在電子制造領(lǐng)域,焊接溫度的選擇如同烹飪中的火候控制,直接影響產(chǎn)品的 “口感” 與 “營(yíng)養(yǎng)”。
傳統(tǒng)高溫錫膏(熔點(diǎn) 217℃以上)雖能滿(mǎn)足基礎(chǔ)焊接需求,但在電子元件小型化、環(huán)保要求升級(jí)的今天,低溫錫膏(熔點(diǎn)≤183℃)正以其 “低能耗、高可靠、廣適應(yīng)” 的特性,成為行業(yè)變革的核心力量。這類(lèi)焊料通過(guò)材料創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了熔點(diǎn)的顯著降低,核心合金體系包括 SnBi(熔點(diǎn) 138℃)、SnAgBi(熔點(diǎn) 170℃)和 SnZn(熔點(diǎn) 199℃),不僅剔除了鉛、鹵素等有害物質(zhì),符合 RoHS 3.0 標(biāo)準(zhǔn),更通過(guò)納米級(jí)顆粒分散技術(shù)提升了焊點(diǎn)性能 —— 例如某錫膏企業(yè)的Sn42Bi57.6Ag0.4 配方,使焊點(diǎn)導(dǎo)熱率達(dá)到 67W/m?K,是傳統(tǒng)銀膠的 20 倍以上,同時(shí)將焊接峰值溫度降低 60-70℃,在減少 35% 能耗的同時(shí),將主板翹曲率降低 50%,良率提升至 99.9%。
不同類(lèi)型的低溫錫膏在實(shí)際應(yīng)用中各展所長(zhǎng)。
以 SnBi 系(138℃)為例,代表產(chǎn)品 Alpha OM-520、Koki SN-138 作為全球首款商業(yè)化低溫錫膏,焊接溫度低至 150℃,非常適合 LED 封裝、柔性電路板等對(duì)熱敏感的場(chǎng)景,聯(lián)想聯(lián)寶科技已累計(jì)出貨 4500 萬(wàn)臺(tái)采用該工藝的筆記本電腦,至今保持零質(zhì)量投訴。
SnAgBi 系(170℃)則兼顧低溫與可靠性,如千住 M705、Alpha CVP-520 等產(chǎn)品,焊點(diǎn)抗拉強(qiáng)度達(dá) 30MPa,比 SnBi 合金高 50%,成為新能源汽車(chē)電池極耳焊接的首選。
而 SnZn 系(199℃)憑借性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)(成本比 SnAgCu 低 20%),在全球家電和消費(fèi)電子領(lǐng)域年消耗量超 1 萬(wàn)噸,代表產(chǎn)品包括銦泰 Indalloy 227、賀利氏 Multicore SN100C。
行業(yè)對(duì)低溫錫膏的看好,源于三大核心驅(qū)動(dòng)力。
首先,電子設(shè)備的小型化趨勢(shì)倒逼技術(shù)升級(jí),5G 基站、AI 芯片的封裝密度較以往提升 3 倍,傳統(tǒng)高溫焊接在 0.2mm 以下超細(xì)焊點(diǎn)中易出現(xiàn)橋連,而低溫錫膏憑借納米級(jí)顆粒(如 T9 級(jí) 1-5μm)可實(shí)現(xiàn) 70μm 印刷點(diǎn)徑,缺陷率控制在 3% 以下。
其次,全球碳中和目標(biāo)催生綠色制造剛需,低溫焊接技術(shù)能減少 25% 的能耗,聯(lián)想聯(lián)寶工廠通過(guò)該工藝每年減排 4000 噸二氧化碳,相當(dāng)于種植 22 萬(wàn)棵樹(shù),國(guó)際電子生產(chǎn)商聯(lián)盟(iNEMI)預(yù)測(cè),到 2027 年低溫焊接市場(chǎng)份額將突破 20%。
最重要的是,新興領(lǐng)域的 “高溫禁區(qū)” 亟待突破:在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域,碳化硅(SiC)器件的 50μm 焊盤(pán)因熱膨脹系數(shù)差異,傳統(tǒng)高溫焊接易開(kāi)裂,低溫錫膏的低熱阻特性完美解決了這一難題;在光伏組件中,SnZn 錫膏在 - 40℃至 85℃的極端溫差下,抗氧化能力提升 50%,使焊帶壽命延長(zhǎng)至 25 年以上。
盡管前景廣闊,低溫錫膏的發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)。早期 SnBi 合金焊點(diǎn)的脆性問(wèn)題曾引發(fā)擔(dān)憂(yōu),但通過(guò)添加 0.5% 納米銀線(xiàn)(如華茂翔 HX2000),其抗拉強(qiáng)度已提升至 50MPa,達(dá)到傳統(tǒng)焊點(diǎn)水平。在工藝兼容性方面,部分設(shè)備需升級(jí)氮?dú)獗Wo(hù)系統(tǒng)(如回流爐氧含量≤50ppm),不過(guò)頭部企業(yè)如聯(lián)想已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線(xiàn)對(duì)高溫 / 低溫錫膏的兼容,改造成本下降 60%,推動(dòng)了技術(shù)普及。
低溫錫膏的崛起,本質(zhì)是電子制造從 “粗獷生產(chǎn)” 向 “精準(zhǔn)控制” 的轉(zhuǎn)型。它不僅是解決熱敏感元件焊接的 “應(yīng)急方案”,更是推動(dòng)新能源汽車(chē)、AI 芯片等戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)突破的 “戰(zhàn)略支點(diǎn)”。對(duì)于行業(yè)客戶(hù)而言,選擇低溫錫膏不僅是技術(shù)升級(jí),更是搶占綠色制造先機(jī)的關(guān)鍵布局 —— 在追求極致性能與低碳的今天,“低溫” 二字背后,是千億級(jí)市場(chǎng)的重新洗牌,而低溫錫膏正從 “替代方案” 邁向 “主流選擇”,成為電子制造高質(zhì)量發(fā)展的核心引擎。
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