共晶爐是一種用于實(shí)現(xiàn)共晶焊接工藝的專用設(shè)備,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體封裝、光電子器件制造、傳感器生產(chǎn)等精密電子領(lǐng)域。其核心功能是通過正確控制溫度和環(huán)境,使兩種或多種不同材料在共晶點(diǎn)溫度下形成均勻的共晶合金,從而實(shí)現(xiàn)材料間的高質(zhì)量焊接。
一、共晶焊接的原理
共晶焊接基于共晶反應(yīng):當(dāng)兩種金屬(或合金)按特定比例混合時(shí),會(huì)在一個(gè)低于各自熔點(diǎn)的溫度(共晶點(diǎn))下同時(shí)熔化,形成均勻的液態(tài)合金;冷卻后,凝固成成分均勻、結(jié)合強(qiáng)度高的共晶合金層,將兩種基材緊密連接。
例如,常用的金錫(Au-Sn)共晶焊中,金與錫按 80%:20% 比例混合時(shí),共晶點(diǎn)溫度為 280℃,遠(yuǎn)低于純金(1064℃)和純錫(232℃)的熔點(diǎn),能在較低溫度下實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度焊接。
二、共晶爐的核心特點(diǎn)
1.高精度溫控
需將溫度控制在共晶點(diǎn) ±1℃以內(nèi),確保材料達(dá)到共晶反應(yīng)溫度,避免溫度過高導(dǎo)致基材損壞或溫度不足影響焊接質(zhì)量。
2.可控環(huán)境
通常在惰性氣體(如氮?dú)猓┗蛘婵窄h(huán)境中工作,防止焊接過程中材料氧化,保證焊點(diǎn)的導(dǎo)電性和可靠性。
3.壓力輔助
部分共晶爐具備加壓功能,通過施加均勻壓力使待焊材料緊密接觸,促進(jìn)共晶合金的均勻擴(kuò)散,減少空洞和缺陷。
三、主要應(yīng)用領(lǐng)域
1.半導(dǎo)體封裝:用于芯片與基板、引線框架的焊接,如功率器件、射頻芯片的封裝,確保良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。
2.光電子器件:在激光器、探測器、LED 的封裝中,實(shí)現(xiàn)芯片與熱沉的高效連接,保障器件的散熱性能和穩(wěn)定性。
3.傳感器制造:用于高精度傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)焊接,避免高溫對(duì)敏感元件的損傷。