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NTCサーミスタ銀移動について
2021/12/09 10:12:58

まず、何かサーミスタを理解しましょう。サーミスタは温度の変化に伴って抵抗値が変化するセンサ抵抗である。温度係数によって正温度係数サーミスタ(PTC thermistor、すなわちPositive Temperature Coefficient thermistor)と負温度係数サーミスタ(NTC thermistor、すなわちNegative Temperature Coefficient thermistor)に分けられる。正温度係数サーミスタの抵抗値は温度の上昇と共に増大し,負温度係数サーミスタの抵抗値は温度の上昇と共に減少し,これらは同様に半導体素子に属する。


半導体サーミスタの最も主要な導電層は銀層であり、すべての金属では銀の抵抗が最も低く、酸化速度も遅く、酸化物も導電性であり、価格が高いにもかかわらず最も早く使用された導電性ゴム印刷材の一つであり、機能性導電材料として電子情報製品に広く採用されている。。導電性炭素パルプ、導電性銅パルプに比べ、より良好な導電性を有しており、注目されている。


今まで、用途が最も広く、使用量が一番大きい電子スラリーは依然として導電性銀スラリーであり、最もよく使われている銀ペースト使用中にAg移動現象が発生することが分かった時、Ag移動の原因と予防方法などが常に注目されています。Ag移動とは直流電圧勾配が存在する湿潤環境において,銀導体表面を含む水分子が浸透して水素イオンと水素酸素基イオンを形成することを意味する。電場の役割において,銀イオンは高電位から低電位に遷移し,ネバネバあるいは枝葉状の広がりを形成し,高低電位に接続された境界に黒酸化銀を形成した。有名な水滴試験により,銀移動現象が明確に観測された。水滴試験は非常に簡単で,距離が近い銀を含む導体間に水滴を垂らし,同時に直流バイアス電圧を加えると銀イオン移動現象を観測できる。


例えば、日常の仕事では、製品は出荷検査時に性能が良く、各パラメーターの指標が完全に合格したが、ユーザーがしばらく使用すると、一部の製品の抵抗が小さくなり、ショートな自通現象が発生することがある。なぜかというと、これは銀移転の祟りである。


このため、広東愛晟電子科技有限公司は製品の品質をより良くするために、NTC銀電極のサーミスタチップ銀移動試験を行いました。以下に報告す

試験条件:試験サンプルNTCサーミスタを採取し、5 V電圧を印加し、電流を印加する:1 mm A。温度65±2℃、湿度93±3%RH

 

試験期間:2021-7-272021/7/27 10日間

 

試験備考:NTCサーミスタチップ規格:DT 104 G 3964 F,試験後240時間経過後にサンプルを取り出して検査する。



以上の試験結果から以下の分析が得られる

1.サンプル試験後、抵抗値が著しく低下し、抵抗値変化率:-40%-97%;

 

2.オリンパス顕微鏡で磁器体の側面に銀白色物質が観察された。

 

3.SEM電子顕微鏡でNTCサーミスタチップの銀電極縁部の磁器方向への移動現象を観察する

 

4. 磁器体の側面で成分分析を行ったところ、磁器体の側面に銀元素が20%40%含まれていることから、磁器体の側面の銀白色物質が銀元素であることが分かった。

以上の試験から、銀電極NTCサーミスタチップは通電電流、高温、高湿の条件下で短時間で激しい銀移動現象が発生し、銀イオンが磁器の側面で移動し、NTCサーミスタチップの抵抗値が著しく低下したと結論した。さらに銀移動の存在を認証し、対応策は2つあり、1つはユーザーが使用する過程で防水防湿の措置をしっかりと行い、水気による銀移動を避けなければならない。二つ目は広東愛晟電子科学技術有限会社が発売し対応可能な新製品である。金電極NTCサーミスタチップ。



金電極NTCサーミスタチップは表面にメッキ処理された耐高温高精度NTCサーミスタチップであり、良好な耐熱サイクル能力、高信頼性、高安定性などの特徴を有する。金電極NTCチップの使用温度範囲は-50~200℃で、体積が小さく、サイズはお客様の要求に応じてカスタマイズでき、最小0.3*0.3 mmに達する。金電極NTCチップに適用する溶接方式は、ボンディング打線、非バインドの錫溶接と汎用型(邦定及び錫溶接可能)である。

同時に、金電極NTCサーミスタチップには以下の特徴がある。

 

1、高信頼性:湿っ作業環境では、金電極はイオン移動を生じにくい。それに比べて、銀電極が長時間湿っ作業環境で動作すると、銀移動の自然現象が現れる。(上記試験に対応可能)

 

2、安定性:金電極NTCサーミスタチップの金ドリフト率が低く、長時間動抵抗値の離散性も範囲内に保持でき、長期安定作に必要な温度測定の要求に適合する。

 

3、各種混合設計多機能モジュールに適用する:赤外熱電炉、IGBT、サーマルプリントヘッド、集積モジュール、半導体モジュール、電源モジュールなど。

 

4、多種の包装方式:青膜包装、トレイ包装、散包装など。



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