真空共晶焊接爐配備了高精度溫度傳感器、壓力傳感器與真空計(jì),可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)連接過程中的關(guān)鍵參數(shù)。系統(tǒng)通過閉環(huán)控制算法,根據(jù)傳感器反饋數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱功率、壓力調(diào)節(jié)閥開度與真空泵轉(zhuǎn)速,確保工藝參數(shù)的穩(wěn)定性。例如,在連接過程中,若溫度傳感器檢測(cè)到局部溫度偏高,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)降低該區(qū)域的加熱功率;若壓力傳感器發(fā)現(xiàn)壓力波動(dòng)異常,系統(tǒng)會(huì)快速調(diào)整壓力調(diào)節(jié)閥,維持壓力穩(wěn)定。這種閉環(huán)控制技術(shù)使設(shè)備能夠適應(yīng)不同材料、不同結(jié)構(gòu)的連接需求,保障了工藝的重復(fù)性與一致性。適用于第三代半導(dǎo)體功率器件封裝。衡水QLS-23真空共晶焊接爐
傳統(tǒng)焊接工藝中,金屬表面在空氣中易形成氧化層、吸附有機(jī)物及水汽,這些污染物會(huì)阻礙焊料與基材的浸潤(rùn),導(dǎo)致焊接界面結(jié)合強(qiáng)度下降。真空共晶焊接爐通過多級(jí)真空泵組(旋片泵+分子泵)的協(xié)同工作,可在短時(shí)間內(nèi)將焊接腔體真空度降至極低水平。在這種深度真空環(huán)境下,金屬表面的氧化層會(huì)發(fā)生分解,吸附的有機(jī)物和水汽通過真空系統(tǒng)被徹底抽離。以銅基板與DBC陶瓷基板的焊接為例,傳統(tǒng)工藝中銅表面氧化層厚度通常在數(shù)百納米級(jí)別,而真空環(huán)境可使氧化層厚度大幅壓縮。實(shí)驗(yàn)表明,經(jīng)真空處理后的銅表面,其與焊料的接觸角明顯減小,焊料鋪展面積增加,焊接界面的剪切強(qiáng)度大幅提升。這種深度清潔效果為高可靠性焊接奠定了物理基礎(chǔ),尤其適用于航空航天、新能源汽車等對(duì)器件壽命要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域。衡水QLS-23真空共晶焊接爐爐體密封性檢測(cè)與自診斷功能。
航空航天領(lǐng)域?qū)φ婵展簿Ш附訝t其他的叫法緣由。航空航天領(lǐng)域?qū)附蛹膹?qiáng)度、耐腐蝕性和可靠性有極高要求,真空共晶焊接爐在該領(lǐng)域常用于精密結(jié)構(gòu)件的焊接。由于航空航天領(lǐng)域的設(shè)備往往需要承受極端環(huán)境,因此在該領(lǐng)域可能會(huì)出現(xiàn)如 “高溫共晶真空焊接爐” 等別名。這是因?yàn)樵诤娇蘸教煸O(shè)備的制造中,部分焊接過程需要在較高溫度下進(jìn)行,以滿足材料在極端環(huán)境下的性能要求,這樣的別名突出了設(shè)備在高溫環(huán)境下進(jìn)行共晶焊接的能力,符合該領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)。
現(xiàn)代半導(dǎo)體器件往往采用多層、異質(zhì)結(jié)構(gòu),不同區(qū)域的材料特性與焊接要求存在差異。真空共晶焊接爐通過多區(qū)段控溫設(shè)計(jì),可為焊接區(qū)域的不同部位提供定制化的溫度曲線。例如,在IGBT模塊焊接中,芯片、DBC基板與端子對(duì)溫度的要求各不相同,設(shè)備可分別設(shè)置加熱參數(shù),確保各區(qū)域在適合溫度下完成焊接。這種分區(qū)控溫能力還支持階梯式加熱工藝,即先對(duì)低熔點(diǎn)區(qū)域加熱,再逐步提升高熔點(diǎn)區(qū)域溫度,避免因溫度沖擊導(dǎo)致器件損壞。在光通信模塊封裝中,采用多區(qū)段控溫后,激光器芯片與光纖陣列的焊接良率提升,產(chǎn)品光耦合效率穩(wěn)定性增強(qiáng)。真空度消耗量比傳統(tǒng)工藝降低35%。
行業(yè)內(nèi)的共晶工藝一般有以下幾種:(1)點(diǎn)助焊劑與焊料進(jìn)行共晶回流焊;(2)使用金球鍵合的超聲熱壓焊工藝;(3)金錫合金的共晶回流焊工藝。共晶回流焊主要針對(duì)的是焊接金屬材料。這些金屬的特點(diǎn)是回流溫度相對(duì)較低。這一方法的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、成本低,但其回流溫度較低,不利于二次回流。金錫合金的共晶回流焊工藝是利用金錫合金在280℃以上溫度時(shí)為液態(tài),當(dāng)溫度慢慢下降時(shí),會(huì)發(fā)生共晶反應(yīng),形成良好的連接。金錫共晶的優(yōu)點(diǎn)是其共晶溫度高于二次回流的溫度,一般為290~310℃,整個(gè)合金回流時(shí)間較短,幾分鐘內(nèi)即可形成牢固的連接,操作方便,設(shè)備簡(jiǎn)單;而且金錫合金與金或銀都能夠有較好的結(jié)合。真空環(huán)境氣體置換效率提升技術(shù)。衡水QLS-23真空共晶焊接爐
爐內(nèi)真空度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)。衡水QLS-23真空共晶焊接爐
在焊接過程中,焊料熔化階段金屬活性增強(qiáng),若暴露于空氣中會(huì)迅速形成新的氧化層,導(dǎo)致焊點(diǎn)出現(xiàn)空洞、裂紋等缺陷。真空共晶焊接爐采用“真空-惰性氣體保護(hù)”復(fù)合工藝:在焊料熔化前,通過真空系統(tǒng)排除腔體內(nèi)空氣;當(dāng)溫度達(dá)到共晶點(diǎn)時(shí),向腔體充入高純度氮?dú)饣蚣姿釟怏w,形成保護(hù)性氣氛。氮?dú)庾鳛槎栊詺怏w,可有效隔絕氧氣,防止金屬表面二次氧化;甲酸氣體則具有還原性,能與金屬氧化物反應(yīng)生成金屬單質(zhì)和水蒸氣,進(jìn)一步凈化焊接界面。例如,在功率模塊的鋁線鍵合焊接中,采用真空-甲酸復(fù)合工藝后,鋁線與芯片表面的氧化層厚度大幅降低,鍵合強(qiáng)度提升,產(chǎn)品在高低溫循環(huán)測(cè)試中的失效率下降。這種復(fù)合工藝兼顧了真空清潔與氣氛保護(hù)的優(yōu)勢(shì),為高熔點(diǎn)、易氧化金屬的焊接提供了可靠解決方案。衡水QLS-23真空共晶焊接爐