阿尔法低温焊接的革命性方法
在这次采访中，Morgana Ribas讨论了她在Alpha组装解决方案公司开发的低温焊料新技术。
帕蒂·高德曼：莫干纳，在我们深入了解这种新型低温焊锡的细节之前，请告诉我一些关于你自己和你在阿尔法的背景。
Morgana Ribas:我在位于印度班加罗尔的研究中心工作了六年多，负责管理我们的金属技术小组。我在巴西开始了我的职业生涯，在搬到印度之前，我曾在日本和美国生活过。
高盛：好东西：阿尔法的新低温焊锡产品，HRL1。告诉我这件事。
里巴斯：我们开发了使用锡铋合金的低温焊接技术。阿尔法研究这个课题已经有好几年了，我们以前已经将其他锡铋焊料产品商业化了。然而，我们相信我们的最新产品，OM-550 HRL1焊膏，将彻底改变低温焊接的使用。
它要求回流温度低于锡银铜焊料合金的温度。使用低温焊料有几个驱动因素，包括技术和经济优势。例如，可以通过降低能源成本、提高SMT的收益率和降低材料成本来降低成本，例如通过切换到更便宜的基板和包装。
高盛：那是因为许多焊料需要特殊的基底，因为它们很热，对吗？
里巴斯：是的，当电子工业转向无铅焊接时，由于锡银铜焊料要求的回流温度增加，用于基板和封装的材料也发生了变化。我们认为，低温焊接可能是行业的一个新转折点，考虑到在峰值回流温度低于200°C时，从能源和材料节约中大幅降低成本。最重要的是，它们能够满足最新一代超薄微珠的重要技术要求。当回流温度低于200°C时，处理器可以显著减少倒装芯片球栅阵列的动态翘曲。而且，与SAC305相比，通过减少动态翘曲，SMT产量也显著增加。
高盛：这是不寻常的还是常见的？
里巴斯：阿尔法公司已经提供低温共晶锡铋焊锡膏十多年，如CVP-520 42SN-57.6bi-0.4Ag。在此期间，我们提高了焊膏的机械冲击可靠性和印刷性能。最近，我们提供了OM-535 SBX02，推荐用于机械可靠性高于42sn-57.6bi-0.4ag，但仍低于SAC305等合金的应用。然而，随着移动电话、平板电脑和笔记本电脑等对跌落和冲击非常敏感的便携式设备的广泛采用，需要开发符合SAC305性能的新型焊接合金。这就是为什么我们开发了alpha OM-550 hrl1焊膏，特别推荐用于需要类似SAC305的机械抗冲击装置的低温焊接。
高盛：我敢肯定，这一要求超越了一些消费品，并扩展到汽车、军事等领域。
里巴斯：事实上，Inemi路线图预测，到2027年，低温焊膏的使用将从目前的不足1%增长到20%。这可能是自转换为无铅焊料以来，一种焊接合金行业所看到的最大增长。
高盛：如果它是低成本的，并且具有更好的抗冲击性，那么每个人都会想要它，不管他们是否需要，因为他们会想要尽可能最好的房产。我能看到它会怎样生长。
里巴斯：还有一个附加要求，那就是环境要求。在《巴黎协定》中，一些政府承诺减少温室气体排放，因此正试图通过减少温室气体排放来推动每个国家的企业履行其企业社会责任。有几种方法可以做到这一点，例如找到减轻对环境的负面影响的方法，减少直接减少温室气体排放的能源消耗。
通过降低回流温度，我们将有相当大的二氧化碳减少和更有效的材料使用，这就是为什么我们建议使用更有效的低温焊接材料，可以大大降低设备制造商的成本。
戈德曼：这种新焊料的材料是什么？
里巴斯：我们提供OM-550 HRL1焊膏，使用一种称为HRL1的专有合金。该合金基本上是一种非共晶锡铋无铅焊料合金，添加了约2%的添加剂。我们发现，这一结合的铋含量和添加剂产生的熔融行为，力学性能，落锤冲击性能和热循环性能的正确组合。
高盛：如果有的话，它的缺点是什么？
里巴斯：缺点是电子工业不断发展，推出了新的微处理器设计。我们相信低温焊接会一直存在，但是电子封装的技术要求会随着封装的快速小型化和复杂性的增加而增长。因此，在未来，人们自然会期望额外的热和机械可靠性要求将推动新焊接材料的发展。这就是为什么客户必须与阿尔法组装解决方案等焊接材料供应商建立联系，这些供应商具有长期的研发传统，并不断研究新材料，以满足下一代焊接要求。
高盛：嗯，我不认为这是一个不利因素。（笑）
里巴斯：缺点是开发这种产品可能需要很长时间，所以我们必须继续努力！（笑）但另一个缺点是锡铋是一种易碎的材料，具有很差的机械冲击阻力。然而，脆性使其具有强度，强度是一种可取的特性，但它必须具有一定的最低延性水平。通过降低铋含量，可以提高该焊料的延伸率，降低其脆性。但仅降低铋含量不足以改善焊点的跌落冲击性能。这就是为什么我们使用合金添加剂来缩小这一差距并提供所需的性能。
戈德曼：你必须把它弄对。
Ribas：是的。还有一点是非常有趣的使用sn-bi低温焊膏；它可以用来组装sn-ag-cu焊球的倒装球栅阵列。例如，如果SAC305在217°C（固体温度）下开始熔化，在195–200°C回流时，它如何与铜垫形成键？这是一个非常重要的问题。
alpha的hrl1焊料合金在其接触液相线温度之前具有非常高的液相，然后在回流过程中增加与SAC的相互扩散，最大限度地在SAC和低温焊料之间形成这种混合区域，并提供所需的强度。
当有一种焊接产品能够降低制造成本，保持必要的可靠性水平，并通过减少温室气体排放为环境做出贡献时，我认为这只是一个双赢的局面。
戈德曼：这听起来的确是正确的选择。莫甘娜，非常感谢你抽出时间来。
里巴斯：谢谢。