未來(lái)的汽車(chē)發(fā)展的主要趨勢(shì)主要在五個(gè)方面：電動(dòng)，自主、共享、互聯(lián)和每年更新一次，簡(jiǎn)稱(chēng)“eascy”。電動(dòng)：汽車(chē)的未來(lái)將排放更少的廢氣和噪音到環(huán)境中，因?yàn)樗请妱?dòng)的。預(yù)計(jì)到2040年，全球電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)量將高達(dá)4100萬(wàn)輛；自主：汽車(chē)的未來(lái)將占用更少的個(gè)人時(shí)間和空間，因?yàn)樗梢宰灾饕苿?dòng)。到2030年，高達(dá)70%的新車(chē)將具備自動(dòng)駕駛功能，15%可以完全自主。共享：汽車(chē)未來(lái)將有可能通過(guò)方便的“按需”服務(wù)向任何用戶(hù)訂購(gòu)車(chē)輛?；ヂ?lián)：汽車(chē)未來(lái)適用于車(chē)與車(chē)和車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信，即汽車(chē)與其他汽車(chē)或交通基礎(chǔ)設(shè)施（如紅綠燈）的聯(lián)網(wǎng)。在2020年，聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)技術(shù)將成為標(biāo)準(zhǔn)，越來(lái)越多的車(chē)輛配備了內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)容量。

汽車(chē)行業(yè)面臨著前所未有的變化，它將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。（來(lái)源:視覺(jué)資本數(shù)據(jù)報(bào)表網(wǎng)）

同時(shí)，對(duì)應(yīng)用在涉及安全的電子部件（電子控制器，緩沖器，轉(zhuǎn)向控制器，雨刷控制器）以及應(yīng)用在先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)ADAS（毫米雷達(dá)、激光雷達(dá)、車(chē)與車(chē)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)）的電子部件有更嚴(yán)苛的可靠性要求。另外一方方面，電動(dòng)汽車(chē)與現(xiàn)代汽車(chē)相比其工作時(shí)間更長(zhǎng)，是如今的汽車(chē)的兩倍以上甚至更長(zhǎng)。因?yàn)楝F(xiàn)代汽車(chē)的年使用時(shí)間大約為500小時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)在充電時(shí)部分電子零部件也是在工作狀態(tài)；由于共享汽車(chē)的趨勢(shì)，電動(dòng)汽車(chē)的駕駛時(shí)間將會(huì)超越傳統(tǒng)的汽車(chē)，其未來(lái)所使用的時(shí)間會(huì)達(dá)到1000小時(shí)/年甚至?xí)_(dá)到2000小時(shí)/年。這也意味著電子零部件在高溫下的工作時(shí)間更久，溫度也會(huì)更高。

新一代的汽車(chē)為了容納所有必要的電子設(shè)備，各個(gè)部件必須比以往任何時(shí)候都要微小。微型化意味著相應(yīng)的導(dǎo)體路徑之間不斷縮小的距離導(dǎo)致了更高的電場(chǎng)強(qiáng)度。因此增加了電化學(xué)遷移的風(fēng)險(xiǎn)。電化學(xué)遷移是腐蝕的一種形式，影響著電子器件的可靠性和使用壽命。這種現(xiàn)象是由潮濕引起的，無(wú)論是在印制電路板的制造過(guò)程中還是由于外部的影響。例如車(chē)輛中的控制單元，溫度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致冷凝。在印刷電路板上沉積的水分，再加上焊劑殘留，而助焊劑本身的絕緣阻抗不夠，助焊劑在焊接后在PCB焊點(diǎn)周?chē)孰x子狀殘留，而這些離子極易吸水，在電場(chǎng)強(qiáng)度的增加的條件下，會(huì)導(dǎo)致負(fù)相互作用，并最終導(dǎo)致短路。在SMT中, 焊點(diǎn)不僅要起到表面元件和基板的機(jī)械固定作用, 還要起到表面與基板及其他元件間的電氣連接作用。就電子產(chǎn)品的可靠性而言, 為了形成合金結(jié)合良好的焊點(diǎn), 焊料本身的機(jī)械強(qiáng)度是非常重要的。特別要求焊點(diǎn)具有耐熱疲勞性能, 這是由于電子元件在使用過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象而導(dǎo)致熱膨脹, 同時(shí), 在不使用時(shí)溫度下降會(huì)產(chǎn)生收縮, 如此反復(fù)循環(huán)將使焊點(diǎn)產(chǎn)生熱疲勞現(xiàn)象。因此，焊料的合金和助焊劑都是影響可靠性的關(guān)鍵因素，對(duì)此，賀利氏電子提供了解決該問(wèn)題的方案。

