NTC热敏电阻故障表现及其对策 － ①裂缝

前言

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。

概要

图1：故障表现和原因

故障表现1——裂缝

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。

图2：故障表现①＜裂缝＞

原因1：焊锡过量

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。

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。

图5：推荐的焊盘尺寸示例

原因2：安装后存在应力

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。

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。

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。

第二种常见故障表现，则是基底融化，请见下一条推文。