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              HVC's HVR系列高壓厚膜電阻的材料科學與性能分析

              2026-05-01 來源: 作者:赫威斯電容器制作有限公司
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              關鍵詞: HVC HVR系列 高壓厚膜電阻 RuO?導電相 Al?O?陶瓷基板 性能分析

              HVC's HVR系列高壓厚膜電阻的材料科學與性能分析

              基于RuO?導電相與Al?O?陶瓷基板的厚膜技術研究

              摘要

              本文系統分析了HVC's HVR系列高壓厚膜電阻的材料組成、制造工藝及電氣性能。

              該系列產品采用釕系氧化物(RuO?)作為導電相,96% Al?O?陶瓷作為基板材料,通過絲網印刷和高溫燒結工藝制備。

              實驗數據表明,該產品的溫度系數(TCR)可達±15 ppm/°C,電壓系數(VCR)為0.1 ppm/V,在高壓應用領域展現出優異的穩定性和可靠性。

              1. 引言

              高壓厚膜電阻是電力電子、醫療設備、精密測量等領域的關鍵被動元件。

              隨著設備小型化和高性能化的發展趨勢,對高壓電阻的溫度穩定性、電壓線性度和長期可靠性提出了更高要求。

              本研究針對OHMITE等傳統產品的供應鏈瓶頸問題,開發了具有完全兼容性的替代方案。

              2. 材料體系

              2.1 導電相材料:RuO?基厚膜電阻漿料

              RuO?(二氧化釕)是一種金屬氧化物導體,具有以下特性: - 電阻率:約35 μΩ·cm(室溫),可通過顆粒尺寸和玻璃相含量調節 - 熱穩定性:在850℃燒結溫度下保持穩定,不發生相變 - 化學穩定性:耐酸堿腐蝕,適合惡劣環境應用 - 導電機制:金屬性導電,溫度系數可控

              根據厚膜電阻技術文獻,RuO?基電阻的阻值可通過以下公式近似計算:

              R = ρ × (L/W) × (1/t)

              其中ρ為方阻(Ω/□),L為電阻長度,W為寬度,t為膜厚。

              通過激光修阻技術,可實現±1%的精度控制。

              2.2 基板材料:96% Al?O?陶瓷

              氧化鋁陶瓷是最常用的厚膜電阻基板材料,96%純度的Al?O?具有以下性能參數: - 介電常數:εr ≈ 9.0(1 MHz) - 介電損耗:tan δ < 0.001 - 介電強度:15-20kV/mm - 熱導率:20-30 W/(m·K) - 熱膨脹系數:6.5×10??/°C - 抗彎強度:> 300 MPa

              3. 制造工藝

              3.1 絲網印刷技術

              采用200-325目不銹鋼絲網,將RuO?漿料印刷在Al?O?基板上。

              印刷參數: - 刮刀壓力:20-30 N - 印刷速度:50-100 mm/s - 脫網距離:1-2 mm - 濕膜厚度:25-50 μm

              3.2 燒結工藝

              燒結溫度曲線: - 升溫階段:室溫 → 850°C,升溫速率約50°C/min - 保溫階段:850°C保持60-90分鐘 - 冷卻階段:自然冷卻至室溫

              燒結過程中,玻璃相熔融并包裹RuO?顆粒,形成三維導電網絡。

              燒結后膜厚約為濕膜厚度的40-50%。

              4. 電氣性能測試

              4.1 溫度系數(TCR)測試

              TCR定義為電阻值隨溫度變化的相對變化率:

              TCR = (R? - R?) / [R? × (T? - T?)] × 10? (ppm/°C)

              測試條件:-55°C至+155°C溫度范圍。

              HVC's HVR系列測試結果顯示TCR為±15 ppm/°C,顯著優于行業標準±50 ppm/°C。

              4.2 電壓系數(VCR)測試

              VCR定義為電阻值隨施加電壓變化的相對變化率:

              VCR = (ΔR/R) / V × 10? (ppm/V)

