【探滇TIME】今非“锡”比？称一称、量一量“工业味精”中的“含新量”

应用介绍

　　这是一种生活中“存在感”极高的稀有金属，从烹饪器具到手机电脑再到新能源汽车，都有它的用武之地，被称为“工业味精”。在常温状态下，其性质相对稳定，被广泛应用于电子、信息、电器、化工、冶金、建材、食品包装、机械及航天工业等领域。

　　它就是“锡”，作为“五金”之一，锡从未缺席过人类发展，称为“人类文明金属”和“智能算力金属”，既古老却也很年轻。

　　随着电子产品微型化、高精度、个性化的飞速发展，芯片越做越小，作为封装连接件的锡变得“不可替代”更“无处不在”，最常用的焊锡丝和焊锡球也“被迫”越来越细、越来越小，不断提高更佳的高速效能，为新质生产力的发展提供新的动力和可能性，实现了从“论吨卖”到“按颗卖”“按克卖”的新赛道。

　　今天，云南网记者带你走进云南锡业新材料有限公司，探一探与我们息“锡”相关的新质生产力实践路径，称一称、量一量“工业味精”中的“含新量”。

“芯”球之路

“论吨卖”到“论颗售”的BGA焊锡球

　　你有数过吗？一块电脑CPU芯片内就有1700颗BGA焊锡球；一块指甲盖大小的显示屏内含有100多颗BGA焊锡球……

　　你有量过吗？一根头发丝的直径通常在60到90微米之间，而一颗BGA焊锡球粒径仅80微米，也就是说，BGA焊锡球比头发丝还细，如粉末一般，肉眼甚至看不出球形。

　　你是否知道？这样一颗颗如头发丝细的BGA焊锡球，竟是从一块25公斤重的锡锭开始的。

　　BGA焊锡球是球栅阵列封装焊锡球的简称，用来代替芯片封装结构中的引脚，实现电性互联和机械连接。随着球栅阵列封装技术的兴起，BGA焊锡球逐渐得到广泛应用，目前已成为集成电路封装“不可缺少”的关键材料，年需求增长率在10%以上。

　　“不同种类的锡锭需要经过精心配比被融合成合金后，再将其倒入模具中，浇筑成一条约1公斤重的锡条，而这只是第一步。”云南锡业新材料有限公司精密焊接材料事业部研发部研发人员邹桐介绍道，紧接着，将锡条放入熔锡炉中进行高温加热处理，熔化后投入坩埚中，“经成型设备后，锡液突破表面张力的束缚，化作一股细长的射流，再经过关键工艺，原本连贯的液柱分崩离析，变成一颗颗圆润的锡球洒落。”

　　但这并不是终点，成型后的BGA焊锡球需要立刻进入表面抗氧化处理环节，也被称为“洗球”，确保每一颗锡球焕发光泽，无色差。“抗氧化处理并非易事，这一技术我们研究了2年时间，最关键的难点就是配制抗氧化剂配方。”邹桐解释道，由于焊锡球容易氧化发黑，形成的氧化膜层会直接影响焊接的质量，而抗氧化剂的应用正是为了防止这一现象。“2年潜心研究，团队改进了配制抗氧化剂配方，精确调控不同合金所需的配方浓度，既避免了浓度过高导致的黏球现象，又防止了低浓度下不理想的抗氧化效果。”

　　随后，每一颗BGA焊锡球还需要经过云锡自主研发的国内首台自动尺寸筛选设备、自动圆度筛选设备和全检的严苛考验，确保每一颗BGA焊锡球的尺寸、形状、表面质量均达到标准。最终，一罐约500万颗BGA焊锡球装进如家用调味瓶大小的玻璃罐中，踏上强“芯”征程。

　　新“芯”之旅，从一粒微球开始，这些BGA焊锡球不仅仅经历了力学量变的过程，更让百年云锡踏上了从“论吨卖”到“论颗售”的逆袭之路。

　　云南锡业新材料有限公司精密焊接材料事业部质量主管黄金鑫用数据举例道，目前BGA焊锡球以1KK=100万颗进行售卖，以Sn96.5Ag3Cu0.5合金为例，如果转换为0.3毫米的BGA焊锡球，一吨锡锭可以生产9500KK的BGA焊锡球。“同等重量下，焊锡球的价格比锡锭翻了数倍。”

　　不难看出，BGA焊锡球突破一项项工艺壁垒，打破了长期以来的国外垄断局面，迭代升级后也实现了高价值的回报。“公司研发人员占员工人数的10%，除了BGA焊锡球团队，还有5个独立研发团队，聚焦锡精深加工产品‘卡脖子’技术的研究，新材料、新工艺的研究及产品应用的工程化解决。”黄金鑫表示，目前，云锡新材料公司已发展成为国内唯一一家制造BGA焊锡球的国有企业，也是国内最大的BGA焊锡球制造企业，每年可生产大批量的BGA焊锡球，在新质生产力这条新赛道上注入源源不断的“锡引力”。

