
据EDN电子技术设计了解,日前B站上@笔记本维修厮 发布的标题为“联想的计划性报废计划?估计中招的机主不计其数了”的视频引起了网友的热议,因该UP主展示了八台(还有几台未展示)出现故障的联想小新轻薄本,而这八台的故障描述都是一样的——花屏、死机,UP主表示故障原因就是CPU脱焊了,因此,这种短时间集中增加的故障,让他怀疑是联想的制造工艺“低温锡膏焊接”出了问题。
“低温锡膏工艺”是什么?
据EDN了解,联想集团于2017年开始尝试在个人电脑制造环节使用开创性的低温锡膏工艺,联想称该技术解决困扰了电子产品制造业十几年的“三高难题”。该工艺由于焊接温度最高只有180摄氏度,比传统方法降低了70摄氏度左右,大幅降低了电力消耗,因此组装工艺的能耗和碳排放量都减少了35%。在节能减排的同时,该工艺还加快了焊接速度,增加了产能,提升了芯片的品质,一经推出去,很快就被行业采纳,逐渐取代旧工艺,带动了全行业共同降低二氧化碳排放。在2021/22财年,联想集团共出货1420万台采用新型低温锡膏工艺制造的笔记本电脑,自2017年以来总出货量达5000万台,成功减少10000吨二氧化碳排放。
进一步了解发现,这项技术全称为“Low Temperature Soldering”低温焊接技术,简称 LTS,其实最早是由英特尔研发并提倡的,而联想是率先大规模应用的厂商。该技术不仅采用了由 Sn锡、Bi铋金属组成,熔点低至 138℃ 的焊锡膏(锡浆),还规定了焊接技术细节,不仅能够降低能耗,还能带来“环保”之外的多种好处,最直接的便是“省钱”。
从本质上说,“锡膏”包含了低温锡膏、中温锡膏、高温锡膏,其组分是不一样的。比如高温锡膏一般是用锡、银、铜,而低温锡膏则会加入一定的铋。正是由于组分不一样,所以对应合金的熔点也不一样。但组分不一样改变的不光只有熔点,还会同时改变机械强度等参数。
低温无铅焊锡,机械强度明显低于普通的含铅焊锡、高温无铅焊锡。尽管调整配方可以改善强度、延展性,使其接近传统焊锡,但效果存疑。
例如在一家同时出售低温锡膏、中温锡膏、高温锡膏的厂商在宣传中称:“低温锡膏通常用于低温元件,强度要求不是很大,多次回流焊接,为了不损坏以前的焊点,可以使用低温锡膏,如高频头工作。高温锡膏用于焊接加工能承受高温的部件,焊接要求高,精度高,BGA、QFN等电子元件。高温锡膏和低温锡膏焊接的性能方面不一样,高温锡膏电焊焊接出来的产品焊接的牢固度强,而低温锡膏焊接的产品其牢固度相对来说会低一些,其原因是由于其合金成分中的铋元素本身的特性所致。另外高温锡膏电焊焊接出来的焊点会有一点点发黄,而低温锡膏焊接的焊点无发黄。”
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联想对此的回应
针对一些网友对于低温锡膏的质疑,联想官方发布了回应:
全文如下:
1.低温锡膏焊接是一项电子产品生产线成熟的且更加环保的技术
新型低温锡膏主要成分是锡铋合金,熔点为138℃,低于138℃时均为稳定固体状态。低温锡膏的焊接温度为180℃,显著低于常温焊接的250℃焊接条件,因此元器件热变形更小,主板质量更加稳定可靠。同时,焊接能耗低,更加节能环保。该技术是业界的一项成熟技术,已经被广泛应用于电子产品的生产制造中。
2.低温锡膏焊接技术符合国家国际标准,且经过多年大批量认证
联想有严格的研发测试过程,均达到国家以及国际质量标准。轻薄本产品在正常使用情况下,内部各器件温度在70—80℃左右,极限温度低于105℃,该温度远低于低温锡膏软化阈值,长期正常使用不存在可靠性问题。
根据历年小新轻薄本售后数据,采用低温锡膏焊接技术的机型和常温锡焊技术的机型之间返修率没有差异。无论您的小新产品遇到任何问题,随时联系我们,我们帮您全力解决。”
并且联想小新官方微博还发布了一条关于低温锡膏焊接技术在不同温度下的焊接强度的测试视频。
视频中测试方法为:测试元件选择焊点暴露在外,方便监测温度及方便拉力测试固定,在笔记本主板上常见的“电感”,且电感是储能元件,工作时温度高温升快,将接触式测温探头置于电感焊点上。
测试标准为:采用电子行业通用要求,0805以上尺寸元件拉拔力大于1kg,以测试低温锡膏焊接技术焊接强度。
其最终结果为:电感焊点温度从80度至140度左右的多个温度节点拉力测试结果均符合相应标准。
最大可能是代工厂的锅?
知乎网友@刘昕炜 认为:这么多笔记本发生CPU虚焊故障,绝对不是联想意料之中的事情,因为从技术的角度讲,使用合适的低温锡浆,在牢固程度方面其实是有优势的,这点经过了英特尔的实验论证。只不过使用 LTS 技术后,SMT 回流焊贴片工艺难度有了提升,如果控温错误、锡浆质量差、助焊剂选型错误等,也会导致虚焊,因此最大可能是代工厂的锅。此外由于使用了全新的工艺,笔记本的测试方案肯定也需要有调整,如果沿用以前的流程,很有可能发现不了问题,最终导致故障在多年后爆发。
如果这项技术有问题,不仅仅是联想,整个电子行业都要重新审视未来的工艺问题了,只好倒退回去,老老实实重新使用高温无铅焊锡,只在一些非关键元件上,比如用波峰焊的贴片元件,使用低温焊锡。
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