Resistores embutidos: quadrados, cortes e quando vale a pena

Todo o design é uma divisão

Um resistor embutido é um pedaço de filme resistivo laminado na placa. Sua resistência é a resistência da folha multiplicada pelo número de quadrados:

$L/W$ é a contagem quadrada e é adimensional — um resistor de 4 mm por 1 mm e um resistor de 40 mm por 10 mm têm a mesma resistência. O tamanho define o manuseio e a tolerância da potência, não o valor.

Para um alvo de 100 Ω em filme de níquel-fósforo de 25 ω/sq com 1 mm de largura: 4 quadrados, portanto, 4 mm de comprimento. Esse elemento ocupa 4 mm² e lida com cerca de 100 mW.

Corte e por que você projeta baixo

A tolerância fabricada conforme fabricado no filme incorporado é de cerca de ± 10%. Isso é bom para uma lista suspensa e inútil para qualquer coisa que defina um ganho ou uma referência.

O corte a laser corrige isso. Você corta o elemento, estreitando o caminho atual, o que aumenta a resistência. O corte só pode ser feito em uma direção, portanto, o design deve começar abaixo da meta:

• Comprimento de design de 3,6 mm, fornecendo 90 Ω de pré-acabamento
• Reduza até a meta de 100 Ω
• Tolerância pós-corte em torno de ± 5% e mais estreita com mais tempo de corte

A margem de corte de 10% nesse exemplo é o espaço livre. Muito pouco e uma parte inferior não alcança o alvo; demais, você gasta tempo de laser em cada placa e sofre um impacto maior de tolerância no próprio corte de acabamento.

Onde o valor realmente está

O caso de resistores embutidos raramente custa por resistor. Os 0402 discretos são extraordinariamente baratos e a linha de montagem os coloca por uma fração de centavo.

O caso é:

Densidade. Recuperando área de superfície sob um BGA denso, onde não há espaço para uma rede de terminação em qualquer lugar perto dos pinos. Indutância. Um resistor enterrado localizado diretamente na pilha de camadas tem muito menos indutância parasitária do que um 0402 com duas juntas de solda e duas vias de ventilação. Para um término em série em alta velocidade, essa diferença é a questão: o término é tão bom quanto seus parasitas. Confiabilidade. Sem juntas de solda significa que não há falhas nas juntas de solda. Para hardware de alta confiabilidade e alta vibração, remover centenas de juntas da montagem é uma redução significativa nos modos de falha. Conte. Um conselho com 200 rescisões idênticas amortiza o custo do processo de uma forma que um conselho com 12 nunca fará.

Quanto custa para você

Uma decisão sobre laminado. O material de resistência incorporado é uma película especial que deve estar empilhada desde o início. Você não pode adicioná-lo posteriormente, pois isso restringe quais fabricantes podem construir a placa. Rendimento do painel. Um resistor embutido com falha não pode ser retrabalhado. Em um design discreto, um resistor ruim é dessoldado e substituído. Em um design incorporado, o painel é uma sucata. Esse risco está incluído em cada cotação. Sem alterações. Uma alteração de valor em um resistor discreto é uma edição de BOM. Em um resistor embutido, há um novo empilhamento, uma nova obra de arte e novas ferramentas. Isso por si só exclui qualquer coisa que ainda esteja em andamento. Teste. Os resistores ficam inacessíveis após a laminação, portanto, a verificação depende dos cupons de teste e do controle do processo do fabricante, em vez da medição direta da peça que você enviou.

Escolha de material

O níquel-fósforo é o carro-chefe, disponível em uma variedade de resistências de chapa, com 25 ω/sq e 100 ω/sq sendo os valores das ações ordinárias. Ele corta bem e tem um coeficiente de temperatura razoável.

O nitreto de tântalo oferece um coeficiente de temperatura muito melhor e estabilidade a longo prazo, a um custo mais alto — a escolha quando o resistor está ajustando algo preciso sobre a temperatura.

As opções de carbono e filme espesso alcançam resistências de folha muito maiores, o que importa quando um valor alto precisaria de uma contagem quadrada impraticável. Um resistor de 100 kΩ a 25 ω/sq precisa de 4000 quadrados, o que não é um resistor, é um labirinto.

Essa aritmética de contagem quadrada é a restrição prática na faixa de valores. Os resistores embutidos vivem confortavelmente de dezenas de ohms a alguns quilohms. Fora isso, a geometria deixa de fazer sentido.

Orientação

Somente para designs estáveis. Se o valor mudar, use um discreto. Verifique a contagem de quadrados com antecedência. Se estiver abaixo de 0,5 ou acima de 100, escolha uma resistência de folha diferente em vez de distorcer a geometria. Observe a densidade de potência. O filme enterrado não tem caminho de convecção — o calor sai apenas por condução para o laminado. O limite de potência baseado em área não é um preenchimento conservador. Mantenha a proporção são. Elementos finos muito longos são vulneráveis à variação de corrosão em seu comprimento; elementos muito curtos e largos são dominados por efeitos finais nas terminações.

A calculadora de resistores embutidos funciona com contagem quadrada, comprimento físico, alvo de projeto pré-ajustado, área, limite de potência e tolerância reduzida e não cortada para os materiais de filme comuns.