现在对于电子产品市场来说，越来越多的技术革新，就需要相应的技术支持。比如说电脑中板卡虽然经过技术革新，但是如果焊接技术不稳定，那么对于电脑的整体来说，都是不可估量的损失。真空回流焊这项技术应运而生，其焊接效果好并且十分稳定。

共晶焊接具有热导率高、电阻小、传热快、可靠性强、粘接后剪切力大的优点，适用于高频、大功率器件中芯片与基板、基板与管壳的互联。对于有较高散热要求的功率器件必须采用共晶焊接。共晶焊是利用了共晶合金的特性来完成焊接工艺的。

共晶合金具有以下特性：

(1) 比纯组元熔点低，简化了熔化工艺；

(2) 共晶合金比纯金属有更好的流动性，在凝固中可防止阻碍液体流动的枝晶形成，从而改善了铸造性能；

(3) 恒温转变无凝固温度范围减少了铸造缺陷，如偏聚和缩孔

(4) 共晶凝固可获得多种形态，尤其是规则排列的层状或杆状共晶组织，可成优异性能的原位复合材料共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象，共晶合金直接从固态变到液态，而不经过塑性阶段。其熔化温度称共晶温度。

本文介绍的有关共晶焊接的工艺是采用真空／可控气氛共晶炉设备实现的。使用真空／可控气氛共晶炉进行芯片共晶焊需要注意以下几个方面的问题：

焊料的选用

焊料是共晶焊接非常关键的因素。有多种合金可以作为焊料，如AuGe、AuSn、AuSi、Snln、SnAg、SnBi等，各种焊料因其各自的特性适于不同的应用场合。如：含银的焊料SnAg，易于与镀层含银的端面接合，含金、含铟的合金焊料易于与镀层含金的端面接合。

根据被焊件的热容量大小，一般共晶炉设定的焊接温度要高于焊料合金的共晶温度30～50℃。芯片能耐受的温度与焊料的共晶温度也是进行共晶时应当关注的问题。如果焊料的共晶温度过高，就会影响芯片材料的物理化学性质，使芯片失效。因此焊料的选用要考虑镀层的成份与被焊件的耐受温度。此外，如焊料存放时间过长，会使其表面的氧化层过厚，因焊接过程中没有人工干预，氧化层是很难去除的，焊料熔化后留下的氧化膜会在焊后形成空洞。在焊接过程中向炉腔内充入少量氢气，可以起到还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。

温度控制工艺曲线参数的确立共晶焊接方法丰要用于高频、大功率电路或者必须达到宇航级要求的电路。焊接时的热损耗，热应力湿度，颗粒以及冲击或振动是影响焊接效果关键因素。热损伤会影响薄膜器件的性能；湿度过高可能引起粘连，磨损，附着现象；无效的热部件会影响热的传导。共晶时最常见的问题是基座(Heater Block)的温度低于共晶温度．在这种情况下，焊料仍能熔化，但没有足够的温度来扩散芯片背面的镀金层，而操作者容易误认为焊料熔化就是共晶了。另一方面，用过长的时间来加热基座会导致电路金属的损坏，可见共晶时温度和时间的控制是十分重要的。由于以上原因，温度曲线的设置是共晶好坏的重要因素。

由于共晶时需要的温度较高，特别是用AuGe焊料共晶，对基板及薄膜电路的耐高温特性提出了要求。要求电路能承受400℃的高温，在该温度下，电阻及导电性能不能有改变。因此共晶的一个关键因素是温度，它不是单纯的到达某个定值温度，而是要经过一个温度曲线变化的过程，在温度变化中，还要具备处理任何随机事件的能力，如抽真空、充气、排气/水冷等事件。这些都是共晶炉设备具备的功能。

降低空洞率

共晶后，空洞率是一项重要的检测指标，如何降低空洞率是共晶的关键技术。空洞通常是由焊料表面的氧化膜、粉尘微粒、熔化时未排出的气泡形成。由氧化物所形成的膜会阻碍金属化表面的结合部相互渗透，留下的缝隙，冷却凝结后形成空洞。

共晶焊时形成的空洞会降低器件的可靠性，扩大IC断裂的可能，并会增加器件的工作温度、削弱管芯的粘贴能力。共晶后焊接层留下的空洞会影响接地效果及其它电气性能。

消除空洞的主要方法有：

(1)共晶焊前清洁器件与焊料表面，去除杂质；

(2)共晶时在器件上放置加压装置，直接施加正压；

(3)在真空环境下共晶。

基板与管壳的焊接与芯片和基板的焊接工艺相似，基板与管壳的焊接也是共晶焊很好的应用领域这一工艺中要注意空洞率要符合国标GJB548-96A的要求，军用产品控制在25％以下。由于基板一般比芯片尺寸大，且材质较厚、硬些，对位置精度要求低，所以用共晶炉能更好地焊接。

封帽工艺

器件封帽也是共晶炉的用途之一。通常器件的外壳是陶瓷或可伐等材料外镀金镍而制成的。"

陶瓷封装

在实际应用中由于它容易装配、容易实现内部连接和成本低而成为最优封装介质。陶瓷能经受住苛刻的外部环境，高温、机械冲击和振动，它是一个刚硬的材料，并且有一个接近硅材料的热膨胀系数值。这类器件的封装可以采用共晶焊的陶瓷腔体上部有一个密封环，用来与盖板进行共晶焊接，以获得一个气密、真空封焊。金层一般需要1.5μm，但是由于工艺处理及高温烘烤，腔体和密封环都需电镀2.5μm多的金用来保护镍的迁移。镀金可伐盖板可被用来作为气密性封焊陶瓷管壳的材料，在共晶前一般要进行真空烘烤。

共晶炉还可应用于芯片电镀凸点再流成球、共晶凸点焊接、光纤封装等工艺。除混合电路、电子封装外，LED行业也是共晶炉应用领域。

真空共晶炉与其它共晶设备的比较除共晶炉外，实现共晶焊接的设备还有：带有吸嘴和镊子的共晶机、红外再流焊炉、箱式炉等。使用这类设备共晶时存在以下问题：

(1)在大气环境下焊接，共晶时容易产生空洞；

(2)使用箱式炉和红外再流焊炉进行共晶需要使用助焊剂，会产生助焊剂流动污染，增加清洗工艺，若清洗不彻底导致电路长期可靠性指标降低；

(3)镊子共晶机对操作者要求高，许多工艺参数不可控，不能任意设置温度曲线，

在进行多芯片共晶时，芯片重复受热，焊料多次融化易使焊接面氧化，芯片移位，焊区扩散面不规则，严重影响芯片的寿命和性能。由此可见，真空／可控气氛共晶炉设备具有广阔的应用领域，在共晶工艺上具有独特优势。随着电子技术的发展，它会越来越受到行业内的注视。