镀银技术驾驶200°C汽车应用亚搏体育登入网

万张

技术营销经理,负责全球电子整理市场的互连技术。

2015年11月30日

在过去的几年中,汽车电子的操作环境变得越来越严厉,这已经推动了150°C以上的汽车电子元件的环境温度要求。亚搏体育登入网由于大多数电子模块尽可能紧密地安装到电动机或传输时更好(也就是说,更靠近热源),因此与电子模块的物理连接现在必须能够承受高度升高至最大的温度200°C。此外,混合动力汽车中的电力电子设备的连接同样需要可靠的功能,最高可达200​​°C。涂覆在散装铜(Cu)基板上的镍(Ni)屏障上的银(Ag)产生理想的电连接器,具有优异的导电性,视觉外观,可焊性和耐腐蚀性。然而,当这样的Ag涂覆的部件常规地暴露于温度> 150℃时,由于尚未完全理解的原因,AG下面的Ni氧化开始发生。

似乎是具有Ni扩散屏障的Cu基材上的固体寿命温度限制:在仅200小时之后,由于Ag加速氧化Ni,Ag涂层与Ni底层之间的180°C分层变得不可避免,而新的汽车亚搏体育登入网规格要求能够维持200℃的涂层1,000小时,没有粘附问题。此外,对于涂布电导体,用于通过应用指定高电流承载能力,必须使用具有最小接触电阻的纯AG代替Ag合金。通过考虑到这些约束,Dow开始了一组广泛的方法实验,以找到最佳地将氧化屏障整合到金属堆叠中的方法。

在用其他金属的极薄屏障进行实验后,我们发现薄锡(Sn)层可以作为附着力促进剂。在沉积Ag之前在Ni阻挡层附近沉积Sn薄膜,可以抑制Ni的氧化,从而防止在高温应用中金属堆栈的粘附失效。图1显示了在200℃下经过1000小时后的耐高温银层,其中沉积的<1微米厚的Sn“冲击”层与上面的Ag和下面的Ni发生反应,形成金属间化合物,同时防止了Ni的氧化。

1. 200°C后1,000小时后金属堆叠的横截面图像:
标准Ni/Ag冲击/Ag(左)和新的Ni/ sn冲击/Ag(右)

我们的实验已经确定,在使用NI扩散阻挡层时,在施加SN撞击时有两个关键参数,以确保CU上的AG对AG的高温阻力:

  1. 太瘦的Sn可能不足以确保良好的粘附性;和
  2. Ag的厚度与Sn层的比率必须大于2,否则Sn可以扩散到Ag的表面并降低表面电导率。

在各个行业,领先的客户正在进行产品原型设计。使用这亚搏体育登入网种金属栈制造的汽车连接器产品已经通过了一家领先的连接器制造商的验收和可靠性测试。这一突破性技术也将有利于其他高温电子连接器的应用,如电动汽车和大功率led。我们感到自豪的是,这种Ni-Sn-Ag层结构和工艺已经获得了欧洲和美国的专利,在中国和日本等其他国家的专利申请正在等待中。

该专利技术要求Ni,Sn和Ag镀以固定序列。陶氏为Ni,Sn和Ag浴提供电镀化学,可以帮助SN撞击层与各种电镀技术集成到制造线上,包括卷轴与卷轴连续电镀工具。

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