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IGBT模塊為什么要用激光錫焊

IGBT模塊是一種模塊化的半導體產品,廣泛的應用于消費電子領域,所以IGBT模塊的焊接需求非常大。而越來越多的廠商選擇使用激光錫焊的方式焊接IGBT模塊。松盛光電來給大家介紹激光錫焊的優(yōu)勢,IGBT模塊選擇用激光焊錫的原因。

IGBT 簡介

IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)是一種復合全控型電壓驅動式功率半導體器件。它具有高輸入阻抗、低導通壓降、高開關速度等諸多優(yōu)點,廣泛應用于電機控制、電源、新能源汽車等眾多領域。由于 IGBT 在這些高性能電子設備中起著關鍵作用,所以其焊接質量要求極高。

激光焊接 IGBT 的優(yōu)勢

高精度:激光焊接能夠提供高度聚焦的能量,光斑尺寸可以精確控制。在 IGBT 焊接中,可以實現(xiàn)對微小焊接區(qū)域的精準加熱,比如 IGBT 芯片與基板之間的連接,能夠精確地控制焊接熔深和熔寬,確保連接的可靠性和電氣性能。

低熱影響區(qū):與傳統(tǒng)焊接方法相比,激光焊接對周圍材料的熱影響較小。對于 IGBT 這種對溫度敏感的器件來說,這一點尤為重要。因為過多的熱量可能會損壞 IGBT 內部的半導體結構,影響其電學性能。激光焊接可以將熱量集中在焊接區(qū)域,減少對芯片和其他封裝材料的熱損傷。

高速度:激光焊接速度快,可以在短時間內完成焊接過程。這對于大規(guī)模生產 IGBT 模塊來說,可以提高生產效率。例如,在自動化生產線中,快速的激光焊接能夠滿足高效生產的需求。

激光焊接 IGBT 的關鍵技術要點

能量控制:

需要精確控制激光能量,因為 IGBT 芯片和基板材料的熱物理性質不同。如果能量過高,可能會導致芯片過熱損壞;能量過低,則無法實現(xiàn)良好的材料熔合。例如,在焊接 IGBT 芯片與陶瓷基板時,要根據(jù)陶瓷的熔點和芯片的耐熱極限來調整激光功率。

對于脈沖激光焊接,脈沖寬度和頻率也需要優(yōu)化。合適的脈沖寬度可以保證在不損壞芯片的情況下,使材料充分熔化,而脈沖頻率則影響焊接的速度和質量。

光斑控制:

光斑尺寸要與焊接區(qū)域相匹配。對于 IGBT 芯片的引腳焊接等小區(qū)域焊接,需要較小的光斑尺寸以提高能量密度。同時,光斑的形狀也可以根據(jù)焊接接頭的形狀進行調整,如線性光斑可用于長條形焊接接頭。

焦點位置的控制也很關鍵。由于 IGBT 的封裝結構可能比較復雜,正確的焦點位置可以確保激光能量準確地作用在焊接界面上。例如,在焊接 IGBT 模塊內部的多層結構時,需要將焦點調整到不同材料的交界處,以獲得最佳的熔合效果。

材料兼容性和表面處理:

IGBT 涉及多種材料,如金屬(銅、鋁等)、陶瓷等。不同材料對激光的吸收和反射特性不同,需要考慮材料之間的兼容性。例如,在焊接金屬與陶瓷時,可能需要在陶瓷表面制備特殊的金屬化涂層,以提高激光焊接的可操作性。

材料表面的清潔和預處理非常重要。表面的油污、氧化層等雜質會影響激光焊接效果。在焊接前,需要采用適當?shù)那逑捶椒?如化學清洗、等離子清洗等)去除雜質,以確保材料表面的潔凈,提高激光能量的吸收效率。


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