              測試結果:VCR = 0.1 ppm/V,表明在高壓應用下電阻值保持高度穩定。

              4.3 長期穩定性測試

              根據MIL-STD-202標準進行1000小時負載測試(額定功率,+70°C環境溫度)。

              測試結果: - 阻值漂移:< ±0.5% - 外觀檢查:無裂紋、氣泡、變色 - 耐壓測試:通過1.5倍額定電壓測試

              5. 與OHMITE產品的性能對比

              通過對比測試,HVC's HVR系列與OHMITE Slim-Mox系列在關鍵參數上的對比如下:

              溫度系數:HVC: ±15 ppm/°C;OHMITE: ±50 ppm/°C

              電壓系數:HVC: 0.1 ppm/V;OHMITE: < 1 ppm/V

              阻值精度:HVC: ±1%;OHMITE: ±1%

              工作溫度:HVC: -55~+155°C;OHMITE: -55~+155°C

              6. 結論

              本研究表明,HVC's HVR系列高壓厚膜電阻通過優化RuO?導電相配方和燒結工藝,實現了優異的溫度穩定性和電壓線性度。

              產品性能達到或超越OHMITE等國際品牌,同時提供更短的交貨周期和更靈活的定制服務,為高壓電阻應用提供了可靠的替代方案。


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              6. OHMITE 全系列型號細分對照表

              以下是 OHMITE 高壓厚膜電阻的完整系列細分,涵蓋 Slim-Mox、Ultra-Mox、ARC2、MOX 等核心產品線。

              A. Slim-Mox 系列(扁平型高壓電阻)

              表頭說明:OHMITE 型號(原廠料號)| 功率(W)(額定功率)| 工作電壓(kV)(最大耐壓)| A(mm)(長度)| B(mm)(寬度)| C(mm)(引腳間距)| 厚度(mm)(基板厚度)| d(mm)(引腳直徑)| HVC 替代型號(對應HVC產品)

              OHMITE 型號功率(W)工作電壓(kV)A(mm)B(mm)C(mm)厚度(mm)d(mm)HVC 替代型號
              SLIM-MOX100030.251.57.627.622.542.50.635HVRGXP8.8
              SLIM-MOX101030.528.648.385.08-0.635HVRGXP9.8
              SLIM-MOX10203158.6414.7310.16-0.813HVRGXP9.15
              SLIM-MOX103031.257.58.6421.0815.24-0.813HVRGXP9.21
              SLIM-MOX104031.5108.6427.4322.86-0.813HVRGXP9.27
              SLIM-MOX106032158.6440.1335.56-0.813HVRGXP9.40
              SLIM-MOX108032.5208.6452.8348.26-0.813HVRGXP9.53
              SLIM-MOX202031.5514.9914.7310.16-0.813HVRGXP15.15
              SLIM-MOX2040321014.9927.4322.86-0.813HVRGXP15.27
              SLIM-MOX206032.51514.9940.1335.56-0.813HVRGXP15.40
              SLIM-MOX2080332014.9952.8348.26-0.813HVRGXP15.53
              SLIM-MOX210033.52514.9965.5360.96-0.813HVRGXP15.66
              SLIM-MOX306033.51521.3440.1335.56-0.813HVRGXP21.40
              SLIM-MOX3080342021.3452.8348.26-0.813HVRGXP21.53
              SLIM-MOX310034.52521.3465.5360.96-0.813HVRGXP21.66
              SLIM-MOX4040331027.6927.4322.86-0.813HVRGXP28.27
              SLIM-MOX4080352027.6952.8348.26-0.813HVRGXP28.53
              SLIM-MOX410035.52527.6965.5360.96-0.813HVRGXP28.66

              B. Slim-Mox 系列(緊湊型)

              表頭說明:OHMITE 型號(原廠料號)| 功率(W)(額定功率)| 工作電壓(kV)(最大耐壓)| A(mm)(長度)| B(mm)(寬度)| C(mm)(引腳間距)| 厚度(mm)(基板厚度)| d(mm)(引腳直徑)| HVC 替代型號(對應HVC產品)

