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How to use chip resistors smartly
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Standard Specification for surface mount chip resistors
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Technical FAQ
High Precision Thin Film Chip Resistors
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- RM-Serie
RM-Serie
Stabil, präzis, kompakt und hoch-integriert:
Dünnschicht-Widerständs-Netzwerke der RM-Baureihe von Susumu
Im Sortiment der Endrich Bauelemente GmbH sind Präzisionswiderstände des japanischen
Herstellers Susumu Co. Ltd. Tobias Jung, Produktmanager bei der Endrich Bauelemente GmbH,
erklärt die Vorzüge dieser Technologie und die damit verbundenen Vorteile für den Anwender.
Bild 1 - Produktbild
Wie wird die Präzision erreicht?
In Sachen Präzision in Form von engen Toleranzen und niedrigen
Temperaturkoeffizienten sind Widerstände der Dünnschichttechnologie denen
der Dickschichttechnologie um Faktoren voraus.
Dies liegt hauptsächlich in der Auswahl der Materialien: NiCr (Nickel-Chrom) oder
TaN (Tantalnitrid) an Stelle von RuO2 (Rutheniumoxid), wie es bei Dickschichtern
verwendet wird. Außerdem bewirkt der Verarbeitungsprozess eine größtmögliche
Ebenmäßigkeit und Gleichförmigkeit derWiderstandschichten.
Dickschichtwiderstände werden im Siebdruckverfahren produziert, indem eine
Paste auf Substrat aufgebracht wird; bei den Dünnschichtwiderständen geht das
Material durch einen Sputtering-Prozess (PVD – physical vapor deposition),
bei dem die Basismaterialien (z.B, Ni, Cr) in die Gasphase
überführt werden, wo sie anschließend als Niederschlag auf einem Substrat eine
hauchdünne jedoch sehr homogene „Dünnschicht“ ausbilden. Susumu wendet
dieses Verfahren seit über 50 Jahren als
Pionier auf dem Gebiet der Dünnschichtwiderstände erfolgreich an.
Bild2
Wie wird die Stabilität erreicht?
Die Dünnschicht-Methoden bringen auch Gefahren mit sich. So sind die kleiner 1μm dicken Schichten anfällig für Umwelteinflüsse wie z.B. sehr hohe oder sehr niedrige Temperaturen, Schadgase und hauptsächlich (Luft)-Feuchtigkeit. Langzeitstabilität ist bei Dünnschichtwiderständen aber besonders wichtig. Eine bewährte Methode, die Dünnschicht vor diesen Umwelteinflüssen zu schützen ist das Aufbringen einer Glaspassivierung mittels CVD (chemical vapor deposition) (Si2O3) (Bild2).
Reihe | Schutz | △R/R nach Alterungstests 85℃/85% r.H.,THB,typ. |
---|---|---|
RR | 2 x Epoxy | ±0.5% |
RG |
1 x Si2 O3 1 x Epoxy |
±0.05% |
URG |
1 x Si2 O3 1 x Epoxy |
±0.005% |
Bildunterschrift: Glaspassivierung bei Dünnschicht-Widerständen
Diese Schutzschicht wird in einem chemischen Prozess, bei dem eine strukturelle
Bindung der Materialien erfolgt, vor dem Eintrimmen der Ohmwerte aufgebracht.
Die Widerstände werden durch diese Si2O3 Schicht hindurch nachträglich mit Hilfe
von YAG Laser,
die das Material der NiCr Schicht oxidieren, getrimmt. Susumu ist dadurch in der
Lage, verschiedene Stabilitätsklassen anzubieten,
z.B. RR – Standardzuverlässigkeit, RG – Automobiltauglichkeit sowie URG – die
allerhöchste Zuverlässigkeitsstufe. Eine Übersicht der zu erwartenden
Werteveränderung (Drift) nach einem 1000 Stunden langen 85°C/85% r.H.
