— 贺利氏电子材料有限公司 罗金涛
在电子焊接材料领域，我们越来越多的被问到：新 一代产品需要比SnAgCu合金更高的操作温度，是否有
合适的焊料推荐？有没有比SnAgCu合金可靠性更高的 产品推荐？显然，在焊接可靠性要求更高的当下，无 铅焊料黄金搭档SnAgCu合金已经越来越难以应对自如
图1 TCT -40/+130后
a)SAC305的切片样品和b) SAC307的切片样品
怎样提升焊接材料的性能？是否有更优良的合金 材料解决方案？改性材料或者其它合金成分添加，是否
是更高效的选择？这些都需要焊接材料供应商给出答案
。好的消息是，经过不断尝试和优化，一种新的焊接 合金Innolot™被推出到市场。经过近几年的市场验证，其高性能的表现，得到越来越多行业应用端的关注。
那么，什么样的性能表现使其能脱颖而出呢？我 们知道电子产品的失效，主要源自于合金连接焊点的疲
劳失效。Innolot™合金焊料对普通操作温度和较高的操 作温度两种情况的可靠性有所改善。可靠性主要取决于 电子元器件（陶瓷元件等）与环氧树脂等基材，两种不 同热膨胀系数CTE(Coefficient of Thermal Expansion) 材料界面结合的质量。陶瓷材料的CTE一般较低，环 氧&玻璃材质基材CTE相对较高。当受热时，电路板比 焊接在它上面的陶瓷元件膨胀的多得多，这种不匹配 使焊接连接点承受剪切应力和应变。反复循环后，连 接点开始出现疲劳，裂纹可能出现并扩展，金属强度 比初始状态明显降低，甚至出现完全失效，正如图1中 所表现出的典型失效模式一样。
Innolot™合金，通过Sn95.5Ag3.8Cu0.7合金成 分中，添加Bi,Ni,Sb合金元素，达到提高合金性能的目
的, 显著提高陶瓷元件焊点的抗蠕变强度，如电阻和电 SnAg3.8Cu0.7和额外加入Ni、Sb、Bi合金元素）合金焊 点金相，一窥其原理。
图4 SnAgCu（SAC）合金的微观结构
与SAC焊点的金相结构相比，Innolot™合金的焊 点的结构被改变了，在Sn-Matrix有Sb 和Bi溶解之中，
生成Ag3Sn化合物的同时，不溶于Sn的Ni与Sn形成 IMC金属间的化合物以(Cu，Ni)6Sn5的形式存在，当在
更多次循环时，焊点所受的应力能够被Innolot™有效的 缓和，所以合金元素的加入使焊料合金层硬化以提高 焊料的抗蠕变性能。
图6 TCT -40/+130后 a)Innolot™焊料焊接的切片样品
标元件C 1206陶瓷电阻在-40/125℃ TS, Sn基板材料表 面测试，其剪切强度的下降幅度，与SnAgCu,
SnCuNi, SnPb合金比较（如图7），以及不同尺寸元件 的重复验证结果综合看（如图8），Innolot™合金焊接 都表现出明显的优势。
图7 Innolot™合金焊接C1206陶瓷电阻，TS -40℃/125℃下的剪切强度与其他合金材料对比
应用的案例可以给读者作为参考呢？答案是肯定的。根据行业的应用情况，大致可以总结出，更多的车用 电子制造领域，越来越多的应用到Innolot™合金焊料。在诸如车灯组件，电气控制系统领域，都有客户使用，或在评估使用相关焊料产品。可靠性验证方面有应用 要求达到2000+，甚至3000小时，取得绝对优势的内 部案例。
那么，在应用当中，Innolot™合金焊料有什么技 术要点需要注意的呢？根据相关技术案例积累，目前
基于以上的应用实践，相信在制造领域的小伙伴 们都能对Innolot™合金产品有一定的了解，没准你已
经在考虑采用它可能性。同时，应用材料的开发的伙 伴们，也在继续推动着这款产品的优化与调整，相信
在不久的将来，在市场上能越来越多看到他的身影。
在此，附上专利应用介绍: 该技术是在贺利氏
(Heraeus)主导下，其他工业伙伴参与开发的合作项目
。旨在提高应对恶劣环境无铅焊接可靠性。结果是与标
准SAC合金相比，该合金的可靠性能得到显着改善
。Innolot™在电子产品市场上推出多年，被公认为是
一种高可靠性热循环、抗热老化和抗振的合金，非常
适合汽车电子组装应用。lnnolot™ 合金可承受高温应
用的要求，同时仍可在标准无铅工艺温度下进行焊接
专利信息：美国专利商标局专利号US10376994B2；欧
盟专利号EP1617968B1；日本专利号JP5320556B2；
贺利氏所涉及产品线，供有需求的朋友们参考：
严孝钏 著；
容器，工作温度可达150°C。各元素在合金中的作用可 以参考表1. 表1：锡焊料合金元素的性能优点
其中添加的微量元素，以下两种方法之一提高焊
料的抗蠕变性:
弥散硬化，或者叫沉淀硬化，发生在元素不溶解于锡-
在这种情况下，镍形成金属间相析出冷却。
图2 弥散硬化示意图
果，类似于混凝土中的加强成分，这些可以通过对比 SnAgCu（SAC）合金焊点以及Innolot™（基于
可以大致总结出对其焊接可靠性影响较大的几个方面
表2：Innolot™合金焊料应用技术要点
