片状电阻器

我们现在大多数字电路设计中使用的是片状电阻（对模拟不熟），它就有非常明显的优点，足以在大多数硬件电路设计中成为“理想”电阻器：外观尺寸均匀且小型化（寄生电容、电感小），耐潮湿，耐高温（环境适应性好），可靠度高，精度高且温度系数与阻值公差小等等。

片状电阻器按生产工艺，可分为：厚膜（Thick Film）和薄膜（Thin Film）两种。

1，薄膜和厚膜电阻器

薄膜和厚膜电阻的整体结构基本一样，如果没有安装氪金狗眼的话是无法区分的，它们主要差别在于电阻导电层材料的不同，咱们先从定义下手，来看看薄膜与厚膜电阻器的差别。

薄膜电阻器：是用真空蒸发、磁控溅射等工艺方法将电阻率材料（镍化铬）蒸镀于基底绝缘材料（氧化铝陶瓷，硅或玻璃）表面制成，厚度约0.1um，然后通过光刻工艺将薄膜蚀刻成一定的形状。

这种光刻工艺十分精确，可以形成复杂的形状，薄膜电阻精度可以做得非常高。

厚膜电阻器：是指采用厚膜工艺印刷（氧化钌或其他合金的糊状物）而成的电阻，一般采用丝网印刷或模板印刷工艺；厚度约为100um。

就是一坨粑粑糊在陶瓷基板上，不过手艺还不错，能达到um级别；电阻浆料基于钌，铱和铼的氧化物，也被称为金属陶瓷（陶瓷 - 金属）。

我们看到薄膜电阻器的薄膜厚度控制更精确，镀层也容易切割便于制造高精度电阻器；而厚膜电阻器的电阻材料金属颗粒分布很难做到非常均匀，而且印刷厚度的控制也相对更难，最后成型为玻璃状晶体，加工难度大（有徒手碎玻璃经验的同学知道，玻璃受力容易裂开），这些因素使得厚膜电阻精度相对更低。

具体关于薄膜和厚膜电阻器的分析，如下所示：

1. 薄膜电阻器的缺点主要就是贵，其它优点如下所示：

1, 材料相对更均匀（便于电阻值的设计），制造工艺更加可控，它还可以通过光刻或者激光修正，产生图案增加电阻路径并校准电阻值，所以薄膜电阻阻值可以做到0.1%甚至0.01%；

2, 可选用非常低温度系数（TCR）的导电材料，使得电阻器阻值随温度变化非常小，阻值稳定可靠；

3, 一般应用于精密应用：各类仪器仪表，医疗器械，电源，电力设备，电子数码产品等。

2. 厚膜电阻器的特点如下所示：

1, 厚膜电阻通过合金导电材料和绝缘体材料混合的糊状物质，印刷到陶瓷基板上烧制而成；其烧制成后的导电材料类似玻璃，难于切割控制阻值；所以厚膜电阻一般精度较差：10%，5%，1%是常见精度；

将电阻层在850℃下印刷到基板上烧制糊剂后变成玻璃状，使其能很好地防潮。

2, 厚膜电阻导电材料为粑状物质，其温度系数(TCR)上很难控制，一般较大；

TCR（ppm/℃）是一个不容忽视的微小参数，1%的普通电阻的TCR系数在几千ppm/°C范围内，整体阻值的变化与电阻的材料、实际功率以及物理尺寸相关。

3, 但是厚膜电阻成本非常低，迄今为止电气和电子设备中使用最多的电阻器。

单板上常用的0402/0603/0805/1206等封装贴片电阻器，一般都是厚膜电阻。

3. 薄膜电阻器与厚膜电阻器的电阻层对比，如下图所示；

1, 薄膜电阻器相对于厚膜电阻器的电阻层更加均匀，容易制作高精度、稳定的电阻；

2, 薄膜电阻器的电阻层有其最佳厚度的要求，如果薄膜电阻的电阻层太薄则更容易被氧化，并严重影响其温度系数（TCR）；

薄膜电阻器对电阻层厚度的要求严重影响了薄膜电阻的阻值范围，且大阻值薄膜电阻的退化率也非常高。

3, 厚膜电阻依靠玻璃基体中金属粒子间的接触形成电阻，这些触点构成完整电阻；

工作中的热应变会中断接触，阻值会随着时间和温度持续增加，其稳定性较差。

4, 厚膜电阻结构中成串的电荷运动，粒状结构使厚膜电阻产生较高的电流噪声，相同尺寸下，电阻值越高（金属成分越少），噪声越高，稳定性越差；

因为厚膜电阻中的自由电子受到电场力的作用下，在运动过程中碰撞的概率（杂质颗粒多）远大于薄膜电阻，所以电子运动更加杂乱，噪声更大。

5, 厚膜电阻结构中的玻璃成分在电阻加工过程中形成玻璃相保护层，因此厚膜电阻的抗湿性高于薄膜电阻，更不容易被氧化。

薄膜电阻器与厚膜电阻器的参数对比如下图所示，我们看到薄膜电阻是作为：精密型电阻和高频型电阻的非常好选择。而厚膜电阻器价格便宜，小型化，寄生电感/电容小，足以满足一般的数字电路硬件设计中对于电阻器的要求。