一颗分流电阻器一小步，电子元器件迈向小体积高功率化的一大步

电阻器是电路设计中必须的电子元器件，经过多年发展，已经从直插式演进到贴片式，并且尺寸还在不断缩小，有的电阻器甚至小到只有透过放大镜才能看得见。罗姆在 1989 年首次量产了 0402 封装电阻器，据统计这也是目前全球用量最大的电阻器。截止到 2018 年，罗姆电阻器的出货量已经累计达到 2.5 万亿个，其中 0402、0201、0603 三款电阻器约占总出货量的 85%左右。随着电子设备内部集成功能越来越多，用户对电子元器件的尺寸提出更严苛的要求，可以看到，0201、01005 等小封装电阻器需求量逐年增加，而 0603 大封装的需求逐年递减，电阻器越来越趋向小型化。

尤其在汽车中，所集成功能越来越多，除了小型化，用户对高功率的需求也在持续增长。因此，罗姆在 2017 年开发了 6.4×3.2mm 尺寸的小型、大功率分流电阻器 GMR100，这款产品受到了要求严格温度保证的车载和工业设备领域客户的高度好评，今年罗姆又推出了新一代分流电阻器 GMR50。罗姆半导体（北京）技术中心高级工程师吴波介绍，“在电阻器市场，大功率、小型化是不可逆转的发展趋势。我们在不断地扩充分流电阻器和高可靠性电阻器的产品阵容满足客户需求。”

罗姆半导体（北京）技术中心高级工程师吴波

专注汽车市场的发展

根据罗姆的统计，在已经累计出货的 2.5 兆个电阻器中，车载和工业设备市场份额占到 65%，移动设备相关市场份额占到 10%，消费电子以及其它市场份额占到 25%，罗姆电阻器的发展战略是专注于不断增长的汽车市场，以供应能力和可靠性为核心竞争力，来确保在世界范围内的稳定地位。

在产品研发方面，分流电阻器的额定功率在不断提高，预计未来，GMR 系列从现在的 3-5W 提高到 10W；PSR 系列可以从现在的 5W 提升到 15W；PMR 和 LTR 系列从现在的 2W 提升到 3W。高可靠性的电阻器在保持封装大小不变的前提下，将额定功率继续提高，在保证封装小型化的同时，抗浪涌能力保持不变，抗硫化性能提高。为了确保稳定供应，今年 6 月，罗姆在菲律宾工厂新建了一个厂房，扩充大功率分流电阻器和高可靠性电阻器的产品的产能。

罗姆公司电阻器系列展示

采用高散热结构，实现了超高额定功率

在车载应用中，汽车功能集成化且零件安装密度更高，电阻器包括其他外围元器件的散热环境越来越恶化，针对这个问题，散热设计变得尤为重要。在 2W 条件下使用 5mΩ GMR50 电阻器时，与 5025 尺寸的普通产品相比，成功地将表面温升降低了 57％。

吴波解释，“GMR50 电阻器是在 GMR100 的基础上进行开发的，如果按照 GMR100 的设计思路来做，产品小型化后难以解决散热问题。我们对 GMR50 电阻器内部的结构分布做了调整，让它满足小型化，同时具有散热性；另外，我们对电阻的强度做了调整，因为电极施加比较大应力时，会出现粘连不好的问题，我们对电极的一部分材料做了变更，使电极的粘合性更好。后续我们会推出相应的 GMR320 更多尺寸的电阻，都是基于我们目前的优势技术陆续推出。”

另外，罗姆的散热设计不只针对单颗电阻器，还针对整个 PCB 板进行整体热仿真，来给客户提供相应的散热对策。上图是罗姆以热仿真软件 Flotherm^TM做的 GMR50 电阻仿真图，是针对罗姆以往产品的温升对比，可以看出，使用单颗 GMR50 电阻器，表面温升比使用两颗旧款电阻器并联的表面温升还要低，不只进行稳态的温升比较，还可以实现瞬态温升分析。在同样 2W 的功率下，普通产品的表面温升达到 150℃，GMR50 电阻器表面温升只有 65℃，表面温升降低了近 60%。

在市面上，一般要实现 4W 的额定功率，电阻器尺寸要做到 6.4×3.2mm，而 GMR50 电阻器的尺寸只有 5.0×2.5mm，比普通产品贴装面积减小 39%。即使在引脚温度 TK=110℃时也能保证 3W 的额定功率。

在低阻值范围内实现低电阻温度系数

一般来讲，电阻值越低，电阻的温度系数越高，在用于车载严酷环境，以及要求可靠性的设备中，高精度电流检测会受到环境温度变化的影响。GMR50 电阻器的电阻体采用高性能合金材料，在低阻值范围也实现了出色的电阻温度系数。

从上图可以看出，从 5 毫欧一直到 220 毫欧，GMR50 电阻器的温度系数实测值都可以达到非常低的温度系数，保持在 25ppm/ 摄氏度以内。可以实现高精度电流检测，非常有助于提升设备整体的可靠性。

在 DEMO 展示中，罗姆将 GMR100 系列、PMR100 系列和 LTR100 系列的三种电阻器一起放入恒温箱中，初始温度设置成 25℃。随后温度开始上升，当温度上升到 70℃时，GMR 系列电阻器的电阻温度系数为 9ppm/℃，而其他的电阻器已经上升到到几十 ppm/℃或者 100+ppm/℃，对比就会发现，GMR 系列电阻器的整体电阻温度系数非常低，受外界温度的影响非常小。

在车载和工业应用中，电子元器件需要具有极高的稳定性，GMR 系列的高散热性和低温度系数正好契合这样的需求。