机械设计论文 金锡真空共晶焊仿真分析
真空环境下的共晶焊接
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℃）。
金属焊接实验教学虚拟实验室研究论文[推荐5篇]
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金属焊接实验教学虚拟实验室研究论文[推荐5篇]第一篇：金属焊接实验教学虚拟实验室研究论文“卓越工程师教育培养计划”（卓越计划）是教育部提出的振兴工程教育的重要举措，旨在培养和造就一大批创新能力强、适应经济和社会发展需要的高质量工程技术人才[１]。
中国石油大学（华东）是入围卓越计划的试点高校，学校材料成型及控制工程专业是首批落实卓越计划的试点专业。
为了保证卓越计划的顺利实施，材料成型及控制工程专业对主干课程教学大纲及教学内容作了调整，并深化教学改革，精心建设虚拟实验室。
本文以金属焊接课程为例，介绍本校在卓越计划背景下虚拟实验室建设及课程改革的探索及实践之路。
１金属焊接实验教学面临的挑战金属焊接是材料成型及控制工程专业的一门重要的专业基础课，也是一门实践性很强的课程。
该课程以金属材料为研究对象，要求学生掌握冶金理论和石油石化生产领域金属材料的焊接方法、焊接性能以及焊接工艺。
按照卓越计划中工程教育对课程的要求，传统的课程实验教学条件将面临很大的挑战[２]：（１）由于高校实验教学设备的数量有限、设备类型单一，无法满足大量学生同时做实验的需要；（２）一些大型金属焊接实验设备投入和维修成本高；（３）实验设备更新较慢，在用的实验设备往往与新技术设备差距较大；（４）部分特殊实验无法实现，如大型球罐焊接、在役管线焊接修复、事故模拟等。
实验设备条件的不足成为金属焊接实验教学发展的一大阻力。
２虚拟实验室的优势１９８９年，美国弗吉尼亚大学的WilliamWolf教授提出虚拟实验室概念后[３]，引起世界各国实验教学工作者的重视。
我国从２０００年开始进行虚拟实验室的研究及建设。
目前，依托卓越计划，高校积极建设虚拟实验室[４Ｇ５]，虚拟实验与真实实验相互补充，提高教学效果。
虚拟实验室的优势主要有以下４方面。
（１）投资少。
虚拟实验的教学资源是数字化资源，方便扩充和共享。
一方面，它节省了学校采购大型实验设备和更新实验设备的资金投入，有效地解决了教学资源短缺、设备陈旧及更新缓慢等问题[６]；另一方面，虚拟实验室可以通过网络实现资源共享，避免了实验仪器设备的重复购置。
真空共晶设备的改进对共晶焊接质量的影响
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂｒｚｎ ｌｉｇｑ ａｉ ｎｉ ｏｔｎ ｃｏ ｅｒｌ ｂｌ ｎ ｆ ｆ ｈｐ ．ｎｔｉ ｓｅ ｔ ｓｒ ｃ： ａ ｉｇｗｅｄｎ ｕ ｌｙｉ ａ ｔ ｓ ｍｐ ｒ ｔ ａｔｒ ｏｔ ｉ ｉ ｔ ａ ｄｌ ｅｏ ｉｓ Ｉ ｓ ｅｐ ｃ， ａ ｆ ｔ ｈ ｅａ ｉ ｙ ｉ ｃ ｈ ｒ
比改进 前 更具 有优 势 。分析 了真 空环境 对共 晶焊接 的影 响 。 原 有设 备增 加 了分子 泵 的情 况下 ， 在
实 现 无 空 洞 焊 接 。 对 甲酸 气 体 保 护 下 的 Ｉ 料 焊 接 进 行 了分 析 ， 结 合 实 际 经 验 给 出合 理 的 工 ｎ焊 并
艺 曲线 ， 实 了在 真 空室加 入 甲酸 气体 的保 护 下 ， 以把 Ｉ 证 可 ｎ焊 料表 面的氧 化 层去 除 ， 使焊 料在 浸
润性 方 面 具 有 明 显 的优 势 。
关键 词 ： 空 ； 晶 ；空洞 ：甲酸 真 共
中图分 类号 ： Ｇ４ ６ Ｔ ５
文 献标 识码 ： Ｂ
