在當(dāng)今電子行業(yè)蓬勃發(fā)展的大背景下，真空回流焊已然成為一種極為先進(jìn)且重要的電子組件表面貼裝技術(shù)。隨著電子產(chǎn)品不斷朝著高性能、高可靠性以及微型化等方向邁進(jìn)，傳統(tǒng)的回流焊技術(shù)已難以滿足眾多復(fù)雜的生產(chǎn)需求。

而真空回流焊憑借其獨(dú)特優(yōu)勢，在諸如半導(dǎo)體封裝、汽車電子、航空航天電子以及高密度互連板制造等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。比如在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，對于那些封裝密度高、電氣性能要求嚴(yán)苛的半導(dǎo)體器件來說，真空回流焊能夠提供高質(zhì)量的焊接連接，保障產(chǎn)品性能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)；汽車電子產(chǎn)品對可靠性和耐久性有著很高要求，真空回流焊技術(shù)所打造出的穩(wěn)定可靠的焊接質(zhì)量，恰好能契合其嚴(yán)苛的使用條件。

在真空回流焊的各項(xiàng)指標(biāo)中，空洞率是衡量焊接質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。它關(guān)乎著焊點(diǎn)的牢固程度、電氣性能以及整個(gè)產(chǎn)品的穩(wěn)定性等多方面表現(xiàn)。所以，大家都很關(guān)注真空回流焊的空洞率能達(dá)到怎樣的水平，是否可以低至 1%，這也正是我們接下來要深入探討的內(nèi)容。

1.錫膏相關(guān)因素：

在當(dāng)前 SMT 貼片工藝中，普遍采用錫膏來進(jìn)行焊接。錫膏是一種類似牙膏狀的物質(zhì)，其主要成分包含助焊劑、錫粉以及少量的其他稀有金屬。錫膏在使用前通常存放在冰箱內(nèi)，待使用時(shí)需要進(jìn)行回溫和攪拌操作。錫膏的活性以及吸附水汽的情況，對空洞率有著顯著影響。倘若錫膏活性較差，在經(jīng)過焊接高溫時(shí)，其中吸附的水汽等產(chǎn)生的氣體就難以排出，這些氣體就會被困在焊點(diǎn)內(nèi)，進(jìn)而形成氣泡空洞。所以，我們在選用錫膏的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)挑選活性較好的產(chǎn)品，并且要保證其回溫時(shí)間充足，攪拌也必須均勻，這樣才能有助于減少因錫膏問題而導(dǎo)致的空洞產(chǎn)生。

2.焊盤及電子元件因素：

PCB（印制電路板）一般是暴露在外界環(huán)境中的，其上面的焊盤容易吸附水汽和灰塵，而且相較而言更容易發(fā)生氧化現(xiàn)象。當(dāng)焊盤表面存在氧化物時(shí)，就需要活性更強(qiáng)的錫膏來處理這些氧化物，若沒有清理干凈，氧化物就會殘留在焊接物體的表面，它們會阻礙錫粉與焊盤之間的接觸，嚴(yán)重情況下甚至?xí)纬删芎?，使得在高溫焊接時(shí)產(chǎn)生的氣體依舊隱藏在錫粉當(dāng)中，難以排出，最終形成空洞。因此，在加工前，更好對 PCB 進(jìn)行烘烤處理，以此去除其表面上的灰塵以及氧化物，降低空洞率產(chǎn)生的可能性。

3.爐溫曲線及焊接時(shí)間因素：

回流焊通常分為四個(gè)溫區(qū)，分別是預(yù)熱、恒溫、加熱、冷卻區(qū)，各個(gè)溫區(qū)都有著不同的作用。預(yù)熱區(qū)的主要作用是讓助焊劑能夠充分揮發(fā)，同時(shí)使 PCB 表面焊盤以及各元件的溫度可以緩慢提升，避免板子或者元件因?yàn)闇囟燃眲∽兓霈F(xiàn)爆裂等問題；加熱區(qū)則需要讓錫粉以及其他合金粉得到充分溶解，只有這樣才能將氣體排出，從而達(dá)到降低空洞率的目的。所以，合理地設(shè)置爐溫曲線就顯得尤為重要，比如要控制升溫速率不能過快，預(yù)熱區(qū)的溫度必須達(dá)到要求，不能過低，以保障助焊劑能充分揮發(fā)，而且過爐的速度也不能過快，只有把控好這些焊接時(shí)間以及溫度相關(guān)的參數(shù)，才能在整體上對空洞率進(jìn)行有效的控制。

