材质特性决定敏感性:IN52SN48焊料含52%铟(In),铟的化学活性高,极易与氧气反应生成In₂O₃氧化膜。这层膜一旦形成,熔点会从原焊料的118℃飙升到上千度——直接导致焊接时无法熔融,空洞率暴涨。
环境湿度是隐形杀手:很多实验室将焊片存放在普通干燥箱(湿度30%RH),但对铟基焊料,这远远不够。理想湿度需<5%RH,尤其南方梅雨季,焊片开封2小时就能肉眼可见发黄。
接触污染加速氧化:徒手拿取焊片是致命错误。手指汗液含Na⁺、Cl⁻离子,会与铟发生电化学腐蚀,比纯氧气氧化快10倍。
轻度氧化(表面微黄):可用5%稀盐酸浸泡10秒+去离子水冲洗,立即氮气吹干
中度氧化(黄色斑块):需用氢氩混合气体(H₂5%+Ar95%)50℃退火20分钟
重度氧化(灰黑色):直接报废——强行还原会残留杂质,污染焊点
配置5%分析纯盐酸溶液,浸泡不超过15秒(严防过腐蚀)
用超纯水(18.2MΩ·cm)冲洗3次,每次10秒
立即转入真空共晶炉(<1Pa,60℃)烘干30分钟
关键点:全程需在氮气手套箱内操作(O₂<1ppm)
原装真空袋未开封时存放于-10℃冰柜(抑制晶粒长大)
开封后立即分装至透明氮气柜(O₂<0.1ppm,湿度<5%RH)
取用时用陶瓷镊子,单次取出量不超过8小时用量
在真空共晶炉内先进行“预还原”——通入甲酸蒸气(120℃,5min)去除微观氧化物
TORCH真空共晶炉的“预净化”程序可自动完成该流程
适当升高峰值温度至125-128℃(较正常高5-8℃)
延长液相线以上时间20%(约30-45秒)
真空度需保持≤1×10⁻5Pa(普通真空炉做不到,需高真空机型)
设备决定下限:如果真空炉极限只有10⁻²Pa,即便焊片全新,也很难突破3%空洞率——氧气残留量差1000倍;
工艺决定上限:有了好设备,还需配套预处理、参数调优。我们给客户提供的《铟焊片防氧化工艺指导》就明确要求:每批焊片进厂先测氧化层厚度。
铟焊片氧化,90%工程师第一步就错了!真空老赵:这样做,拯救你的焊接良率
- "焊片一旦氧化,90%的封装工程师第一反应是清洗,但往往越洗越糟——真正阻止氧化的关键,在于焊片的存储和预处理。"
说实话,在半导体封装现场,我们遇到过太多次工程师拿着氧化的IN52SN48焊片发愁的案例。尤其是军工科研院所,氧化焊片导致的焊接空洞率飙升5-20%是家常便饭,有几个客户甚至因此影响型号进度,被总师点名批评。
但有一个事实大家没意识到:氧化不是“发生后才处理”,而是“从一开始就得预防”。先别急着拿超声波清洗机,真空老赵结合26年经验,给你一套完整防氧化和抢救方案。
一、为什么IN52SN48焊片这么容易氧化?
我们曾检测过某院所“疑似氧化”的焊片,表面氧化物厚度达200nm(合格应<50nm),而原因竟是采购人员戴棉手套拆包装——棉纤维吸潮后成了氧化催化剂。
二、氧化焊片抢救四步法:从判断到还原
如果你的焊片已氧化,按以下流程操作,挽回成功率超80%:
氧化程度判定(决定能否抢救)
还原处理实操(以轻度为例)
某微波器件客户按此法处理氧化焊片,空洞率从15%降至3.2%,节省焊片成本12万元/年。
三、终极解决方案:防氧化存储与焊接工艺优化
治标不如治本,给你三条铁律:
存储必须三重隔离
焊接前预处理(很多人忽略的关键步骤):
焊接参数调整
某航天院所采用TORCH 10⁻⁶Pa超高真空共晶炉+甲酸预还原工艺,即使焊片存储稍有疏漏,焊接空洞率仍稳定在≤1%。
四、老赵的真心话:设备是底线,工艺是天花板
深耕行业26年,我见过太多客户在焊片氧化问题上反复踩坑。其实归根结底就两点:
真心建议:如果你正在为氧化焊片头疼,不妨先检测现有真空炉的真实真空度(很多标称10⁻4Pa的设备,实际动态波动只能到10⁻2Pa)。有时候,不是焊片问题,是设备根本达不到工艺要求。
真空封装没有魔法,唯有细节决定成败
——从一片焊片的存储到千万次焊接的稳定,本质是对物理规律的极致尊重。
(收藏转发这份指南,下次焊片氧化时从容应对)
真空老赵持续输出真空共晶封装及先进封装设备和工艺优化干货,喜欢可以点个关注,收藏、转发。
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