文章 编号 ： ０ ４４ ０ （０ ０ １．０ ４０ １０ ．５ ７２ １）００ ４ ．４
Ｅｆｅ ｔｏ ｃ ｕｍ ａ ｉ ｆ ｃ ｆＶａ ｕ Ｂｒ ｚｎｇ Ｅｑｕ ｐｍ ｅ ｍ ｐｒ ｖ ｍ ｅ ｔ ｉ ｎｔＩ ｏ ｅ ｎ
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真 空共 晶设 备 的改 进 对 共 晶 焊 接 质 量 的影 响
张建 宏 ，王 宁 ，杨 凯骏 ，井文 丽
（ 中国 电子科 技集 团公 司第 二研 究所 ，山西 太原 ０ ０ ２ ） ３ ０ ４
摘 要 ： 晶 焊接 质 量 对芯 片的 可靠性 及 寿命 影 响很 大 。在这 方 面 ， 共 通过 改进 后 的真 空共 晶设备
论文范文：机械设计论文：多学科仿真模型集成与行为同步方法及其在盾构装备中的应用
论文范文：机械设计论文：多学科仿真模型集成与行为同步方法及其在盾构装备中的应用1绪论【本章摘要】本章主要介绍课题的研究背景、研究意义，综述当前国内外的研究现状，给出本文的研究内容和组织结构。
1.1引言现代装备大多是复杂的多学科祸合作用系统，其设计和制造涉及机械、电子、液压、土木、控制等多个领域，其作业环境也十分复杂且多变，装备受应力场、温度场、电磁场、渗流场等多场祸合作用。
典型的复杂装备如本文研究的应用对象一一盾构装备，由七大系统组成，包括刀盘刀具系统、螺旋输送机与密封舱系统、盾壳系统、推进系统、管片拼装系统、导向纠偏系统、后配套系统等，且其尺度巨大，其长度可达400米、断面直径可达18米，工作条件为复杂多变的地下环境，十分恶劣。
多学科祸合作用的特点决定了复杂装备设计研发需要漫长的周期和巨大的成本，采用虚拟样机技术可以减少物理样机制作次数，大大缩短开发周期和降低开发成本。
由于装备的复杂性，对单一学科的仿真验证无法准确地反映真实的系统作用机理，设计中往往需要对其多学科仿真进行集成，得到性能的综合评价。
例如对于刀盘的开口率，其性能评价涉及掘进能耗、掘进效率和支护力要求，优化设计时这三个因素必须同时综合考虑。
多学科仿真要实现集成，需要解决的关键问题是多学科仿真模型的统一(包括模型数据的集成和载荷与边界条件的传递)以及仿真行为的同步。
因此，研究复杂装备多学科仿真模型和行为同步方法，开发多学科集成平台，对装备多学科的综合性能进行仿真验证，可以提高产品设计效率，降低开发成本，对复杂装备的设计制造具有重要意义。
1.2研究现状1.2.1多学科模型表达和参数映射方法复杂装备的仿真涉及多个学科、多个子系统，不同学科和系统的分析仿真之间存在错综复杂的祸合关系，多学科模型的构建、载荷和边界条件的设置十分复杂。
在目前的CAD软件中模型存储的形式一般基于结构特征的模型树，主要是为了表达模型的形状边界和装配约束信息，而没有考虑到模型结构会对CA〔产生的怎样影响;而CA〔软件中，存储的和当前学科仿真模型相关的信息，例如在运动学/动力学分析软件中，模型信息按照运动约束树和载荷和边界条件树存储，运动约束和CAD中的装配约束无法很好地实现关联和转化(在常规的ADAMS分析中，运动约束都需要手动添加)，在有限元分析中，模型信息主要存储零部件的有限元网格和载荷、边界条件，而这里的网格和CAD中的模型形状边界又有很大的不同;在仿真可视化应用中，为了提高绘制的实时性，模型主要按空间位置进行存储，模型信息包含网格和属性，这里的网格又和CA〔网格有很大的不同。
W12的真空电子束焊接工艺研究及缺陷分析
4.I
4.6
I<6
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8./K8450
用以上参数焊接后经 : 射线探伤检测， 焊 缝 中 发 现 84 个
)$ ・工艺与新技术・