圖1 電化學(xué)遷移在細(xì)間距PCB上的示例

電化學(xué)遷移的過(guò)程

圖2電化學(xué)遷移的過(guò)程示意圖

助焊劑體系中的活化劑（如酸性物質(zhì)）用于改善潤(rùn)濕性，同時(shí)也會(huì)因金屬腐蝕而導(dǎo)致表面絕緣電阻（SIR）失效，尋找潤(rùn)濕與SIR的平衡是抗遷移錫膏設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。賀利氏電子開(kāi)發(fā)了新的焊膏Microbond? SMT650在表面電阻方面有更卓越的表現(xiàn)。并防止了電化學(xué)遷移，即使在最極端的環(huán)境條件下。由于獨(dú)特的材料組成的助焊劑，其化學(xué)成分在這里起決定性作用。

表面絕緣電阻SIR（Surface insulation resistance）測(cè)試  85°C/85%R.H. 1500小時(shí)

IPC-9202 limit at 7*10^7 Ohm (168hrs)

圖3 SIR測(cè)試結(jié)果

圖4  1500 h之后沒(méi)有電化學(xué)遷移跡象

此外，Microbond? SMT650與許多電子和印刷電路板用保護(hù)漆兼容

SMT650 Innolot六元合金

隨著車(chē)載電子產(chǎn)品的應(yīng)用不斷提升，對(duì)于產(chǎn)品的可靠性要求也不斷增強(qiáng)。許多感應(yīng)器和和控制器都是安裝在高工作溫度及冷熱交互變化的部位，如汽車(chē)引擎蓋下的部件，對(duì)其操作溫度的要求是大于等于150℃，超出了錫銀銅（SnAgCu）合金所能夠達(dá)到的性能（SAC 合金操作溫度<120℃）。賀利氏電子的F650助焊劑系統(tǒng)與Innolot合金的結(jié)合提供了卓越的可靠性，特別是在汽車(chē)工業(yè)的小型化系統(tǒng)中。Innolot含有多種金屬，通過(guò)其高度的熱機(jī)械穩(wěn)定性，提高了整個(gè)電子組件的使用壽命。換句話(huà)說(shuō)，這意味著在更高的溫度下使用時(shí)間更長(zhǎng)。

Innolot是一個(gè)由終端產(chǎn)品制造商、學(xué)術(shù)界和材料供貨商的電子行業(yè)專(zhuān)家共同組成的研發(fā)小組開(kāi)發(fā)來(lái)的一種新的合金，在市場(chǎng)上已有10多年的歷史，并被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)電子行業(yè)。Innolot 合金是在錫銀銅（SnAgCu）合金系統(tǒng)添加少量的鎳、銻和鉍等金屬元素。

Innolot合金不管是使用在普通的操作溫度125℃還是高達(dá)150℃的高溫下，可靠性方面均有很大改進(jìn)。連接陶瓷元件和環(huán)氧基基板PCB的焊點(diǎn)的可靠性在很大程度上取決于這兩種不同材料的熱膨脹系數(shù)CTE(Coefficient of Thermal Expansion)。陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)相對(duì)較低，而環(huán)氧玻璃材料的熱膨脹系數(shù)相對(duì)較高。當(dāng)一個(gè)電路組件被加熱時(shí)，電路板的膨脹比焊接到它上的元件要大得多。熱膨脹系數(shù)CTE的不匹配會(huì)對(duì)焊點(diǎn)產(chǎn)生剪切應(yīng)力和應(yīng)變。在重復(fù)的循環(huán)之后，焊點(diǎn)開(kāi)始出現(xiàn)疲勞的跡象，裂縫開(kāi)始蔓延，焊點(diǎn)的初始強(qiáng)度下降——有時(shí)會(huì)達(dá)到完全失效的程度。

改進(jìn)了蠕變強(qiáng)度的Innolot的合金，其適應(yīng)CTE不匹配的能力比傳統(tǒng)的SAC合金更好，主要是因?yàn)椋汉辖鹪氐募尤胪ㄟ^(guò)“彌散硬化”和“固溶體硬化”兩種方法使焊料合金層硬化以提高焊料的抗蠕變性能。（更多信息請(qǐng)咨詢(xún)賀利氏電子）

