2017-03-27 摘自國際錫協(xié) ITRI

      在上世紀90年代初，基于環(huán)保因素的考量，全球焊料產(chǎn)業(yè)鏈掀起了電子無鉛化的變革浪潮，通過焊料相關利益方的共同研究投入及歐盟強制法規(guī)的推動下，全球大部分焊料產(chǎn)品從2000年左右開始逐步向無鉛焊料轉變，從而也帶動了電子元器件、印制線路板及電子組裝設備的無鉛轉變。

      經(jīng)過數(shù)十年的無鉛化發(fā)展，焊料行業(yè)已經(jīng)來到了更加個性化的發(fā)展階段，將根據(jù)電子組裝方案的不同進入自由選擇焊接材料的時代。根據(jù)ITRI在2013年及2015發(fā)布的全球焊料技術線路圖中，我們可以看到當前焊料發(fā)展方向主要有低銀或無銀高性價比焊料、低溫無鉛焊料、高溫無鉛焊料、高可靠性無鉛焊料及焊料更微細等。

低銀或無銀高性價比焊料

     伴隨著2006年銀價開始急劇的攀升，行業(yè)開始大量著力于通過改性低銀焊料合金性能，減少焊料中銀的含量來降低組裝成本。很多電子組裝企業(yè)通過大量驗證性導入實驗，在滿足產(chǎn)品質量要求的前提下，逐步的切換成低銀或無銀焊料系列產(chǎn)品。當然，在很多電子行業(yè)依然在使用高銀焊料，比如通訊電子、汽車電子、醫(yī)療電子等。

高溫無鉛焊料

      為了滿足日益臨近的法規(guī)要求及特殊環(huán)境下工作要求，應用于半導體封裝及發(fā)動機控制模塊的高鉛焊料及油井井內電子將需要更好的無鉛焊料來替代。目前行業(yè)已經(jīng)開發(fā)出復合焊料及其它金屬基焊料作為備選材料。

高可靠性無鉛焊料

     隨著汽車電子化，機電一體化的發(fā)展，這些與生命安全的緊密相關的控制電子，對電子產(chǎn)品可靠性的要求將會越來越高。比如近年代，行業(yè)多個機構聯(lián)合協(xié)作，開發(fā)出了耐熱疲勞及抗震性能更高的高銀無鉛焊料合金。目前，行業(yè)相關研究機構仍在開發(fā)更多高可靠性無鉛焊料合金以滿足日益增長的需求。

微細化焊料

      隨著消費類電子產(chǎn)品向空間更小的方向發(fā)展，3D封裝提供了解決方案，同時需要更細小的BGA錫球、更細顆粒的錫膏來滿足更精密組裝的需求。

低溫無鉛焊料

      早期無鉛焊料研究時，由于In資源的匱乏，所以SnIn系焊料應用領域有限；由于SnBi系焊料發(fā)生塑性變形時，延伸率很低表現(xiàn)出脆性；另外在80至125度服役時，鉍系組織容易粗大化，晶粒粗化造成焊料強度降低脆性增加等可靠性風險大的原因而沒有被行業(yè)廣泛認可。但由于LED焊接及散熱模塊必須在低溫下焊接才能滿足產(chǎn)品工藝要求，所以在此領域還有一定的應用。

      隨著摩爾定律的持續(xù)推進，芯片越來越高度集成化，越來越薄，從而導致芯片在電子組裝時更容易發(fā)生翹曲，產(chǎn)生枕窩、橋連、及不潤濕的缺陷。為了解決此問題，英特爾在2013年聯(lián)合廣達電腦共同發(fā)起低溫無鉛焊接研究項目。同時，基于可以降低電子組裝能耗及減少CO2的排放的益處，2015年聯(lián)想、聯(lián)寶、仁寶、緯創(chuàng)資通、神達等筆記本電腦主板組裝公司開始密切關注與研究使用低溫焊料焊接的可行性。

      2016年12月22日，英特爾、聯(lián)想及愛法組裝材料共同在聯(lián)寶召開低溫焊料試產(chǎn)成功發(fā)布會，并指出新型焊錫膏產(chǎn)品已經(jīng)通過60余項權威的可靠性測試，如切片測試、板彎測試，達到了進入全面量產(chǎn)的條件。2017年2月23日在電子知名媒體i-connect007向全球發(fā)布聯(lián)想將于2017年在8條SMT生產(chǎn)線上使用低溫焊料，截至2018年底，聯(lián)想將有33條SMT生產(chǎn)線（每條生產(chǎn)線配備兩部焊接爐）采用新工藝。2017年3月14日，英特爾與聯(lián)想再次聯(lián)手在SEMICON中國展上向電子行業(yè)展示使用低溫焊料的ThinkPad E系列筆記本電腦。

      廣達電腦SMT技術中心副處長吳金昌先生表示：“廣達電腦也將會根據(jù)其品牌客戶的要求制定實施低溫焊接工藝，預計到2018年年底會有50%的筆記本電腦制造行業(yè)將會切換成低溫焊接工藝。新型低溫錫鉍系焊料雖然能夠滿足現(xiàn)有的筆記本測試標準，但是相對與SAC305焊料可靠性還是要略差一些，所以在手機及汽車電子等行業(yè)替代SAC305焊料可能性很小。但其它電子產(chǎn)品若有興趣轉換成低溫焊料，則同樣需要做大量可靠性驗證性工作。”

      另外從中國銦鉍鍺協(xié)會了解到2016年全球鉍的產(chǎn)量為14024噸，全球消費量為13406噸，中國消費量為4900噸，如果到2018年平板電腦行業(yè)完全切換低溫焊料，預計將會增加近400噸左右的鉍消費。如果其它電子產(chǎn)品也有少量的導入低溫焊料，也可能會導致鉍供應的極大缺口，引起鉍金屬的飆漲，可能會導致焊料原材料成本最終上升。

      綜上所述，我們認為無鉛焊料在未來還將會以多元個性化的方向發(fā)展，低溫焊料在筆記本電腦行業(yè)的發(fā)展已成必然趨勢，這對于部分焊料企業(yè)發(fā)展也是一個新的機遇，但低溫焊料的應用領域有一定局限性，最終的發(fā)展市場將取決于其技術性能與材料成本的綜合情況。

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