              OHMITE 型號功率(W)工作電壓(kV)A(mm)B(mm)C(mm)厚度(mm)d(mm)HVC 替代型號
              SLIM-MOX100020.41.55.085.082.541.80.635HVRGXP5.5
              SLIM-MOX101020.7526.356.355.08-0.635HVRGXP6.6
              SLIM-MOX102021.556.3512.710.16-0.813HVRGXP6.13
              SLIM-MOX1030227.56.3519.0515.24-0.813HVRGXP6.19
              SLIM-MOX104022.5106.3525.422.86-0.813HVRGXP6.25
              SLIM-MOX106023.25156.3538.135.56-0.813HVRGXP6.38
              SLIM-MOX108024.25206.3550.848.26-0.813HVRGXP6.51
              SLIM-MOX202022.5512.712.710.16-0.813HVRGXP13.13
              SLIM-MOX204023.251012.738.122.86-0.813HVRGXP13.38
              SLIM-MOX206024.251512.738.135.56-0.813HVRGXP13.38
              SLIM-MOX2080252012.750.848.26-0.813HVRGXP13.51
              SLIM-MOX210025.752512.763.560.96-0.813HVRGXP13.64
              SLIM-MOX306025.51519.0538.135.56-0.813HVRGXP19.38
              SLIM-MOX308026.752019.0550.848.26-0.813HVRGXP19.51
              SLIM-MOX310027.52519.0563.560.96-0.813HVRGXP19.64
              SLIM-MOX4040251025.425.422.86-0.813HVRGXP25.25
              SLIM-MOX408028.252025.450.848.26-0.813HVRGXP25.51
              SLIM-MOX4100292525.463.560.96-0.813HVRGXP25.64

              C. Ultra-Mox 系列(超高功率)

              表頭說明:OHMITE 型號(原廠料號)| 功率(W)(額定功率)| 工作電壓(kV)(最大耐壓)| A(mm)(長度)| B(mm)(寬度)| C(mm)(引腳間距)| HVC 替代型號(對應HVC產品)

              OHMITE 型號功率(W)工作電壓(kV)A(mm)B(mm)C(mm)HVC 替代型號
              UM02511525922.90HVRGXP9.25
              UM03011030627.7HVRGXP6.30
              UM0401.22040637.8HVRGXP6.40
              UM0503305012.547.8HVRGXP13.50

              D. ARC2 管狀電阻系列

              表頭說明:OHMITE 型號(原廠料號)| 功率(W)(額定功率)| 工作電壓(kV)(最大耐壓)| A(mm)(長度)| B(mm)(直徑)| C(mm)(引腳直徑)| HVC 替代型號(對應HVC產品)

              OHMITE 型號功率(W)工作電壓(kV)A(mm)B(mm)C(mm)HVC 替代型號
              ARC2-23.892780.8HVRBSP27
              ARC2-35123780.8HVRBSP37
              ARC2-57.5185280.8HVRBSP52
              ARC2-710247880.8HVRBSP78
              ARC2-1012.53610380.8HVRBSP103
              ARC2-12154212880.8HVRBSP128
              ARC2-15175415380.8HVRBSP153

              E. MOX 管狀電阻系列

              表頭說明:OHMITE 型號(原廠料號)| 功率(W)(額定功率)| 工作電壓(kV)(最大耐壓)| A(mm)(長度)| B(mm)(直徑)| C(mm)(引腳直徑)| HVC 替代型號(對應HVC產品)

              OHMITE 型號功率(W)工作電壓(kV)A(mm)B(mm)C(mm)HVC 替代型號
              MOX-1-122.51028.457.870.8HVRBSP28
              MOX-2-1252053.857.870.8HVRBSP54
              MOX-3-127.53079.247.870.8HVRBSP79
              MOX-4-121040104.657.870.8HVRBSP105
              MOX-5-1212.550130.057.870.8HVRBSP130
              MOX-1-1321028.968.760.8HVRBSP29
              MOX-2-1332054.368.760.8HVRBSP54
              MOX-3-1343079.768.760.8HVRBSP80
              MOX-4-13540105.168.760.8HVRBSP105
              MOX-5-13650130.568.760.8HVRBSP131
              MOX-400-220.352.512.953.560.5HVRBOP13
              MOX-750-220.7520.833.560.5HVRBOP21
              MOX-1125-221.47.530.733.560.5HVRBOP31
              MOX-400-230.752.514.784.190.5HVRBOP15
              MOX-750-231522.354.190.5HVRBOP22
              MOX-1125-231.57.532.264.190.5HVRBOP32
              MOX9103.99.427.28.21HVRBSP27
              MOX9204.613.839.58.21HVRBSP40
              MOX9307.820528.21HVRBSP52
              MOX94011.73077.68.21HVRBSP78
              MOX95012.540103.28.21HVRBSP103
              MOX96015.550123.78.21HVRBSP124
              MOX97019.460153.78.21HVRBSP154

