什么是銀遷移現(xiàn)象呢?它是指水分子在潮濕環(huán)境中(尤其是直流電壓梯度的環(huán)境),滲入到含銀導體的表面,然后電解形成氫離子和氫氧根離子;然后,銀離子會在電場的作用下從高電位遷移至低電位,同時形成枝蔓狀或者絮狀擴展,黑色氧化銀便會在高、低電位相連邊界形成。在NTC芯片應用當中,銀遷移現(xiàn)象會導致熱敏芯片在投入使用后降低其可靠性。
銀遷移發(fā)生的前提是:
一、必須在兩電極間的絕緣物表面或內部存在著導電性或導電的濕氣薄膜;
二、在兩電極間施加了直流電壓。
銀遷移是電化腐蝕的特殊現(xiàn)象,其發(fā)生機理是當在絕緣基板上的銀電極(鍍銀引腳或鍍銀的PCB布線)間加上直流電壓時,當絕緣板吸附了水分或含有鹵素元素等時,陽極被電離。
水(H2O)在電場作用下被電離:
H2O?OH-+H+
H+在移向陰極時獲取電子氫氣(H2)并向空間逸出,同時OH-移向陽極將陽極Ag溶解形成AgOH,具體化學反應公式如下:
Ag?Ag++e(氧化反應)
Ag++OH-?AgOH(還原反應)
由電化學反應生成的AgOH是不穩(wěn)定的,很容易和空氣中的氧或合成樹脂中的基團反應,在陽極側生成氧化銀。
2AgOH?Ag2O+H2O
假設陽極被不斷溶蝕并伴隨氧化銀成長,在其抵達陰極時Ag便會被還原而后析出,具體化學反應公式如下:
Ag2O+H2O?2AgOH?2Ag++2OH-
由于上述的化學反應處于不斷循環(huán)的狀態(tài),因此會導致Ag2O呈樹枝狀從陽極往陰極擴展,而且Ag會被還原而后析出。
銀遷移現(xiàn)象不僅沿著絕緣基板的表面發(fā)生,而且也會沿著基板的厚度方向發(fā)生。銀遷移的影響因素有:
一、銀遷移狀態(tài)隨有機絕緣板上的分解物的種類、施加的直流電壓的大小、水的純度、處理的溫度與濕度等的不同而不同;
二、銀遷移現(xiàn)象的發(fā)生還會因電極之間存在的特定離子(如存在Cl-、Br-、I-、F-等鹵素離子)而變得更容易。
為了更好地避免銀遷移導致設備損壞,廣東愛晟電子科技有限公司研發(fā)、生產了一款高精度的金電極NTC芯片,相較于銀電極NTC芯片,其具有更高可靠性以及更高穩(wěn)定性。
參考數據:
電子制造資訊站《Ag離子遷移的生長機理與危害》
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