32條智能主板及36條整機生產(chǎn)線，年產(chǎn)筆記本超4000萬臺，每天需處理8000筆客戶訂單，每0.5秒就可以下線一臺筆記本電腦，產(chǎn)品銷往全球180多個國家和地區(qū)，平均全球每銷售8臺筆記本電腦，就有1臺誕生于這個地方......3月3日，《中國電子報》記者探訪了聯(lián)想目前在全球范圍內(nèi)最大的PC研發(fā)和制造基地——聯(lián)想集團合肥產(chǎn)業(yè)基地(以下簡稱“聯(lián)寶科技”)，揭開低溫錫膏焊接工藝的神秘面紗。
低溫錫膏讓主板生產(chǎn)變“綠”了
作為電腦中最大的一塊電路板，主板是電腦系統(tǒng)中的核心部件，它連接著電腦的所有功能硬件，一旦出現(xiàn)問題，就會直接影響到電腦的正常使用。而錫膏就是保障主板上的元器件，如內(nèi)存芯片、CPU、聲卡、網(wǎng)卡、USB接口等，與PCB板實現(xiàn)連接的關(guān)鍵所在。所以說印刷錫膏是主板生產(chǎn)的第一步，也是非常重要的一步。
走進聯(lián)寶科技，記者在SMT(表面組裝技術(shù))生產(chǎn)線上看到一塊又一塊PCB板緩緩向前移動，自動錫膏印刷機有條不紊地將一層膏狀物涂抹在PCB板布滿微小觸點的表面后，原本呈金屬色的觸點，就變成了灰色。
“大家看到的這種灰色膏狀物叫做低溫錫膏，是一種熔點為138攝氏度的錫鉍合金和助焊劑的混合物，將它印刷到主板上的這些焊盤觸點上以后，接下來再通過加熱的方式讓其熔化，就能將芯片、電容、電阻等電子元件與PCB板緊緊焊接在一起了。”主板生產(chǎn)車間負責(zé)人徐曉華對記者說道。
相較于高溫錫膏，低溫錫膏的焊接峰值溫度降低了60~70攝氏度，這意味著在加熱過程中，電力的消耗量也將大幅降低。據(jù)徐曉華介紹，低溫錫膏的使用讓主板生產(chǎn)的能耗下降了約35%。
實際上，在電子產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中，焊接是能耗大戶。據(jù)聯(lián)想集團副總裁、電腦和智能設(shè)備首席質(zhì)量官王會文透露，焊接所占的能耗比幾乎達到整個生產(chǎn)過程的80%左右。聯(lián)想對于低溫焊接技術(shù)的探索也是源于其一直以來追求綠色、低碳、節(jié)能的“初心”。
據(jù)了解，聯(lián)想自2015年開始研究低溫焊接材料，2017年率先正式將低溫錫膏投入產(chǎn)線使用。在2021/22財年，聯(lián)想已出貨1420萬臺采用新型低溫錫膏工藝制造的筆記本電腦，自2017年以來總出貨量達4500萬，成功減少1萬噸二氧化碳排放。
“雙碳”目標(biāo)下，電子制造正在加快轉(zhuǎn)“綠”的步伐。專家認為，未來，“零碳制造”的服務(wù)能力將成為電子制造業(yè)的核心競爭力之一。聯(lián)想對于低溫焊接材料和技術(shù)的探索與應(yīng)用，為電子制造業(yè)解決高熱量、高能耗、高排放的“三高”難題提供了新的參考思路。
低溫焊接讓產(chǎn)品質(zhì)量提高了
近年來，伴隨電子產(chǎn)品小型化、輕量化、薄型化的發(fā)展趨勢愈發(fā)明顯，元器件的設(shè)計布局愈發(fā)緊湊，主板的集成度也變得越來越高，低溫焊接正在成為行業(yè)發(fā)展一個重要趨勢。
據(jù)了解，自2015年，國際電子生產(chǎn)商聯(lián)盟(iNEMI-國際眾多頂級電子供應(yīng)鏈廠商頂尖專家共同組建的行業(yè)聯(lián)盟)啟動基于錫鉍合金的低溫焊接工藝和可靠性的研究項目，制定了一系列評測和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)以后，原本就被廣泛應(yīng)用在LCD/LED顯示屏、高頻頭、防雷元件、溫控元件、柔性板等熱敏感電子元器件的低溫組裝場景之中的低溫焊接工藝，技術(shù)成熟度持續(xù)提升，應(yīng)用場景與產(chǎn)品更加多元化。
