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浅谈真空回流焊(Reflow Soldering Under Vacuum)

更新时间:2023-12-29   点击次数:444次


真空回流焊(Reflow soldering under vacuum)是一种为所有焊接应用提供出色效果的技术。真空在流程执行过程中的几个阶段使用:

- 对腔室进行一次或两次抽空,然后填充纯氮气有助于去除腔室中残留的水和氧气。

- 在清洁步骤中,稀释气氛可以更快地传输甲酸分子,从而实现表面的深度清洁。

- 真空可用于在清洁步骤后去除残留物。与用氮气吹扫腔室相比,这需要更少的时间。

- 在焊料处于熔融阶段时使用真空有助于去除空隙。

- 在某些应用中,当需要密封封装时,我们需要在真空中冷却。


无空隙焊点(Void-free solder joints

一旦焊料开始熔化,抽空腔室对于清除空隙至关重要。此时,空隙以气泡的形式膨胀并离开熔融焊料区域。一旦这个冒泡完成,我们就会充满氮气,然后冷却。这种单腔室抽真空可将空隙率降至 5% 以下。

在焊料面积非常大的应用中,例如IGBT,气泡的膨胀力不足以克服熔融焊料的毛细管力。气泡无法逃逸熔融焊料区域并保持锁定在其中。在这种情况下,为了最大限度地降低空隙率,我们在真空步骤后立即施加正压。在大气层上加压 2-3bar 会导致气泡进一步挤压。这样可以很好地去除空隙,即使对于大面积焊接也是如此。

真空回流焊-01.jpg

使用甲酸的无助焊剂回流焊:

将甲酸 (HCOOH) 与氮气结合使用的可能性可实现经济高效且稳定的焊接工艺,减少氧化膜的形成,同时在此过程中不需要助焊剂。甲酸表面活化在表面空隙率方面提供了良好的结果。

甲酸蒸气去除氧化膜,从而抑制润湿。这 甲酸由起泡器施加。氮气被吹过起泡器,在那里它被甲酸富集并释放到腔室中。起泡器作为标准配置集成在我们产品系列的所有烤箱中。

真空回流焊-02.jpg


化学反应是如何进行的?

金属氧化物 + HCOOH -> 金属 + CO2 +H2O


在超过150-200°C的温度下,表面的金属氧化膜被还原为干净的金属表面。这 气态产物 CO2 和水只需用干燥的氮气吹扫并排放到大气中。


此过程的优点如下:

- 与使用氢气的工艺相比,安全工程不那么复杂

- 它具有成本效益

- 它易于控制(我们的可编程控制器提供非常高的执行精度)

- 无需使用助焊剂

- 无氧化表面

该视频演示了甲酸氮混合物对表面氧化物还原的影响 熔化阶段前的薄膜。甲酸的作用类似于助焊剂,但处于气相。结果是 均匀焊接,无任何助焊剂残留。在熔化阶段结合甲酸预清洗和真空,可以实现出色的无空隙效果。