關(guān)于NTC熱敏芯片的銀遷移現(xiàn)象

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(dǎo)電銀漿，因其性價(jià)比高成為最早被使用的導(dǎo)電漿料之一。導(dǎo)電銀漿其作為一種功能性導(dǎo)電材料被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中，與導(dǎo)電碳漿、導(dǎo)電銅漿相比，因其具有更良好的導(dǎo)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(dǎo)電漿料。而當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電銀漿在使用過程中會(huì)發(fā)生銀遷移現(xiàn)象后，銀遷移的原因以及如何預(yù)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(dǎo)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(kuò)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(yàn)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(dǎo)體間滴上水滴，同時(shí)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(yàn)時(shí)往往性能良好，各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)完全合格，但客戶在使用一段時(shí)間后可能會(huì)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。EXSENSE為了更好地把控銀電極NTC熱敏芯片的質(zhì)量，做了一個(gè)關(guān)于銀電極NTC熱敏芯片銀遷移的試驗(yàn)。現(xiàn)報(bào)告如下：

試驗(yàn)條件

取試驗(yàn)樣品銀電極NTC熱敏芯片，施加5V電壓、1mA電流；試驗(yàn)溫度為65±2℃，試驗(yàn)濕度為93±3%RH。

試驗(yàn)時(shí)間

10天

試驗(yàn)備注

銀電極NTC熱敏芯片規(guī)格為DT104G3964F，經(jīng)過240小時(shí)試驗(yàn)時(shí)間后，將樣品取出進(jìn)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(yàn)后阻值發(fā)生明顯下降，阻值變化率為-40%~-97%；

2.通過晶相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(jìn)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(yàn)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(shí)間內(nèi)會(huì)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(dǎo)致熱敏芯片的電阻值有明顯的下降。應(yīng)對方案有二個(gè)：

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EXSENSE金電極NTC熱敏芯片。

EXSENSE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，其使用溫度范圍為-50℃~200℃，其體積小（可達(dá)0.21×0.21mm）。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，EXSENSE金電極NTC熱敏芯片還具有以下特點(diǎn)：

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(shí)間在潮濕的工作環(huán)境中工作會(huì)容易出現(xiàn)銀遷移的自然現(xiàn)象。（可對應(yīng)以上試驗(yàn)）

2、高穩(wěn)定性：金電極NTC熱敏芯片金漂移率低，長時(shí)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(jìn)行溫度監(jiān)測的場景。

3、適用于各種混合設(shè)計(jì)多功能模塊：光模塊、紅外熱電堆、IGBT模塊、熱敏打印頭、集成模塊、半導(dǎo)體模塊、電源模塊等等。

4、多種包裝方式：藍(lán)膜包裝，托盤包裝，散包裝等。

審核編輯 黃宇