直径不大于 #%& ’’ 点状气孔，部分接头出现未焊透的情况。 焊接接头力学性能和金相组织见表 ( 、图 ) 。
表! 试验 序号 接头力学性能
焊接技术
第 !" 卷第 ! 期 "##! 年 $ 月
电子束焊接在工业上有着极其广泛的应用。通过高压加速 装置形成的高功率电子束流，经过磁透镜汇聚，得到很小的焦 点 （ 其功率密度可达 847<84= ! > )?0） ，轰击置于真空或非真空 中的焊件时，电子的动能迅速转变为热能，熔化金属，实现焊 接过程。由于焦点小、电子速度很高，因而产生的热量相当集 中，且具有相当的穿透能力，故可得到焊缝深宽比较大、热影 响区狭小的高质量焊缝。另一方面，在真空状态下焊接时，可 以基本杜绝空气对焊缝的影响，使焊缝内部质量大大优于在非 真空状态下的焊接质量。 基于以上特点，真空电子束焊接方法常常用来焊接一些焊 接性较差的高熔点和极易氧化的特种 材 料 。 (@5!80 材 料 熔 点 高 达 / 494 A ， 加 热 到 044</44 BC 时 开 始 轻 微 氧 化 ， 加 热 到
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（ 0）电子束焊接 (97!50 材料时，产生的主要焊接缺陷是 气孔，气孔产生的原因主要是金属杂质的部分气化以及材料自 身所含有的气体杂质共同形成的。若采用的焊接参数不当，焊 缝中会出现大量并较为集中的气孔缺陷。 （ /） 适 当 调 整 焊 接 参 数 并 合 理 组 合 ， 可 以 避 免 气 孔 的 产
真空炉金锡封焊
真空炉金锡封焊刘艳;徐骁;陈洁民;陈凯【摘要】In this paper,with the introduction of semiconductor packaging technology of AuSn solder, emphasis on the deep research of technology problems of AuSn solder and temperature curve settings. Based on many vacuum AuSn solder packaging experiments and theoreticalanalysis,research the technologies of module gas-tight packaging. Discusses the effects of packaging fixture,lid plating layer,alloystate,interface,pressing block,solder thickness and heating process to the solder packaging. The gas-tight performance can be fairly meet after environment mechanism test. The feasibility of alloy used and packaging technique can be proved according to the application background.% 文章在介绍半导体金锡焊料封装工艺的基础上，重点对金锡焊料、炉温曲线设置等工艺技术问题进行了深入研究。
基于大量的金锡焊料真空焊接封装实验及理论分析，研究了器件气密封装技术。
讨论了封焊夹具、管帽镀层、合金状态、封接面表面、压块、焊料厚度以及加热程序对焊接质量的影响。
多芯片真空共晶工装设计方法研究
多芯片真空共晶工装设计方法研究1.引言多芯片真空共晶工装是一种实现多芯片对齐和共晶焊接的装置，主要用于集成电路封装。
