本发明公开了一种基于半导体基材的回流焊装置及其操作工艺，加热模块包括外部的真空炉以及位于真空炉内腔中设置的加热组件、冷却组件以及转运组件，转运组件的顶升架上部形成承载面，通过升降驱动组件实现对顶升架整体的升降运动，水平驱动组件实现对顶升架在加热组件、冷却组件之间的水平转运，加热组件对上方承载有被接合元件与焊锡材料的层叠体进行加热作业，冷却组件用于对加热后的层叠体进行冷却作业；气体供给模块位通过管道为真空炉的内腔中通入气体。本装置所采用的真空炉中分别设置有加热组件、冷却组件两个部分均位于同一个腔体内，能够快速实现在一个设备上进行加热和冷却作业，极大提高了加工效率，且整体的投入成本较低。