HVC's HVR系列高壓厚膜電阻的材料科學(xué)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(guān)鍵詞： HVC HVR系列高壓厚膜電阻 RuO?導(dǎo)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(xué)與性能分析

基于RuO?導(dǎo)電相與Al?O?陶瓷基板的厚膜技術(shù)研究

摘要

本文系統(tǒng)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(chǎn)品采用釕系氧化物（RuO?）作為導(dǎo)電相，96% Al?O?陶瓷作為基板材料，通過絲網(wǎng)印刷和高溫?zé)Y(jié)工藝制備。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該產(chǎn)品的溫度系數(shù)（TCR）可達(dá)±15 ppm/°C，電壓系數(shù)（VCR）為0.1 ppm/V，在高壓應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和可靠性。

1. 引言

高壓厚膜電阻是電力電子、醫(yī)療設(shè)備、精密測量等領(lǐng)域的關(guān)鍵被動元件。

隨著設(shè)備小型化和高性能化的發(fā)展趨勢，對高壓電阻的溫度穩(wěn)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(tǒng)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈瓶頸問題，開發(fā)了具有完全兼容性的替代方案。

2. 材料體系

2.1 導(dǎo)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(dǎo)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(diào)節(jié) - 熱穩(wěn)定性：在850℃燒結(jié)溫度下保持穩(wěn)定，不發(fā)生相變 - 化學(xué)穩(wěn)定性：耐酸堿腐蝕，適合惡劣環(huán)境應(yīng)用 - 導(dǎo)電機(jī)制：金屬性導(dǎo)電，溫度系數(shù)可控

根據(jù)厚膜電阻技術(shù)文獻(xiàn)，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(shù)，可實(shí)現(xiàn)±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(shù)： - 介電常數(shù)：εr ≈ 9.0（1 MHz） - 介電損耗：tan δ < 0.001 - 介電強(qiáng)度：15-20kV/mm - 熱導(dǎo)率：20-30 W/(m·K) - 熱膨脹系數(shù)：6.5×10??/°C - 抗彎強(qiáng)度：> 300 MPa

3. 制造工藝

3.1 絲網(wǎng)印刷技術(shù)

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

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

3.2 燒結(jié)工藝

燒結(jié)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(jié)過程中，玻璃相熔融并包裹RuO?顆粒，形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。

燒結(jié)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(shù)（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(jié)果顯示TCR為±15 ppm/°C，顯著優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)±50 ppm/°C。

4.2 電壓系數(shù)（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(jié)果：VCR = 0.1 ppm/V，表明在高壓應(yīng)用下電阻值保持高度穩(wěn)定。

4.3 長期穩(wěn)定性測試

根據(jù)MIL-STD-202標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行1000小時負(fù)載測試（額定功率，+70°C環(huán)境溫度）。

測試結(jié)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(chǎn)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(guān)鍵參數(shù)上的對比如下：

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

電壓系數(shù)：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(jié)論

本研究表明，HVC's HVR系列高壓厚膜電阻通過優(yōu)化RuO?導(dǎo)電相配方和燒結(jié)工藝，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性和電壓線性度。

產(chǎn)品性能達(dá)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(wù)，為高壓電阻應(yīng)用提供了可靠的替代方案。

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6. OHMITE 全系列型號細(xì)分對照表

以下是 OHMITE 高壓厚膜電阻的完整系列細(xì)分，涵蓋 Slim-Mox、Ultra-Mox、ARC2、MOX 等核心產(chǎn)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(yīng)HVC產(chǎn)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-MOX10003	0.25	1.5	7.62	7.62	2.54	2.5	0.635	HVRGXP8.8
SLIM-MOX10103	0.5	2	8.64	8.38	5.08	-	0.635	HVRGXP9.8
SLIM-MOX10203	1	5	8.64	14.73	10.16	-	0.813	HVRGXP9.15
SLIM-MOX10303	1.25	7.5	8.64	21.08	15.24	-	0.813	HVRGXP9.21
SLIM-MOX10403	1.5	10	8.64	27.43	22.86	-	0.813	HVRGXP9.27
SLIM-MOX10603	2	15	8.64	40.13	35.56	-	0.813	HVRGXP9.40
SLIM-MOX10803	2.5	20	8.64	52.83	48.26	-	0.813	HVRGXP9.53
SLIM-MOX20203	1.5	5	14.99	14.73	10.16	-	0.813	HVRGXP15.15
SLIM-MOX20403	2	10	14.99	27.43	22.86	-	0.813	HVRGXP15.27
SLIM-MOX20603	2.5	15	14.99	40.13	35.56	-	0.813	HVRGXP15.40
SLIM-MOX20803	3	20	14.99	52.83	48.26	-	0.813	HVRGXP15.53
SLIM-MOX21003	3.5	25	14.99	65.53	60.96	-	0.813	HVRGXP15.66
SLIM-MOX30603	3.5	15	21.34	40.13	35.56	-	0.813	HVRGXP21.40
SLIM-MOX30803	4	20	21.34	52.83	48.26	-	0.813	HVRGXP21.53
SLIM-MOX31003	4.5	25	21.34	65.53	60.96	-	0.813	HVRGXP21.66
SLIM-MOX40403	3	10	27.69	27.43	22.86	-	0.813	HVRGXP28.27
SLIM-MOX40803	5	20	27.69	52.83	48.26	-	0.813	HVRGXP28.53
SLIM-MOX41003	5.5	25	27.69	65.53	60.96	-	0.813	HVRGXP28.66

