NTC熱敏電阻故障表現(xiàn)及其對策 - ①裂縫

負(fù)溫度系數(shù) (NTC) 熱敏電阻是一種電阻值會隨著溫度的升高而減小的半導(dǎo)體電阻器，并且電阻變化率很大。其應(yīng)用廣泛，主要用途包括電子設(shè)備內(nèi)的溫度檢測和各類應(yīng)用中的溫度補(bǔ)償，比如模塊化產(chǎn)品。

負(fù)溫度系數(shù) (NTC) 熱敏電阻是一種電阻值會隨著溫度的升高而減小的半導(dǎo)體電阻器，并且電阻變化率很大。其應(yīng)用廣泛，主要用途包括電子設(shè)備內(nèi)的溫度檢測和各類應(yīng)用中的溫度補(bǔ)償，比如模塊化產(chǎn)品。

當(dāng)我們在使用NTC熱敏電阻時，必須確保其使用方式的正確。不正確的使用方式會導(dǎo)致產(chǎn)品無法充分發(fā)揮其潛力，在最壞的情況下還可能出現(xiàn)故障。

本期推文將列舉兩種因使用方式的錯誤而導(dǎo)致NTC熱敏電阻出現(xiàn)故障的表現(xiàn)：“裂縫”和“基底熔化”，闡述其故障形成的原因并給出相應(yīng)的對策，希望能有助于您在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上解決此類問題。

圖1：故障表現(xiàn)和原因

視頻1：概要視頻

最常見的故障表現(xiàn)是“裂縫”。裂縫可能是由于基板安裝時或基板安裝后的機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致，原因多為“焊錫過量”和“安裝后存在應(yīng)力”這兩種。

圖2：故障表現(xiàn)①＜裂縫＞

原因1 焊錫過量

圖3：焊錫過量

在基板上安裝NTC熱敏電阻時，如果焊錫過量，容易導(dǎo)致裂縫。焊錫量的增加會加大對NTC熱敏電阻產(chǎn)生的壓力，這是由焊錫產(chǎn)生的收縮壓力導(dǎo)致的，從而導(dǎo)致裂縫。但如果焊錫量過少，則會存在接觸不良或貼片脫落的危險。因此，使用適當(dāng)?shù)暮稿a量非常重要。

圖4：推薦的焊錫量

對策

在設(shè)計(jì)基板的焊盤圖案時，設(shè)置正確的圖案形狀及尺寸，以便使用適量的焊錫。比如，TDK針對尺寸為1.6x0.8mm的NTC熱敏電阻推薦以下焊盤圖案和尺寸。

圖5：推薦的焊盤尺寸示例

原因2 安裝后存在應(yīng)力

圖6：安裝后存在應(yīng)力

將NTC熱敏電阻焊接到安裝基板后，基板因?yàn)檎郯寤蚵菁y止動的影響而變形時，其產(chǎn)生的應(yīng)力可能會導(dǎo)致裂縫。

特別是在折板附近，往往會對NTC熱敏電阻施加較大的應(yīng)力，這點(diǎn)需要重點(diǎn)關(guān)注。

對策

根據(jù)NTC熱敏電阻的貼片配置和安裝在基板上的位置不同，基板撓曲導(dǎo)致的應(yīng)力也會有很大變動。

圖7：基板的撓曲應(yīng)力和貼片的配置

如圖所示，相比起垂直于折板面配置，平行配置時產(chǎn)生的應(yīng)力會更小，并且離折板部分越遠(yuǎn)，所承受的壓力也會越小。

圖8：貼片的配置和應(yīng)力

像這樣，通過設(shè)計(jì)基板使得NTC熱敏電阻的配置有利于應(yīng)對撓曲應(yīng)力，能大幅降低裂縫產(chǎn)生的風(fēng)險。此外，除了折板，基板彎曲、掉落和沖擊導(dǎo)致的撓曲應(yīng)力也可能會產(chǎn)生裂縫。請注意不可對已安裝NTC熱敏電阻的基板施加外部應(yīng)力。