真空回流焊技术的应用优势

作者:小编 日期:2023-10-19 23:53:31 点击数:

随着半导体芯片封装朝着高密度、高功率、高可靠性的方向发展,散热已成了它们能否正常工作的关键,而低空洞率的可靠的芯片焊接成为了一种很必要且重要的技术,这就是真空回流焊技术

真空回流焊技术与传统回流焊技术最大的区别在于引入了真空环境。传统回流焊技术是在常压或氮气环境下进行的,而真空回流焊技术是在真空环境下进行的。当产品进入回流区的后段,通过制造一个真空环境,大气压力降到5mbar(500Pa)甚至0.05mbar(5Pa)以下,并保持一定的时间,从而实现真空与回流焊接的结合。此时焊点仍处于熔融状态,而焊点外部环境则接近真空,由于焊点内外压力差的作用,使得焊点内的气泡很容易从中溢出,焊点空洞率大幅降低。同时,在真空环境下,氧气含量大大减少,从而减少了氧化物的生成,提高了焊点的纯度。而且,真空回流焊设备还可以通入氮气、甲酸、含氢气体等保护性气氛,进一步改善焊点的质量。

真空回流焊技术的运用过程中还需要增加一些真空参数,如真空度、抽真空时间、真空保持时间和常压充气时间等,在充分考虑这些参数之后才能实现最佳的焊接效果。

从发挥作用上看,真空回流焊技术不仅可以有效地去除焊点中的空洞、氧化物和其他杂质,提高焊点的致密度和纯度,从而提高器件的导电导热性能、机械强度、密封性和耐压性等,还可以减少炸锡、锡珠等现象的发生,避免对芯片和基板造成损伤,提高产品的良率和质量。

真空回流焊技术具备以下几个优点

l焊点质量高:真空回流焊技术可以有效地去除焊点中的空洞、氧化物和其他杂质,提高焊点的致密度和纯度,从而提高器件的导电导热性能、机械强度、密封性和耐压性等。

l焊接缺陷少:真空回流焊技术可以减少炸锡、锡珠等现象的发生,避免对芯片和基板造成损伤,提高产品的良率和质量。

l工艺参数稳定:真空回流焊技术可以通过设定合理的真空参数,实现最佳的焊接效果,不需要频繁地调整工艺参数,提高生产效率和稳定性。

l环保成本低:真空回流焊技术可以实现无助焊剂的焊接,避免了助焊剂的使用和排放,降低了环境污染和成本。

不过,任何优秀的技术也都并非完美的,真空回流焊技术也存在一些现实问题。

设备成本高:真空回流焊技术需要增加一个真空腔体和一个真空泵,相对于传统回流焊设备,设备成本会增加很多。

回流时间长:真空回流焊技术需要在产品进入回流区的后段,制造一个真空环境,并保持一定的时间,这会导致整体回流时间变长,对于一些对回流时间敏感的元器件会带来一定风险。

器件封装失效风险:真空回流焊技术对于一些内部带有空腔的非气密性元器件,可能会导致封装开裂或损坏,因为器件内外的压力差在高温下会变得更大。

真空回流焊技术可以达到的效果:

l焊点空洞率降低:普通回流焊技术的焊点空洞率在25%左右,而采用真空回流焊技术后,焊点空洞率可以降低到5%以下,甚至可以达到1%以下

l焊点纯度提高:普通回流焊技术的氧化物含量在0.5%左右,而采用真空回流焊技术后,氧化物含量可以降低到0.1%以下。

l器件性能提高:采用真空回流焊技术后,器件的导电导热性能、机械强度、密封性和耐压性等都有显著提升。

通过采用真空回流焊技术让焊点更结实、更纯净,从而让半导体器件更强大、更可靠。真空回流焊技术的实际运用还需要和其他相关技术配合,比如选好保护气氛、设计好芯片、用好基板等,才能达到最好的封装效果。随着半导体器件在各个领域的需求不断增加,真空回流焊技术未来也将迎来更大的发展和市场。



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