Alterungstests (THB – temperature, humidity, bias) bei den verschiedenen
Stabilitätsklassen veranschaulicht diese Tabelle:
Mit Fotolithografie zum Widerstandsnetzwerk
Ein kostengünstiger Ansatz nach dem Aufbringen der Dünnschicht auf das Substrat (bei Susumuhandelt es sich um Al2O3) ist es, die Schicht mittels Trimmschnitten auf den gewünschten Ohmwert einzutrimmen. Susumu bedient sich aus Zuverlässigkeitsgründen einer anderen Methode: Mittels einer Fotomaske, auf der zuvor optimierte Leiterbahnen abgedunkelt wurden, wird durch Fotolithografie nicht benötigtes Material oxidiert und damit zum Isolator gemacht. Übrig bleibt die gewünschte Leiterbahn, die sofort mit der o.g. Si2O3 Schutzschicht überzogen wird. [BILD 3] Das darauf folgende Trimmen findet minimalst und nur zur Feinabstimmung statt. Mit dieser Methode istSusumu in der Lage, ganze Widerstands-Netzwerke zu konzipieren.
BILD 3
Diese Methode bietet eine Vielzahl von Vorteilen:
- Neben Standardwerten sind auch kundenspezifische Werte bzw. Kombinationen realisierbar
- Neben Toleranz und TK der einzelnen Elemente ist auch deren Verhältnis (Ratio) definierbar
- Möglich sind Toleranzen bis ±0.05% (absolut) sowie ±0.01% (Ratio)
- Möglich sind Temperaturkoeffizienten bis zu ±5ppm (absolut) sowie ±0.5ppm (Ratio)
- ΔR/R nach Alterungstests 85°C/85%r.H., THB, typ ± 0.05% (±0.02% Ratio)
- Elemente können intern verschaltet oder isoliert werden
- Möglich sind Wertebereiche von 100 Ω - 500k Ω, (1:1 bis 1:500 Ratio)
Ideal für kundenspezifische Anwendungen
Die Produkte der RM Serie sind in unterschiedlichen Bauformen und internen Schaltungen verfügbar und eignen sich ideal zum Einsatz als
Spannungsteiler in Anwendungen, die eine hohe Präzision und Stabilität erfordern,
also z.B. in der analogen Messtechnik oder im Automotive-Bereich. Ebenso geeignet sind diese für Anwendungen, die einen möglichst linearen
Temperaturkoeffizienten über einen großen Temperaturbereich benötigen wie z.B. Automotive-Anwendungen oder Messtechnik,
die im Außenbereich eingesetzt wird.
Aufgrund der frei wählbaren Ohmwerte, Bauformen, Schaltungen und aufgrund der hohen Genauigkeit bieten sich die Bauteile auch für
kundenspezifische Lösungen an, die sich bereits ab Stückzahlen von 100 realisieren lassen. Für extreme Anforderungen an Lötstellenfestigkeit sowie
hohe Umgebungstemperaturbereiche z.B. für die Untertageförderindustrie wird Susumu dieseNetzwerke wie auch Einzelchip-Widerstände zukünftig
auch mit Goldkontaktierungen anbieten.
Weitere Informationen:
Datenblätter sind erhältlich unter https://www.endrich.com/susumu/rm_series_-_networks
Susumu Deutschland GmbH
Rahmannstrasse 11, 65760 Eschborn
Rufen Sie einfach an :+49-(0)6196-9698407
Susumu thin film product list
RG Series
Hochzuverlässige Dünnschicht-Chip- Widerstände Die RG-Serie ist beständig gegen Hitze und Feuchtigkeit Dank anorganischer Schutzschicht
RM Series
Stabil, präzis, kompakt und hoch-integriert: Dünnschicht-Widerständs- Netzwerke der RM-Baureihe von Susumu
RGA/RMA Series
Hochtemperatur-Dünnschicht-Chip-Widerstände
Die _-Serie arbeiten verlässlich bis Temperaturen von 230 °C
RG Series High Ohmic Value
Erweiterter Widerstandsbereich der RG-Serie eröffnet neue Anwendungsbereiche
Activity Contents
Technical Information
How to use chip resistors smartly
- 1.Basic knowledge of resistors
- 2.Manufacturing methods and characteristics of thin film resistors
- 3.Performance characteristics of thin film resistors
- 4.High precision and high reliability
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- 6.Application and recommended usage of thin film chip resistors
- 7.Application and recommended usage of small high power thin film ship resistors
Standard Specification for surface mount chip resistors
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Standard Specification for High frequency surface mount components
Smart usage of High Frequency Chip Components
Susumu Deutschland GmbH