“高溫焊接很容易引起主板和芯片的翹曲變形或者對元器件產(chǎn)生熱沖擊的傷害，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。相較之下，低溫焊接能減少主板和芯片的翹曲，同時不易損傷對高溫敏感的電子元器件，能夠有效提升產(chǎn)品質(zhì)量?！毙鞎匀A說道，“根據(jù)我們的測算，通過使用低溫錫膏工藝，芯片的翹曲率下降了50%?！?/p>
在主板生產(chǎn)線上，記者看到錫膏印刷完成后，PCB板便會被傳送至錫膏檢測儀中對錫膏體積、面積、高度、位置等進行嚴格的檢查。不僅如此，接下來，這塊PCBA板還將依次進行光學(xué)檢測、電氣測試、功能測試，確認質(zhì)量達標(biāo)后才會被送到整機生產(chǎn)車間進行組裝。
其實還遠遠不止這些，據(jù)產(chǎn)品保證實驗室負責(zé)人楊愛軍介紹，聯(lián)寶科技自建了70多間不同功能的開發(fā)實驗室，使用低溫錫膏工藝的整機產(chǎn)品需要經(jīng)過各種嚴苛測試才能走進產(chǎn)線。比如低溫錫膏的回焊爐的爐溫涉及很多工藝參數(shù)，低氧充氮到底多少合適都是需要反復(fù)試驗的，具有一定的技術(shù)含量。再比如，工程師會把產(chǎn)品放進環(huán)境測試箱，半小時內(nèi)從零下40攝氏度到零上85攝氏度反復(fù)循環(huán)1000次進行極端環(huán)境測試，或者通過仿真用戶使用環(huán)境進行沖擊測試、震動測試、耐久性測試等，來檢測產(chǎn)品可靠性，低溫焊接工藝都經(jīng)受住了考驗。
“實際上，我們的整機產(chǎn)品經(jīng)過上千種嚴苛測試，質(zhì)量沒有問題。而且，無論是低溫焊接還是高溫焊接，我們對待所有產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都是嚴格一致的，銷往全球180多個國家和地區(qū)的產(chǎn)品質(zhì)量都遵循一個標(biāo)準(zhǔn)，不會因為工藝的不同而區(qū)別對待?！蓖鯐恼f道。
對于聯(lián)寶科技而言，綠色智造就是從一個小小的焊接環(huán)節(jié)開始，從一罐罐不起眼的低溫錫膏開始。截至目前，聯(lián)寶科技已經(jīng)設(shè)計建造了擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的智能標(biāo)桿線“哪吒線”、“水星線”，獲得了121件智能制造領(lǐng)域授權(quán)專利。與此同時，聯(lián)寶科技還秉承綠色發(fā)展理念，開創(chuàng)低溫焊接技術(shù)、芯片低溫后焊工藝、液態(tài)無基保護膜技術(shù)等工藝技術(shù)創(chuàng)新，助力穩(wěn)定關(guān)鍵物料供應(yīng)、生產(chǎn)效率提升與綠色制造。此外，聯(lián)想還在打造多引擎研發(fā)模式，加速個人電腦、服務(wù)器、邊緣計算、智能物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車計算平臺等多元化業(yè)務(wù)的科技創(chuàng)新。
近日，世界經(jīng)濟論壇發(fā)布了最新一批全球“燈塔工廠”名單，聯(lián)寶科技成功入選。面向未來，聯(lián)想集團發(fā)布凈零排放目標(biāo)路線圖，宣布將于2049/50財年達成整體價值鏈溫室氣體凈零排放。綠色智造，聯(lián)想在路上。
