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真空环境下的共晶焊接霍灼琴;杨凯骏【摘要】共晶焊接是微电子组装中一种重要的焊接工艺.文章简要介绍了共晶焊接的工作原理以及共晶焊料如何选用和常用共晶焊料的性能特性.然后比较了几种共晶焊接设备的优缺点,得出用真空可控气氛共晶炉在真空环境下完成共晶焊接能有效防止共晶焊接过程中氧化物的产生,大大降低空洞率,从而提高焊接质量.它同样适用于多芯片组件的一次共晶.对真空环境下影响共晶焊接质量的真空度、保护性气氛、焊接过程中的温度曲线、焊接时的压力等条件做了探讨,得出了几种最优的工艺方案,能适用于大部分的共晶焊接工艺.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2010(010)011【总页数】4页(P11-14)【关键词】共晶焊接;真空;焊料;工艺曲线;空洞【作者】霍灼琴;杨凯骏【作者单位】中国电子科技集团公司第2研究所,太原,030024;中国电子科技集团公司第2研究所,太原,030024【正文语种】中文【中图分类】TN305.941 引言随着微波混合集成电路向着高性能、高可靠性、小型化、高均匀性及低成本方向的发展，对芯片焊接工艺提出了越来越高的要求。
将芯片、元器件等与载体（如基板、管壳等）进行互联时，实现的方法主要有导电胶粘接和共晶焊接。
对于微波频率高端或微波大功率时，共晶焊接所具有的电阻率小、导热系数小、热阻小、造成微波损耗小、可靠性高等优点表现得尤为突出。
2 共晶焊接的原理共晶焊接又称为低熔点合金焊接，它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成液态，而不经过塑性阶段。
共晶焊料是由两种或两种以上金属组成的合金，其熔点远远低于合金中任一种金属的熔点。
共晶焊料的熔化温度称为共晶温度，共晶焊料中合金成分比例不同，其共晶温度也不同。
图1是以前在电子设备、电子元器件的组装、连接中最广泛应用的Sn-Pb系共晶焊料的相图。
图1中点a表示Pb的熔点（327℃），点c表示Sn的熔点（232℃）。
2024年高真空度真空腔体市场规模分析1. 简介高真空度真空腔体是一种用于实验室研究和工业应用的关键设备。
它可以提供高度纯净的真空环境，在材料研究、纳米技术、电子器件制造等领域中有着广泛的应用。
本文将对高真空度真空腔体市场规模进行分析。
2. 市场概况高真空度真空腔体市场目前呈现出快速增长的趋势。
随着科学技术的不断发展和产业需求的增加，高真空度真空腔体作为一种重要的实验设备在市场中的需求不断增加。
高真空度真空腔体市场包括实验室研究和工业应用两个主要领域。
2.1 实验室研究实验室研究是高真空度真空腔体市场的重要应用领域之一。
在材料研究、表面科学、物理学、化学等领域中，高真空度真空腔体被广泛用于制备和研究材料的物理和化学性质。
实验室研究领域对高真空度真空腔体的需求量较大，并且随着科研活动的不断增加，市场规模也在逐渐扩大。
2.2 工业应用除了实验室研究领域外，高真空度真空腔体在工业应用中也有广泛的使用。
电子器件制造、光学薄膜涂覆、太阳能电池制造等行业对高真空度环境的需求量也在不断增加。
随着这些行业的发展，高真空度真空腔体市场规模也在不断扩大。
3. 市场驱动因素高真空度真空腔体市场的快速增长主要受到以下几个方面的推动：3.1 科学技术的进步科学技术的不断进步为高真空度真空腔体市场提供了更多的应用机会。
新材料、新工艺和新器件的出现，对高真空度环境的要求越来越高。
高真空度真空腔体作为创造高度纯净真空环境的设备，得到了广泛的应用。
3.2 工业需求的增加随着电子器件制造、光学薄膜涂覆、太阳能电池制造等行业的快速发展，对高真空度环境的需求也在不断增加。
高真空度真空腔体作为提供高纯度真空环境的关键设备，受到了工业应用领域的青睐。
3.3 技术创新的驱动随着技术创新的不断推进，高真空度真空腔体的性能逐渐提高，成本逐渐降低。
这为市场规模的扩大提供了有力支持。
技术创新的驱动使得高真空度真空腔体市场具有较好的发展潜力。
4. 市场竞争态势高真空度真空腔体市场具有一定的竞争性。
真空共晶炉（真空回流焊）产品原理真空焊接系统相对于传统的回流焊系统，主要使⽤真空在锡膏/焊⽚在液相线以上帮助空洞排出，从⽽降低空洞率。
