在開(kāi)始今天的話題之前,我們需要先知道:什么是IGBT?
IGBT,全稱絕緣柵雙極晶體管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT),是一種功率開(kāi)關(guān)元件,綜合了電力晶體管(Giant Transistor)和電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Power MOSFET)的優(yōu)點(diǎn),具有低導(dǎo)通壓降和高輸入阻抗、高耐壓等良好特性,有“電力電子CPU”之美譽(yù)。
圖1. IGBT示意圖IGBT在很多領(lǐng)域方面都有應(yīng)用。在工業(yè)上,有交流伺服馬達(dá)、變頻器、風(fēng)力及太陽(yáng)能等綠色發(fā)電應(yīng)用;在高壓部分則有高速鐵路等軌道運(yùn)輸及電網(wǎng)的應(yīng)用;除此之外,在家用電器、醫(yī)學(xué)設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域均有應(yīng)用。
近些年,隨著新能源的流行,新能源汽車對(duì)于高電壓需求越來(lái)越大,一輛電動(dòng)汽車所需的IGBT數(shù)量高達(dá)上百顆,是傳統(tǒng)燃油車的十倍左右。因此,IGBT成為了產(chǎn)品發(fā)展焦點(diǎn)。
圖3.新能源汽車示意圖IGBT的生產(chǎn)制造流程可分為:絲網(wǎng)印刷?自動(dòng)貼片?真空回流焊接?超聲波清洗?缺陷檢測(cè)(X光)?自動(dòng)引線鍵合?激光打標(biāo)?殼體塑封?殼體灌膠與固化?端子成形?功能測(cè)試。
由于需要高可靠性,IGBT對(duì)于空洞率的要求非常高。焊接空洞會(huì)造成多種影響:1.影響焊料的熱傳導(dǎo)性能,增大IGBT模塊的熱阻,從而影響器件的工作溫度和壽命;2.降低焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度,容易導(dǎo)致應(yīng)力集中,加速焊點(diǎn)的老化和破壞;3.影響焊料的電導(dǎo)率,導(dǎo)致IGBT模塊的電氣性能下降,影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對(duì)于小家電、普通電器設(shè)備的IGBT,其空洞率一般要求<5%;而對(duì)于軌道交通等領(lǐng)域,空洞率的要求則更為苛刻,有些甚至需要<0.1%。
面對(duì)如此嚴(yán)苛的空洞率要求,焊料的選擇以及焊接設(shè)備的選擇就顯得尤為重要。焊料的選擇可分為焊片和錫膏。焊片是當(dāng)前IGBT選擇最為廣泛的焊料,其優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)成分使用量少,可有效控制空洞率,但每種產(chǎn)品都需要定制相應(yīng)尺寸的焊片,操作不便;錫膏因?yàn)槠洳僮鞣奖恪⒊杀镜汀⑦m用范圍廣的特性成為近幾年IGBT興起的工藝,但是錫膏需要控制好揮發(fā)性和潤(rùn)濕性,并選用合適的真空回流焊并匹配好工藝,否則很容易造成空洞。
為了適應(yīng)IGBT領(lǐng)域?qū)τ诳斩绰士刂频母咭螅啥脊惨婢壵婵赵O(shè)備有限公司集院所專家、相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)人員、有著二十余載真空回流焊及相關(guān)產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)骨干,一同開(kāi)發(fā)出了適用于正負(fù)壓焊接工藝的創(chuàng)新型真空焊接設(shè)備,焊接可靠性高,對(duì)于低溫焊片、錫膏,空洞率可以做到≤1%。
正負(fù)壓焊接工藝專利由成都共益緣真空設(shè)備有限公司持有,可與新型真空回流焊/真空共晶爐完美匹配,設(shè)備的整個(gè)工藝曲線最多可設(shè)定128個(gè)工藝段,方便客戶試驗(yàn)出最適合產(chǎn)品的工藝曲線,達(dá)到最理想的焊接效果。
圖4.真空焊接設(shè)備分類圖5.“一種真空回流焊正負(fù)壓結(jié)合焊接工藝”發(fā)明專利圖6.“一種可適應(yīng)正負(fù)壓焊接工藝的真空艙”實(shí)用新型專利關(guān)于真空回流焊爐(真空共晶爐)的IGBT功率器件焊接的介紹就到這里,若有不當(dāng)之處歡迎各位朋友予以指正和指教;若與其他原創(chuàng)內(nèi)容有雷同之處,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們將及時(shí)處理;若您感興趣,還可以和我們聯(lián)系共同討論,或前往官網(wǎng)了解。
圖7.風(fēng)能IGBT帶工裝展示圖8.焊接后外觀飽滿、圓潤(rùn)成都共益緣真空設(shè)備有限公司
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