2014年4月17日，上海——ROHM半導體（上海）有限公司：電流檢測用途的電阻器主要用于電機驅動(dòng)電路、電源的過(guò)電流保護及電池電量檢測。一直以來(lái)在汽車(chē)市場(chǎng)、工業(yè)設備市場(chǎng)、電腦市場(chǎng)等應用廣泛，尤其是在近年來(lái)的汽車(chē)市場(chǎng)，受電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)開(kāi)發(fā)的帶動(dòng)，在整個(gè)市場(chǎng)的應用的高性能化和電子化發(fā)展迅速。
與之相伴隨的是在汽車(chē)市場(chǎng)，“支持更高功率的小型低阻值產(chǎn)品”、“可抑制電路功耗的超低阻值產(chǎn)品”、“在嚴苛的溫度環(huán)境下也可確保優(yōu)異的電阻溫度系數的高精度低阻值產(chǎn)品”等需求日益高漲。ROHM為滿(mǎn)足汽車(chē)市場(chǎng)對低阻值產(chǎn)品的多樣化需求，打造了豐富的低阻值系列產(chǎn)品陣容（圖1）。
圖1 ROHM的低阻值系列產(chǎn)品陣容
汽車(chē)市場(chǎng)的低阻值產(chǎn)品的主要用途
1、各種電機的驅動(dòng)電路
3、電池的充放電監測電路、電量檢測……等
圖2 低阻值產(chǎn)品的應用及應用電路例
電流檢測用低阻值產(chǎn)品的趨勢
電流檢測用的低阻值產(chǎn)品針對負載串聯(lián)安裝，通過(guò)用IC測量?jì)梢_的電位差，來(lái)實(shí)現電流檢測。想要提高IC的電流檢測精度時(shí)，可通過(guò)設高低阻值產(chǎn)品的電阻值來(lái)實(shí)現，但這種做法的缺點(diǎn)是電流流過(guò)時(shí)的產(chǎn)品發(fā)熱（損耗）增大。由此可見(jiàn)，測量精度和發(fā)熱之間存在矛盾關(guān)系，低阻值產(chǎn)品的選型需要權衡檢測精度和發(fā)熱之間的平衡。但是，近年來(lái)，隨著(zhù)LSI的性能提升，由比以往還小的電位差也可進(jìn)行高精度的電流檢測。也就是說(shuō)，通過(guò)使用更低電阻值的低阻值產(chǎn)品，已經(jīng)可以用比以往更小的功耗檢測更大的電流，對于低阻值產(chǎn)品的需求正日益擴大。在這種背景下，ROHM于2014年3月成功開(kāi)發(fā)并推出可支持高達150A以上大電流的產(chǎn)品（PSR系列）。
低阻值技術(shù)的概要
貼片低阻值產(chǎn)品，根據其材料與結構大致分為兩類(lèi)。一類(lèi)是基于稱(chēng)為厚膜低阻值的通用厚膜貼片電阻器技術(shù)的產(chǎn)品，另一類(lèi)是采用金屬材料的金屬低阻值產(chǎn)品。這些產(chǎn)品根據所要求的性能來(lái)區別使用，大體上一般是幾十mΩ～為厚膜低阻值電阻產(chǎn)品，幾mΩ左右為金屬低阻值電阻產(chǎn)品，而金屬低阻值電阻的特征是可保證更高的額定功率（圖3）。
圖3 ROHM產(chǎn)品陣容中金屬低阻值電阻和厚膜低阻值電阻產(chǎn)品的分布
貼片的形狀按與安裝板相連接的電極結構分為兩種類(lèi)型，即，在貼片的短邊側成型電極的一般形狀和在貼片的長(cháng)邊側成型電極的長(cháng)邊電極型。一般情況下，長(cháng)邊電極型產(chǎn)品的PCB板安裝后的接合可靠性和溫度循環(huán)特性更佳。而且，與短邊電極型產(chǎn)品相比，還具有對安裝板的散熱性更好、保證的額定功率更高的特點(diǎn)（圖4）。
圖4 長(cháng)邊電極與短邊電極（通用品）的特性比較
關(guān)于電極的鍍層，具有代表性的是鍍鎳和鍍錫，但低阻值產(chǎn)品考慮到低阻值化、改善溫度特性、電阻值測量穩定性等，有時(shí)實(shí)施鍍銅。
采用厚膜技術(shù)的低阻值產(chǎn)品
1、厚膜貼片電阻器的電阻體成型的主要工序是絲網(wǎng)印刷的圖樣成型。通過(guò)采用絲網(wǎng)印刷法，在氧化鋁PCB板上成型電阻體和電極等。低阻值產(chǎn)品的電阻體采用電阻值較低的材料，與普通電阻值的材料相比，溫度系數和溫度循環(huán)特性等容易受電極材料的成分、電阻體與電極的厚度的影響，因此，在設計時(shí)需要分別考慮到其最佳的條件。
ROHM是世界首家開(kāi)發(fā)厚膜貼片電阻器的厚膜貼片電阻器先驅?zhuān)贸Ｄ攴e累的技術(shù)優(yōu)勢，ROHM正在不斷完善具有強大陣容的厚膜低阻值系列產(chǎn)品。