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(yīng)HVC產(chǎn)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-MOX10002	0.4	1.5	5.08	5.08	2.54	1.8	0.635	HVRGXP5.5
SLIM-MOX10102	0.75	2	6.35	6.35	5.08	-	0.635	HVRGXP6.6
SLIM-MOX10202	1.5	5	6.35	12.7	10.16	-	0.813	HVRGXP6.13
SLIM-MOX10302	2	7.5	6.35	19.05	15.24	-	0.813	HVRGXP6.19
SLIM-MOX10402	2.5	10	6.35	25.4	22.86	-	0.813	HVRGXP6.25
SLIM-MOX10602	3.25	15	6.35	38.1	35.56	-	0.813	HVRGXP6.38
SLIM-MOX10802	4.25	20	6.35	50.8	48.26	-	0.813	HVRGXP6.51
SLIM-MOX20202	2.5	5	12.7	12.7	10.16	-	0.813	HVRGXP13.13
SLIM-MOX20402	3.25	10	12.7	38.1	22.86	-	0.813	HVRGXP13.38
SLIM-MOX20602	4.25	15	12.7	38.1	35.56	-	0.813	HVRGXP13.38
SLIM-MOX20802	5	20	12.7	50.8	48.26	-	0.813	HVRGXP13.51
SLIM-MOX21002	5.75	25	12.7	63.5	60.96	-	0.813	HVRGXP13.64
SLIM-MOX30602	5.5	15	19.05	38.1	35.56	-	0.813	HVRGXP19.38
SLIM-MOX30802	6.75	20	19.05	50.8	48.26	-	0.813	HVRGXP19.51
SLIM-MOX31002	7.5	25	19.05	63.5	60.96	-	0.813	HVRGXP19.64
SLIM-MOX40402	5	10	25.4	25.4	22.86	-	0.813	HVRGXP25.25
SLIM-MOX40802	8.25	20	25.4	50.8	48.26	-	0.813	HVRGXP25.51
SLIM-MOX41002	9	25	25.4	63.5	60.96	-	0.813	HVRGXP25.64

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(yīng)HVC產(chǎn)品）

OHMITE 型號	功率(W)	工作電壓(kV)	A(mm)	B(mm)	C(mm)	HVC 替代型號
UM025	1	15	25	9	22.90	HVRGXP9.25
UM030	1	10	30	6	27.7	HVRGXP6.30
UM040	1.2	20	40	6	37.8	HVRGXP6.40
UM050	3	30	50	12.5	47.8	HVRGXP13.50

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(yīng)HVC產(chǎn)品）

OHMITE 型號	功率(W)	工作電壓(kV)	A(mm)	B(mm)	C(mm)	HVC 替代型號
ARC2-2	3.8	9	27	8	0.8	HVRBSP27
ARC2-3	5	12	37	8	0.8	HVRBSP37
ARC2-5	7.5	18	52	8	0.8	HVRBSP52
ARC2-7	10	24	78	8	0.8	HVRBSP78
ARC2-10	12.5	36	103	8	0.8	HVRBSP103
ARC2-12	15	42	128	8	0.8	HVRBSP128
ARC2-15	17	54	153	8	0.8	HVRBSP153