因为真空系统的存在，可以将空⽓⽓氛变成氮⽓⽓氛，减少氧化。
同时真空的存在也使得增加还原性⽓氛可能性。
真空去除空洞在⼤⽓环境下，液态状态下的锡膏/焊⽚中的空⽓⽓泡/助焊剂形成的⽓泡也处于⼤⽓⽓压下。
当外界变为真空环境，两者之间的⽓压差可以让在液态锡膏/焊⽚中的⽓泡体积增⼤，与相邻的⽓泡合并，从⽽最后到达表⾯排出。
随后⽓压恢复，残留其中的剩余⽓泡会变⼩继续残留在体系中。
从⼯业⽣产的⾓度⽽⾔，有以下⼏点需要指出：绝对的⾼真空（某些⼚家宣称的10 -n mbar）理论上来说确实可以更⼤程度的减少空洞率，因为压⼒差是⽓泡排出的驱动⼒。
然后抽⾼真空需要极长的时间，在实际⽣产中需要考虑。
另外⾼于液相线的时间也需要考虑。
⽽且事实由于⽣产腔体的材料表⾯不是完全平整，会吸附⼀些⽓体和液相物质，达到绝对的⾼真空从某种程度上来说是理论可能。
在实际应⽤中真空度⼀般在100Pa-500Pa就可以有效的排出焊料中的⽓泡，降低空洞率。
绝对的0%空洞率不可能达到，在⽣产中⽆法保证完全去除每⼀个⽓泡。
⼀般来说所谓低空洞率的要求是总空洞率<3%，最⼤空洞<1%。
氮⽓⽓氛真空系统的加⼊可以让腔体在抽真空之后加⼊氮⽓⽓氛，在传统的回流焊之中也有涉及。
但是需要指出以下⼏点：氮⽓的加⼊是排出空⽓中的氧⽓，防⽌氧化，在回流炉的开放环境中，并不能完全排出O2的可能⾏。
⾏业认为需要将氧含量降⾄100ppm以下可以保证⽆氧化的可能。
密闭的氮⽓环境更合适器件焊接烧结。
⾦属的氧化，除了有空⽓中氧⽓的存在，温度也极为重要。
所以在应⽤氮⽓保护之时，应当保证器件温度降⾄⼀定温度下，才能接触空⽓与氧⽓接触。
⽐如，IGBT模块的DBC焊接，应当保证Cu表⾯温度升⾄50C以上以及焊接后表⾯温度下降⾄50C之前保证在N2环境下才能完全避免氧化。
桂林理工大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计(论文) 题目：金锡真空共晶焊仿真分析学院：机械与控制工程学院专业(方向)：机械设计制造及其自动化（机械装备设计与制造）摘要共晶焊是微电子组装技术中的一种重要焊接工艺，在混合集成电路中彰显出了较重要的地位。
芯片、焊片、基板共晶焊接后，由于芯片、焊片以及基板的热膨胀系数不相同而导致焊片内部产生热应力，甚至导致焊接失效，因此焊片焊接冷却后的应力分析是焊片可靠性预测的基础。
本文首先对芯片、焊片、基板共晶焊接后，冷却的热应力进行了仿真分析，运用ANSYS有限元软件，分别分析焊片厚度、基板厚度、芯片厚度、对流系数和冷却温度对应力的影响；其次针对影响共晶焊接冷却应力的五个因素，建立了三水平五因子的正交试验表，共18个组合，并对各因素因子组合进行了仿真分析，得到了各因素对共晶焊接冷却应力影响的程度和顺序。
所得结果对焊片、基板、芯片厚度对共晶焊冷却应力的影响提供理论依据，对各工艺参数及尺寸参数的选择具有一定指导意义，具有一定的工程应用价值。
关键词：共晶焊；仿真分析；正交试验；应力Simulated analysis of vacuum AuSn eutectic solder weldingAbstract:Eutectic solder is an important welding process in microelectronics assembly technology, highlighted in the hybrid integrated circuit more important position. After soldering,because of chip, welding，substrate，thermal expansion coefficient’s different ，welding thermal stress is generated, and even lead to welding failure, so the stress of the weld after welding cooling analysis is the basis of the welding piece of reliability prediction.This paper research the chip, welding pieces, substrate