              7. OHMITE 完整型號速查表(100+款)

              以下是 OHMITE 高壓厚膜電阻的完整標準型號列表:

              型號型號型號型號
              MOX-1-121005FE(10MΩ/1%)UM050V1005FE(100KΩ/1%)MOX-1-131007FE(1GΩ/1%)SM202032207FE(22MΩ/1%)
              MOX-1-122205FE(22MΩ/1%)UM050V1006FE(1MΩ/1%)MOX-2-121005FE(10MΩ/1%)SM202034707FE(47MΩ/1%)
              MOX-1-123305FE(33MΩ/1%)UM050V1007FE(10MΩ/1%)MOX-2-125005FE(50MΩ/1%)SM202035007FE(50MΩ/1%)
              MOX-1-124705FE(47MΩ/1%)UM050V5007FE(50MΩ/1%)MOX-2-121006FE(100MΩ/1%)SM202031008FE(100MΩ/1%)
              MOX-1-125005FE(50MΩ/1%)UM050V1008FE(100MΩ/1%)MOX-2-122205FE(22MΩ/1%)SM202031006JE(1MΩ/5%)
              MOX-1-126805FE(68MΩ/1%)SM404031005FE(100KΩ/1%)UM030Z1005FE(100KΩ/1%)MOX400231005FE(10MΩ/1%)
              MOX-1-128205FE(82MΩ/1%)SM404032205FE(220KΩ/1%)UM030Z2205FE(220KΩ/1%)MOX400232205FE(22MΩ/1%)
              MOX-1-121006FE(100MΩ/1%)SM404033305FE(330KΩ/1%)UM030Z3305FE(330KΩ/1%)MOX400234705FE(47MΩ/1%)
              MOX-1-121506FE(150MΩ/1%)SM404034705FE(470KΩ/1%)UM030Z4705FE(470KΩ/1%)MOX400235005FE(50MΩ/1%)
              MOX-1-122206FE(220MΩ/1%)SM404031006FE(1MΩ/1%)UM030Z1006FE(1MΩ/1%)MOX400231006FE(100MΩ/1%)
              MOX-1-123306FE(330MΩ/1%)SM404032206FE(2.2MΩ/1%)UM030Z2206FE(2.2MΩ/1%)MOX400232206FE(220MΩ/1%)
              MOX-1-124706FE(470MΩ/1%)SM404034706FE(4.7MΩ/1%)UM030Z4706FE(4.7MΩ/1%)MOX400234706FE(470MΩ/1%)
              MOX-1-125006FE(500MΩ/1%)SM404031007FE(10MΩ/1%)UM030Z1007FE(10MΩ/1%)MOX400231007FE(1GΩ/1%)
              MOX-1-121007FE(1GΩ/1%)SM404032207FE(22MΩ/1%)UM030Z5007FE(50MΩ/1%)MOX400231005JE(10MΩ/5%)
              MOX-1-121005JE(10MΩ/5%)SM404034707FE(47MΩ/1%)UM030Z1008FE(100MΩ/1%)MOX400231006JE(100MΩ/5%)
              MOX-1-122205JE(22MΩ/5%)SM404035007FE(50MΩ/1%)UM030Z1005JE(100KΩ/5%)MOX750231005FE(10MΩ/1%)
              MOX-1-124705JE(47MΩ/5%)SM404031008FE(100MΩ/1%)UM030Z2205JE(220KΩ/5%)MOX750232205FE(22MΩ/1%)
              MOX-1-125005JE(50MΩ/5%)SM404031009FE(1GΩ/1%)UM030Z4705JE(470KΩ/5%)MOX750234705FE(47MΩ/1%)
              MOX-1-121006JE(100MΩ/5%)SM404031005JE(100KΩ/5%)UM030Z1006JE(1MΩ/5%)MOX750235005FE(50MΩ/1%)
              MOX-1-121007JE(1GΩ/5%)SM404031006JE(1MΩ/5%)UM030Z2206JE(2.2MΩ/5%)MOX750231006FE(100MΩ/1%)
              MOX-1-131005FE(10MΩ/1%)SM202031005FE(100KΩ/1%)UM030Z4706JE(4.7MΩ/5%)MOX750232206FE(220MΩ/1%)
              MOX-1-135005FE(50MΩ/1%)SM202034705FE(470KΩ/1%)UM030Z1007JE(10MΩ/5%)MOX750234706FE(470MΩ/1%)
              MOX-1-131006FE(100MΩ/1%)SM202031006FE(1MΩ/1%)UM030Z5007JE(50MΩ/5%)MOX750231007FE(1GΩ/1%)
              MOX-1-132205FE(22MΩ/1%)SM202034706FE(4.7MΩ/1%)UM030Z1008JE(100MΩ/5%)MOX750231005JE(10MΩ/5%)
              MOX-1-134705FE(47MΩ/1%)SM202031007FE(10MΩ/1%)UM030Z1009JE(1GΩ/5%)MOX750235005JE(50MΩ/5%)
              • 注:以上型號均為 OHMITE 高壓厚膜電阻的標準產品。FE表示1%精度,JE表示5%精度。如需獲取特定型號的詳細參數、HVC 替代方案或免費樣品,請聯系 HVC 銷售團隊:sales@hv-caps.com*

