Fehlerarten des Chip-Widerstands
Schäden an Dickschicht-Widerständen aufgrund von Überspannungen
Eine Überspannung ist eine hohe Spannung (Strom), die plötzlich auf den Stromkreis wirkt. Die bekanntesten Beispiele sind Blitze und elektrostatische Aufladung.
Wenn eine Stoßspannung (Strom) an einen Widerstand angelegt wird, kann dies die Widerstandseigenschaften aufgrund der übermäßigen elektrischen Spannung beeinflussen oder zu Schäden führen (im schlimmsten Fall).
Erhöhung der Störfestigkeit gegen Überspannungen
Eine Methode, die Störfestigkeit gegen Überspannungen zu erhöhen wird nachfolgend beschrieben.
- Setzen Sie Materialien mit höherer Störfestigkeit gegen Überspannungen ein
- Erhöhen Sie den Abstand zwischen den Elektroden. Das dadurch entstehende sanftere Potentialgefälle reduziert die Gefahr von Chip-Schäden.
Durch die Vergrößerung des Chips wird der Abstand zwischen den Elektroden vergrößert und damit eine erhöhte Störfestigkeit erreicht, aber eine größere Fläche beansprucht.
Für Gruppen mit zu kleiner Platinenfläche, die eine Miniaturisierung benötigen, aber gegen Überspannung schützen sollen
Überspannungsschutz-Chip-Widerstände bieten eine erhöhte Störfestigkeit gegen Überspannung in kompakter Größe.
ESD Test (entspricht dem japanischen Elektronikindustrieverband EIAJ) Modellaufbau
| Typ | Abmessungen | Garantierter Überspannungsschutz |
|---|---|---|
| ESR01 | 1005 mm (0402 inch) |
2 kV |
| ESR03 | 1608 mm (0603 inch) |
3 kV |
| ESR10 | 2012mm (0805 inch) |
3 kV |
| ESR18 | 3216 mm (1206 inch) |
3 kV |
| ESR25 | 3225 mm (1210 inch) |
5 kV |
| LTR10 | 2012 mm (0805 inch) |
3 kV |
| LTR18 | 3216 (1206 inch) |
3 kV |
| LTR50 | 5025 mm (2010 inch) |
3 kV |
| LTR100 | 6432 mm (2512 inch) |
3 kV |
ROHM Überspannungsschutz-Chip-Widerstände:
- Einsatz von Materialien mit erhöhtem Überspannungsschutz
- Anwendung eines ROHM-eigenen Widerstanddesigns, das die Schäden am Chip durch ein sanfteres Potentialgefälle reduziert.
ROHMs Überspannungsschutz-Chip-Widerstände zeichnen sich durch hohes Leistungshandling und eine neue Bauteilform aus. So wird eine höhere Nennleistung erreicht als bei konventionellen Modellen.
| Abmessungen | ESR-Serie | MCR-Serie |
|---|---|---|
| 1005 | 0,2 W | 0,063 W |
| 1608 | 0,25 W | 0,1 W |
| 2012 | 0,4 W | 0,125 W |
| 3216 | 0,33 W | 0,25 W |
| 3225 | 0,5 W | 0,25 W |
| 5025 | - | 0,5 W |
Die ROHM-Serien ESR und LTR bieten verbesserte Überspannungsschutzeigenschaften und eine höhere Nennleistung bei gleicher Bauteilgröße.
