HVC HVR vs. OHMITE: Guía de selección de resistencias de película gruesa de alto voltaje

Una revisión técnica de los materiales de fase conductora de RuO₂, los sustratos cerámicos de Al₂O₃ y las ventajas de rendimiento resultantes.

Resumen

La serie HVR de HVC utiliza material conductor de RuO₂ y un sustrato cerámico de Al₂O₃ al 96% para lograr un rendimiento estable de alto voltaje mediante serigrafía y sinterización a alta temperatura. Los datos de las pruebas muestran un TCR de ±15 ppm/°C y un VCR de 0.1 ppm/V, lo que convierte a esta serie en una alternativa práctica a las resistencias de película gruesa de OHMITE.

1. Introducción

Las resistencias de película gruesa de alto voltaje se utilizan ampliamente en electrónica de potencia, equipos médicos e instrumentación de precisión. A medida que los equipos se vuelven más pequeños y exigentes, los diseñadores necesitan una mayor estabilidad térmica, linealidad de voltaje y fiabilidad a largo plazo que la que ofrecen muchas opciones tradicionales.

Este artículo explica cómo la serie HVR de HVC satisface esas necesidades y sirve como una alternativa compatible a los productos OHMITE.

2. Sistema de materiales

2.1 Material de fase conductora: Pasta resistiva de película gruesa a base de RuO₂

El RuO₂ (dióxido de rutenio) es la fase conductora principal en la pasta resistiva y ofrece los siguientes beneficios:

Resistividad: Aproximadamente 35 μΩ·cm a temperatura ambiente, ajustable mediante el tamaño de las partículas y el contenido de vidrio.

Estabilidad térmica: Estable a una temperatura de sinterización de 850 °C sin transformación de fase.

Estabilidad química: Resistente a la corrosión por ácidos y álcalis en entornos agresivos.

Mecanismo de conducción: Conducción metálica con coeficiente de temperatura controlable.

La resistencia de una resistencia de película gruesa basada en RuO₂ se puede aproximar mediante:

R = ρ × (L/W) × (1/t)

Aquí, ρ es la resistencia superficial (Ω/□), L es la longitud de la resistencia, W es el ancho y t es el espesor de la película. Con el ajuste láser, se puede lograr una tolerancia de resistencia de ±1%.

2.2 Material del sustrato: Cerámica de Al₂O₃ al 96 %

La cerámica de alúmina al 96% es el sustrato estándar para esta clase de resistencias porque combina el aislamiento eléctrico con un rendimiento mecánico estable.

Constante dieléctrica: εr ≈ 9.0 a 1 MHz

Pérdida dieléctrica: Baja tangente delta a 1 MHz.

3. Proceso de fabricación

3.1 Tecnología de serigrafía

La pasta de RuO₂ se imprime sobre el sustrato de Al₂O₃ utilizando una malla de acero inoxidable de 200-325 hilos.

Parámetros típicos del proceso:

Presión de la escobilla: 20-30 N

Velocidad de impresión: 50-100 mm/s

Distancia de rotura: 1-2 mm

Espesor de la película húmeda: 25-50 μm

3.2 Proceso de sinterización

Perfil de sinterización típico:

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

Etapa de mantenimiento: 850 °C durante 60-90 minutos.

Etapa de enfriamiento: Enfriamiento natural hasta alcanzar la temperatura ambiente.

Durante la sinterización, la fase vítrea se funde y encapsula las partículas de RuO₂, formando una red conductora tridimensional estable. El espesor final de la película suele ser del 40-50% del espesor de la película húmeda.

4. Pruebas de rendimiento eléctrico

4.1 Prueba del coeficiente de temperatura de resistencia (TCR)

El TCR es el cambio relativo de la resistencia con la temperatura:

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

Rango de prueba: -55 °C a +155 °C. La variación de la resistencia térmica (HVR) medida fue de ±15 ppm/°C, mejor que el nivel común de la industria de ±50 ppm/°C.

4.2 Prueba del coeficiente de voltaje de resistencia (VCR)

VCR es el cambio relativo en la resistencia con respecto al voltaje aplicado:

VCR = (ΔR/R) / V × 10⁶ (ppm/V)

La VCR medida es de 0.1 ppm/V, lo que demuestra una gran estabilidad de la resistencia bajo cargas de alto voltaje.

4.3 Pruebas de estabilidad a largo plazo

HVC realizó una prueba de carga de 1000 horas según la norma MIL-STD-202 a potencia nominal y temperatura ambiente de +70 °C.

Resultados del ensayo:

Deriva de la resistencia: < ±0.5%

Inspección visual: Sin grietas, burbujas ni decoloración.

Prueba de resistencia a la tensión: Superó 1.5 veces la tensión nominal.

5. Comparación de rendimiento con productos OHMITE

A continuación se resume la comparación de referencia clave entre HVC HVR y OHMITE Slim-Mox.

Parámetro	HVC HVR	OHMITE Slim-Mox
Coeficiente de temperatura	±15 ppm/°C	±50 ppm/°C
Coeficiente de voltaje	0.1 ppm/V	< 1 ppm/V
Tolerancia de resistencia	± 1%	± 1%
Temperatura de funcionamiento	-55 A + 155 ° C	-55 A + 155 ° C

6. Conclusión

La serie HVR de HVC ofrece una gran estabilidad térmica y linealidad de voltaje gracias a una formulación optimizada de la pasta de RuO₂ y un proceso de sinterización controlado. Cumple o supera los principales estándares de OHMITE, a la vez que ofrece plazos de entrega más cortos y una personalización flexible.

7. Referencia cruzada del modelo OHMITE al modelo HVC

Las siguientes tablas resumen las opciones representativas de reemplazo de HVC para las principales familias de resistencias de película gruesa de OHMITE.

Serie A. Slim-Mox (03)

Modelo OHMITE	Potencia (W)	Voltaje (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. Serie Slim-Mox (02)

Modelo OHMITE	Potencia (W)	Voltaje (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

Serie C. Ultra-Mox

Modelo OHMITE	Potencia (W)	Voltaje (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

Serie D. ARC2

Modelo OHMITE	Potencia (W)	Voltaje (kV)	A (mm)	B (mm)	C (mm)	Modelo HVC
ARCO2-2	3.8	9	27	8	0.8	HVRBSP27
ARCO2-3	5	12	37	8	0.8	HVRBSP37
ARCO2-5	7.5	18	52	8	0.8	HVRBSP52
ARCO2-7	10	24	78	8	0.8	HVRBSP78
ARCO2-10	12.5	36	103	8	0.8	HVRBSP103
ARCO2-12	15	42	128	8	0.8	HVRBSP128
ARCO2-15	17	54	153	8	0.8	HVRBSP153

Serie E. MOX

Modelo OHMITE	Potencia (W)	Voltaje (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