32条智能主板及36条整机生产线，年产笔记本超4000万台，每天需处理8000笔客户订单，每0.5秒就可以下线一台笔记本电脑，产品销往全球180多个国家和地区，平均全球每销售8台笔记本电脑，就有1台诞生于这个地方......3月3日，《中国电子报》记者探访了联想目前在全球范围内最大的PC研发和制造基地——联想集团合肥产业基地(以下简称“联宝科技”)，揭开低温锡膏焊接工艺的神秘面纱。
低温锡膏让主板生产变“绿”了
作为电脑中最大的一块电路板，主板是电脑系统中的核心部件，它连接着电脑的所有功能硬件，一旦出现问题，就会直接影响到电脑的正常使用。而锡膏就是保障主板上的元器件，如内存芯片、CPU、声卡、网卡、USB接口等，与PCB板实现连接的关键所在。所以说印刷锡膏是主板生产的第一步，也是非常重要的一步。
走进联宝科技，记者在SMT(表面组装技术)生产线上看到一块又一块PCB板缓缓向前移动，自动锡膏印刷机有条不紊地将一层膏状物涂抹在PCB板布满微小触点的表面后，原本呈金属色的触点，就变成了灰色。
“大家看到的这种灰色膏状物叫做低温锡膏，是一种熔点为138摄氏度的锡铋合金和助焊剂的混合物，将它印刷到主板上的这些焊盘触点上以后，接下来再通过加热的方式让其熔化，就能将芯片、电容、电阻等电子元件与PCB板紧紧焊接在一起了。”主板生产车间负责人徐晓华对记者说道。
相较于高温锡膏，低温锡膏的焊接峰值温度降低了60~70摄氏度，这意味着在加热过程中，电力的消耗量也将大幅降低。据徐晓华介绍，低温锡膏的使用让主板生产的能耗下降了约35%。
实际上，在电子产品生产制造过程中，焊接是能耗大户。据联想集团副总裁、电脑和智能设备首席质量官王会文透露，焊接所占的能耗比几乎达到整个生产过程的80%左右。联想对于低温焊接技术的探索也是源于其一直以来追求绿色、低碳、节能的“初心”。
据了解，联想自2015年开始研究低温焊接材料，2017年率先正式将低温锡膏投入产线使用。在2021/22财年，联想已出货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4500万，成功减少1万吨二氧化碳排放。
“双碳”目标下，电子制造正在加快转“绿”的步伐。专家认为，未来，“零碳制造”的服务能力将成为电子制造业的核心竞争力之一。联想对于低温焊接材料和技术的探索与应用，为电子制造业解决高热量、高能耗、高排放的“三高”难题提供了新的参考思路。
低温焊接让产品质量提高了
近年来，伴随电子产品小型化、轻量化、薄型化的发展趋势愈发明显，元器件的设计布局愈发紧凑，主板的集成度也变得越来越高，低温焊接正在成为行业发展一个重要趋势。
据了解，自2015年，国际电子生产商联盟(iNEMI-国际众多顶级电子供应链厂商顶尖专家共同组建的行业联盟)启动基于锡铋合金的低温焊接工艺和可靠性的研究项目，制定了一系列评测和应用标准以后，原本就被广泛应用在LCD/LED显示屏、高频头、防雷元件、温控元件、柔性板等热敏感电子元器件的低温组装场景之中的低温焊接工艺，技术成熟度持续提升，应用场景与产品更加多元化。
“高温焊接很容易引起主板和芯片的翘曲变形或者对元器件产生热冲击的伤害，从而影响产品质量。相较之下，低温焊接能减少主板和芯片的翘曲，同时不易损伤对高温敏感的电子元器件，能够有效提升产品质量。”徐晓华说道，“根据我们的测算，通过使用低温锡膏工艺，芯片的翘曲率下降了50%。”
在主板生产线上，记者看到锡膏印刷完成后，PCB板便会被传送至锡膏检测仪中对锡膏体积、面积、高度、位置等进行严格的检查。不仅如此，接下来，这块PCBA板还将依次进行光学检测、电气测试、功能测试，确认质量达标后才会被送到整机生产车间进行组装。
其实还远远不止这些，据产品保证实验室负责人杨爱军介绍，联宝科技自建了70多间不同功能的开发实验室，使用低温锡膏工艺的整机产品需要经过各种严苛测试才能走进产线。比如低温锡膏的回焊炉的炉温涉及很多工艺参数，低氧充氮到底多少合适都是需要反复试验的，具有一定的技术含量。再比如，工程师会把产品放进环境测试箱，半小时内从零下40摄氏度到零上85摄氏度反复循环1000次进行极端环境测试，或者通过仿真用户使用环境进行冲击测试、震动测试、耐久性测试等，来检测产品可靠性，低温焊接工艺都经受住了考验。
“实际上，我们的整机产品经过上千种严苛测试，质量没有问题。而且，无论是低温焊接还是高温焊接，我们对待所有产品的质量标准都是严格一致的，销往全球180多个国家和地区的产品质量都遵循一个标准，不会因为工艺的不同而区别对待。”王会文说道。
对于联宝科技而言，绿色智造就是从一个小小的焊接环节开始，从一罐罐不起眼的低温锡膏开始。截至目前，联宝科技已经设计建造了拥有完整自主知识产权的智能标杆线“哪吒线”、“水星线”，获得了121件智能制造领域授权专利。与此同时，联宝科技还秉承绿色发展理念，开创低温焊接技术、芯片低温后焊工艺、液态无基保护膜技术等工艺技术创新，助力稳定关键物料供应、生产效率提升与绿色制造。此外，联想还在打造多引擎研发模式，加速个人电脑、服务器、边缘计算、智能物联网、智能汽车计算平台等多元化业务的科技创新。
近日，世界经济论坛发布了最新一批全球“灯塔工厂”名单，联宝科技成功入选。面向未来，联想集团发布净零排放目标路线图，宣布将于2049/50财年达成整体价值链温室气体净零排放。绿色智造，联想在路上。
