Os resistores de película espessa de cerâmica têm sido há muito tempo um dos pilares das aplicações eletrônicas, mas dependem de substratos frágeis que são propensos a rachaduras ou delaminação.fornece uma alternativa baseada em aço para aplicações que exigem alta potência, eficiência térmica e robustez mecânica.
As resistências de película espessa de cerâmica são confiáveis antes de ocorrerem rachaduras ou delaminação, mas o risco de rachaduras ou delaminação aumenta significativamente à medida que o equipamento encolhe e a densidade de potência aumenta.A curvatura, vibração ou ciclo térmico das placas de circuito podem danificar seu desempenho e confiabilidade, levando a falhas potenciais no local.
Os resistores de película espessa de cerâmica tradicionais são de baixo custo e amplamente disponíveis, mas seus substratos são frágeis e têm baixa confiabilidade em ambientes adversos.O aço inoxidável fornece um substrato duro, mas ligeiramente compatível, que pode absorver as tensões mecânicas geradas pela dobra, vibração e manuseamento das placas de circuito durante a montagem, reduzindo o risco de rachaduras ou delaminamento.
Os resistores de película espessa (TFOS) à base de aço fornecem uma alternativa mecanicamente robusta e termicamente eficiente para projetos de alta tensão exigentes, onde mesmo pequenas quantidades de dobra da placa de circuito,vibração, ou o ciclo térmico pode causar uma diminuição no desempenho do resistor cerâmico.
A Bourns lançou seu primeiro resistor TFOS TFOS30-150T em meados de 2025 (Figura 1). Os componentes produzidos com TFOS têm excelente condutividade térmica, alta densidade de potência e forte durabilidade mecânica,tornando-os adequados para aplicações exigentesMuitos circuitos de potência ou de alta energia têm limitações na capacidade dos componentes de absorver, dissipar e suportar pulsos de energia, a fim de evitar rachaduras, deriva ou falha prematura.
Figura 1: O TFOS30-150T da Bourns usa um substrato de aço inoxidável, que é mais confiável do que as resistências cerâmicas de película espessa. (Fonte da imagem: Bourns Corporation)
Os substratos de aço têm um excelente desempenho de dissipação de calor, o que pode melhorar a dissipação de energia e alcançar uma maior densidade de energia em embalagens menores.Aplicar uma camada dielétrica de alta integridade no substrato de aço inoxidável limpo para evitar que a energia elétrica passe através do aço.
Ao transferir a potência de processamento e a robustez para as resistências, os projetistas podem reduzir o uso de dissipadores de calor, diminuir o número de peças e melhorar a confiabilidade no local.Os projetistas podem alcançar um desempenho mais elevado num espaço menor sem a necessidade de hardware de refrigeração adicional.
No processo de fabricação de componentes TFOS, os condutores de película espessa e os padrões de resistência são desenhados na camada dielétrica usando a tecnologia de serigrafia.O material deve ser aquecido e solidificado num forno de alta temperatura para garantir a adesão e um caminho forte de condução e resistência.Finalmente, cubra o condutor e o resistor com uma camada protetora de esmaltamento para fornecer proteção mecânica, resistência ambiental e isolamento elétrico da camada subjacente.
Considerações avançadas de projeto
Os resistores TFOS têm alta potência e capacidade de processamento de pulsos, compactos e de pequeno tamanho, e podem manter vantagens de desempenho em condições adversas.Isto permite que os engenheiros cumpram requisitos rigorosos de fiabilidade e gestão térmica sem afetar as dimensões externas.
O TFOS30-1-150T cumpre as normas AEC-Q200 e é adequado para aplicações automotivas, tais como sistemas de armazenamento de energia de baterias, motores, inversores, placas de sensores de veículos a célula de combustível,e outras aplicações que exigem alta potência, gestão térmica e robustez mecânica.
Bourns emphasized in an application note [1] on the use of this component in fuel cell stack sensor boards that TFOS is highly suitable for such applications due to its ability to handle high power densitiesPode adaptar-se aos circuitos de pré-carregamento e descarga dos veículos a célula de combustível, assegurando uma gestão eficiente da energia, mesmo sob operação de frequência variável.Sua baixa indutividade e tolerância rigorosa garantem a medição precisa da tensão, corrente e temperatura no interior da pilha de combustível.
O TFOS30-1-150T mede 4.000 polegadas de comprimento x 2.756 polegadas de largura (101.60 mm x 70.00 mm) e oferece opções de terminação personalizáveis, incluindo almofadas de solda, conectores de inserção, cabos de suspensão,e cabos de terminaçãoBourns afirma que este substrato de aço plano e resistente pode ser fabricado em várias formas e tamanhos, com uma dimensão máxima de 406 mm x 406 mm,e pode ser adaptado a vários layouts personalizados ou instalado diretamente em superfícies de dissipação de calorOs designers também podem especificar outros valores de ohm, tolerâncias de resistência e integrar vários resistores.
A sua resistência é de 150 ohms, com uma tolerância de ± 10%, tendo sido efectuada uma otimização de precisão.enquanto quando se usa um ventilador para arrefecer o radiador, a potência nominal pode atingir 900 W, tornando-o adequado para aplicações que exigem uma grande quantidade de dissipação de calor..De acordo com Bourns, o TFOS pode suportar temperaturas extremamente elevadas de componentes até 350 ° C.