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NTC热敏电阻故障表现及其对策 - ①裂缝


【导读】负温度系数 (NTC) 热敏电阻是一种电阻值会随着温度的升高而减小的半导体电阻器,并且电阻变化率很大。其应用广泛,主要用途包括电子设备内的温度检测和各类应用中的温度补偿,比如模块化产品。


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负温度系数 (NTC) 热敏电阻是一种电阻值会随着温度的升高而减小的半导体电阻器,并且电阻变化率很大。其应用广泛,主要用途包括电子设备内的温度检测和各类应用中的温度补偿,比如模块化产品。


当我们在使用NTC热敏电阻时,必须确保其使用方式的正确。不正确的使用方式会导致产品无法充分发挥其潜力,在最坏的情况下还可能出现故障。


本期推文将列举两种因使用方式的错误而导致NTC热敏电阻出现故障的表现:“裂缝”和“基底熔化”,阐述其故障形成的原因并给出相应的对策,希望能有助于您在产品设计上解决此类问题。


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图1:故障表现和原因


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视频1:概要视频


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最常见的故障表现是“裂缝”。裂缝可能是由于基板安装时或基板安装后的机械应力导致,原因多为“焊锡过量”和“安装后存在应力”这两种。


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图2:故障表现①<裂缝>


原因1 焊锡过量


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图3:焊锡过量


在基板上安装NTC热敏电阻时,如果焊锡过量,容易导致裂缝。焊锡量的增加会加大对NTC热敏电阻产生的压力,这是由焊锡产生的收缩压力导致的,从而导致裂缝。但如果焊锡量过少,则会存在接触不良或贴片脱落的危险。因此,使用适当的焊锡量非常重要。


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图4:推荐的焊锡量


对策


在设计基板的焊盘图案时,设置正确的图案形状及尺寸,以便使用适量的焊锡。比如,TDK针对尺寸为1.6x0.8mm的NTC热敏电阻推荐以下焊盘图案和尺寸。


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图5:推荐的焊盘尺寸示例


原因2 安装后存在应力


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图6:安装后存在应力


将NTC热敏电阻焊接到安装基板后,基板因为折板或螺纹止动的影响而变形时,其产生的应力可能会导致裂缝。


特别是在折板附近,往往会对NTC热敏电阻施加较大的应力,这点需要重点关注。


对策


根据NTC热敏电阻的贴片配置和安装在基板上的位置不同,基板挠曲导致的应力也会有很大变动。


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图7:基板的挠曲应力和贴片的配置


如图所示,相比起垂直于折板面配置,平行配置时产生的应力会更小,并且离折板部分越远,所承受的压力也会越小。


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图8:贴片的配置和应力


像这样,通过设计基板使得NTC热敏电阻的配置有利于应对挠曲应力,能大幅降低裂缝产生的风险。此外,除了折板,基板弯曲、掉落和冲击导致的挠曲应力也可能会产生裂缝。请注意不可对已安装NTC热敏电阻的基板施加外部应力。



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