Produktpalette
| Art.- Nr. |
Ab- mes- sungen |
Nenn- leis- tung (70℃) |
Maximale Bauteil Spannung (V) |
Widerstands- toleranz |
Widerstands- temperatur- koeffizient (ppm/℃) |
Widerstand- swert |
Betriebs- temp. Bereich (℃) |
Automotive- qualifiziert (AEC-Q200) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SDR-Serie | ||||||||
| NeuSDR03 | 1608 | 1/4 W （0,25 W） |
150 | J（±5 %） | ±200 | 1～10MΩ（E24-Serie） | －55～ ＋155 |
Ja |
| F（±1%） | ±200 ±100 |
1～9,76 Ω（E24,96-Serie） 10～10MΩ（E24,96-Serie） |
||||||
| D（±0,5 %） | ±100 | 10～1MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| ESR-Serie | ||||||||
| ESR01 | 1005 | 1/5 W （0,2 W） |
50 | J（±5 %） | ＋500/－250 ±200 |
1Ω～9,1Ω（E24-Serie） 10 Ω～10 MΩ（E24-Serie） |
－55～ ＋155 |
Ja |
| F（±1 %） | ±100 | 10 Ω～976 kΩ（E24,96-Serie） 1M Ω～2,2 MΩ（E24-Serie） |
||||||
| ESR03 | 1608 | 1/4 W （0,25 W） |
150 | J（±5 %） | ±200 | 1Ω～10 MΩ（E24-Serie） | Ja | |
| F（±1 %） | ±200 ±100 |
1Ω～9,76 Ω（E24,96-Serie） 10 Ω～10 MΩ（E24,96-Serie） |
||||||
| D（±0,5 %） | ±100 | 10Ω～1MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| ESR10 | 2012 | 2/5 W （0,4 W） |
150 | J（±5 %） | ±200 | 1Ω～30MΩ（E24-Serie） | Ja | |
| F（±1 %） | ±100 | 1Ω～10MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| D（±0,5 %） | ±100 | 10 Ω～1MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| ESR18 | 3216 | 1/3 W＊1 （0,33 W） |
200 | J（±5 %） | ±200 | 1 Ω～15 MΩ（E24-Serie） | Ja | |
| F（±1 %） | ±100 | 1 Ω～10 MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| D（±0,5 %） | ±100 | 10 Ω～1 MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| ESR25 | 3225 | 1/2 W＊1 （0,5 W） |
200 | J（±5 %） | ±200 | 1 Ω～10 MΩ（E24-Serie） | Ja | |
| F（±1 %） | ±100 | 1 Ω～10 MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| D（±0,5 %） | ±100 | 10 Ω～1 MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| LTR-Serie | ||||||||
| LTR10 | 2012 | 1/4 W （0,25 W） |
150 | J（±5%） | ±200 | 1 Ω～1 MΩ （E24-Serie） | －55～ ＋155 |
Ja |
| F（±1%） | ±100 | 1 Ω～1 MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| D（±0,5%） | ±100 | 10 Ω～1 MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| LTR18 | 3216 | 3/4 W （0,75 W） |
200 | J（±5%） | ±200 | 1 Ω～1 MΩ（E24-Serie） | Ja | |
| F（±1%） | ±100 | 1 Ω～1 MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| D（±0,5%） | ±100 | 10 Ω～1 MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| LTR50 | 5025 | 1 W | 200 | J（±5%） | ±200 | 1 Ω～1 MΩ（E24-Serie） | Ja | |
| F（±1%） | ±100 | 1 Ω～1 MΩ （E24,96-Serie） | ||||||
| D（±0,5%） | ±100 | 10 Ω～1 MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
| LTR100 | 6432 | 2 W | 200 | J（±5%） | ±200 | 1 Ω～1 MΩ（E24-Serie） | Ja | |
| F（±1%） | ±100 | 1 Ω～1 MΩ （E24,96-Serie） | ||||||
| D（±0,5%） | ±100 | 10 Ω～1 MΩ（E24,96-Serie） | ||||||
※E24：Standardprodukt／ E96：Spezialanfertigung
※Wenden Sie sich bitte für Handelsprodukte an einen ROHM-Vertreter
Resistance Failure Due to Solar Cracks
Wie entstehen Risse in der Lötverbindung?
Chip-Widerstände werden mithilfe von Lot auf Platinen befestigt, sodass sie vielfältig eingesetzt werden können. So ist ein Betrieb bei hohen (>100°C) und niedrigen (<-40°C) Temperaturen möglich.
Es gibt Unterschiede bei den Schrumpfungsgraden (Wärmeausdehnungskoeffizient) zwischen Aluminiumoxidträger (wird als Basis in Dickschicht-Widerständen verwendet) und Fr-4-Epoxidharz (wird typischerweise für Platinen verwendet). Diese Unterschiede können bei wiederholten Temperaturschwankungen zu übermäßiger Beanspruchung führen, wodurch am Übergang zwischen den Materialien Risse in den Lötverbindungen entstehen können.
| Material | Wärmeausdehnungskoeffizient (10-6/℃) |
|---|---|
| Aluminiumoxid | 7,1 |
| FR-4 （Glas Epoxidharz） |
14 |
※Für die Abbildung hervorgehoben
※Foto eines Dickschichtwiderstandes
Aufgrund der Belastung durch Zusammenziehen und Ausdehnen des Chips wird ein größerer Abstand zwischen den Elektroden oder ein größeres Chipformat als nachteilig erachtet.
Preventing Solder Cracks
Risse in der Lötverbindung können vermieden werden, wenn der Abstand zwischen den Elektroden oder die Chip-Größe reduziert wird.
Allerdings gibt es oft einen Zusammenhang zwischen elektrischen Eigenschaften wie Chip-Größe, Nennleistung und maximaler Bauteilspannung.
Normalerweise nehmen die Kennwerte mit kleiner werdenden Bauteilgröße gleichermaßen ab.
