隨著全球?qū)﹄娦胚B接和系統(tǒng)需求的持續(xù)增長，人們對其整體性能的要求也在不斷提高，包括網(wǎng)絡速度、帶寬、存儲容量和可靠性等。

系統(tǒng)可靠性取決于組成該系統(tǒng)的模塊和元件的可靠性，因此它們是系統(tǒng)開發(fā)中需要考慮的一個重要設計因素。

鍍金 NTC 熱敏電阻作為一種特殊電子元件，廣泛應用于各種通信和光電模塊中的溫度傳感領(lǐng)域，其典型物理形式是一種長度介于 0.35 至 1 mm之間，寬度和厚度介于 0.20 至 0.75 mm之間的芯片。它的可靠性需要被定義和量化，以確保系統(tǒng)的可靠性。

鍍金 NTC 熱敏電阻由具有半導體性質(zhì)的陶瓷材料制成，并在背面噴涂了用于導電的金屬粉，使電流能夠通過芯片傳導。通常，它可用于電傳導的電荷載體數(shù)目會隨著溫度升高而增加，因此電阻會隨著溫度升高而減小。

@設計工程師，看似簡單的NTC熱敏電阻，真的那么簡單嗎？它的可靠性和壽命究竟如何設計才能滿足具體的應用需求？

舉個栗子：拿TE Connectivity （以下簡稱 “TE”） 的片狀、無引線、鍍金NTC熱敏電阻的可靠性數(shù)據(jù)和壽命建模來說說。該產(chǎn)品通常用于基于一般TELCORDIA SR-332 原理的電信和光電應用場合。

首先了解一個概念：R/T 特性，即將NTC熱敏電阻用作溫度傳感器基于電阻和溫度之間的定義關(guān)系。NTC 熱敏電阻器的基本可靠性考慮因素是R/T特性必須符合定義的公差極限。NTC 熱敏電阻很少發(fā)生災難性的故障。它們表現(xiàn)出電阻的變化或漂移，而不是發(fā)生開路或短路行為故障。

如何預判故障率和平均故障時間？

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■ 元件的故障率（λhours）、平均故障時間（MTTF）、強加速應力測試 （HAST） 都是用來計算預測正常操作條件下的故障率。

■ 對于 NTC 熱敏電阻元件，相關(guān)的故障模式是相對于定義的限值，在參考溫度下電阻的變化。這種故障模式是由于陶瓷材料中微觀裂紋的擴展、金屬化材料與陶瓷材料之間界面的變化等多種故障機制造成的。影響故障模式發(fā)展的主要應力是元件暴露溫度，因此溫度應力測試也必須被考慮。

■ 當觀察到故障模式，其進展的速率可以用阿倫尼烏斯公式 （Arrhenius Rate Equation） 進行數(shù)學建模。

■ 在大多數(shù)實際應用中，在大約 -40℃ 至 +200℃ 的溫度范圍內(nèi)，NTC 熱敏電阻元件的活化能（Ea值，以電子伏特為單位）近似不變，因此故障模式的相對進展率取決于溫度。這時也需要使用加速度因子建立高溫工作壽命 （HTOL） 模型。

以上這些原理，都被TE運用評估，以獲得用于生產(chǎn)鍍金 NTC 熱敏電阻元件的各種電陶瓷材料系統(tǒng)的故障率和平均故障時間 （MTTF） 值。

通過多輪實驗得出的數(shù)據(jù)，讓我們?yōu)榭蛻粼陬A期運行壽命超過20年的系統(tǒng)中推薦使用TE鍍金 NTC 熱敏電阻產(chǎn)品提供了信心。

隨著鍍金 NTC 熱敏電阻應用范圍的不斷擴大，設計工程師需要根據(jù)實際配置進行可靠性評估，TE可以提供技術(shù)支持，幫助工程師在依賴精確和可靠溫度測量的系統(tǒng)中，優(yōu)化片狀鍍金 NTC 傳感器的性能。

編輯：jq