Τι είναι μια αντίσταση λεπτής μεμβράνης;

Μια αντίσταση λεπτής μεμβράνης είναι μια αντίσταση, ένα κοινό ηλεκτρονικό εξάρτημα, που κατασκευάζεται με μεθόδους εναπόθεσης κενού για την τοποθέτηση ενός ωμικού υλικού σε ένα υπόστρωμα. Διακρίνεται από τις αντιστάσεις παχιάς μεμβράνης όχι από το υλικό ή τη λειτουργία αλλά από την κατασκευή. Αυτός ο μάλλον τεχνικός ορισμός γίνεται καλύτερα κατανοητός εν μέρει.
Μια αντίσταση αναφέρεται σε ένα στοιχείο στην αρχιτεκτονική των ηλεκτρονικών που εμποδίζει τη ροή του ηλεκτρισμού. Η αύξηση της τιμής αντίστασης θα απαιτήσει αύξηση της εφαρμοζόμενης τάσης για τη διατήρηση σταθερού ηλεκτρικού ρεύματος. Μαθηματικά, είναι η τιμή R στο νόμο του Ohm, η οποία συσχετίζει το ρεύμα (I) και την τάση (V) — που φαίνεται από τον τύπο V=I/R — ή σε άλλη εκδοχή, εκφράζει τη σχέση ισχύος (P) με την τάση — ως στον τύπο P=V2/R. Επιτρέποντας αλλαγές στην τάση ή το ρεύμα, η αντίσταση είναι μέρος της «γλώσσας» των ηλεκτρονικών που επιτρέπει την ηλεκτρονική αξιολόγηση των μαθηματικών παραστάσεων.

Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι εναπόθεσης υπό κενό που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μιας αντίστασης λεπτής μεμβράνης. Το υλικό που θα χρησιμοποιηθεί ως αντίσταση, που ονομάζεται ανθεκτικό υλικό, εξατμίζεται με την εφαρμογή ηλεκτρικής θερμότητας και στη συνέχεια συμπυκνώνεται σε μια επιφάνεια. Δεύτερον, στην «επιδοκιμασία», τα ιόντα από ένα αέριο πλάσμα προσκρούουν και ενεργοποιούν τα μόρια του ανθεκτικού υλικού. Αυτά τα μόρια εκτοξεύονται μακριά από το υλικό και πάνω σε ένα υπόστρωμα.

Η πρώτη μέθοδος μπορεί να απεικονιστεί ως βαφή με σπρέι, μια άμεση εφαρμογή υλικού. Το δεύτερο μπορεί να θεωρηθεί ως το πιτσίλισμα από έναν τροχό που περνά μέσα από μια λακκούβα λάσπης, μια έμμεση εφαρμογή υλικού. Και στις δύο περιπτώσεις, το στρώμα του ανθεκτικού υλικού είναι τόσο λεπτό που έχει μόνο λίγα άτομα ή μόρια βάθος. Διεξάγοντας τη διαδικασία σε κενό, επιτυγχάνεται ένα ομοιόμορφο στρώμα και αποφεύγονται οι προσμείξεις ή οι ανεπιθύμητες χημικές αντιδράσεις.

Τα υλικά από τα οποία κατασκευάζονται οι αντιστάσεις περιλαμβάνουν ενώσεις τανταλίου, βισμούθιου και ρουθηνίου, καθώς και χρώμιο, νικέλιο και μόλυβδο. Υπάρχουν χιλιάδες πιθανές ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων νεότερων οργανικών μιγμάτων. Μια αντίσταση λεπτής μεμβράνης είναι πιο ακριβή από άλλους τύπους, αλλά έχει επίσης πιο αυστηρές ανοχές. Αυτές οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται συνήθως σε πιο απαιτητικές εφαρμογές όπως επικοινωνίες υψηλής συχνότητας και υπολογιστές.

Όπως τα ξαδέρφια τους με παχύ φιλμ, οι αντιστάσεις λεπτής μεμβράνης μπορούν να κοπούν για να αυξηθεί η ακρίβεια της βαθμολογίας τους. Οι αντιστάσεις κόβονται με ελαφρά υπερβολική εναπόθεση του απαιτούμενου υλικού. Στη συνέχεια, ελεγχόμενα λέιζερ από υπολογιστή χαράζουν το υλικό μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή τιμή αντίστασης. Η τελειοποίηση της κοπής με λέιζερ μιας ήδη ακριβούς αντίστασης λεπτής μεμβράνης είναι μια ένδειξη των πολύ αυστηρών ανοχών που απαιτούνται από τις σημερινές μικρές, γρήγορες, ισχυρές και χαμηλότερης παραγωγής θερμότητας ηλεκτρονικές συσκευές.