2、作為滿(mǎn)足汽車(chē)市場(chǎng)的高接合可靠性與額定功率要求的產(chǎn)品，ROHM正在擴充長(cháng)邊電極型的低阻值LTR系列產(chǎn)品。通過(guò)在貼片的長(cháng)邊側配置電極，實(shí)現了高接合可靠性和溫度循環(huán)特性。不僅如此，利用長(cháng)邊電極型的高散熱性，可支持比普通的厚膜低阻值產(chǎn)品更高的額定功率（例：3216mm尺寸產(chǎn)品保證1W）。
3、作為基本產(chǎn)品，覆蓋了比一般的通用厚膜貼片電阻器MCR/低阻值系列（47mΩ～）和MCR/低阻值系列更寬的電阻值范圍（11mΩ～），而且，通過(guò)擴大電極尺寸/變更電阻體材料，使產(chǎn)品陣容又新增了確保高額定功率/優(yōu)異的溫度特性的UCR系列。該UCR系列不僅具有額定功率/溫度特性方面的優(yōu)勢，而且，考慮到降低安裝時(shí)的電阻值偏差，采用了背面貼裝結構。（圖5）另外，UCR系列產(chǎn)品陣容又新增了在汽車(chē)市場(chǎng)的應用研究日益活躍的、保證-55℃～+155℃的使用溫度范圍的超小型0603mm尺寸（UCR006系列）產(chǎn)品。
圖5 UCR系列的背面貼裝結構
4、這些厚膜低阻值電阻（LTR系列/UCR系列），由于其更高的額定功率，使將以往產(chǎn)品（MCR/低阻值系列）替換為更小型封裝成為可能，是有助于PCB板小型化的產(chǎn)品。
采用金屬電阻體材料的低阻值產(chǎn)品
1、電阻體采用金屬的低阻值產(chǎn)品的結構與厚膜低阻值產(chǎn)品技術(shù)完全不同，電阻體采用厚度為幾十μm～幾mm左右的電阻體金屬材料。利用蝕刻和機加工等各種加工技術(shù)將這種電阻體材料成型，從而實(shí)現目標電阻值與特性。金屬低阻值產(chǎn)品與相同尺寸的厚膜低阻值產(chǎn)品相比，具有可保證高額定功率和高精度電阻溫度系數的特征。另外，為了在0.2 mΩ到10 mΩ左右的極低電阻值范圍使用較厚的電阻體金屬，一般采用將電阻體本身作為貼片成型的方法。
2、在額定功率4W以上的范圍，ROHM正在擴充覆蓋0.2 mΩ～3.0 mΩ電阻值范圍的PSR系列。PSR系列采用ROHM獨有的焊接技術(shù)接合電阻體金屬和銅電極，實(shí)現了具備高散熱性和熱容量的結構。（圖6）另外，通過(guò)大型銅電極確保了散熱性，實(shí)現了最高達5W的高額定功率。其特征是通過(guò)按電阻值選擇最佳的電阻體金屬，實(shí)現了高精度的電阻溫度系數。
圖6 PSR系列的外觀(guān)和結構
3、在額定功率2W以下的范圍，ROHM正在擴充1 mΩ到10 mΩ電阻值范圍的PMR系列。PMR系列的結構與PSR系列不同，但從以電阻體金屬為本體這點(diǎn)上來(lái)看則與PSR系列相同。另外，PMR系列采用ROHM獨有的設計，無(wú)需通過(guò)修整來(lái)調整電阻值，特征是其結構可減少使用時(shí)多發(fā)的電阻體發(fā)熱問(wèn)題（圖7）。
圖7 相同尺寸/相同電阻值下的電阻體熱集中比較
為擴充PMR系列的尺寸，ROHM已開(kāi)發(fā)完成世界最小級別產(chǎn)品，今后將繼續努力實(shí)現進(jìn)一步小型化。另外，將PMR系列變更為長(cháng)邊電極結構、提高了接合可靠性和散熱性的PML系列的產(chǎn)品陣容也在逐步擴充。
關(guān)于未來(lái)的發(fā)展
在1W以上的領(lǐng)域，如果要使用金屬材料支持幾十mΩ以上的低阻值范圍，金屬電阻體的厚度將達到100μm左右，因此，以電阻體本身為本體的結構已經(jīng)很難實(shí)現貼片成型。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)在本體的基材上固定電阻體材料來(lái)解決，但以往的ROHM并沒(méi)有拓展相關(guān)產(chǎn)品的陣容。對于該領(lǐng)域，很多用戶(hù)采用引線(xiàn)電阻和厚膜低阻值電阻來(lái)構成電路，但近年來(lái)，隨著(zhù)檢測精度的提升/PCB板的小型化/引線(xiàn)元件數量的削減等各種需求的增加，對金屬低阻值電阻的需求日益高漲?？吹竭@些需求，ROHM將該領(lǐng)域定位為“今后的金屬低阻值電阻的重要產(chǎn)品陣容”，以“小型、高散熱”為理念正在發(fā)力新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。
如本文開(kāi)頭所述，預計未來(lái)的汽車(chē)市場(chǎng)對低阻值產(chǎn)品的要求會(huì )越來(lái)越高，ROHM將會(huì )以高額定功率、高散熱、小型化等為關(guān)鍵詞，以完善更低阻值產(chǎn)品的陣容為目標，繼續努力推進(jìn)開(kāi)發(fā)。