HVC HVR vs. OHMITE: Guia de Seleção de Resistores de Filme Espesso de Alta Tensão

Uma análise técnica dos materiais de fase condutora RuO₂, substratos cerâmicos de Al₂O₃ e as vantagens de desempenho resultantes.

Sumário

A série HVR da HVC utiliza material condutor de RuO₂ e substrato cerâmico de Al₂O₃ (96%) para alcançar desempenho estável em alta tensão através de serigrafia e sinterização em alta temperatura. Os dados de teste mostram um TCR de ±15 ppm/°C e um VCR de 0.1 ppm/V, tornando a série uma alternativa prática aos resistores de filme espesso da OHMITE.

1. Introdução

Resistores de película espessa de alta tensão são amplamente utilizados em eletrônica de potência, equipamentos médicos e instrumentação de precisão. À medida que os equipamentos se tornam menores e mais exigentes, os projetistas precisam de melhor estabilidade térmica, linearidade de tensão e confiabilidade a longo prazo do que muitas opções tradicionais podem oferecer.

Este artigo explica como a série HVR da HVC atende a essas necessidades e serve como uma alternativa compatível aos produtos OHMITE.

2. Sistema de Materiais

2.1 Material da Fase Condutora: Pasta Resistora de Filme Espesso à Base de RuO₂

O RuO₂ (dióxido de rutênio) é a fase condutora principal na pasta do resistor e oferece os seguintes benefícios:

Resistividade: Aproximadamente 35 μΩ·cm à temperatura ambiente, ajustável através do tamanho das partículas e do teor de vidro.

Estabilidade térmica: Estável a uma temperatura de sinterização de 850°C sem transformação de fase.

Estabilidade química: Resistente à corrosão por ácidos e álcalis em ambientes agressivos.

Mecanismo de condução: Condução metálica com coeficiente de temperatura controlável.

A resistência de um resistor de película espessa à base de RuO₂ pode ser aproximada por:

R = ρ × (L/W) × (1/t)

Aqui, ρ é a resistência de folha (Ω/□), L é o comprimento do resistor, W é a largura e t é a espessura do filme. Com o ajuste a laser, é possível obter uma tolerância de resistência de ±1%.

2.2 Material do substrato: Cerâmica de Al₂O₃ 96%

A cerâmica de alumina a 96% é o substrato padrão para esta classe de resistores, pois combina isolamento elétrico com desempenho mecânico estável.

Constante dielétrica: εr ≈ 9.0 a 1 MHz

Perda dielétrica: Baixo valor de tan δ a 1 MHz.

3. Processo de Fabricação

3.1 Tecnologia de Serigrafia

A pasta de RuO₂ é impressa no substrato de Al₂O₃ usando uma tela de aço inoxidável com malha de 200-325.

Parâmetros típicos do processo:

Pressão do rodo: 20-30 N

Velocidade de impressão: 50-100 mm/s

Distância de ruptura: 1-2 mm

Espessura da película úmida: 25-50 μm

3.2 Processo de Sinterização

Perfil típico de sinterização:

Etapa de aquecimento: Temperatura ambiente → 850 °C a aproximadamente 50 °C/min

Etapa de manutenção: 850 °C por 60 a 90 minutos

Etapa de resfriamento: Resfriamento natural até a temperatura ambiente.

Durante a sinterização, a fase vítrea funde e encapsula as partículas de RuO₂, formando uma rede condutora tridimensional estável. A espessura final do filme é tipicamente de 40 a 50% da espessura do filme úmido.

4. Teste de desempenho elétrico

4.1 Teste do Coeficiente de Temperatura de Resistência (TCR)

TCR é a variação relativa da resistência com a temperatura:

TCR = (R₂ - R₁) / [R₁ × (T₂ - T₁)] × 10⁶ (ppm/°C)

Faixa de teste: -55°C a +155°C. A HVC/HVR medida apresentou uma precisão de ±15 ppm/°C, melhor que o nível comum da indústria de ±50 ppm/°C.

4.2 Teste do Coeficiente de Tensão da Resistência (VCR)

A VCR (variação relativa da resistência em função da tensão aplicada) é:

VCR = (ΔR/R) / V × 10⁶ (ppm/V)

A VCR medida é de 0.1 ppm/V, demonstrando forte estabilidade de resistência sob carga de alta tensão.

4.3 Testes de estabilidade a longo prazo

A HVC realizou um teste de carga de 1000 horas de acordo com a norma MIL-STD-202, com potência nominal e temperatura ambiente de +70°C.

Os resultados do teste:

Desvio de resistência: < ±0.5%

Inspeção visual: Sem rachaduras, bolhas ou descoloração.

Teste de resistência à tensão: Aprovado com 1.5 vezes a tensão nominal.

5. Comparação de desempenho com os produtos OHMITE

A comparação dos principais benchmarks entre o HVC HVR e o OHMITE Slim-Mox está resumida abaixo.

Parâmetro	HVC HVR	OHMITE Slim-Mox
Coeficiente de temperatura	±15 ppm/°C	±50 ppm/°C
Coeficiente de tensão	0.1 ppm/V	< 1 ppm/V
Tolerância de resistência	± 1%	± 1%
Temperatura de operação	-55 A + 155 ° C	-55 A + 155 ° C

6. Conclusão

A série HVR da HVC oferece alta estabilidade térmica e linearidade de tensão por meio da formulação otimizada da pasta de RuO₂ e sinterização controlada. Ela atende ou supera os principais padrões de referência da OHMITE, além de oferecer prazos de entrega mais curtos e personalização flexível.

