Što je tankoslojni otpornik?

Otpornik tankog filma je otpornik, uobičajena elektronička komponenta, koja se proizvodi metodama vakuumskog taloženja za postavljanje otpornog materijala na podlogu. Razlikuje se od otpornika debelog filma ne materijalom ili funkcijom, već načinom proizvodnje. Tu prilično tehničku definiciju bolje je razumjeti u dijelovima.
Otpornik se odnosi na element u arhitekturi elektronike koji ometa protok električne energije. Povećanje vrijednosti otpora zahtijevat će povećanje primijenjenog napona za održavanje konstantne električne struje. Matematički, to je R vrijednost u Ohmovom zakonu, koja povezuje struju (I) i napon (V) — prikazana formulom V=I/R — ili u drugoj verziji, izražava odnos snage (P) i napona — kao u formuli P=V2/R. Omogućavanjem promjena napona ili struje, otpor je dio “jezika” elektronike koji omogućuje elektroničku procjenu matematičkih izraza.

Postoje dvije glavne metode vakuumskog taloženja koje se koriste u proizvodnji tankoslojnog otpornika. Materijal koji se koristi kao otpornik, nazvan otporni materijal, isparava se primjenom električne topline, a zatim se kondenzira na površini. Drugo, u “sputteringu”, ioni iz plinovite plazme udaraju i daju energiju na molekule otpornog materijala. Te se molekule izbacuju iz materijala na podlogu.

Prva metoda se može vizualizirati kao boja u spreju, izravna primjena materijala. Drugi se može zamisliti kao prskanje od kotača koji prolazi kroz lokvicu blata, neizravno nanošenje materijala. U oba slučaja, sloj otpornog materijala je toliko tanak da je dubok samo nekoliko atoma ili molekula. Provođenjem procesa u vakuumu postiže se ravnomjeran sloj, a izbjegavaju se onečišćenja ili neželjene kemijske reakcije.

Materijali od kojih se izrađuju otpornici uključuju spojeve tantala, bizmuta i rutenija, te kroma, nikla i olova. Postoje tisuće mogućih spojeva, uključujući novije organske smjese. Otpornik tankog filma skuplji je od ostalih tipova, ali ima i strože tolerancije. Ovi otpornici se obično koriste u zahtjevnijim aplikacijama kao što su visokofrekventne komunikacije i računalstvo.

Kao i njihovi rođaci s debelim filmom, tankoslojni otpornici mogu se smanjiti kako bi se povećala preciznost njihove ocjene. Otpornici se obrezuju laganim prekomjernim taloženjem potrebnog materijala. Zatim računalno kontrolirani laseri urezuju materijal dok se ne postigne željena vrijednost otpora. Prefinjenost laserskog obrezivanja ionako preciznog tankoslojnog otpornika pokazatelj je vrlo uskih tolerancija koje zahtijevaju današnji mali, brzi, moćni elektronički uređaji s nižom temperaturom.