先进移动出行
近几十年来，免焊接的压接技术在汽车行业中的应用已经变得无处不在，这主要归功于它在简化生产流程、消除二次焊接过程和降低成本等方面的重大优势。同时，它能够在汽车电子系统之间以及系统内部（包括对发动机应用的严苛要求）持续提供稳健、寿命长的互连产品。
近期，汽车印刷电路板和其他模块上使用有机表面防腐剂（OSP）饰面的趋势引发了如何最佳地将压接技术与有机表面防腐剂进行整合的问题。
本文对涉及的问题进行了概述，并提供了新的测试数据，用于展示压接技术与行业标准有机表面防腐剂饰面结合使用的效果。
汽车领域中压接技术的应用背景
压接技术在各种应用中，特别是汽车和电源模块行业领域，展现出显著的优势。
推动压接技术广泛采用的关键因素包括：
- 焊点不足、开裂、助熔剂污染和其他焊接问题的风险消除；
- 牢固、免焊接、可重复、高度可靠的接口；
- 集成力监测功能的可验证装配技术；
- 有助于得出一致结果的自动化压接装配过程；
- 可在室温下应用的压接技术，有助于避免额外的印刷电路板热循环；
- 具有高法向力的直接接触接口；
- 出色的电气和热传导特性；
- 在热循环过程中承受热膨胀系数失配力的能力；
- 高载流容量，适用于功率型应用。
压接互连产品的出色热性能是保证使用寿命长期可靠的一个特别重要的因素，尤其是在宽温度范围和恶劣环境条件下，如汽车电子产品和许多功率模块设计。例如，在寒冷的冬天，从发动机启动到达到标准运行温度可能需要发动机罩下的电气子系统在不到十分钟的时间内从0ºC升至150ºC。
大电流容量、高可靠性和多种配置选择的结合，使压接技术成为汽车和功率型应用的优选互连产品设计方案。压接技术的使用，不仅有助于消除与焊接有关的问题，同时有助于提高可靠性和性能，并降低生产成本，这些都是制造商选择压接技术的有力理由。
图1.ENNOVI压接式核心产品线及研发中设计的规格说明
汽车电子产品中的有机表面防腐剂概述
许多汽车工业制造商，特别是在亚洲，已经开始使用有机表面防腐剂（有时也称为“有机可焊性防腐剂”）来防止印刷电路板氧化。
有机表面防腐剂使用水基有机化合物，它们可以选择性地与铜键合，从而在焊接前保护印刷电路板铜箔。通常用于有机表面防腐剂的化合物是唑类化合物，如苯并三唑、咪唑和苯并咪唑。这些物质通过与铜原子形成配位键吸附在铜表面，并通过形成铜(I)-N-杂环配合物形成更厚的薄膜。用于有机表面防腐剂的典型薄膜厚度从几十到几百纳米不等。
近年来，随着越来越多的制造商将有机表面防腐剂视为传统浸锡（ImmSn）电镀的成本节约型替代品，有机表面防腐剂的发展趋势正在加速。此外，有机表面防腐剂还消除了浸锡印刷电路板焊接过程中可能形成的“锡晶须”问题。
有机表面防腐剂涂层的临时氧化保护功能会因温度负荷、冷凝水、酸（助熔剂）或有机溶剂（助熔剂）而失效。如此，有机表面防腐剂能够与大多数标准焊接工艺无缝兼容。
压接技术与有机表面防腐剂结合的成功关键
随着有机表面防腐剂在汽车制造领域的日益普及，必须确保有机表面防腐剂工艺与经过验证并广泛应用的压接技术兼容。
必须确保在有机表面防腐剂涂层印刷电路板中使用压接互连产品不会降低机械性能（插入力、保持力等）、电气性能（连接性、载流容量等）或环境性能（振动、热冲击、腐蚀等）。
测试数据和评估数据告诉我们什么？
图2.ENNOVI的MiniPLX端子
作为开创、开发及提升压接技术的全球先锋，ENNOVI采取了居于前列的措施，积极主动地测试压接互连产品的所有关键参数。
以下数据来自ENNOVI的MiniPLX鱼眼压接端子（一种专为满足汽车行业标准而开发的0.4mm紧凑型端子）的确认测试。此测试由ENNOVI的ISO/IEC认证测试实验室进行。为满足全球客户需求，有三个实验室位于不同地区。
所测试的MiniPLX端子具有以下特点：
- 材料：铜镍硅
- 镀层类型：IndiCoat™
用于测试的印刷电路板具有以下结构特征：
- 材料：FR-4，1.6 mm厚
- 镀层类型：有机表面防腐剂
- 最终镀通孔（PTH）尺寸：孔的下偏差直径为0.55 mm，上偏差直径为0.65 mm。
- 铜壁厚度：0.025-0.075 mm
测试样品接受了IEC 60352-5、SAE/USCAR-2、EIA 364和IEC 512 A中规定的各种性能测试。以下是已开展的测试：
- 机械测试
- 推入力
- 推出力（24小时后测试）
- 接触电阻（24小时后测试）
- 按照IEC和IPC标准进行的环境测试
- 振动
- 热冲击
- 气候序列
- 干热
- 混合气体腐蚀
测试结果如下所示：
- 力值：测得的最大推入力值为52.6 N，发生在孔径为下偏差尺寸时。经过环境调节后，孔径为上偏差尺寸时，测得的最小推出力值为30.9 N。环境测试前测得的最小推出力值为36.5 N。
- 电阻：如图所示，所有样品都顺利通过了所有环境测试。经过环境调节后，测得的最大界面电阻为0.129 mΩ。此数值远远低于最大值小于0.5 mΩ的设计要求。
- 镀通孔完整性：横向和纵向截面的镀通孔变形量均符合设计要求。在横向方向上，测量到的最大钻孔轮廓变形量为15.1 μm，测量到的最小剩余镀层厚度为25.0 μm。在纵向方向上，最大垂直变形量为24.3 μm。
- 环境测试：测试项目 接收标准 测试内 测试结果振动 接触电阻增加量<0.5 mΩ 接触点移动，疲劳 通过 热冲击 接触点移动，疲劳 通过 气候序列 端子应力松弛和印刷电路板氧化膜生长 通过 干热 混合气体腐蚀，阻隔镀层的效果 通过
小结
随着汽车制造商不断采用有机表面防腐剂涂料来节约相关成本并减少锡晶须，他们需要确保有机表面防腐剂工艺与他们广泛使用的压接技术相兼容。
因此，我们务必要与积极致力于实证测试的压接专家合作，确保压接设计过程中，采用有机表面防腐剂涂层的印刷电路板得以保留所有关键性能。
ENNOVI已经采取了一系列措施来测试并认证我们所有压接互连产品的有机表面防腐剂的兼容性。
除了针对MiniPLX进行测试外，我们还应用同等严格的流程进行了额外的测试，确认了ENNOVI的全部压接产品系列都能在有机表面防腐剂环境中完美运行。
特别是，有机表面防腐剂印刷电路板表面涂层与ENNOVI的IndiCoat™镀层相结合的情况下，由于界面中根本没有锡，所以能够100%避免锡晶须的产生。
在ENNOVI，我们的组织在全球范围内运营，拥有多家地区测试实验室，因此，在压接技术与有机表面防腐剂的集成方面，我们能够为全球各地的制造商提供便利的本地支持服务。