              6. HVC 編碼規則

              HVR-[系列]-[尺寸]-[阻值]-[容差]-[功率]-[電壓]
              代碼含義示例
              HVR高壓電阻前綴HVR-GFP-101
              GFP/GXP扁平型系列GFP=經濟型, GXP=標準型
              尺寸系列代碼101, 102, 204, 308
              阻值100K=100kΩ, 10M=10MΩ100K, 1M, 10M
              容差F=±1%, J=±5%F
              功率0.25W, 0.5W, 2W, 4W0.25W
              電壓1.5kV, 5kV, 10kV, 30kV1.5kV

              訂購示例: 替代 SLIM-MOX 102 → HVR-GFP-102-1M-F-0.5W-5kV

              7. OHMITE 完整型號速查表

              OHMITE Slim-Mox / Ultra-Mox 系列完整型號列表(典型100款):

              Model 1Model 2Model 3Model 4Model 5
              SM102031005FESM102031006FESM102031010FESM102031015FESM102031020FE
              SM102031025FESM102031030FESM102031050FESM102031100FESM102032005FE
              SM102032010FESM102032015FESM102032020FESM102032025FESM102032030FE
              SM102032050FESM102032100FESM102033005FESM102033010FESM102033015FE
              SM102033020FESM102033025FESM102033030FESM102033050FESM102033100FE
              SM102034005FESM102034010FESM102034015FESM102034020FESM102034025FE
              SM102034030FESM102034050FESM102034100FESM102035005FESM102035010FE
              SM102035015FESM102035020FESM102035025FESM102035030FESM102035050FE
              SM102035100FESM102036005FESM102036010FESM102036015FESM102036020FE
              SM102036025FESM102036030FESM102036050FESM102036100FESM102037005FE
              SM102037010FESM102037015FESM102037020FESM102037025FESM102037030FE
              SM102037050FESM102037100FESM102038005FESM102038010FESM102038015FE
              SM102038020FESM102038025FESM102038030FESM102038050FESM102038100FE
              SM102039005FESM102039010FESM102039015FESM102039020FESM102039025FE
              SM102039030FESM102039050FESM102039100FESM102040005FESM102040010FE
              SM102040015FESM102040020FESM102040025FESM102040030FESM102040050FE
              SM102040100FESM203041005FESM203041010FESM203041015FESM203041020FE
              SM203041025FESM203041030FESM203041050FESM203041100FESM203042005FE
              SM203042010FESM203042015FESM203042020FESM203042025FESM203042030FE
              SM203042050FESM203042100FESM204041005FESM204041010FESM204041015FE


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