Résistances intégrées : carrés, découpage et moment où c'est rentable

L'ensemble du design est une division

Une résistance intégrée est une plaque de film résistif laminée dans la carte. Sa résistance est égale à la résistance de la feuille multipliée par le nombre de carrés :

$L/W$ est le nombre de carrés, et il est sans dimension : une résistance de 4 mm sur 1 mm et une résistance de 40 mm sur 10 mm ont la même résistance. La taille définit la gestion de la puissance et la tolérance, et non la valeur.

Pour une cible de 100 Ω sur un film nickel-phosphore de 25 Ω/m² à 1 mm de largeur : 4 carrés, soit 4 mm de long. Cet élément occupe 4 mm² et gère environ 100 mW.

Découper et pourquoi vous concevez bas

La tolérance telle que fabriquée sur le film intégré est d'environ ± 10 %. C'est bien pour un pull-down et inutile pour tout ce qui définit un gain ou une référence.

Le découpage au laser le corrige. Vous coupez dans l'élément, rétrécissant la trajectoire actuelle, ce qui augmente la résistance. Le découpage ne peut aller que dans une seule direction, la conception doit donc commencer en dessous de la cible :

• Longueur nominale 3,6 mm, pour un pré-découpage de 90 Ω
• Ajustez l'objectif de 100 Ω
• Tolérance après découpage d'environ ±5 %, et plus étroite avec un temps de coupe plus long

Dans cet exemple, la marge de coupe de 10 % correspond à la hauteur libre. Si elle est trop petite, une partie basse ne peut pas atteindre la cible ; si elle est trop importante, vous passez du temps sur chaque planche et vous subissez une plus grande tolérance grâce à la découpe elle-même.

Où se trouve réellement la valeur

Le cas des résistances intégrées est rarement le coût par résistance. Les modèles 0402 discrets sont extrêmement bon marché et la chaîne de montage les place pour une fraction de centime.

L'affaire est la suivante :

Densité. Récupération de la surface sous un BGA dense, où il n'y a pas de place pour un réseau de terminaison à proximité des broches. Inductance. Une résistance enterrée située directement dans l'empilement de couches a une inductance parasite bien inférieure à celle d'une résistance 0402 avec deux joints de soudure et deux trous de sortie de ventilateur. Pour une terminaison en série sur une arête rapide, cette différence est importante : la qualité de la terminaison dépend de ses parasites. Fiabilité. L'absence de joints de soudure signifie qu'il n'y a pas de défaillance des joints de soudure. Pour le matériel hautement fiable et soumis à de fortes vibrations, le retrait de centaines de joints de l'assemblage permet de réduire de manière significative les modes de défaillance. Compter Une carte avec 200 terminaisons identiques amortit le coût du processus d'une manière qu'une carte avec 12 terminaisons ne le fera jamais.

Ce que cela vous coûte

Une décision de plastification. Le matériau de résistance intégré est une feuille spéciale qui doit être empilée dès le départ. Vous ne pouvez pas l'ajouter plus tard, et cela limite les fabricants qui peuvent construire la carte. Rendement du panel. Une résistance intégrée défaillante n'est pas remaniable. Sur une conception discrète, une résistance défectueuse est dessoudée et remplacée. Sur un design intégré, le panneau est de la ferraille. Ce risque est pris en compte dans chaque devis. Aucune modification Un changement de valeur sur une résistance discrète est une modification de la nomenclature. Sur une résistance intégrée, il s'agit d'un nouvel empilement, d'une nouvelle illustration et d'un nouvel outillage. Cela seul l'exclut pour tout ce qui est encore en évolution. Tests. Les résistances ne sont pas accessibles après le laminage. La vérification dépend donc des coupons de test et du contrôle du processus par le fabricant plutôt que de la mesure directe de la pièce que vous avez expédiée.

Choix du matériau

Le nickel-phosphore est le produit le plus performant, disponible dans une gamme de résistances de feuille, 25 Ω/m² et 100 Ω/m² étant les valeurs boursières courantes. Il coupe bien et a un coefficient de température raisonnable.

Le nitrure de tantale offre un coefficient de température et une stabilité à long terme bien meilleurs, à un coût plus élevé. C'est le choix idéal lorsque la résistance règle une température précise.

Les options en carbone et à couche épaisse permettent d'atteindre des résistances de feuille beaucoup plus élevées, ce qui est important lorsqu'une valeur élevée nécessiterait autrement un nombre de carrés peu pratique. Une résistance de 100 kΩ à 25 Ω/m² nécessite 4000 carrés, ce qui n'est pas une résistance, c'est un labyrinthe.

Cette arithmétique des nombres carrés est la contrainte pratique sur la plage de valeurs. Les résistances intégrées vivent confortablement de quelques dizaines d'ohms à quelques kilohms. En dehors de cela, la géométrie n'a plus de sens.

Conseils

Uniquement pour les modèles stables. Si la valeur est susceptible de changer, utilisez une valeur discrète. Vérifiez le nombre de carrés très tôt. S'il est inférieur à 0,5 environ ou supérieur à environ 100, choisissez une résistance de feuille différente plutôt que de déformer la géométrie. Surveillez la densité de puissance. Le film enterré n'a pas de chemin de convection : la chaleur ne sort que par conduction dans le laminé. La limite de puissance basée sur la surface n'est pas un rembourrage conservateur. Respectez le rapport hauteur/largeur. Les éléments très longs et fins sont vulnérables aux variations de gravure sur toute leur longueur ; les éléments très courts et larges sont dominés par les effets finaux aux extrémités.

Le calculateur de résistance intégré calcule le nombre de carrés, la longueur physique, la cible de conception avant le découpage, la surface, la limite de puissance et les tolérances ajustées et non ajustées pour les matériaux de film courants.