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IGBT引腳模塊應(yīng)用激光焊錫技術(shù)2024-04-01

IGBT模塊是一種模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品，由IGBT芯片(絕緣柵雙極晶體管)和FWD芯片(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋包裝而成。根據(jù)其電壓的高低，可分為高壓GBT模塊、中壓GBT模塊和低壓GBT模塊，因?yàn)樗哂泄?jié)能、安裝維護(hù)方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)。其中，激光焊錫加工后的低壓GBT模塊主要應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域，中壓GBT模塊應(yīng)用于家用電器、新能源汽車領(lǐng)域；高壓GBT模塊應(yīng)用于智能電網(wǎng)、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域。

現(xiàn)有的IGBT模塊包裝焊接結(jié)構(gòu)主要有兩種方式:一種是將絕緣襯板焊接在基板上，包裝成IGBT模塊，然后通過安裝硅脂和散熱器。它以IGBT模塊為單元選擇功率等級(jí)，具有通用性強(qiáng)、可拆卸交換、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，降低了應(yīng)用開發(fā)水平的要求，但存在以下問題:

1、絕緣襯板通過基板安裝在散熱器上，使得絕緣襯板和散熱器的熱交換路徑中多了一些熱阻環(huán)節(jié)，即絕緣襯板到散熱器的熱阻較大，制約了絕緣襯板的散熱效率，使得IGBT功率等級(jí)難以提高；

2、為了保證大型基板與散熱器表面的良好接觸，需要對(duì)大型基板平面進(jìn)行拱度處理，基板制造復(fù)雜，成本高；

3、當(dāng)基板因熱膨脹而接觸不良時(shí)，IGBT的性能和IGBT模塊的可靠性降低，系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增加，IGBT不均流效應(yīng)突出；

4、采用特殊工裝保證絕緣襯板的焊接效果，絕緣襯板的焊接工藝復(fù)雜；

5、受焊接均勻性、大基板平面拱度和并聯(lián)絕緣襯板電流均勻性的影響，存在絕緣襯板焊接過程復(fù)雜、包裝困難、無法保證IGBT性能和長期運(yùn)行可靠性等問題。

針對(duì)IGBT生產(chǎn)工藝的難點(diǎn)，ULiLASER作為焊接設(shè)備制造商，對(duì)比激光自動(dòng)焊錫技術(shù)和烙鐵自動(dòng)焊錫技術(shù)，推出激光焊錫方案。激光焊接技術(shù)在焊接過程中可以精確到幾毫米，焊接精度高，熱量對(duì)周圍區(qū)域影響小，非常適合IGBT焊接。

激光錫膏焊接工藝：

激光錫膏焊接是一種以激光為熱源加熱焊接融化的激光焊接技術(shù)。激光錫膏焊的主要特點(diǎn)是利用激光的高能量實(shí)現(xiàn)局部或微小區(qū)域的快速加熱，完成焊接過程，ULiLASER激光焊錫機(jī)采用光纖激光器，與工控系統(tǒng)高度集成在工作臺(tái)機(jī)柜上。激光通過光纖連接直接聚焦頭輸出到工件表面。它配有同軸監(jiān)控?cái)z像頭，便于產(chǎn)品示教和自動(dòng)定位焊接。電動(dòng)XYZ有效行程覆蓋產(chǎn)品最大尺寸內(nèi)的任意焊點(diǎn)，可以滿足電子元器件在大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的焊接需求。

激光錫絲焊接工藝：

錫絲填充是激光焊錫絲的主要形式。ULiLASER激光錫絲焊錫機(jī)采用獨(dú)特的送絲機(jī)構(gòu)和自動(dòng)工作臺(tái)，通過模塊化控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送絲和激光輸出。錫絲焊接具有結(jié)構(gòu)緊湊、一次性操作的特點(diǎn)。與其他幾種焊接方法相比，其明顯的優(yōu)點(diǎn)是一次夾緊材料，焊接自動(dòng)完成，適用性廣。

激光焊接機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

(1)激光焊接機(jī)與IGBT板無直接接觸，焊接過程中無電機(jī)使用，可避免靜電釋放和電機(jī)污染等問題。

(2)無焊料耗材，如烙鐵頭的消耗，既節(jié)省了使用成本，又節(jié)省了烙鐵頭的維修時(shí)間。

(3)可以根據(jù)客戶的需要特別定制。

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