随着集成电路的不断发展，对于集成度和性能的要求越来越高，多芯片真空共晶工装在封装工艺中起到了重要的作用。
本文旨在研究多芯片真空共晶工装的设计方法，以提高封装质量和效率。
2.设计原理-共晶焊接原理：多芯片真空共晶工装是通过将芯片表面的金属引线与基板相连接，形成共晶接头，以实现电气连接。
共晶焊接需要保持恒定的温度和压力，以确保焊接质量。
-真空封装原理：真空环境可以消除空气中的氧气和水分，可以减少氧化和腐蚀的影响，提高封装质量和可靠性。
3.设计要点在多芯片真空共晶工装的设计过程中，需要考虑以下几个要点：-工装结构设计：工装结构应该具有良好的刚性和稳定性，以确保焊接过程中不会发生位移和变形。
同时，应该考虑芯片位置的调整和对齐机构的设计，以确保芯片之间的间距和位置满足焊接要求。
-真空环境设计：设计合适的真空环境可以提高封装质量和效率。
需要考虑真空度的要求、真空泵系统的选择和配套以及真空室的密封设计等。
-温度和压力控制设计：共晶焊接需要保持恒定的温度和压力条件。
因此，需要设计合适的加热和冷却系统、温度和压力传感器以及温度和压力控制系统。
-气氛保护设计：在焊接过程中，可能会产生有害的气体和蒸汽。
因此，需要设计合适的气氛保护系统，以确保操作人员的安全和环境的清洁。
4.设计流程-芯片对齐：首先需要将待焊接的芯片进行对齐，以确保焊接的位置和间距符合要求。
可以借助于显微镜、图像处理软件和运动控制系统进行芯片对齐。
-工装结构设计：根据芯片的尺寸和形状，设计工装结构，确保工装具有足够的强度和稳定性。
-真空环境设计：根据焊接过程中需要的真空度要求和工装尺寸，选择合适的真空泵系统和真空室设计。
-温度和压力控制设计：设计加热和冷却系统，以及温度和压力传感器和控制系统，确保温度和压力的稳定和恒定。
-气氛保护设计：根据实际情况，设计合适的气氛保护系统，以确保操作人员的安全和环境的清洁。
真空共晶焊空洞研究的发展现状与发展趋势资料
3.2空洞分类 BGA焊球空洞按位置可分成五类：A类、B类、C类、D类、E类共五类。
图8 芯片侧界面空洞（A类） 图10 焊球内部空洞（C类）
图9 PCB侧界面空洞（B类） 图11 盲孔空洞（D类）
图12 盲孔空洞（E类）ຫໍສະໝຸດ 图13 真空共晶焊焊料层空洞
3.3空洞的形成过程和空洞率的计算 空洞包括空洞成形、空洞生长、空洞连接。
图5 金属管壳气密封装（焊料环）
图6 芯片高散热粘接（焊料片） 图7 预覆焊片的金属盖板（焊料框）
3.真空共晶焊空洞
3.1空洞产生机理
空洞形成的根本原因，是因为气泡的残留或引入，当芯片背面金属层、 焊料、基板金属薄膜层这些层之间的界面中残留或引入气泡，而气泡受内 部气体压力、收缩压力、静力学压力、真空炉内气体压力以及表面张力的 联合作用（其中前两个力由内向外的力，称之为内力，其余为由外而内的 力，称之为外力），当内力>外力，气泡就会生长和移动，易于溢出；当内 力<外力，空洞体积缩小，这种溢出也会被抑制。从体积方面来说高温情况 下气体体积膨胀，小气泡变成大气泡溢出表面，而低温则阻止小气泡的生 长。所以，当气泡存在而粘接工艺又未能把气泡完全赶出时，气泡就在芯 片背面金属层和焊料层间、焊料层内或者焊料与基板上金属薄膜层间被存 储，空洞就形成了。
验来研究空洞问题，如10年Byung-Gil Jeong等人对RF-MEMS器件做 了加压可靠性测试、高湿度存储可靠性测试、高温存储可靠性测试、
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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。
在大功率高频电路安装中，导电胶导热系数小、电阻率大，造成器件损耗大，结温高而且管芯电阻大，影响功率输出和可靠性。
