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真空回流焊是什么?

发布日期:2025-07-10 点击次数:110

在电子制造领域,焊接工艺的精度与可靠性直接决定产品性能,而真空回流焊作为一种高精度焊接技术,凭借独特的环境控制与工艺设计,成为高要求场景的核心工艺。简单来说,真空回流焊是在“真空或低氧环境”中完成焊料熔化、润湿、凝固的焊接过程,通过精准控制温度曲线与环境压力,解决传统焊接中易出现的氧化、空洞、虚焊等问题。

一、真空回流焊的核心原理

真空回流焊的工作逻辑可概括为“环境控制 + 温度调控”的双重协同:

1.真空环境的核心作用

设备通过真空泵将焊接腔体压力降至设定真空度(通常0.1-10kPa),或充入高纯氮气(氧浓度≤10ppm)营造低氧环境。这种环境能:

· 抑制金属材料(如焊料、元器件引脚)在高温下的氧化反应,避免生成氧化层影响焊料润湿;

· 排出焊接过程中焊料熔化时释放的气体(如助焊剂挥发物、空气),减少焊点内部空洞(空洞率可控制在≤2%)。

2.精准的温度曲线控制

与传统回流焊类似,真空回流焊需经历“预热-恒温-回流-冷却”四阶段温度变化,但控温精度更高:
· 预热阶段(80-150℃):缓慢升温去除焊料中的水分与助焊剂挥发物,避免升温过快导致元器件损坏;
· 回流阶段(焊料熔点+ 20-50℃,如锡银铜焊料约220-250℃):精准控制升温速率(2-5℃/s),确保焊料完全熔化并均匀润湿焊盘与引脚;
· 冷却阶段:快速降温使焊料凝固,形成致密焊点,避免晶粒粗大影响强度。
设备通常采用 PID 控温算法,配合多点温度传感器,实现 ±1℃的控温精度,炉内温度均匀性偏差≤±2℃。

二、真空回流焊的核心优势

相比传统大气氛围回流焊,其技术优势集中在三方面:

1. 焊点质量更可靠

真空环境减少气泡与氧化,使焊点剪切强度提升30%-50%,热阻降低15%-20%。例如,功率半导体IGBT模块焊接中,传统工艺焊点空洞率常达 5%-10%,而真空回流焊可将空洞率控制在1%以下,显著提升模块散热性能与寿命。

2. 适配高精密元器件

支持细间距(最小0.4mm)、异形结构(如BGA、CSP、铜柱凸点)的焊接,避免桥连、虚焊等缺陷。在5G芯片封装中,可实现1000+引脚的同步焊接,不良率≤0.01%。

3. 工艺兼容性更强

可适配无铅焊料(如锡银铜)、高温焊料(如金锡合金),以及无助焊剂焊接工艺(配合甲酸等还原性气体),满足医疗、航空等对洁净度要求严苛的场景。

三、真空回流焊的典型应用场景

其技术特性使其在“高可靠性、高精度”领域不可替代:
· 功率半导体IGBTSiC 模块封装,需低空洞率保障散热;
· 汽车电子:车载雷达、自动驾驶域控制器,需抗振动、耐温变的焊点;
· 光电器件:激光二极管、光纤模块,避免氧化影响光学性能;
· 航空航天:卫星通信模块,需极端环境下的长期可靠性。

结语

真空回流焊本质是通过“真空环境 + 精准温控”的组合,为高要求电子元件焊接提供“低缺陷、高可靠”的解决方案,是电子制造向精密化、高可靠性升级的关键技术。

广东华芯半导体技术有限公司深耕真空热能焊接设备领域,其真空回流焊设备(如HX-HPK系列)通过0.1kPa高真空度、±1℃控温精度、≤2%空洞率等核心指标,已应用于比亚迪、南瑞集团等企业的功率半导体、汽车电子产线。如需了解设备参数或定制化工艺方案,可联系华芯半导体技术团队,获取适配具体场景的焊接解决方案。