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低温焊料 “碳”为观止
发表时间:2018-07-31     阅读次数:     字体:【

今年2月,中美两国共同牵头并主持了G20研究小组,重点研究与气候变化有关的金融风险问题。326日,美国总统拜登邀请了包括中国和俄罗斯在内的40位国家和国际组织领导人,参加22-23日由美国主导的线上气候领导人峰会。可见气候问题已经是迫在眉睫的了,正如美国气候问题特使约翰.克里所言:“这与意识形态无关,这不是什么政治目标。这不是某一个或两个,三个国家所钟爱的项目......这是地球母亲每天都在用反馈循环尖叫着告诉我们的现实:完成这件事。”

如果你不想在未来看到更多极端天气、森林大火、物种入侵、干旱,不想遭遇如新冠一般不可知的疾病,不想经历6%的昆虫、8%的植物、4%的脊椎动物和70%的珊瑚礁灭绝,那么最好把地球未来的升温控制在1.5℃以内。

要实现这个控温目标,全球碳排放量必须在2030年之前迅速降至250亿吨二氧化碳当量,并于2050年实现全球碳净零排放,即碳中和。

2019年,中美两国因为利用化石能源所产生的碳排放量,占全球总排放量的43.7%,其中,中国占比为30.3%,美国为13.4%,牢牢占据世界第一、第二的位置。为了体现大国责任,中国于20209月承诺,将于2030年实现碳达峰,到2060年则实现碳中和。仅中国的这一举措就能将全球变暖预测拉低0.20.3℃。

联合国《2020年排放差距报告》

为了实现这个目标各行各业都要尽心竭力的付出努力。其中作为电子制造行业也必须要想尽一切办法减少碳排放。电子制造产业中的CO2排放主要源于电能消耗排放,节能减排是实现碳中和的主要手段。因此降低焊接温度是最有效也最直接的减少碳排放的途径。为了匹配低的焊剂温度,焊料的熔点也就必须降低,即低温焊接技术。

低温无铅环保焊接技术(一般指焊接温度低于200℃)与现阶段电子制造SMT常用的中高温无铅焊接技术(焊接温度不低于240℃)相比,不仅能保护热敏元件、减少PCB翘曲、大幅提升了消费电子产品和LED产品的良品率,更是大幅地降低了电子产品焊接环节的能耗和碳排放。根据2018Intel和联想统计数据可知,低温焊接技术的推广应用,每年可节约电能消耗344万千瓦,CO2排放减少2400吨,相对于每年植树13万棵。低温互连材料及低温焊接技术的推广应用,对整个电子制造业产生了重大的影响,更是加速推进了行业碳中和的目标。

根据权威数据统计,现阶段我国碳排放最多的部分是发电和供热行业(占比41.6%),其次是制造业和建筑业(占比23.2%)。传统火电在发电量占比达到了总发电量的72%,因而未来光伏发电和风电有望成为加速碳中和目标的大力发展的清洁能源。光伏电池技术中,异质结电池(HJT)技术作为目前世界上转换效率最高的商业化晶硅电池,有望成为未来几年主流电池技术,HJT采用200℃以下的低温工艺,相比传统晶硅电池高达900℃的烧结工艺,势必大幅降低电能的消耗和碳排放。另外,新一代光伏组件技术中的MWT,半片,叠瓦等新型组件技术的兴起,新一代高可靠性低温互连浆料作为关键互连材料进一步助推光伏发电行业碳中和进程。第三代半导体材料及其配套材料,能够满足5G网络建设,新能源汽车,光伏产业的功率半导体的需求。低温纳米Cu基浆料将成为功率器件封装烧结的重要技术发展方向之一。

新一代高可靠性云莱YL-HF7030低温系列焊料,通过特殊的合金成分设计和焊料制备工艺,克服了传统低温焊料在IMC层富集Bi导致的焊接强度低和可靠性差的问题。以云莱YL-HF7030低温焊料为例,云莱YL-HF7030/Cu焊点IMC层未出现连续富Bi带,而Sn42Bi58/Cu焊点IMC层出现了连续富Bi带,如下图所示。IMC层处的富Bi带是危害低温焊料可靠性的根本来源。

云莱YL-HF7030低温焊料与传统Sn42Bi58焊料相比,小角晶界增加43%,这说明云莱YL-HF7030低温焊料的合金晶粒细化程度提高了43%。同时,Sn42Bi58组织粗大,还有解理台阶,而云莱YL-HF7030低温焊料端口组织细小。组织越细小,合金的强度和韧度越高,抗外载造成的裂纹能力越强,合金越可靠。

中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间,远远短于发达国家所用时间,需要国内各行业付出艰苦努力。中国将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,正在制定碳达峰行动计划,广泛深入开展碳达峰行动,支持有条件的地方和重点行业、重点企业率先达峰。为追求碳中和目标,微纳互连推出云莱YL-HF7030低温系列焊料产品,特为电子行业低温制程而设计,低温意味着更低的焊接温度,更低的电能消耗,帮助下游产业减少能耗。云莱YL-HF7030低温系列焊料产品适用于170-200℃实装焊接,满足各种场景低温工艺制程要求,在SMTLED和光伏等行业已经取得了成功的应用案例。

消费电子应用实例

白电领域应用实例

工业控制应用实例

器件封装应用实例

新型LED显示应用实例


 
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