“锡”引未来

直径仅0.1mm的超细焊锡丝

　　不仅做小，还能做细。

　　在焊锡丝车间，一条相对封闭空间里的生产线上，同样比头发丝还细的焊锡丝正从一台不断转动的设备中“吐”出，如果不是光线的反射，肉眼很难发现如此纤细的金属丝。玻璃窗上的字样显示，这是φ0.1mm超细焊锡丝的生产线。

　　如果说焊锡球是工业界的“调味品”，那么超细焊锡丝就是连接精密世界的“细线”，如同微型“编织者”穿梭于电路板之间，编织着科技强国的梦想。

　　超细焊锡丝的制作，是一场对精度的极致追求，也是一场关于新质生产力的考验。

　　这一过程始于多种不同金属单质进行合金熔炼，浇铸成如手臂粗细的锡合金钎料棒。通过挤压，同时将“助焊剂”灌装到锡合金杆内芯。再经滚扎、拉丝技术，拉伸至米线粗细，最后完成绕丝工序，包装制备线状产品。

　　一个锡棒胚料长630mm，制作成直径为0.1mm的超细焊锡丝可达到620000mm长。整个过程，最具考验在于超细拉丝环节，需极致的匠心和加工工艺，将细丝缓缓拉伸至仅0.15毫米的超细规格，每一步操作都是对材料强度与延展性的极限考验，也是对技术人员精湛技艺的极致展现。

　　“虽然只是物理上的变化，但是这一拉丝过程非常难，随时都有断裂的危险。”云南锡业新材料有限公司电子材料事业部主任助理朱小林解释道，传统粗杆线径拉至0.4毫米便是极限值，难以进一步细化，再拉极易导致断裂，严重制约了产品的精细度与应用范围。

　　对此，云南锡业新材料有限公司将目光瞄准了“助焊剂”，通过向锡棒内注入助焊剂，进一步提高焊锡丝的韧性和抗压强度，又通过精细控制浇铸过程中的凝固环节，有效降低了细丝的内部空心率，显著提升了其可拉细性与成型稳定性。

　　云南锡业新材料有限公司电子材料事业部研发部负责人何江华表示，企业自主研发的“助焊剂”不仅突破了国内外专利的封锁，而且进一步促进了生产工艺提升，实现了焊锡丝产品的飞跃。目前，研发出了有卤助焊剂、无卤助焊剂、不锈钢助焊剂、铝合金助焊剂、镀镍件助焊剂、水溶性助焊剂、液态助焊剂、清洗剂等，已升级到第六代，在高端焊锡丝市场的占有率得到稳步提升，焊锡丝技术处于国际领先地位。“但是，不同的焊锡丝所需要的助焊剂也大有不同，就如不同的食客所喜爱的菜品不同，每一款都需要精准地调配。”

　　因超细焊锡丝高精密的尺寸特性，超细焊锡丝不仅是焊锡丝精深加工技术高水平的重要代表，而且在突破国外锡丝精深加工“卡脖子”技术难题、有效推进国产化替代进程、高精密微电子元器件焊接应用等方面具有重要意义。“超细焊锡丝是微型元件和复杂电路紧密焊接最佳兼容性的理想选择，不仅可以实现精确的焊接控制，而且可以减少焊桥、虚焊等焊接缺陷，提高焊接成品率及可靠性。”朱小林解释道。

　　今后，该团队还将持续深入研究超细焊锡丝的精深加工工艺技术、高可靠性焊锡丝焊料合金，优化升级焊锡丝深加工流水线，持续做优做强高品质、高附加值的高端焊锡丝产品。朱小林表示，2016年至今云锡实现超细焊锡丝生产销售逐年递增，产品质量稳定，废品率减少、加工成本降低、生产效率提升。

　　目前，云锡新材料已形成锡条、锡丝、锡粉、锡膏、异型锡材、锡粒、锡球、半球、BGA焊锡球、预成型焊片十大系列产品，1000多个规格品种的精深加工产品，让云锡迈向锡材产业链的全品种制霸。产品应用于微光电显示、汽车电子、高铁及轨道交通、物联网、消费类电子、军工航天和医疗器械等不同领域。

　　而今，早已今非“锡”比的“锡”成为云南有色金属产业的破题之眼。过去十年，云锡集团国内市场占有率从39.4%提高至49.3%、国际市场占有率从18.4%提高至23.9%，进出口额位列云南省前茅，增长幅度连续多年保持全省第一，在改革浪潮中一路生花，在新质生产力道路上“新新”向“锡”。