电子封装相关窑炉设备特点及应用

随着电子技术的飞速发展，封装的小型化和组装的高密度化以及各种新型封装技术的不断涌现，对电子封装的质量要求也越来越高，因此对封装热处理设备的要求也越来越高，在该行业中，很多电子封装材料用的都是陶瓷、玻璃和金属，依据电子封装行业中的典型封装工艺，结合封装材料，简单介绍封装热处理设备的特点及现状。

一、玻璃与金属封接相关热处理设备

玻璃金属封接件一般由盖板、玻璃体和芯柱三部分构成，在一定温度、气氛等条件下，玻璃体作为一种良好的绝缘材料，将不同材质的盖板和芯柱封接成密封件，由于近代科学技术的发展，玻璃的封接业已成为制造各种高质量的电光源、电子管以及其他电真空器件必不可少的技术，同时，随着电子器件的小型化和结构元件的精密化，对封接制品的气密性和可靠性的要求也日益提高，封接技术和封接理论也随之得到了进一步发展。

1.脱碳：降低材料表面的碳含量，减少封接区出现孔边气泡，对于常用的可伐合金，气氛要在N2+H2+H2O(微量)混合气氛中进行，对于脱碳工艺而言，最重要的是保证气氛准确和避免脱碳后金属内部产生很大的应力，因此降温时要尽量缓慢。

泰络装备脱碳热处理炉 泰络装备脱碳热处理炉

1. 氧化：可伐合金与玻璃之间不直接浸润，必须先将可伐合金进行预氧化，然后在高温下实现可伐合金的氧化膜与玻璃浸润融合，封接质量的好坏在很大程度上取决于金属-玻璃封接界面的质量，因此金属的预氧化工艺设备至关重要。

泰络装备氧化热处理炉 泰络装备氧化热处理炉 金属壳体氧化层厚度及均匀性控制原理示意图

金属氧化层厚度及均匀性控制原理：

首先将炉膛内的气氛调整为如上图的气流方向，使炉膛的气氛达到一种动态平衡，另一路氮气经过加湿箱，将纯干氮转化为湿氮进入炉膛内气盒，气盒底部开很多均匀气孔，使进入气盒的湿氮通过气孔均匀的进入炉膛，随气流方向一起由出口方向流向烟囱，产品在由进口方向向出口方向运动时可与湿氮均匀接触达到氧化均匀的目的。

2. 退火：就是将产品缓慢加热到一定温度后，保温一定时间（根据不同产品的需要，保温时间可适当调整）后，缓慢降温的过程，一些金属壳体经过机加后内部存在一定的应力，在封接前需要将这些应力消除，这一般是壳体结构复杂或偏厚的金属壳体上，这样在后续与玻璃封接时就不会因为金属内部应力过大而导致封接质量下降的现象产生。

3.玻珠制备：玻璃绝缘子（简称玻珠）在金属封装中起着举重轻重的作用，它的性能直接影响封接后的气密性，绝缘电阻等至关重要的技术参数。

制成后的坯体需要进行脱蜡玻化处理，对坯体内的蜡需要完全排净，因蜡排不净而残留在玻珠内，在玻璃体封接过程中会产生气泡而导致封接玻璃体结构疏松强度降低。

玻珠的排胶焙烧热处理炉 玻珠的排胶焙烧热处理炉

4.熔封封接：玻璃-金属熔封封接一般由盖板、玻璃体和芯柱三部分构成如图所示，在一定的温度、气氛等条件下，玻璃体作为一种良好的绝缘材料，将不同材质的盖板和芯柱封接成密封件（其透气率可达10-10Pa.m3/s,且抗热震性能好，耐压值可达340MPa）

图6 1.盖板 2.芯柱 3.玻璃体

封接过程中需要控制升温速率和精确恒温时间和控制降温速率，以及消除玻璃与金属之间由于封接而产生的内应力，因此玻璃-金属熔封封接的热处理设备，如图所示需要满足以上工艺需求，这样才能使产品的熔封封接效果达到最佳。

泰络装备熔封封接热处理炉 泰络装备熔封封接热处理炉

二、金属与金属钎焊封接相关热处理设备

钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接的焊接方法，钎焊的材料有很多种，有金属-陶瓷钎焊，金属-非金属的先进钎焊，金属-金属钎焊等。

1. 除氢：有些钎焊产品在焊接前需要电镀上一层钎焊性能更好的金属镀层，在化学镀体系中，被镀金属离子得到电子，氢离子同样会得到电子，生成原子态的氢，渗透到金属镀层内部，使镀层疏松，镀件搁置一段时间后，原子态的氢会结合生成氢气而是体积膨胀，从而导致镀层产生针孔、鼓泡甚至脱落等缺陷，如果渗透到基体还会导致整个镀件发生氢脆，特别是高强度钢，一旦渗氢很容易脆断。因此镀完后的产品需要去除产品内的氢气（在真空热处理设备内处理较为理想），以确保产品的品质。

泰络装备气氛钎焊热处理炉 泰络装备气氛钎焊热处理炉产品 泰络装备真空钎焊炉、真空除氢炉 泰络装备气氛管式炉-中试用

服务产品展示：

结束语：依托材料的不断创新和进步，电子封装行业的国产设备的精度和稳定性已达到或接近国外同领域设备水平，为玻璃和金属，金属和金属，以及金属和陶瓷的热处理工艺上提供了强有力的硬件保证，随着电子封装行业的飞速发展，国产设备的发展将迎来新一波的发展高潮。