隨著為高工作溫度優(yōu)化的焊接材料在市場(chǎng)上出現(xiàn),現(xiàn)已有了可以用在高達(dá)140~150℃焊點(diǎn)溫度下的高溫焊錫合金,而且不會(huì)損失可靠性。,讓工程師能夠更自由地在更高環(huán)境條件中使用無(wú)鉛電子產(chǎn)品。這些條件包括汽車(chē)內(nèi)的引擎?zhèn)}(UTH)、傳動(dòng)或剎車(chē)系統(tǒng),以及鉆井、采礦設(shè)備或工業(yè)驅(qū)動(dòng)裝置等其他應(yīng)用。
然而,還有一些因素會(huì)在熱循環(huán)過(guò)程中影響焊點(diǎn)的可靠性。這些因素不僅包括焊錫合金的特性,也包括器件端接的設(shè)計(jì)和電鍍質(zhì)量。事實(shí)上,在無(wú)鉛焊接中,這些與器件有關(guān)的因素比在SnPb組裝中更加重要。
錫須生長(zhǎng)和焊點(diǎn)的破裂是無(wú)鉛組裝中引發(fā)故障的主要原因。業(yè)界開(kāi)發(fā)出了一種被稱為“安全端接”的工藝,這種工藝能夠嚴(yán)格控制鍍的厚度和涂層,還使用了鎳襯層來(lái)減輕這些效應(yīng)。在安全端接中使用低擴(kuò)散的鎳合金提高了這種阻斷層的整體性。此外,密切控制鍍錫工藝,包括電流密度以及電解液的成分和純度,就能夠?qū)崿F(xiàn)zui優(yōu)的鍍錫厚度,從而減少錫須的生長(zhǎng)。
這種方法對(duì)端接進(jìn)行優(yōu)化能夠有效地改進(jìn)無(wú)鉛焊點(diǎn)的可靠性,前提條件是能夠?qū)﹄婂兲匦赃M(jìn)行足夠的控制。這只是能讓設(shè)計(jì)者采用新的高溫焊接合金制造出用于更苛刻環(huán)境的系統(tǒng)的因素之一。但是也必須考慮器件本身的熱性能,尤其是涉及到薄膜電阻等大批量市場(chǎng)的器件時(shí)。與繞線電阻或功率密度更低的大尺寸厚膜電阻等相對(duì)較貴的專(zhuān)用器件相比,使用這類(lèi)器件能夠節(jié)省空間和成本。
必須克服的一個(gè)關(guān)鍵難題與此類(lèi)器件必須承受的zui高中心溫度有關(guān)。對(duì)于通用的電阻,制造商一般把125℃作為zui高溫度,或者是155℃。假設(shè)采用0102或 0805這樣常用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸的小尺寸,在有負(fù)載的情況下,電阻內(nèi)散發(fā)的功率足以使已經(jīng)工作在接近150 ℃的zui高焊點(diǎn)溫度下的器件變得過(guò)熱。
因此需要對(duì)薄膜電阻進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn),才能使其能夠承受更高的膜溫。研究的核心問(wèn)題是提高薄膜材料的特性,以及制造薄膜貼片電阻時(shí)所采用的電絕緣系統(tǒng)。
通用薄膜電阻的主要成分是使用鎳鉻技術(shù)的鎳鉻合金器件,新研究已經(jīng)找出改進(jìn)這種基礎(chǔ)化合物的方法,使器件在相同的溫度和濕度范圍內(nèi)具有更高的可靠性。這種方法是向鎳鉻基體中添加了第三種成分,優(yōu)化了基體并使電阻參數(shù)均勻分布。
這種新一代的薄膜使制造商能夠生產(chǎn)出可以承受175℃表面溫度的薄膜電阻,并且在達(dá)到或高于增強(qiáng)型無(wú)鉛焊錫合金的zui高允許工作溫度155 ℃時(shí)也很穩(wěn)定。這種新混合物還進(jìn)行了工程處理,具有更高的活化能量,可提高穩(wěn)定性(系數(shù)為10)和可靠性。
通過(guò)采用優(yōu)化的端接和新的薄膜技術(shù)及封裝材料,使新一代的薄膜電阻實(shí)現(xiàn)了在以往同等外形尺寸的大批量市場(chǎng)電阻上不曾見(jiàn)過(guò)的穩(wěn)定性、可靠性和高負(fù)載,以及相應(yīng)的采用0805和0603封裝的商用電阻的性能,與厚膜技術(shù)相比,HT增強(qiáng)型電阻具有明顯高出一籌的帶負(fù)載能力,在基礎(chǔ)功率密度上要優(yōu)于薄膜技術(shù)。
通用薄膜電阻的主要成分是使用鎳鉻技術(shù)的鎳鉻合金器件,新研究已經(jīng)找出改進(jìn)這種基礎(chǔ)化合物的方法,使器件在相同的溫度和濕度范圍內(nèi)具有更高的可靠性。這種方法是向鎳鉻基體中添加了第三種成分,優(yōu)化了基體并使電阻參數(shù)均勻分布。
這種新一代的薄膜使制造商能夠生產(chǎn)出可以承受175℃表面溫度的薄膜電阻,并且在達(dá)到或高于增強(qiáng)型無(wú)鉛焊錫合金的zui高允許工作溫度155 ℃時(shí)也很穩(wěn)定。這種新混合物還進(jìn)行了工程處理,具有更高的活化能量,可提高穩(wěn)定性(系數(shù)為10)和可靠性。
通過(guò)采用優(yōu)化的端接和新的薄膜技術(shù)及封裝材料,使新一代的薄膜電阻實(shí)現(xiàn)了在以往同等外形尺寸的大批量市場(chǎng)電阻上不曾見(jiàn)過(guò)的穩(wěn)定性、可靠性和高負(fù)載,以及相應(yīng)的采用0805和0603封裝的商用電阻的性能,與厚膜技術(shù)相比,HT增強(qiáng)型電阻具有明顯高出一籌的帶負(fù)載能力,在基礎(chǔ)功率密度上要優(yōu)于薄膜技術(shù)。