實地探訪聯想聯寶工廠：以嚴苛測試確保低溫焊錫技術可靠性

來源：神劇解說 釋出時間：2023-03-06 14:01

國際著名管理顧問公司凱捷旗下的凱捷研究院（Capgemini Research Institute, CRI），於2021年釋出了《可持續IT：為何可持續綠色IT革命時機已到？》的報告，該報告指出，當今膝上型電腦、桌上型電腦、智慧手機等數碼裝置在生產過程中的碳排放量遠超使用過程。但遺憾的是，許多企業對於自身IT碳足跡缺乏認識、測量與有效跟蹤，因此對於碳成本的認知頗為有限，相當一部分企業甚至完全沒有意識到碳成本的存在。

·電子產品製造業實現雙碳目標的關鍵一環為何是解決“三高”問題？

我國在2020年9月就明確了雙碳目標時間節點，即在2030年實現碳達峰，2060年實現碳中和。在實現雙碳目標的過程中，PC裝置從產品設計、原料採購、生產、運輸、儲存、使用和回收處理的全生命週期，都更加要求綠色環保理念和行動貫穿其中。

2022年，工信部、國家發改委、生態環境部聯合印發了《工業領域碳達峰實施方案》，明確支援電子等行業龍頭企業，在供應鏈整合、創新低碳管理等關鍵領域發揮引領作用。作為全球最大的自有品牌PC裝置生產製造龍頭，聯想自然更加需要加速推進雙碳目標的實現。而想要實現雙碳目標，如何解決困擾電子產品製造業數十年的高熱量、高能耗、高二氧化碳排放量“三高”問題，就成為了關鍵一環。

為此，聯想在PC主機板、散熱、結構、機箱、電源、器件、SMT、組裝、包裝、低碳模式、資料管理、軟體等諸多領域共同發力，並從製造源頭引入低溫錫膏（Low Temperature Solder，簡稱LTS）焊接工藝，著力解決三高問題，將綠色低碳覆蓋到PC裝置全生命週期。

·低溫錫膏焊接工藝為何是驅動綠色可持續發展的創新技術？

聯想的低溫錫膏焊接工藝是一種系統化的創新性表面焊接技術，能夠有效降低電子產品製造過程中的熱量、能耗與碳排放，這項關鍵突破性技術將為製造業發展注入新動能，為節能減排的環保目標和低碳經濟做出貢獻，是以技術創新驅動發展的有力體現。

在引入低溫錫膏焊接工藝之前，元器件焊接最高溫度會高達250攝氏度左右，高熱量、高能耗必然帶來更高的二氧化碳排放量。

低溫錫膏焊接工藝使用的低溫錫鉍合金本身與高溫錫銀銅一樣是無鉛焊料，規避了早期的以錫鉛為主要成分的焊料合金中，因含鉛量較高，焊接過程中鉛會大量揮發到空氣中，長時間接觸不僅對身體有害，同時也對環境造成汙染的危害。而且得益於低溫合金焊錫焊接最高溫度僅為180攝氏度左右，比傳統高溫焊接技術降低了最高約70攝氏度，大幅提高了PC裝置製造過程中的綠色低碳效率。

作為企業社會責任領域的表率，聯想旗下生產研發基地聯寶科技，是行業裡率先承擔起新型低溫錫膏焊接工藝實際驗證的企業，並在2017年底就率先部署了多條SMT生產線來實施低溫錫膏焊接工藝，直接減少碳排放量最高約35%。現在，聯寶所有生產線均實現了同時支援高溫和低溫錫膏的焊接技術相容，是否使用低溫錫膏焊接技術，主要決定因素不是“想給誰用給誰用”，而是將這項更加環保的技術應用到像輕薄本這樣的更加適用的產品中去，這一點我們也會在文章的後面做技術端地解讀。

事實上，新型的低溫錫膏焊接工藝的研發由聯想與英特爾等國際電子企業攜手推進，是未來電子產品製造業實現雙碳目標過程中的重要一環。此外，國際電子生產商聯盟(iNEMI-國際眾多頂級電子供應鏈廠商頂尖專家共同組建的行業聯盟)早在2015年就啟動了基於錫鉍的低溫焊接工藝和可靠性的研究專案，並制定了一系列評測和應用標準。其開發與驗證過程中所需要的科學原理與測試方法都體現了真正的創新，透過不同的合金焊接材料配比（錫、鉍）、微量元素的新增以及助焊劑的調整，結合迴流焊溫度與時間的組合，數千次的試驗最終成就了這項業界領先、且綠色環保的創新工藝。