为了推广大功率器件以及高频微波器件的应用，散热问题越来越难以解决。
近几年，真空共晶焊焊接在集成电路中占的比重越来越大，共晶焊接连接电阻小且传热效率高，散热均匀，焊接温度低、强度高，较适用在大功率高频器件和散热要求高的焊接。
但是共晶焊接也存在固有缺陷，比如说焊点难以检测，对焊点的失效原因分析比较困难。
共晶焊焊片与基板的热膨胀系数差距较大，因此焊片内部非常容易产生热应力，在此期间，如若应变不够协调导致应力集中，就会产生大量裂纹，应力增大，应变也随着增大，此时裂纹也会越变越大。
所以了解焊片焊接失效的原因，焊片内部热应力分布情况是研究焊片焊接失效机制、提高共晶焊接可靠性的前提。
1.2相关技术概述1.2.1金锡真空共晶焊简述共晶焊接又被称为低熔点焊接，指相对较低的温度下共晶焊料共晶物熔合的现象，共晶合金从固态变成液态，不用经过塑性阶段。
共晶焊料开始熔化的温度叫做共晶温度，共晶焊料中合金所占比例不同，具有不同的共晶温度，共晶焊接需要在保护气体中加热至共晶温度使焊料熔化，与此同时，芯片和基板表面的合金有少量进入熔融的共晶焊料，冷却后，合金焊料和金属层之间的原子会互相结合，使得基板与芯片焊接到一块。
传统的共晶焊接方法中，大部分直接采用手动用镊子烧结，高温状态下合金发生共熔，芯片与基板通过焊片粘接到一起。
随着技术的要求变高，传统的镊子共晶方法不足之处逐渐暴露，由于共晶过程暴露在大气中，共晶时间难以把握，氧化渣多，满足不了芯片与基板的粘接要求。
真空共晶即利用真空技术，在真空共晶炉有效控制住路内气体，经过预热、排空气、抽真空、升温、降温、吸气几个过程，实现共晶过程。
和传统技术相比，它有效避免了焊接空洞和氧化渣的产生。
共晶焊常用的材料有Au88Ge12、Au80Sn20、Au97Si3，表1.2.1为这几种焊料的参数：表1.2.1各种焊料参数由于这几种焊料的熔点各不一样，选取时得综合分析焊接金属膜层、芯片和基板能承受的最高温度，通过对比，AuSn20合金焊料的熔点较低，导热性良好，而且Au 在合金中占较大比重，使得焊料表面的氧化度比较低，所以焊接过程中不需要助焊剂，有效避免因使用助焊剂对芯片造成污染和腐蚀。
本文选用长宽高为2mm 、2mm 、0.05mm 的焊片，芯片长宽高为2mm 、2mm 、0.3mm ，基板长宽高尺寸为3mm 、2mm 、0.6mm 。
为使焊接效果更好，在芯片和基板均镀一层厚度为1.5μm 的镀Au 层，由于镀金层非常薄，对焊接效果可以忽略，故建立的三维模型中不建立其三维。
1.2.2真空共晶设备真空气氛条件下，对共晶焊接的影响，主要表现为真空条件下，焊料以及金属部分的氧化还原反应。
这影响了焊料的浸润和展铺。
金属的氧化还原反应可以表达为：y x O Me O y xMe =+22/ （1-1）此反应的平衡常数为：22//PO MexOy y Me x A P P P Kp == （1-2）式子中：Kp 是反应平衡常数；P Mex 是金属分压；P MexOy 是反应生成的氧化产物分压；P O2是氧分压；A 是系数。
通过反应平衡常数可以得出，金属氧化最终达到平衡条件跟气体中的氧分压有关。
真空条件下，因为氧的分压变得很低，在真空环境中金属氧化重新平衡，就会导致生成的氧化物再次分解，即原来金属的氧化反应变成金属氧化物的分解反应。
此种情况下，对分解压大的金属氧化膜非常有利，特别是贵金属氧化膜。
常见的金属氧化物分解要求极高的真空度，以目前的技术来说较难达到。
通常情况下，真空系统中共晶焊接的氧化物，主要存在焊料表面上焊接前就被空气中的氧气氧化产生的氧化膜，虽然在真空中氧化膜可能分解，但通过反应动力学来看，共晶焊接温度低于氧化膜分解的初始温度。