Improve Junction Reliability
Einige Nutzer wünschen sich zuverlässigere Verbindungsstellen, damit Risse in der Lötverbindung verhindert werden, ohne dabei Eigenschaften wie die Nennleistung zu beeinträchtigen oder würden gern die Nennleistung durch eine Vergrößerung des Chips verbessern, ohne dabei die Zuverlässigkeit der Verbindungsstellen aufs Spiel zu setzen.
Im Gegensatz dazu wird bei den Typen mit breiter Klemmenausführung auf eine Reduktion des Abstandes zwischen den Elektroden gesetzt, dabei die Größe aber beibehalten.
Keine Rissbildung in der Lötverbindung während des Temperaturwechseltests
Testbedingungen: JIS C 5201-1 Sek. 4,9 Konformität
Bedingung: -40 ℃: 30 min / +125 ℃: 30 min
Luftschicht 3000 Zykl.
Prüfplatte: FR-4
Lot: Sn/3,0Ag/0,5Cu ( t = 0,100 mm)
Bei Anwendungen mit breiter Klemmenausführung wird der Weg für die Wärmeableitung verlängert
und dadurch die Nennleistung erhöht.
| Größe | LTR-Serie | MCR-Serie |
|---|---|---|
| 2012 mm [0805 inch] |
0,25 W | 0,125 W |
| 3216 mm [1206 inch] |
0,75 W | 0,25 W |
| 5025 mm [2010 inch] |
1 W | 0,5 W |
| 6432 mm [2512 inch] |
2 W | 1 W |
Durch die Verwendung der LTR-Serie mit der breiten Klemmenausführung werden Risse in Lötverbindungen vermieden und die Nennleistung erhöht.
Außerdem wird ein höherer Überspannungsschutz erreicht, was zu einer höheren Zuverlässigkeit führt.
Produktpalette
| Art.- Nr. |
Ab- mes- sungen |
Nenn- leis- tung (70℃) |
Maximale Bauteil Spannung (V) |
Widerstands- toleranz |
Widerstands- temperatur- koeffizient (ppm/℃) |
Widerstand- swert |
Betriebs- temp. Bereich (℃) |
Automotive- qualifiziert (AEC-Q200) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LTR10 | 2012 | 1/4 W (0,25 W) |
150 | J(±5 %) | ±200 | 1 Ω～1 MΩ (E24-Serie) |
－55～ ＋155 |
Ja |
| F(±1 %) | ±100 | 1 Ω～1 MΩ (E24,96-Serie) |
||||||
| D(±0,5 %) | ±100 | 10 Ω～1 MΩ (E24,96-Serie) |
||||||
| LTR18 | 3216 | 3/4 W (0,75 W) |
200 | J(±5 %) | ±200 | 1 Ω～1 MΩ (E24-Serie) |
Ja | |
| F(±1 %) | ±100 | 1 Ω～1 MΩ (E24,96-Serie) |
||||||
| D(±0,5 %) | ±100 | 10 Ω～1 MΩ (E24,96-Serie) |
||||||
| LTR50 | 5025 | 1 W | 200 | J(±5 %) | ±200 | 1 Ω～1 MΩ (E24-Serie) |
Ja | |
| F(±1 %) | ±100 | 1 Ω～1 MΩ (E24,96-Serie) |
||||||
| D(±0,5 %) | ±100 | 10 Ω～1 MΩ (E24,96-Serie) |
||||||
| LTR100 | 6432 | 2 W | 200 | J(±5 %) | ±200 | 1 Ω～1 MΩ (E24-Serie) |
Ja | |
| F(±1 %) | ±100 | 1 Ω～1 MΩ (E24,96-Serie) |
||||||
| D(±0,5 %) | ±100 | 10 Ω～1 MΩ (E24,96-Serie) |
＊1 Für Hochleistungsprodukte wenden Sie sich bitte an einen ROHM-Vertreter.
※E24：Standardprodukt／ E96：Spezialanfertigung
Ausfall durch Silbersulfid
Schwefelbestandteile finden sich in verschiedensten Formen in der Atmosphäre, so zum Beispiel in Fahrzeugabgasen und in den Gasen, die von heißen Quellen abgegeben werden. Diese Bestandteile werden von Metallflächen adsorbiert und reagieren dort nach und nach.
Bei Dickschicht-Chipwiderständen kann das Schwefelgas aus der Luft in den Spalt zwischen Schutzschicht und Beschichtung gelangen und dann allmählich mit der inneren Silberelektrode (Ag) reagieren und Silbersulfid bilden (Ag2S). (Siehe nachfolgende Abbildung.) Dadurch wird die Verbindung zu den internen Elektroden unterbrochen und der Widerstand fällt aus. Diese Art von Fehler wird Verbindungsausfall durch Sulfid genannt.
