电阻器的最小尺寸是0402吗?罗姆告诉你,错!

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电阻这个元器件,相信所有的工程师都接触过,作为最最基本的无源器件,电子工程师手中也不知道焊过多少个电阻,显然是多的数不清的。常见的贴片电阻的规格无非是0603,0402,像小编这样的0402必须用放大镜才能看清楚,焊接更是头疼了。小编心想怎么会有如此小的电阻?这样的电子应该是电阻里最小的了吧?结果罗姆的新技术啪啪啪就给小编打脸了,其实早在2011年的时候,罗姆就已经开发出了03015(0.3mm*0.15mm)尺寸的贴片电阻了,这都归功于罗姆全新的工艺,这一小型化的器件系列被命名为罗姆的RASMID™(ROHM Advanced Smart Micro Device)系列。

打破微细化常识的RASMID™系列
 
ROHM于2011年开发了03015(0.3 mm×0.15 mm)尺寸的世界最小贴片电阻器,相比以往的0402产品尺寸成功减小了44%。2012年开发了世界最小半导体—0402尺寸的齐纳二极管。2013年,产品阵容中增加了0402尺寸的肖特基势垒二极管(SBD),同时实现了03015尺寸的贴片电阻器量产。(图1)
 
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[ 图1 ] 与0.5mm粗细的自动铅笔芯对比
 
ROHM将这些采用与传统截然不同的新工艺方法实现了小型化、以惊人的尺寸精度(±10μm)为豪的世界最小元器件定位为RASMID™(ROHM Advanced Smart Micro Device)系列。
 
<惊人的尺寸精度>
ROHM通过采用与以往不同的、独创的微细化技术,在开发制造系统的同时,改进切割方法,在切割工艺上将封装尺寸公差大幅降至±10μm。通过提高尺寸精度,消除毛刺和碎片,有助于减少贴装时的吸着误差以及提高贴装精度。(图2)
 
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[ 图2]高精度的切割工艺
 
通过采用底面电极,大幅减少贴装时的误差
 
在将微小的、细长形状的贴片元器件排列在印刷电路板上通过回流炉等进行焊接时,细长的贴片有时会像楼房一样树立起来。这种现象被称作呈现出高楼状的“曼哈顿现象”或像碑石一样的“立碑现象”等。
 
元器件树立起来的原因是由于焊锡表面的张力以及温度上升的时间点等多种因素综合造成的,但是受电极左右平衡的影响也很大。多面电极的情况下,侧面和底面受焊锡牵引,产生如下图红线方向的力。如图所示,焊锡的印刷位置以及电极尺寸如有偏差,会被牵引到接触面积大的方向,特别是极小的贴片容易产生曼哈顿现象。另一方面,如果是底面电极,只有底面才会产生拉力,极不易产生曼哈顿现象。(图3)
 
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[ 图3 ] 由于电极面方向偏差小,不易产生曼哈顿现象
 
RASMID™系列产品尺寸精度提高,电极左右的偏差小,电极表面采用了耐腐蚀性的金,因此焊锡的润湿性得到提升。
 
通过共同开发贴装技术,实现高精度、高密度贴装
 
RASMID™系列不仅仅追求产品的小型化,乃至贴装技术也进行了更加实用化的技术开发。新尺寸03015产品通过与主要的4家贴装机厂商反复协商,通过提供大量样品进行贴装评估,最终达到了零不良率。
 
在引脚电板处焊接的焊锡部分叫做角焊缝,多面电极的情况下,侧面和上面也会附着焊锡,需要占用印刷电路板的面积。通过高精度化和底面电极化,占用最小限度的面积即可,安装面积可以减少约40%。
 
凭借小型轻量化,具备优越的耐冲击性、接合可靠性
 
通过小型化以及采用底面电极,焊锡的接地面积变小,人们担心耐冲击性也会随之减弱,但是相比以往0402尺寸产品,改进材料,将质量轻量化,对于整机落下时给电路板带来的冲击力,其耐性反而提高了。
 
 
0402(0.4×0.2mm)尺寸的肖特基势垒二极管
 
该肖特基势垒二极管采用了作为RASMID™系列特点的新工艺,应用于智能手机等移动设备,实现高密度贴装,是世界最小级别产品。相比以往的0603尺寸(0.6mm×0.3mm),成功将尺寸降低了82%。(图4)
 
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[ 图4 ] 0603和0402尺寸的肖特基势垒二极管对比
 
一般来说,二极管的贴片微细化和电气特性成反比。通过采用独创的贴片元器件构造和超精密加工技术,在正向电压(VF)为首的主要电气特性方面,在维持了与以往产品(0603尺寸)同等水平的基础上,实现了超小型化、超薄型化,打破了普遍认为的相反关系。(表1)
 
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[ 表1 ] 0603(0.6×0.3mm)与0402(0.4×0.2mm)尺寸产品的规格对比
 
 
03015(0.3×0.15mm)尺寸的电阻器
 
03015电阻器在量产的电子零部件中达到了最小型。相比以往的0402产品,成功地将尺寸降低了56%。(图5)
 
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(图5)电阻器0402(0.4×0.2mm)和03015(0.3×0.15mm)尺寸产品对比
 
2012年1月开始样品出货,在2013年真正开始量产。(表2)
 
为了进一步为设备的小型化做贡献,目前还在开发0201(0.2×0.1mm)尺寸产品。
 
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[ 表2 ] 03015(0.3×0.15mm)尺寸产品规格一览表
 
总结
 
ROHM以采用新工艺、新技术的“RASMID™系列”为中心,拥有众多世界最小零部件,以此满足智能手机、可穿戴终端等日益高涨的小型、薄型化需求。
 
在技术不断发展的今天,小型化日益成为了电子设备的一个标配,元件做到如此小的尺寸,能为其他元件腾出更多的空间,也可以极大减小电子产品的体积,从而满足市场的需求,在未来,我们相信罗姆会有更加先进的技术将元件的尺寸进一步缩小,让我们拭目以待!
 
 
 
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