《无铋含铟中温无铅焊料-Durafuse® LT 的综述》

    张宏闻 博士

   铟泰公司 研发总监及首席冶金专家

演讲摘要：

铋锡（BiSn）低温焊料多用于对温度敏感器件的组装，但其可靠性受到限制，主要表现为 抗跌落冲击性能较差以及抗电迁移能力不足。这些问题主要源于焊料中存在大量脆性且导 电性较差的富铋相。为解决这些挑战，采用 Durafuse® 锡膏技术，铟泰公司研发了一种不 含铋、含铟（In）的中低温焊膏 （Durafuse® LT-DFLT）。DFLT 采用混粉焊膏设计，使焊 点回流后的固相线温度达到 189 °C 以上。这一设计使其能够在较低的峰值回流温度下加工， 通常在 200 °C 至 240 °C 之间。该合金在多种应用中表现出良好的适应性，包括阶梯焊接、 热压焊、返修以及整板级组装，使其成为先进电子制造工艺中的有力候选材料。可靠性测试显示，与传统 BiSn 体系相比，DFLT 具有显著的性能提升：其抗跌落冲击性 能提高至少两个数量级，其电迁移速率降低一个数量级以上。值得注意的是，其性能与广 泛应用的 SAC305 合金相当甚至更优，使其成为高可靠性应用中的有力替代方案。 随着高性能计算推动芯片集成度不断提升，封装尺寸（尤其是球栅阵列 BGA）已扩展至 110 × 110 mm² 甚至更大。这种尺寸扩展在板级组装过程中引入显著的动态翘曲问题，导 致枕头效应（HiP）、未润湿开路（NWO）以及焊点颈缩等缺陷。通过实现较低的峰值回 流温度（约 210 °C~220°C），DFLT 有效降低了由热致翘曲引起的缺陷率。优化焊膏用 量控制，可进一步减少缺陷形成并提高组装良率。形成的焊点在后续热循环中表现出良好 的稳定性，验证了 DFLT 在严苛使用环境下的可靠性。此外，将 DFLT 与具有相似熔点 特性的低温焊球集成，还可进一步降低回流温度，从而进一步缓解翘曲相关问题。 综上所述，通过消除脆性的富铋相并在机械与电气可靠性方面实现优异表现，DFLT 作为 一种高性能无铋焊料解决方案，为下一代电子组装提供了兼具低温加工能力和高可靠性的 技术平台。

演讲人简介：

张宏闻博士是铟泰公司（Indium Corporation）的首席研究冶金专家家兼研发总监，在无铅 焊料材料开发领域拥有超过十八年的经验。他拥有材料科学与工程博士学位，以及材料科 学与工程和机械工程双硕士学位。 他主导发明了 Durafuse® 合金/焊锡膏技术，并在全球范围内获得了二十多项专利。他是 认证的 SMT 工艺工程师，同时也是 IPC-A-600 和 IPC-A-610D 标准的认证专家。此外， 他还担任 ASM 莫霍克谷分会主席，并作为产业顾问委员会成员服务于多所高校，包括康 奈尔大学、纽约州立理工学院（SUNY Poly）和雪城大学等。2023 年，他荣获 SMTA 国 际技术卓越会员奖。