還有一些企業(yè)推出的相關(guān)設(shè)備，通過搭載正壓純氫還原 + 燃燒裝置，并與正負(fù)壓焊接工藝相結(jié)合，應(yīng)用在如激光器件、航空航天、電動汽車等領(lǐng)域精密部件的焊接上。設(shè)備配置了高效的真空系統(tǒng)，能快速實(shí)現(xiàn)爐腔內(nèi)的高真空環(huán)境，減少產(chǎn)品的氧化，提高焊接質(zhì)量。同時(shí)，利用純氫還原，在高溫下將金屬氧化物還原為純金屬，提高焊片的濕潤性，再與正負(fù)壓相結(jié)合進(jìn)行雙重排氣泡，整體焊接空洞率更低可達(dá)到＜1% 的效果。

此外，軒田科技打造的真空回流爐，憑借真空腔高密封性能、高效加熱能力以及真空控制能力，確保高品質(zhì)焊接，其真空度能達(dá)到 5 mbar - 10 mbar，有效減少空洞數(shù)量，在焊接后整體空洞面積占焊接面積的比例可達(dá)≤5%，單個(gè)空洞的更大面積占焊接面積的可達(dá)比例≤1%，實(shí)現(xiàn)了低空洞率的良好效果。這些都說明了在現(xiàn)有技術(shù)條件下，通過特定的工藝以及先進(jìn)的設(shè)備，真空回流焊的空洞率是能夠達(dá)到 1% 甚至更低水平的。

首先，優(yōu)化焊接工藝是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在溫度控制方面，要合理設(shè)置爐溫曲線，比如回流焊分的四個(gè)溫區(qū)（預(yù)熱、恒溫、加熱、冷卻區(qū)），每個(gè)溫區(qū)都有其獨(dú)特作用，預(yù)熱區(qū)需讓助焊劑充分揮發(fā)，且讓 PCB 表面焊盤各元件溫度緩慢提升，避免板子或元件爆裂，這就要求升溫速率不能過快，預(yù)熱區(qū)的溫度需達(dá)到要求，不能過低，使助焊劑能充分揮發(fā)，而且過爐的速度也不能過快；在加熱區(qū)則要確保錫粉及其他合金粉得到充分溶解，將氣體排出才能降低空洞率。同時(shí)，壓力控制也不容忽視，合適的壓力能影響熔化后的焊料的流動與分布，有助于氣泡的排出，像在晶圓焊接中，合理的壓力運(yùn)用就能降低空洞率，提升焊接質(zhì)量。另外，焊接時(shí)間同樣需要精準(zhǔn)把控，各階段時(shí)間過長或過短都可能影響空洞率，例如抽真空時(shí)間等都要依據(jù)實(shí)際焊接的產(chǎn)品和焊料等情況進(jìn)行科學(xué)設(shè)定。

其次，選擇合適的焊錫材料和流動劑也極為重要。不同的焊料特性差異較大，例如焊片是當(dāng)前部分產(chǎn)品（如 IGBT）選擇較為廣泛的焊料，其優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)成分使用量少，可有效控制空洞率，但操作上有定制尺寸等不便之處；錫膏因操作方便、成本低、適用范圍廣而被廣泛應(yīng)用，但需要控制好揮發(fā)性和潤濕性等。所以要根據(jù)具體焊接需求，挑選活性較好、能減少氣體產(chǎn)生且有助于排出氣體的焊錫材料，并且在使用前保證其回溫時(shí)間充足、攪拌均勻等。

再者，做好清潔和預(yù)處理工作必不可少。PCB（印制電路板）通常暴露在外界環(huán)境中，其焊盤容易吸附水汽、灰塵，還易發(fā)生氧化現(xiàn)象，當(dāng)焊盤表面存在氧化物時(shí)，就會阻礙錫粉與焊盤的接觸，導(dǎo)致氣體難以排出，進(jìn)而形成空洞。所以在加工前，更好對 PCB 進(jìn)行烘烤處理，去除其表面上的灰塵以及氧化物；對于焊接的電子元件等也要保證其表面清潔，無雜質(zhì)殘留，這樣才能為實(shí)現(xiàn)低空洞率的焊接創(chuàng)造有利條件。

總之，只有將焊接工藝、焊料選擇、清潔預(yù)處理等多方面因素都綜合考慮并做到更佳優(yōu)化，才有可能達(dá)成真空回流焊空洞率低至 1% 的目標(biāo)。