FPC 焊接的“超低温密码”：从材料到工艺的无铅革新

 

在消费电子、汽车电子等领域，柔性电路板（FPC）凭借柔性、轻薄、可弯曲折叠特性成为连接核心组件的“经脉络”。然而，FPC 的轻薄化设计（厚度≤0.1mm）与复杂场景（如折叠屏10万次弯折）对焊接材料提出了严苛挑战。针对这一痛点，傲牛科技推出了超低温无铅无铋锡膏系列产品，从材料配方到工艺适配全方位突破，立志重新定义FPC焊接标准，打造成为热敏元件、FPC及高可靠场景的首选方案。

 

一、FPC焊接的“三重困境”

 

1. 热损伤与可靠性博弈

FPC基材（如聚酰亚胺）耐温通常低于 200℃，而传统SAC305锡膏需260℃回流焊，高温导致基材变形、线路分层。更严重的是，FPC在弯曲时焊点承受剪切应力，传统锡膏焊点易因疲劳断裂，例如新能源汽车电池FPC因高温焊接在振动测试中出现短路。

 

2. 细间距与工艺精度矛盾

5G手机FPC焊盘间距已缩小至 0.2mm 以下，传统锡膏颗粒（Type 4，20-38μm）合金颗粒过大，易导致桥接缺陷，造成短路。

 

3. 环保合规与性能平衡

欧盟 RoHS 3.0 要求铅含量＜1000ppm，而传统含铅锡膏虽强度高但面临禁用风险。同时，医疗设备等场景要求锡膏无卤素（Cl/Br≤900ppm），传统助焊剂残留可能腐蚀元件。

 

二、傲牛超低温无铅无铋锡膏的“破局之道”

 

1. 材料配方的“黄金比例”带来柔和强的统一

合金成分优化：采用SnIn（锡铟）合金，极大降低了共晶温度（低至117℃），较传统无铅锡膏SAC305低了近100℃，可直接用于液晶屏幕、传感器芯片等耐温小于150℃元件焊接。金属铟（In）具有独特的金属韧性，这赋予了锡膏极强的韧性。锡膏的延伸率达 45%（SAC305仅25%），在FPC 1mm半径弯曲测试中，焊点疲劳寿命提升 3 倍。该合金成分既降低焊接温度，又没有锡铋合金的脆性，强化相提升焊点抗拉强度至 35MPa（较纯SnBi提升40%）。某医疗内窥镜 FPC 焊接中，使用SnIn锡膏后基材PI的热变形量从0.3mm降至0.05mm，避免光学镜头偏移。

 

助焊剂配方的隐形铠甲：独创低极性助焊剂，固含量≤5%，既能快速去除FPC表面氧化层（如CuO），又避免残留腐蚀基材。实测表面电阻＞10¹³Ω，满足医疗设备 IPC-610G Class 3标准。

 

2. 工艺适配的精准控制

颗粒度与印刷精度匹配。傲牛科技提供 Type 4（20-38μm） Type 5（15-25μm）、 Type 6（5-15μm）多种规格，适配不同部件FPC焊盘焊接需求。在某折叠屏手机 FPC 焊接中，Type 6锡膏印刷体积误差＜±10%，桥接率降低至 0.5% 以下。

 

多工艺兼容。AN-117锡铟锡膏使用回流焊工艺，在超低温条件下进行回流焊接（如下图），回流焊峰值温度≤120℃，配合脉冲热压工艺，热影响区可控制在焊点周围 50μm内，保护FPC上的超薄银浆线路（厚度＜5μm）不被氧化。在脉冲热压焊与激光焊接时，可通过动态温控算法（如PID闭环）将热影响区控制在焊点周围 0.1mm 内，保护FPC基材不受损伤。

三、行业标准和应用的严苛验证

 

1. 环保与安全认证

铅含量小于50ppm，满足RoHS 3.0/REACH合规标准。助焊剂不含邻苯二甲酸盐等SVHC物质，通过SGS认证。卤素含量小于500ppm，适用于医疗设备FPC，如心脏起搏器焊接。

 

2. 可靠性测试体系

弯曲寿命突破：在1mm半径下往复弯曲10万次，焊点电阻变化≤5%，远超 IPC-TM-650 标准。

极端环境耐受：在-40℃环境下抗拉强度仍达28MPa，优于SAC305的20MPa。通过- 40℃~125℃温度循环1000次无开裂，满足汽车电子AEC-Q200要求。

 

多元基材适配高：对铜、镍、金等镀层的润湿角≤12°（传统 SnBi 合金为 20°），尤其在镍钯金（ENEPIG）镀层 FPC 上，焊盘爬升高度达焊盘厚度的 80%，减少虚焊风险。焊接界面生成均匀的 Cu6Sn5 金属间化合物（厚度≤2μm），较 SAC305 的 IMC 生长速率降低 50%，在 125℃高温存储 1000 小时后，焊点剪切强度衰减＜10%。