eutectic after welding, the thermal stress of cooling simulation analysis, the finite element software ANSYS, respectively analyzing welding slice thickness, substrate thickness, chip thickness, convection coefficient and the cooling temperature effect on the stress; Secondly according to the five factors influencing the eutectic welding stress of cooling, the establishment of a three level five factor orthogonal test table, a total of 18 combinations, and factor combination of various factors on the simulation analysis, obtained the impact of various factors on the eutectic welding cooling stress degree and order. Results on welding , substrate, chip thickness of eutectic welding cooling stress provide theoretical basis for the influence of the various process parameters and the selection of size parameters have certain guiding significance, has certain engineering application value.Key words:eutectic;simulated analysis;orthogonal test table;stress目录摘要 (I)1绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.2相关技术概述 (1)1.2.1金锡真空共晶焊简述 (1)1.2.2真空共晶设备 (2)1.3金锡真空共晶焊的研究现状 (3)1.4研究内容 (4)2 相关理论基础 (5)2.1 热传递的基本方式 (5)2.2 热应力理论 (6)2.3 正交试验法原理 (6)2.4 ANSYS14.5热分析的方法 (7)2.4.1 ANSYS的简介 (7)2.4.2 ANSYS14.5技术新特点 (8)2.4.3 ANSYS热分析原理 (8)2.4.4 瞬态热分析步骤 (8)3 金锡共晶焊应力仿真分析 (10)3.1 金锡共晶焊三维实体有限元模型的建立 (10)3.1.1 选择单元类型 (10)3.1.2 定义材料性能参数 (10)3.1.3 三维模型的建立与网格划分 (11)3.2 施加载荷 (12)3.3 求解与后处理 (12)3.4 共晶焊焊片的热应力耦合分析 (13)3.4.1 施加载荷与约束 (13)3.4.2 热应力耦合仿真结果 (13)4 基于正交试验的共晶焊应力分析 (15)4.1 共晶焊应力仿真的试验设计 (15)4.1.1 试验目的 (15)4.1.2 试验内容 (15)4.2 共晶焊片应力仿真的试验结果分析 (22)4.2.1 焊片厚度对焊片最大应力值影响 (22)4.2.2 基板厚度对焊片最大应力值影响 (22)4.2.3 芯片厚度对焊片最大应力值影响 (22)4.2.4 对流系数对焊片最大应力值影响 (22)4.2.5冷却温度对焊片最大应力值影响 (22)4.2.6各因素的影响顺序 (23)5 结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)1绪论1.1研究的目的和意义随着集成电路向着低成本方向发展，对芯片焊接要求具有高性能、高密度、高可靠性特点并且要小型化，基板或壳体与芯片互连，主要有共晶焊接和导电胶粘接两种方法。
