在很多高電流和高電壓領(lǐng)域電阻起到的作用非常的大，可以有效的緩解電流電壓過大產(chǎn)生的熱量和應(yīng)力，幫助元器件更好的正常運(yùn)行。今天小編就來分享一些電阻為何使用陶瓷基板？電阻陶瓷基板一般都有哪些？

一，陶瓷基板的優(yōu)異性能讓電阻陶瓷基板受用廣泛

陶瓷基板采用高純度無機(jī)材料為原料，經(jīng)過精確控制化學(xué)組成及均勻度，再經(jīng)過一定方式成形，最后高溫?zé)Y(jié)而成，其具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度、低介電常數(shù)、低熱膨脹系數(shù)、高熱導(dǎo)率、良好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。

陶瓷基板的優(yōu)異性能

無論是薄膜還是厚膜電阻，陶瓷基板的機(jī)械性能和電器性能對電阻的膜層很大的影響作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

 陶瓷基板的介電損耗

      對于基板材料來說，還有一個(gè)重要特性——介電損耗。其由介電材料中極化電流滯后電壓相位角的正切來表征，它與信號頻率和電路分布參數(shù)C、R的關(guān)系是：

δ稱為損耗角。δ值大，信號會以發(fā)熱的形式發(fā)送損耗，甚至消失，對于高頻應(yīng)用來說，介電損耗極為重要。

       陶瓷基板的表面粗糙度

表面粗糙度，是指連續(xù)表面上峰點(diǎn)、谷點(diǎn)與中心線的平均偏差，用Ra表示，單位為um。表面粗糙度越小，則表面越光滑。而表面粗糙度參數(shù)，對電阻膜層的連續(xù)性有重要影響。舉一個(gè)極端例子：對于薄膜電阻器而言，若薄膜膜層厚度僅為200?~400?（0.02um~0.04um），此厚度的膜層覆蓋在1um（10000?）的粗糙表面上，電阻元素沿高山和深谷蔓延，而非均勻分布，結(jié)果是電阻器的實(shí)際阻值和標(biāo)稱阻值差異很大，有較大可能形成不完全的、斷裂的、有裂紋的不連續(xù)膜。

陶瓷基板的熱導(dǎo)率

一些大功率應(yīng)用中，要求陶瓷基板具有很好的散熱性能，需要采用高熱導(dǎo)率基板，如AlN基板和BeO基板等。對于電阻而言，采用高熱導(dǎo)率基板可以實(shí)現(xiàn)相同尺寸下更大的額定功率。

介電常數(shù)

信號傳輸速度v與基板介電常數(shù)的平方根成反比。因此，對于高速回路，要求基板有更低的介電常數(shù)。

熱膨脹系數(shù)

對于不同元件，對熱膨脹系數(shù)要求不同。對于半導(dǎo)體芯片，要求基板的熱膨脹系數(shù)與Si越接近越好，因此可以大大降低大規(guī)模集成電路運(yùn)行-停止溫度循環(huán)中產(chǎn)生的應(yīng)力，此應(yīng)用一般采用SiC基板。對于金屬箔電阻而言，箔片的熱膨脹系數(shù)與陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)需經(jīng)過嚴(yán)格的測算和匹配，才能實(shí)現(xiàn)極低的溫度系數(shù)，因此基板的熱膨脹系數(shù)是重點(diǎn)考量的因素。

電阻陶瓷基板一般常用的分為哪些？

電阻氧化鋁陶瓷基板：

1. 從現(xiàn)實(shí)情況來看，電阻器中使用最廣泛的是Al2O3基板，同時(shí)其加工技

術(shù)與其他材料相比也是最先進(jìn)的。按含氧化鋁(Al2O3)的百分?jǐn)?shù)不同可分為：75瓷、96瓷、99.5瓷。氧化鋁含有量不同，其電學(xué)性質(zhì)幾乎不受影響，但是其機(jī)械性能及熱導(dǎo)率變化很大。純度低的基板中玻璃相成分較多，表面粗糙度大。純度越高的基板，越光潔、致密、介質(zhì)損耗越低，但是價(jià)格也越高。所以薄膜電阻和厚膜電阻，他們所采用的氧化鋁基板也不完全相同。

      2.電阻氮化鋁陶瓷基板：

氮化鋁陶瓷是以氮化鋁粉體為主晶相的陶瓷。相比于氧化鋁陶瓷基板，絕緣電阻、絕緣耐壓更高，介電常數(shù)更低，其熱導(dǎo)率是Al2O3的7~10倍，熱膨脹系數(shù)（CTE）與硅片近似，這對于大功率半導(dǎo)體芯片至關(guān)重要。在生產(chǎn)工藝上，AlN熱導(dǎo)率受到殘留氧雜質(zhì)含量的影響很大，降低含氧量，可明顯提高熱導(dǎo)率。目前工藝生產(chǎn)水平的熱導(dǎo)率達(dá)到170W/(m·K)以上已不成問題。

以下是圖2：AIN氮化鋁陶瓷基板熱導(dǎo)率與原料中氧含量的關(guān)系以及圖3|：氮化陶瓷基板與氧化鋁陶瓷基板特性對比。

3.關(guān)于氮化鈹陶瓷基板：

      氧化鈹基板的熱導(dǎo)率是Al2O3基板的十幾倍，適用于大功率電路，而且介電常數(shù)又低，可用于高頻電路。BeO基板一般用作大功率微波散熱基板。缺點(diǎn)是BeO粉塵與蒸汽的毒性對人體傷害很大，存在環(huán)境污染問題。因此現(xiàn)在多用氧化鋁陶瓷基板和氮化鋁陶瓷基板。

                                                                                                                                   部分?jǐn)?shù)據(jù)來源：開步電子微服平臺