Взрывной рост рынка транспортных средств на новых источниках энергии продолжает стимулировать сильный и устойчивый спрос на припой для высокопроизводительных силовых устройств. Основные высоковольтные компоненты, такие как системы электропривода транспортных средств, бортовые зарядные устройства и преобразователи постоянного тока, обычно оснащены силовыми модулями IGBT и SiC. Эти силовые модули транспортных средств работают в суровых условиях высокочастотной работы и резких колебаний температуры в течение длительного времени. Процесс упаковки и пайки предъявляет гораздо более строгие стандарты к теплопроводности, термостойкости и долгосрочной надежности припоя, чем те, которые требуются для бытовой электроники.
Основная задача процесса пайки силовых устройств заключается в управлении тепловой надежностью. Во время эксплуатации транспортных средств на новых источниках энергии температура находится в чрезвычайно широком диапазоне, и паяные соединения должны неоднократно выдерживать термоциклические удары от -40°C до 150°C без ухудшения характеристик. Обычные серийные припои Sn-Ag-Cu не могут адаптироваться к суровым условиям эксплуатации автомобилей. При длительном термоциклировании происходит аномальное утолщение слоя IMC (интерметаллического соединения), что делает паяные соединения склонными к деформации ползучести и риску усталостного растрескивания. Специализированный припой для высокопроизводительных силовых модулей улучшает эксплуатационную стабильность паяных соединений на уровне рецептуры за счет легирования примесями и итеративной оптимизации систем активации флюса.
Масштабное внедрение широкозонных силовых устройств SiC в транспортных средствах еще больше подняло технический порог автомобильной пайки. Чипы SiC могут работать при температуре полной нагрузки, превышающей 200°C, при которой сопротивление ползучести при высоких температурах традиционного припоя на основе олова быстро ухудшается, что не соответствует требованиям долгосрочной надежной работы высоковольтных силовых модулей. Припои с высоким содержанием свинца, сплавы Zn-Al, сплавы Au-Sn и другие специальные припои, устойчивые к высоким температурам, постепенно находят применение в производстве высококачественных SiC-упаковок устройств. Технология соединения спеченным серебром, обладающая превосходной теплопроводностью и устойчивостью к высоким температурам, также постепенно заменяет традиционные процессы пайки в силовых модулях автомобилей высшего уровня.
Сектор новых энергетических транспортных средств открыл новый высокодоходный путь роста для традиционной паяльной промышленности. Специализированный припой для силовых устройств стал самым быстрорастущим сегментом на всем рынке припоев, при этом прирост рынка и добавленная стоимость продукта намного превышают показатели обычного припоя для бытовой электроники. Ведущие производители припоев в стране и за рубежом выделяют основные ресурсы для исследований и разработок для постоянного совершенствования рецептур припоев и технологических решений для конкретных транспортных средств, стремясь завоевать долю рынка на рынке автомобильных припоев с высокой добавленной стоимостью.