真空共晶焊接工艺参数对焊点空洞率的影响庞天生;陈小勇【摘要】为了降低大功率芯片的焊点空洞率,改善大功率芯片的散热效果,运用ANSYS软件建立了砷化镓芯片与热沉的焊接三维有限元仿真模型.通过单因素试验设置镀金层厚度、降温速率和升温速率进行仿真,分析工艺参数对焊点空洞率的影响规律,得到最小的焊点空洞率工艺参数组合.仿真结果表明,对真空共品焊焊点空洞影响最显著的是降温速率,其次是镀金层厚度,升温速率无影响,真空共品焊焊点空洞率最小的工艺参数组合为镀金层厚度8 μm、降温速率1.5℃/s、升温速率0.7～1.1℃s.【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】4页(P190-193)【关键词】真空共品焊;空洞;空洞率;工艺参数【作者】庞天生;陈小勇【作者单位】桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林 541004;桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】TN605随着各种电子产品的普及，功率器件得到了广泛应用，电子系统的集成度也越来越高。
电子系统的高度集成化必然带来高热量。
虽然可采用新型的焊接方式及散热方式进行散热，但对于高度集成化的大功率器件或系统仍然不够，焊接空洞仍然是影响芯片散热的主要因素之一[1]，如在大功率芯片真空共晶焊时，降温速率过大会增大焊点空洞率，芯片焊接面空洞会导致接触热阻(导热系数的倒数)变大，芯片产生的热量不能及时散发出去，从而可能引起器件烧毁失效[2]。
因此，需寻求控制焊接空洞率的新方法。
GJB 548B―2005规定：焊接接触区空洞超过整个长度或宽度范围，并且超过整个预定接触面积的10%为芯片的不可接收标准[3]。
因此，应用于大功率芯片的真空共晶焊的焊点空洞率应低于10%，这就需要对真空共晶焊工艺参数进行优化，以满足大功率芯片的散热需求。
鉴于此，通过有限元软件ANSYS建立真空共晶焊芯片的三维模型，研究真空共晶焊工艺参数对该模型焊料层焊点空洞率的影响规律，优选后得到真空共晶焊焊点空洞率最小的工艺参数组合。
收稿日期：2012-05-22薄膜基板芯片共晶焊技术研究巫建华（中国电子科技集团公司第43研究所，合肥230088）摘要：共晶焊是微电子组装技术中的一种重要焊接工艺，在混合集成电路中得到了越来越多的应用。
文中简要介绍了共晶焊接的原理，分析了影响薄膜基板与芯片共晶焊的各种因素，并且选用Ti/Ni/Au 膜系和AuSn 焊料，利用工装夹具在真空环境下通入氮、氢保护气体的方法进行薄膜基板芯片共晶焊技术的研究。
关键词：共晶焊；空洞；剪切强度；接触电阻Research on chip eutectic technology of thin film substrateWU Jian-hua(The 43th Research Institute of China Electronic Technology Group Corporation ，Hefei 230088，China)Abstract:Eutectic is an important technology of micro-electronics assembly.It is more and more used in hybrid circuit.This paper describes briefly Principle of eutectic ，and analyzes factors influencing on chip eutectictechnology of thin filmsubstrate .It uses Ti/Ni/Au film and AuSn solders ，also designs fixture and studies chipeutectic technology of thin film substrate by importing nitrogen and hydrogen shielding gas in vacuum atmosphere.Keywords:eutectic ；void ；shear strength ；contact resistance随着集成电路向着高性能、高密度、高可靠性以及小型化、低成本的方向发展，对芯片的安装焊接工艺提出了更高的要求，将芯片与基板或管壳互连时，主要有导电胶粘接和共晶焊接两种方法，在高频电路大功率芯片的安装中，由于导电胶的电阻率大、导热系数小，会造成器件损耗大，管芯热阻大，结温高，影响功率输出和可靠性。
