摘要：可提高焊點在高工作溫度下可靠性的無鉛合金非常適用于汽車電子或特殊應用。薄膜電阻的端接和結構采用了一些最新的增強技術，使設計者能夠使用這些大批量市場的器件，加上最新的焊錫配方，用更低的成本組裝出在惡劣環(huán)境下工作的設備。

　　關鍵詞：高溫環(huán)境;電負載;薄膜電阻;Vishay

　　隨著無鉛技術的成熟，目前已經(jīng)出現(xiàn)了可以用在高達140～150℃焊點溫度下的高溫焊錫合金，而且不會損失可靠性。一個例子是囊括了材料供應商、器件供應商和汽車系統(tǒng)開發(fā)商的Innolot項目，該項目成功開發(fā)出了包含SAC合金和用于重載電子設備組裝的無鹵素焊劑的焊錫膏。

　　隨著為高工作溫度優(yōu)化的焊接材料在市場上出現(xiàn)，工程師能夠更自由地在更高環(huán)境條件中使用無鉛電子產(chǎn)品。這些條件包括汽車內的引擎?zhèn)}(UTH)、傳動或剎車系統(tǒng)，以及鉆井、采礦設備或工業(yè)驅動裝置等其他應用。

　　然而，還有一些因素會在熱循環(huán)過程中影響焊點的可靠性。這些因素不僅包括焊錫合金的特性，也包括器件端接的設計和電鍍質量。事實上，在無鉛焊接中，這些與器件有關的因素比在SnPb組裝中更加重要。

　　錫須生長和焊點的破裂是無鉛組裝中引發(fā)故障的主要原因。業(yè)界開發(fā)出了一種被稱為“安全端接”的工藝，這種工藝能夠嚴格控制鍍的厚度和涂層，還使用了鎳襯層來減輕這些效應。例如，鎳襯層能夠阻斷金屬從焊點中浸出，從而保持最佳的金屬化合結構。在安全端接中使用低擴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，就能夠實現(xiàn)最優(yōu)的鍍錫厚度，從而減少錫須的生長。

　　在接觸面設計上進行更多的改進能夠進一步提高焊點的可靠性。端蓋附屬裝置的優(yōu)化方法，使用了規(guī)定的空氣緩沖器對焊點進行應力釋放。這種方法能夠有效地解決由于CTE失配產(chǎn)生的應力，而CTE失配會導致焊點的破裂。在端蓋設計上作進一步的改進能夠將焊點上的應力減至最小，端蓋與PCB焊盤間的界面在設計時留出了一定空隙，可以讓焊錫在熱循環(huán)時發(fā)生蠕變。

　　用這種方法對端接進行優(yōu)化能夠有效地改進無鉛焊點的可靠性，前提條件是能夠對電鍍特性進行足夠的控制。這只是能讓設計者采用最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的器件時。與繞線電阻或功率密度更低的大尺寸厚膜電阻等相對較貴的專用器件相比，使用這類器件能夠節(jié)省空間和成本。

　　必須克服的一個關鍵難題與此類器件必須承受的最高中心溫度有關。對于最通用的電阻，制造商一般把125℃作為最高溫度，或者最多是155℃。假設采用0102或 0805這樣常用的工業(yè)標準外形尺寸的小尺寸，在有負載的情況下，電阻內散發(fā)的功率足以使已經(jīng)工作在接近150 ℃的最高焊點溫度下的器件變得過熱。

　　因此需要對薄膜電阻進行進一步的改進，才能使其能夠承受更高的膜溫。研究的核心問題是提高薄膜材料的特性，以及制造薄膜貼片電阻時所采用的電絕緣系統(tǒng)。