而且新工藝在迴流焊接過程中減少了對PC主機板和晶片的熱應力，可以進一步提高PC裝置的可靠性。在早期部署階段，聯想發現焊接過程中主要晶片的翹曲率降低了50%左右，每百萬零件的缺陷率也明顯降低。

·實地探訪聯寶 如何做到每一款走出生產線的裝置都足夠可靠

在位於安徽省合肥市的聯寶科技智慧製造工廠裡，我們親眼看到了低溫錫膏焊接技術是如何透過測試驗證，並最終應用到產品中去的整個過程。

同時，我們也留意到了網路上大家有關低溫錫膏焊接技術的討論，這裡我們將對一些有代表性的疑問進行解答。

首先，低溫錫膏與高溫錫膏等焊料在應用產品的技術規範方面沒有區別，聯想在PC主機板生產製造過程中採用統一的高標準，並不會因焊接工藝的不同而降低對產品質量的標準管控。而且低溫錫膏的應用首先是確立在能夠走出實驗室驗證階段，如果其真正存在問題，那麼你是根本沒有機會看到低溫錫膏在零售產品中使用的，它將被聯想的工程師在實驗室裡直接淘汰。

其次，很多使用者擔心電腦使用溫度以及使用時間會對低溫錫膏的穩定性產生影響，進而發生脫焊等問題。但事實上，聯想膝上型電腦的CPU、GPU核心溫度都控制在80攝氏度左右，即便達到電腦主機板設計的理論高值105攝氏度，距離低溫錫膏的熔點138攝氏度還很遠，完全不會因溫度導致脫焊問題的發生。

在聯寶工廠的實驗室裡，我們看到了主機板經歷了125攝氏度超高恆溫1000小時、雙85恆溫恆溼1000小時以及高低溫快速溫變迴圈測試等加速老化測試，這些測試相比目前網路上放出的所謂的測試要嚴苛很多。而採用低溫錫膏焊接的主機板都只有在順利透過這項測試之後，才被確認能夠走出實驗室並被應用到產品之中。

85攝氏度+85%溼度1000小時迴圈測試，加速老化驗證低溫焊錫可靠性

接下來我們回到前文留下的問題，很多網友對於為什麼小新這樣的輕薄本產品會廣泛使用低溫錫膏焊接，而拯救者這樣的高效能遊戲本未使用低溫錫膏焊接有所疑問。關於這一點，我們也向聯想集團副總裁、電腦和智慧裝置首席質量官王會文先生及聯寶工廠的技術團隊進行了確認。

低溫錫膏的使用某種程度上來說一方面是出於環保，另一方面則是由現階段電腦PCB、半導體晶片設計而決定的。聯想小新這樣的輕薄型筆記本產品所使用的PCB以及晶片非常纖薄，厚度大概只有0.6mm左右，傳統的高溫焊接材料因為在焊接過程中需要更高的溫度，所以會有更大機率對如斯纖薄的元器件造成損傷，如焊接過程中導致PCB板和晶片翹曲、變形而造成焊點不夠牢固等問題。

主機板、晶片越來越薄，是低溫焊錫技術發展的另一主要原因

透過使用低溫錫膏工藝，元器件曲翹率下降了50%左右，反倒是提升了產品質量。因此，低溫錫膏越來越成為目前行業內認可的方案。它是技術發展到一定階段所衍生出來的更為提高前輩的焊接技術，另外根據聯想聯寶工廠的統計，使用低溫錫膏雖然達到了綠色低碳，但由於低溫錫膏焊接工藝需要使用到極低氧環境的焊接條件，充氮的工藝條件使得總體還會增加不少成本，並非是一些網友猜測的迫不得已或為了縮減成本強行去使用的技術。而且我們留意到，在聯寶的產線，不管是使用低溫錫膏工藝的產品，仍是使用高溫錫膏工藝的所有產品，都會使用點膠工藝來增強元器件焊接的牢固性，這在PC行業並不是完全普及的應用，因其會大幅增加製造成本。

點膠主要用來增強穩固性

此外我們留意到，網路上集中討論低溫錫膏焊接問題主要是在2023年2月中旬，此前和此後都沒有如斯高的熱度。而正如前面所言，低溫錫膏並非新興技術，聯想從2015年開始研究到2017年正式投產，其間研發、檢測、驗證到落地應用，至今已8年時間。而根據聯想給出的資料來看，這期間已經有超過4500萬臺使用低溫錫膏工藝的筆記本出貨到全球各地超過180個國家和地區，至今沒有正式接到因為這項工藝導致質量問題的報修。

我們在聯寶工廠看到了來自生產線的PCB板電路印刷、貼片、焊接後功能的測試，也看到了主機板焊接好後的板級測試以及安裝到成品機器之後的二次測試。