2023年真空设备制造行业市场前景分析随着科技的发展和工业的进步，真空设备在现代生产中已被广泛应用，各种真空设备如真空泵、真空炉、真空电子束焊机等在制造、冶金、化工、医药、电子等领域均发挥着重要作用，其重要性显而易见。
在中国经济高速发展的环境下，真空设备制造行业也在逐步壮大，市场需求不断扩大。
本文就真空设备制造行业市场前景作一分析。
一、国内行业市场状况自改革开放以来，我国真空设备制造行业依靠科技的不断进步，取得了长足的发展。
目前，我国真空设备制造企业已经达到了千家规模，但由于技术和资金的局限，大多数企业规模较小，产品质量也参差不齐，行业水平与国际相比存在一定差距。
随着技术的提升和市场竞争的加剧，真空设备企业逐渐呈现出以下发展趋势：1、技术水平不断提高。
真空设备在行业中的应用越来越广泛，对设备性能和质量的要求越来越高。
为适应市场的需求，真空设备企业需不断创新，研发新型、高效真空设备，提高技术水平和核心竞争力。
2、政策和环保要求趋严。
近年来，政府加大对环保和安全生产的力度，真空设备去污和除尘能力也逐渐成为企业竞争力的重要因素。
因此，真空设备企业需要把握环保政策和市场需求，不断提高设备的去污、除尘和废气排放效率。
3、产品功能性不断提升。
真空设备在不同行业应用中的功能需求也在不断发生变化。
企业需要不断改进产品，拓展产品功能，根据市场需要生产定制化的产品，扩大市场影响力。
4、行业整合逐步加快。
随着行业竞争加剧，真空设备制造企业的生产规模不断扩大。
为提高综合竞争力，企业逐渐通过兼并、重组等方式实现行业整合，集中资源提高效益。
二、市场前景展望目前，中国真空设备制造企业大多数企业规模较小，产品的品质、技术含量、品牌树立、销售渠道等方面与国外的相比仍有一定差距，因此中国真空设备制造行业也面临着一定的挑战。
但在宏观经济形势下，国家对于高端装备的需求不断加大，真空设备在高科技领域的应用越来越广泛，成为了推动中国实现高速发展的重要力量。
2024年高真空度真空腔体市场发展现状导言高真空度真空腔体是一种用于高精度科学研究、工业制造和实验室测试的设备。
它通过减少气体分子的数量和压力，创造一种接近完全无气体的环境。
高真空度真空腔体在许多领域中发挥着重要的作用，如材料科学、物理学、化学和生物学等。
本文将介绍高真空度真空腔体市场的发展现状，并探讨其未来的前景。
市场概况目前，高真空度真空腔体市场经历着快速的增长。
这主要是由于科学技术的进步和高精度实验和制造的需求不断增加。
高真空度真空腔体在许多应用中都起着关键的作用，如半导体制造、光学器件、航空航天和医疗设备等。
市场驱动因素高真空度真空腔体市场的增长受到多个驱动因素的推动。
首先，科学技术的进步推动了高真空度实验的需求。
随着科学研究的深入和技术的发展，对高精度实验的需求越来越大。
高真空度真空腔体能够提供干净、无气体的环境，保证实验的准确性和可重复性，因此在科研领域受到广泛应用。
其次，工业制造需求的增加也驱动了高真空度真空腔体市场的增长。
在制造领域，许多产品需要在高真空度环境下进行生产和处理，以确保产品质量和性能。
高真空度真空腔体能够提供无尘、无气体的环境，有助于防止污染和杂质对产品的影响。
最后，市场竞争的加剧也促进了高真空度真空腔体市场的发展。
随着技术的不断进步和市场需求的不断增加，越来越多的厂商加入到高真空度真空腔体市场中。
这不仅推动了市场的创新和发展，也带来了更多的选择和竞争优势，促使市场保持健康的竞争状态。
市场细分高真空度真空腔体市场可以根据不同的应用领域进行细分。
首先，半导体制造是高真空度真空腔体市场的一个重要细分领域。
在半导体制造过程中，高真空度真空腔体用于清洁和处理半导体材料，确保半导体器件的质量和性能。
其次，光学器件应用也是高真空度真空腔体市场的一个重要领域。
在光学器件制造过程中，高真空度真空腔体用于消除气体对光学器件的干扰，提高器件的精度和稳定性。
此外，航空航天和医疗设备也是高真空度真空腔体市场的重要细分领域。