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(yīng)HVC產(chǎn)品）

OHMITE 型號	功率(W)	工作電壓(kV)	A(mm)	B(mm)	C(mm)	HVC 替代型號
MOX-1-12	2.5	10	28.45	7.87	0.8	HVRBSP28
MOX-2-12	5	20	53.85	7.87	0.8	HVRBSP54
MOX-3-12	7.5	30	79.24	7.87	0.8	HVRBSP79
MOX-4-12	10	40	104.65	7.87	0.8	HVRBSP105
MOX-5-12	12.5	50	130.05	7.87	0.8	HVRBSP130
MOX-1-13	2	10	28.96	8.76	0.8	HVRBSP29
MOX-2-13	3	20	54.36	8.76	0.8	HVRBSP54
MOX-3-13	4	30	79.76	8.76	0.8	HVRBSP80
MOX-4-13	5	40	105.16	8.76	0.8	HVRBSP105
MOX-5-13	6	50	130.56	8.76	0.8	HVRBSP131
MOX-400-22	0.35	2.5	12.95	3.56	0.5	HVRBOP13
MOX-750-22	0.7	5	20.83	3.56	0.5	HVRBOP21
MOX-1125-22	1.4	7.5	30.73	3.56	0.5	HVRBOP31
MOX-400-23	0.75	2.5	14.78	4.19	0.5	HVRBOP15
MOX-750-23	1	5	22.35	4.19	0.5	HVRBOP22
MOX-1125-23	1.5	7.5	32.26	4.19	0.5	HVRBOP32
MOX910	3.9	9.4	27.2	8.2	1	HVRBSP27
MOX920	4.6	13.8	39.5	8.2	1	HVRBSP40
MOX930	7.8	20	52	8.2	1	HVRBSP52
MOX940	11.7	30	77.6	8.2	1	HVRBSP78
MOX950	12.5	40	103.2	8.2	1	HVRBSP103
MOX960	15.5	50	123.7	8.2	1	HVRBSP124
MOX970	19.4	60	153.7	8.2	1	HVRBSP154

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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。FE表示1%精度，JE表示5%精度。如需獲取特定型號的詳細(xì)參數(shù)、HVC 替代方案或免費(fèi)樣品，請聯(lián)系 HVC 銷售團(tuán)隊：sales@hv-caps.com*

6. HVC 編碼規(guī)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(jīng)濟(jì)型, GXP=標(biāo)準(zhǔn)型
尺寸	系列代碼	101, 102, 204, 308
阻值	100K=100kΩ, 10M=10MΩ	100K, 1M, 10M
容差	F=±1%, J=±5%	F
功率	0.25W, 0.5W, 2W, 4W	0.25W
電壓	1.5kV, 5kV, 10kV, 30kV	1.5kV

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 1	Model 2	Model 3	Model 4	Model 5
SM102031005FE	SM102031006FE	SM102031010FE	SM102031015FE	SM102031020FE
SM102031025FE	SM102031030FE	SM102031050FE	SM102031100FE	SM102032005FE
SM102032010FE	SM102032015FE	SM102032020FE	SM102032025FE	SM102032030FE
SM102032050FE	SM102032100FE	SM102033005FE	SM102033010FE	SM102033015FE
SM102033020FE	SM102033025FE	SM102033030FE	SM102033050FE	SM102033100FE
SM102034005FE	SM102034010FE	SM102034015FE	SM102034020FE	SM102034025FE
SM102034030FE	SM102034050FE	SM102034100FE	SM102035005FE	SM102035010FE
SM102035015FE	SM102035020FE	SM102035025FE	SM102035030FE	SM102035050FE
SM102035100FE	SM102036005FE	SM102036010FE	SM102036015FE	SM102036020FE
SM102036025FE	SM102036030FE	SM102036050FE	SM102036100FE	SM102037005FE
SM102037010FE	SM102037015FE	SM102037020FE	SM102037025FE	SM102037030FE
SM102037050FE	SM102037100FE	SM102038005FE	SM102038010FE	SM102038015FE
SM102038020FE	SM102038025FE	SM102038030FE	SM102038050FE	SM102038100FE
SM102039005FE	SM102039010FE	SM102039015FE	SM102039020FE	SM102039025FE
SM102039030FE	SM102039050FE	SM102039100FE	SM102040005FE	SM102040010FE
SM102040015FE	SM102040020FE	SM102040025FE	SM102040030FE	SM102040050FE
SM102040100FE	SM203041005FE	SM203041010FE	SM203041015FE	SM203041020FE
SM203041025FE	SM203041030FE	SM203041050FE	SM203041100FE	SM203042005FE
SM203042010FE	SM203042015FE	SM203042020FE	SM203042025FE	SM203042030FE
SM203042050FE	SM203042100FE	SM204041005FE	SM204041010FE	SM204041015FE