Metallische Dünnschichtwiderstände

Metallische Dünnschichtwiderstände gehören zu den Hidden Champions einer Platine, ohne die nichts funktioniert, die aber selten im Rampenlicht stehen. Mit unserer Themenreihe wollen wir das ändern. (Quelle: Hüthig/Susumu)

Die meisten elektronischen Baugruppen haben eine zentrale Komponente, die auf den ersten Blick ihre Leistungsfähigkeit definiert. Das kann zum Beispiel ein FPGA oder ein Embedded-Prozessor für die nächste Generation an Rechenzentren oder auch ein GaN-HEMT für Hochfrequenzanwendungen, ein Image-Sensor für hochauflösende Bildgebung oder ein SiC-MOSFET für noch kleinere, aber effizientere Stromversorgung sein.

Aber keiner dieser Stars auf der Platine kann ohne die Hidden Champions an der Peripherie funktionieren. Passive Bauelemente, Kühlkörper, Kabel, Stecker und einfachere Logikbausteine werden immer wieder gern übersehen oder gelten als „langweilig“, sind aber essenziell wichtig. Mit der ersten Ausgabe der Themenreihe wollen wir genau diese Hidden Champions ins Rampenlicht rücken. Den Anfang machen die metallischen Dünnschichtwiderstände der URG-Serie von Susumu. Die metallischen Dünnschichtwiderstände der Serie URG bieten Langzeitstabilität für Anwendungen im Industrie- und Medizinbereich. Ausgelegt sind die SMD-Chipwiderstände für Temperaturen bis +155 °C.

Was sind Dünnschichtwiderstände

Dünnschichtwiderstände bestehen aus einem Keramiksubstrat und einer darauf abgeschiedenen Metallschicht mit einer Dicke zwischen 5 nm und 25 nm. Sie ermöglichen höhere Widerstandswerte pro Flächeneinheit als Draht- oder Folienwiderstände und sind zudem preisgünstiger. Dadurch sind Dünnschichtwiderstände recht kostengünstige und platzsparende Lösungen für Anwendungen, die hohe Widerstandswerte und mittlere Genauigkeit erfordern.

Für die verschiedenen Wertebereiche von Dünnschichtwiderständen gibt es verschiedene Schichtdicken . Zur Erhöhung der Stabilität werden Dünnschichtwiderstände künstlich gealtert. Je nach Schichtdicke (Widerstandswertebereich) kommen dafür unterschiedliche Prozesse zum Einsatz. Durch die chemisch/mechanische Alterung bei erhöhter Temperatur oxidiert außerdem die Widerstandslegierung.

Wegen ihrer geringen Metallmasse sind Dünnschichtwiderstände außerdem wesentlich empfindlicher für Selbstätzung in feuchter Umgebung.

SMD-Dünnschichtwiderstände

Die Widerstände der URG-Serie zeichnen sich durch sehr geringe Toleranzen und hohe Zuverlässigkeit aus. Eine anorganische Passivierung der Produktreihe schützt sie nachhaltig gegen eine Sulfurisierung und sorgt so für einen langfristig konstanten Widerstandswert. Zu den Anwendungsgebieten der Dünnschichtwiderstände gehören die industrielle Messtechnik, elektrische Waagen, medizinische Applikationen und besonders präzise Sensorik. Die Widerstandstoleranzen der Bauelemente liegen bei ±0,01 Prozent. Ihr Temperaturkoeffizient beträgt ±1 ppm/°C. Weiterhin halten sie für mindestens 5 s einer Überlastung mit dem 2,5-fachen ihrer Nennspannung Stand. Selbst bei besonders rauen Bedingungen, wie zum Beispiel einer hohen Umgebungstemperatur von bis zu +85 °C und bei einer Luftfeuchtigkeit von 85 Prozent überstehen die Widerstände wechselnde Schaltzyklen für mindestens 1000 Stunden. Auch ausgeprägte Temperaturwechsel von -65 auf 150 °C halten die Widerstände der URG-Serie für mindestens 100 Zyklen stand.

Themenreihe: Hidden Champions der Elektronik

Hidden Champions
(Bild: Hüthig)

In unserer Themenreihe Hidden Champions der Elektronik widmen wir uns den Komponenten, die selten im Rampenlicht stehen. Denn die Stars einer Platine können  ohne die Hidden Champions an der Peripherie nicht funktionieren. Passive Bauelemente, Kühlkörper, Kabel, Stecker, einfachere Logik-ICs etc. werden immer wieder gern übersehen oder gelten als „langweilig“, sind aber essenziell wichtig. Genau um solche Hidden Champions geht es hier.

Bei der URG-Serie handelt es sich um eine verbesserte Version der RG-Dünnschicht-Chipwiderstände. Die maximale Drift unter Lastlebensdauerprüfung liegt laut Hersteller bei maximal 0,02 Prozent. Die Chipwiderstände sind rauscharm durch NiCr-Dünnschichttechnologie mit -25 dB bis -35 dB bei einer Frequenzleistung von bis zu 1 GHz. Ihr Betriebsspannungsbereich liegt bei 100 V bis 300 V, der Beriebstemperaturbereich reicht von -55 bis 155 °C.

Bei den URG-Bauelementen handelt es sich um SMD-Widerstände, für die eine Montage im Reflow-Lötverfahren vorgesehen ist. Sie lassen sich für mindestens 30 s einer Löttemperatur von +235 °C aussetzen. Die Zuverlässigkeit der Bauelemente wurde gemäß MIL-PRF-55342/JIS C5201-1 betätigt. Sie erfüllen auch die AEC-Q200-Compliant-Richtlinie für passive Elektronikkomponenten, sind blei- und halogenfrei sowie RoHS-konform. Erhältlich sind die metallischen Dünnschicht-widerstände der URG-Serie in den Abmessungen 1,6 mm × 0,8 mm (Serie URG1608) oder 6,4 mm × 3,2 mm (Serie URG6432).

Damit endet die erste Ausgabe unserer Hidden Champions. In nächsten Teilen geht es beispielsweise um RTC-Module, PhotoMOS-Relais und weitere wichtige Bauteile.

Kenndaten der URG-Serie

  • Drift <±0,02 % nach MIL-PRF-55342 / JIS C5201-1
  • TCR bis ±1 ppm/°C
  • Betriebstemperaturbereich von -55 °C bis +155 °C
  • Rauschunterdrückung von -25 dB bis -35 dB
  • Betriebsspannungsbereich von 100 V bis 300 V
  • Schwefelbeständig
  • RoHS- und AEC-300-konform

Kostenlose Registrierung

Bleiben Sie stets zu allen wichtigen Themen und Trends informiert.
Das Passwort muss mindestens acht Zeichen lang sein.
*

Ich habe die AGB, die Hinweise zum Widerrufsrecht und zum Datenschutz gelesen und akzeptiere diese.

*) Pflichtfeld

Sie sind bereits registriert?

Unternehmen

Susumu Deutschland GmbH

Frankfurter Strasse 63-69
65760 Eschborn / Germany
DE