | 0.50±0.10 | 0.30±0.10 |
| 0603 | 1608 | 1.60±0.15 | 0.80±0.15 | 0.40±0.10 |
| 0805 | 2012 | 2.00±0.20 | 1.25±0.15 | 0.50±0.10 |
| 1206 | 3216 | 3.20±0.20 | 1.60±0.15 | 0.55±0.10 |
| 1210 | 3225 | 3.20±0.20 | 2.50±0.20 | 0.55±0.10 |
| 1812 | 4832 | 4.50±0.20 | 3.20±0.20 | 0.55±0.10 |
| 2010 | 5025 | 5.00±0.20 | 2.50±0.20 | 0.55±0.10 |
| 2512 | 6432 | 6.40±0.20 | 3.20±0.20 | 0.55±0.10 |
可以看出,我们通常所说的0603等封装的贴片电阻,实际应按照公制的命名进行对应,才能从名称看出其实际尺寸。
对于不同的封装尺寸,贴片电阻所能承受的功率也是不同的,下表给出了对应关系:
| 封装 | 额定功率 @ 70°C |
最大工作电压 (V) |
||
| 英制 (mil) |
公制 (mm) |
常规功率系列 | 提升功率系列 | |
| 0201 | 0603 | 1/20W | / | 25 |
| 0402 | 1005 | 1/16W | / | 50 |
| 0603 | 1608 | 1/16W | 1/10W | 50 |
| 0805 | 2012 | 1/10W | 1/8W | 150 |
| 1206 | 3216 | 1/8W | 1/4W | 200 |
| 1210 | 3225 | 1/4W | 1/3W | 200 |
| 1812 | 4832 | 1/2W | / | 200 |
| 2010 | 5025 | 1/2W | 3/4W | 200 |
| 2512 | 6432 | 1W | / | 200 |
通过电阻的额定功率和标称阻值,就能算出电阻的额定电压。使用电阻时,不能超过这个额定电压,否则会降低其可靠性。在电源电路中使用时应特别小心,一般应考虑电阻的额定功率,比如限流取样电阻,通常会通过较大的电流,这时可使用多个电阻并联,以满足功率要求。
贴片电阻采用在表面印字的方法标识阻值,一般采用3或4位数字表示,最后一位数字表示10的N次方。对E-24系列的阻值,采用3位数字,如472表示47乘以10的2次方,即4.7k Ohm;对E-96系列的阻值,采用4位数字,如1131表示113乘以10的1次方,即1.13k Ohm;对1~10 Ohm的阻值,一般采用xRy的方式,如2.7 Ohm用2R7表示;1 Ohm以下的阻值,采用Rxy表示,如R27,表示0.27 Ohm。
贴片电阻的精度一般分为4级,即F级,±l%;G级,±2%;J级,±5%;K级,±10%。最常用的是1%和5%。
当贴片电阻过载时,有可能会失效。根据ROHM的试验资料,介绍了电阻因过载而失效的机理,当电阻过载时,会产生焦耳热,热量通过电阻的陶瓷基体向外耗散,如果产生的热量大于耗散的热量,会导致电阻体温持续升高,出现局部融化的现象,并最终导致电阻断开。
关于如何计算电阻的失效率。根据MIL-STD相关标准,贴片电阻的失效率可用下述公式表示:
λ = λb × λt × λP × λS × λq × λe
单位为106小时(114年),各参数的含义为:
λb 基本失效率
λt 温度系数
λP 功率系数
λS 功率应力系数
λq 质量系数
λe 环境系数
下面是系数的取值:
λb= 0.0037
λq= 3.0
λe= 1.0
λt, λp, and λs 可从MIL-STD标准中查找获得,最终可计算相应的MTBF。
产品开发过程中还可能用到0 Ohm电阻,理想的0 Ohm电阻是理想导体,不过实际的0 Ohm电阻还是具有一定的阻值的,比如ROHM一般承诺0 Ohm电阻的阻值最大为50毫欧。
