目前,市面上常用的NTC熱敏芯片為銀電極NTC熱敏芯片,其銀電極層所使用到的導電銀漿,因其性價比高成為最早被使用的導電漿料之一。導電銀漿其作為一種功能性導電材料被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中,與導電碳漿、導電銅漿相比,因其具有更良好的導電性能而備受關(guān)注及青睞。
因?qū)щ娿y漿的應(yīng)用廣泛,迄今為止其仍然是用量最大的導電漿料。而當發(fā)現(xiàn)導電銀漿在使用過程中會發(fā)生銀遷移現(xiàn)象后,銀遷移的原因以及如何預防等就一直是人們十分關(guān)注的問題。銀遷移是指存在直流電壓梯度的潮濕環(huán)境中,水分子滲入含銀導體表面電解形成氫離子和氫氧根離子。在電場的作用下,銀離子從高電位向低電位遷移,并形成絮狀或枝蔓狀擴展,在高低電位相連的邊界上形成黑色氧化銀。銀遷移現(xiàn)象可以通過水滴試驗更清楚地被觀察到,而且其操作十分簡單。在相距很近的含銀導體間滴上水滴,同時加上直流偏置電壓就可以觀察到銀離子遷移現(xiàn)象。
簡單舉例說明,銀電極NTC熱敏芯片在出廠檢驗時往往性能良好,各項參數(shù)指標完全合格,但客戶在使用一段時間后可能會發(fā)現(xiàn)部分銀電極熱敏芯片電阻值變小,甚至出現(xiàn)短路的自通現(xiàn)象。究其原因,這就是銀遷移作祟。廣東愛晟電子科技有限公司為了更好地把控銀電極NTC熱敏芯片的質(zhì)量,做了一個關(guān)于銀電極NTC熱敏芯片銀遷移的試驗。現(xiàn)報告如下:
試驗條件
取試驗樣品銀電極NTC熱敏芯片,施加5V電壓、1mA電流;試驗溫度為65±2℃,試驗濕度為93±3%RH。
試驗時間
2021-7-17~2021/7/27,為期10天
試驗備注
銀電極NTC熱敏芯片規(guī)格為DT104G3964F,經(jīng)過240小時試驗時間后,將樣品取出進行檢測。
檢測結(jié)果如下:
從以上檢測結(jié)果可得出以下分析:
1.樣品經(jīng)試驗后阻值發(fā)生明顯下降,阻值變化率為-40%~-97%;
2.通過奧林巴斯顯微鏡可觀察到陶瓷體側(cè)面有銀白色物質(zhì);
3.通過掃描電子顯微鏡可觀察到銀電極NTC熱敏芯片出現(xiàn)銀電極邊緣部分向陶瓷體方向遷移現(xiàn)象;
4.對陶瓷體側(cè)面進行成份分析,得出陶瓷體側(cè)面含有銀元素20%~40%,由此得出陶瓷體側(cè)面的銀白色物質(zhì)是銀元素。
從銀遷移試驗可得出,銀電極NTC熱敏芯片在通電流、高溫高濕的條件下短時間內(nèi)會發(fā)生劇烈的銀遷移現(xiàn)象。銀離子在陶瓷體側(cè)面遷移,導致熱敏芯片的電阻值有明顯的下降。應(yīng)對方案有二個:
一、客戶在使用的過程中必須做好防水防潮的措施,避免因水氣而產(chǎn)生銀遷移;
二、尋找替代產(chǎn)品。如廣東愛晟電子科技有限公司推出的應(yīng)對新產(chǎn)品——金電極NTC熱敏芯片。
金電極NTC熱敏芯片是表面經(jīng)過鍍金處理的耐高溫、高精度NTC熱敏芯片,其使用溫度范圍為-50℃~200℃,其體積?。ㄗ钚】蛇_0.3*0.3mm)。金電極熱敏芯片適用的焊接方式有邦定打線、非邦定的錫焊和通用型焊接(可邦定及錫焊使用)。
相對于銀電極熱敏芯片,金電極NTC熱敏芯片還具有以下特點:
1、高可靠性:在潮濕的工作環(huán)境中,金電極不易產(chǎn)生離子遷移。相比之下,銀電極長時間在潮濕的工作環(huán)境中工作會容易出現(xiàn)銀遷移的自然現(xiàn)象。(可對應(yīng)以上試驗)
2、高穩(wěn)定性:金電極NTC熱敏芯片金漂移率低,長時間工作阻值離散性也能保持在規(guī)定范圍內(nèi),適合應(yīng)用于需要長期穩(wěn)定進行溫度監(jiān)測的場景。
3、適用于各種混合設(shè)計多功能模塊:紅外熱電堆、IGBT模塊、熱敏打印頭、集成模塊、半導體模塊、電源模塊等等。
4、多種包裝方式:藍膜包裝,托盤包裝,散包裝等。
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