低温焊接之星：创新铋基合金低温焊接解决方案（上）
在电子组装工艺中，焊接工艺对互连质量起着关键作用。传统焊接工艺通常需要较高的回流温度（超过240 ℃）。但随着电子元件小型化，元件间距越来越小，工艺复杂性显著增加，同时焊接效率要求不断提升，尤其对于包含热敏元件或需要阶梯焊接工艺的应用场景，低温焊接解决方案的需求愈发迫切。
本文是您了解低温焊接的“完全手册”。我们将深入剖析其核心优势、关键应用场景，并重点揭示以含铋焊料为代表的专用合金如何成为推动这一技术落地的核心驱动力。通过阅读，您将清晰认识到：低温焊接绝非短暂技术迭代，而是电子制造领域迈向更高可靠性、兼容性与可持续性的革命性转变。
什么是低温焊接？
从技术本质而言，低温焊接是指在回流温度低于180°C的工艺条件下完成的焊接过程。相较之下，传统的无铅焊料，如锡银铜（SAC）合金，通常需要230°C到250°C温度区间完成回流。
这一工艺突破的核心在于采用专门设计的低熔点合金焊料。在实现低温熔点的金属元素中，铟与铋是两种关键材料：铟基合金虽具备优异的延展性与导热性能，但本文将聚焦于铋基合金的独特优势与应用潜力。
低温焊接为什么重要？
降低回流温度在电子组装中具有显著优势，能够有效应对多项关键挑战：
·降低组件应力
现代温度敏感组件（如传感器、光学器件及某些塑料封装件）难以承受传统回流工艺的高温。低温焊接显著降低热损伤风险，提升生产良品率与长期可靠性。
·减少缺陷
大型复杂封装（如球栅阵列BGA）在高温下易发生翘曲，导致枕头效应和不润湿开路缺陷。降低峰值回流温度可大幅减少变形，提高焊点可靠性。
·降本增效与可持续性
降低炉温可直接减少能耗，在规模化生产中可实现显著的运营成本节约。同时，有助于减少二氧化碳排放，推动绿色制造。
·阶梯焊接工艺
低温焊料特别适合阶梯焊接，即分阶段使用不同熔点的焊料进行组装。这使得复杂PCB板能够在后续工序中不受已焊接部件影响，提高设计灵活性。
铋基合金的优点
·无铅：
铋是一种无铅材料，帮助制造商符合RoHS等全球环境法规。
·低熔点：
熔点约138-140°C，含铋焊料允许峰值回流温度低至160°C。这种大幅度的减少保护了敏感部件，并最大限度地减少了整个组件的热应力。
·良好的抗拉强度：
铋合金提供良好的抗拉强度，创建坚固的焊点，能够承受某些类型的物理应力。
问题与挑战
传统铋基合金普遍存在脆性高、抗跌落冲击性能差的问题，难以满足对机械可靠性、抗跌落性要求严苛的应用需求。因此通常不推荐在手机、笔电等易发生跌落的设备中运用。
此外，通过调整合金成分（例如添加银元素），能够有效改善其脆性，从而提升材料延展性与加工适用性。尽管如此，在选择低温焊膏时，仍需结合最终产品的使用环境与可靠性要求，对其具体应用条件进行综合评估。
低温焊接应用
低温焊接技术因其工艺温度较低的特性，在多个对热敏感的领域中得到广泛应用，尤其适合以下行业：
消费电子：
常用于组装微机电系统（MEMS）、摄像头模组及塑料连接器等温度敏感元件。较低的焊接温度可避免热损伤，保障元器件性能与可靠性。
LED照明：
LED器件对高热极为敏感，过高的焊接温度会直接影响其光效与使用寿命。采用低温焊接可有效避免热损伤，确保LED的亮度、能效与长期工作稳定性。
光学器件：
精密光学元件（如通信及成像系统中的透镜与传感器）易受热应力影响，导致结构形变或位置偏移。低温焊接工艺有助于减少热应力，维持元件的结构完整性与光学性能。
如何选择合适的低温锡膏？
想要挑选到合适的低温锡膏，远非只看熔点那么简单。以下是几个需要综合考虑的关键因素：
·设备工作温度：
成品在实际使用中会接触多高的环境温度？
·元件耐热限值：
所有器件中，对热最敏感的元件可承受的最高温度是多少？
·机械应力环境：
产品是否会经历跌落、振动或频繁的热循环？
·焊接表面金属化：
焊接界面的金属处理是什么？良好的可焊性是保障焊点可靠的基础。
低温焊接已不再是小众工艺，它正快速成为应对现代电子制造挑战的主流方案。通过降低热应力、减少板材变形与节省能耗，这项技术为制造更高可靠性、更高精度的电子设备开辟了全新路径。尽管含铋焊料存在一定局限性，但其低熔点等突出优势，使其在许多场景中不可或缺关键材料。随着合金配方的持续优化与创新，其应用范围正不断拓展，前景可期。
铟泰公司
铟泰公司是全球领先的材料制造商和供应商，服务于全球电子、半导体、薄膜和热管理市场。其产品包括焊锡制品和助焊剂等焊接材料、硬钎焊、导热界面材料、溅射靶材、铟镓锗锡等金属和无机化合物，以及NanoFoil®和NanoBond®（纳米材料）。
叮~请持续关注我们公众号推送
↓↓↓下期精彩↓↓↓
《低温焊接之星：创新铋基合金低温焊接解决方案（下）》
如果您正在寻求适用于有热敏感组件或阶梯焊接的解决方案，欢迎通过以下方式与我们联系。我们将会为您提供专业技术支持与定制化服务方案。