Innolot合金在可靠性方面的表現(xiàn)：推力測(cè)試

測(cè)試條件：1206的陶瓷電容，表面處理Sn，TS -40℃/125℃， 在不同循環(huán)次數(shù)下進(jìn)行推力測(cè)試；測(cè)試結(jié)果如圖5：結(jié)果表明6元合金的性能都超過(guò)其它合金。經(jīng)過(guò)1000次的熱沖擊循環(huán)（-40℃/125℃ Innolot合金的剪切力強(qiáng)度仍保持初始剪切強(qiáng)度80%，相比來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的SAC合金只有50%；當(dāng)經(jīng)過(guò)2000次的熱沖擊循環(huán)（-40℃/125℃），Innolot合金仍保持有65%的初始剪切強(qiáng)度，相比來(lái)說(shuō)，SAC305,?SAC405,?SAC409平均只有25%。

圖5 不同合金在經(jīng)過(guò)TS -40℃/125℃

不同循環(huán)次數(shù)情況下的推力變化

那么為什么經(jīng)過(guò)2000個(gè)TS循環(huán)之后，Innolot的推力仍舊能夠保持初始值的65%以上？通過(guò)對(duì)比焊點(diǎn)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)圖（微觀(guān)示意圖是基于SnA3.8Cu0.7和額外加入Ni、Sb、Bi合金元素的Innolot對(duì)比）：

圖6 SAC合金的微觀(guān)結(jié)構(gòu)

如上圖所示SAC合金的焊點(diǎn)微觀(guān)是以Sn為基礎(chǔ)，Ag₃Sn，Cu₆Sn₅金屬間化合物分布在其中。

圖7 Innolot合金的微觀(guān)結(jié)構(gòu)

與SAC焊點(diǎn)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)相比，Innolot合金的焊點(diǎn)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)被改變了，在Sn-Matrix有Sb 和Bi溶解之中，生成Ag₃Sn化合物的同時(shí)，不溶于Sn的Ni與Sn形成IMC金屬間的化合物以(Cu，Ni)₆Sn₅的形式存在，當(dāng)在更多次循環(huán)時(shí)焊點(diǎn)所受的應(yīng)力能夠被Innolot有效的緩和，所以合金元素的加入使焊料合金層硬化以提高焊料的抗蠕變性能。

賀利氏電子最新研發(fā)的Microbond? SMT650系列的錫膏規(guī)格和特點(diǎn)，如下表

表1 SMT650系列

Microbond? SMT650 關(guān)鍵的特性及相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。

表2 SMT650錫膏關(guān)鍵特性測(cè)試結(jié)果

SMT650錫膏的可以印刷性測(cè)試，以BGA 和QFP為例使用100μm的鋼網(wǎng)以不同的速度在溫度23~30℃ 濕度35%~60%的環(huán)境條件下進(jìn)行印刷測(cè)試，以鋼網(wǎng)開(kāi)口的尺寸作為100%體積計(jì)算。測(cè)試結(jié)果如圖8所示：

圖8 可印刷性測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果顯示最小的pad上的下錫率也是安全的，在保持其他的條件不變的情況下，當(dāng)速度增加時(shí)對(duì)下錫率的影響相對(duì)較小，SMT650錫膏不管是在低速還是高速印刷的條件下均有很好的下錫表現(xiàn)。另外，SMT650在相當(dāng)嚴(yán)苛的情況下可以達(dá)到16個(gè)小時(shí)的鋼網(wǎng)壽命，避免因?yàn)樵阡摼W(wǎng)上使用的壽命過(guò)短而導(dǎo)致的頻繁更換錫膏造成的產(chǎn)能損失。

表3 賀利氏電子可應(yīng)用在汽車(chē)電子產(chǎn)品的錫膏概述

如上表所示，賀利氏電子一直以來(lái)致力于對(duì)SMT錫膏的開(kāi)發(fā)，尤其是對(duì)應(yīng)用在汽車(chē)電子產(chǎn)品上的錫膏。以滿(mǎn)足不同的工藝要求和應(yīng)用窗口，包括更高可靠性要求的合金，賀利氏電子均有成熟的對(duì)應(yīng)產(chǎn)品和解決方案。

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