7. Referência cruzada do modelo OHMITE para HVC

As tabelas a seguir resumem as opções representativas de substituição de HVC para as principais famílias de resistores de película espessa da OHMITE.

A. Série Slim-Mox (03)

Modelo OHMITE	Poder (W)	Tensão (kV)	A (mm)	B (mm)	C (mm)	(MM)	D (mm)	Modelo HVC
SLIM-MOX10003	0.25	1.5	7.62	7.62	2.54	2.5	0.635	HVRGHP8.8
SLIM-MOX10103	0.5	2	8.64	8.38	5.08	-	0.635	HVRGHP9.8
SLIM-MOX10203	1	5	8.64	14.73	10.16	-	0.813	HVRGHP9.15
SLIM-MOX10303	1.25	7.5	8.64	21.08	15.24	-	0.813	HVRGHP9.21
SLIM-MOX10403	1.5	10	8.64	27.43	22.86	-	0.813	HVRGHP9.27
SLIM-MOX10603	2	15	8.64	40.13	35.56	-	0.813	HVRGHP9.40
SLIM-MOX10803	2.5	20	8.64	52.83	48.26	-	0.813	HVRGHP9.53
SLIM-MOX20203	1.5	5	14.99	14.73	10.16	-	0.813	HVRGHP15.15
SLIM-MOX20403	2	10	14.99	27.43	22.86	-	0.813	HVRGHP15.27
SLIM-MOX20603	2.5	15	14.99	40.13	35.56	-	0.813	HVRGHP15.40
SLIM-MOX20803	3	20	14.99	52.83	48.26	-	0.813	HVRGHP15.53
SLIM-MOX21003	3.5	25	14.99	65.53	60.96	-	0.813	HVRGHP15.66
SLIM-MOX30603	3.5	15	21.34	40.13	35.56	-	0.813	HVRGHP21.40
SLIM-MOX30803	4	20	21.34	52.83	48.26	-	0.813	HVRGHP21.53
SLIM-MOX31003	4.5	25	21.34	65.53	60.96	-	0.813	HVRGHP21.66
SLIM-MOX40403	3	10	27.69	27.43	22.86	-	0.813	HVRGHP28.27
SLIM-MOX40803	5	20	27.69	52.83	48.26	-	0.813	HVRGHP28.53
SLIM-MOX41003	5.5	25	27.69	65.53	60.96	-	0.813	HVRGHP28.66

B. Série Slim-Mox (02)

Modelo OHMITE	Poder (W)	Tensão (kV)	A (mm)	B (mm)	C (mm)	(MM)	D (mm)	Modelo HVC
SLIM-MOX10002	0.4	1.5	5.08	5.08	2.54	1.8	0.635	HVRGHP5.5
SLIM-MOX10102	0.75	2	6.35	6.35	5.08	-	0.635	HVRGHP6.6
SLIM-MOX10202	1.5	5	6.35	12.7	10.16	-	0.813	HVRGHP6.13
SLIM-MOX10302	2	7.5	6.35	19.05	15.24	-	0.813	HVRGHP6.19
SLIM-MOX10402	2.5	10	6.35	25.4	22.86	-	0.813	HVRGHP6.25
SLIM-MOX10602	3.25	15	6.35	38.1	35.56	-	0.813	HVRGHP6.38
SLIM-MOX10802	4.25	20	6.35	50.8	48.26	-	0.813	HVRGHP6.51
SLIM-MOX20202	2.5	5	12.7	12.7	10.16	-	0.813	HVRGHP13.13
SLIM-MOX20402	3.25	10	12.7	38.1	22.86	-	0.813	HVRGHP13.38
SLIM-MOX20602	4.25	15	12.7	38.1	35.56	-	0.813	HVRGHP13.38
SLIM-MOX20802	5	20	12.7	50.8	48.26	-	0.813	HVRGHP13.51
SLIM-MOX21002	5.75	25	12.7	63.5	60.96	-	0.813	HVRGHP13.64
SLIM-MOX30602	5.5	15	19.05	38.1	35.56	-	0.813	HVRGHP19.38
SLIM-MOX30802	6.75	20	19.05	50.8	48.26	-	0.813	HVRGHP19.51
SLIM-MOX31002	7.5	25	19.05	63.5	60.96	-	0.813	HVRGHP19.64
SLIM-MOX40402	5	10	25.4	25.4	22.86	-	0.813	HVRGHP25.25
SLIM-MOX40802	8.25	20	25.4	50.8	48.26	-	0.813	HVRGHP25.51
SLIM-MOX41002	9	25	25.4	63.5	60.96	-	0.813	HVRGHP25.64

C. Série Ultra-Mox

Modelo OHMITE	Poder (W)	Tensão (kV)	A (mm)	B (mm)	C (mm)	Modelo HVC
UM025	1	15	25	9	22.90	HVRGHP9.25
UM030	1	10	30	6	27.7	HVRGHP6.30
UM040	1.2	20	40	6	37.8	HVRGHP6.40
UM050	3	30	50	12.5	47.8	HVRGHP13.50

Série D. ARC2

Modelo OHMITE	Poder (W)	Tensão (kV)	A (mm)	B (mm)	C (mm)	Modelo HVC
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

Série E. MOX

Modelo OHMITE	Poder (W)	Tensão (kV)	A (mm)	B (mm)	C (mm)	Modelo HVC
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