現(xiàn)在對于電子產(chǎn)品市場來說，越來越多的技術(shù)革新，就需要相應的技術(shù)支持。比如說電腦中板卡雖然經(jīng)過技術(shù)革新，但是如果焊接技術(shù)不穩(wěn)定，那么對于電腦的整體來說，都是不可估量的損失。真空回流焊這項技術(shù)應運而生，其焊接效果好并且十分穩(wěn)定。

共晶焊接具有熱導率高、電阻小、傳熱快、可靠性強、粘接后剪切力大的優(yōu)點，適用于高頻、大功率器件中芯片與基板、基板與管殼的互聯(lián)。對于有較高散熱要求的功率器件必須采用共晶焊接。共晶焊是利用了共晶合金的特性來完成焊接工藝的。

共晶合金具有以下特性：

(1) 比純組元熔點低，簡化了熔化工藝；

(2) 共晶合金比純金屬有更好的流動性，在凝固中可防止阻礙液體流動的枝晶形成，從而改善了鑄造性能；

(3) 恒溫轉(zhuǎn)變無凝固溫度范圍減少了鑄造缺陷，如偏聚和縮孔

(4) 共晶凝固可獲得多種形態(tài)，尤其是規(guī)則排列的層狀或桿狀共晶組織，可成優(yōu)異性能的原位復合材料共晶是指在相對較低的溫度下共晶焊料發(fā)生共晶物熔合的現(xiàn)象，共晶合金直接從固態(tài)變到液態(tài)，而不經(jīng)過塑性階段。其熔化溫度稱共晶溫度。

本文介紹的有關(guān)共晶焊接的工藝是采用真空／可控氣氛共晶爐設(shè)備實現(xiàn)的。使用真空／可控氣氛共晶爐進行芯片共晶焊需要注意以下幾個方面的問題：

焊料的選用

焊料是共晶焊接非常關(guān)鍵的因素。有多種合金可以作為焊料，如AuGe、AuSn、AuSi、Snln、SnAg、SnBi等，各種焊料因其各自的特性適于不同的應用場合。如：含銀的焊料SnAg，易于與鍍層含銀的端面接合，含金、含銦的合金焊料易于與鍍層含金的端面接合。

根據(jù)被焊件的熱容量大小，一般共晶爐設(shè)定的焊接溫度要高于焊料合金的共晶溫度30～50℃。芯片能耐受的溫度與焊料的共晶溫度也是進行共晶時應當關(guān)注的問題。如果焊料的共晶溫度過高，就會影響芯片材料的物理化學性質(zhì)，使芯片失效。因此焊料的選用要考慮鍍層的成份與被焊件的耐受溫度。此外，如焊料存放時間過長，會使其表面的氧化層過厚，因焊接過程中沒有人工干預，氧化層是很難去除的，焊料熔化后留下的氧化膜會在焊后形成空洞。在焊接過程中向爐腔內(nèi)充入少量氫氣，可以起到還原部分氧化物的作用，但最好是使用新焊料，使氧化程度降到最低。

溫度控制工藝曲線參數(shù)的確立共晶焊接方法豐要用于高頻、大功率電路或者必須達到宇航級要求的電路。焊接時的熱損耗，熱應力濕度，顆粒以及沖擊或振動是影響焊接效果關(guān)鍵因素。熱損傷會影響薄膜器件的性能；濕度過高可能引起粘連，磨損，附著現(xiàn)象；無效的熱部件會影響熱的傳導。共晶時最常見的問題是基座(Heater Block)的溫度低于共晶溫度．在這種情況下，焊料仍能熔化，但沒有足夠的溫度來擴散芯片背面的鍍金層，而操作者容易誤認為焊料熔化就是共晶了。另一方面，用過長的時間來加熱基座會導致電路金屬的損壞，可見共晶時溫度和時間的控制是十分重要的。由于以上原因，溫度曲線的設(shè)置是共晶好壞的重要因素。

由于共晶時需要的溫度較高，特別是用AuGe焊料共晶，對基板及薄膜電路的耐高溫特性提出了要求。要求電路能承受400℃的高溫，在該溫度下，電阻及導電性能不能有改變。因此共晶的一個關(guān)鍵因素是溫度，它不是單純的到達某個定值溫度，而是要經(jīng)過一個溫度曲線變化的過程，在溫度變化中，還要具備處理任何隨機事件的能力，如抽真空、充氣、排氣/水冷等事件。這些都是共晶爐設(shè)備具備的功能。

降低空洞率

共晶后，空洞率是一項重要的檢測指標，如何降低空洞率是共晶的關(guān)鍵技術(shù)。空洞通常是由焊料表面的氧化膜、粉塵微粒、熔化時未排出的氣泡形成。由氧化物所形成的膜會阻礙金屬化表面的結(jié)合部相互滲透，留下的縫隙，冷卻凝結(jié)后形成空洞。

共晶焊時形成的空洞會降低器件的可靠性，擴大IC斷裂的可能，并會增加器件的工作溫度、削弱管芯的粘貼能力。共晶后焊接層留下的空洞會影響接地效果及其它電氣性能。

消除空洞的主要方法有：

(1)共晶焊前清潔器件與焊料表面，去除雜質(zhì)；

(2)共晶時在器件上放置加壓裝置，直接施加正壓；

(3)在真空環(huán)境下共晶。

基板與管殼的焊接與芯片和基板的焊接工藝相似，基板與管殼的焊接也是共晶焊很好的應用領(lǐng)域這一工藝中要注意空洞率要符合國標GJB548-96A的要求，軍用產(chǎn)品控制在25％以下。由于基板一般比芯片尺寸大，且材質(zhì)較厚、硬些，對位置精度要求低，所以用共晶爐能更好地焊接。

封帽工藝

器件封帽也是共晶爐的用途之一。通常器件的外殼是陶瓷或可伐等材料外鍍金鎳而制成的。"

陶瓷封裝

在實際應用中由于它容易裝配、容易實現(xiàn)內(nèi)部連接和成本低而成為最優(yōu)封裝介質(zhì)。陶瓷能經(jīng)受住苛刻的外部環(huán)境，高溫、機械沖擊和振動，它是一個剛硬的材料，并且有一個接近硅材料的熱膨脹系數(shù)值。這類器件的封裝可以采用共晶焊的陶瓷腔體上部有一個密封環(huán)，用來與蓋板進行共晶焊接，以獲得一個氣密、真空封焊。金層一般需要1.5μm，但是由于工藝處理及高溫烘烤，腔體和密封環(huán)都需電鍍2.5μm多的金用來保護鎳的遷移。鍍金可伐蓋板可被用來作為氣密性封焊陶瓷管殼的材料，在共晶前一般要進行真空烘烤。

共晶爐還可應用于芯片電鍍凸點再流成球、共晶凸點焊接、光纖封裝等工藝。除混合電路、電子封裝外，LED行業(yè)也是共晶爐應用領(lǐng)域。

真空共晶爐與其它共晶設(shè)備的比較除共晶爐外，實現(xiàn)共晶焊接的設(shè)備還有：帶有吸嘴和鑷子的共晶機、紅外再流焊爐、箱式爐等。使用這類設(shè)備共晶時存在以下問題：

(1)在大氣環(huán)境下焊接，共晶時容易產(chǎn)生空洞；

(2)使用箱式爐和紅外再流焊爐進行共晶需要使用助焊劑，會產(chǎn)生助焊劑流動污染，增加清洗工藝，若清洗不徹底導致電路長期可靠性指標降低；

(3)鑷子共晶機對操作者要求高，許多工藝參數(shù)不可控，不能任意設(shè)置溫度曲線，

在進行多芯片共晶時，芯片重復受熱，焊料多次融化易使焊接面氧化，芯片移位，焊區(qū)擴散面不規(guī)則，嚴重影響芯片的壽命和性能。由此可見，真空／可控氣氛共晶爐設(shè)備具有廣闊的應用領(lǐng)域，在共晶工藝上具有獨特優(yōu)勢。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，它會越來越受到行業(yè)內(nèi)的注視。