IGBT即绝缘栅双极型晶体管,是能源变换与传输的核心器件,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

 

在新能源汽车市场,IGBT是新能源汽车电控系统中最核心的电子器件之一,随着国家政策大力支持及新能源汽车推广应用进程加快,渗透率不断提升,未来IGBT市场拥有广阔的发展空间。公开资料显示,2018年全球IGBT市场规模达到62.1亿美元,全球IGBT市场规模在未来几年时间仍将继续保持稳定增长的势头。集邦咨询的研究报告显示,2018年,中国IGBT市场规模预计为153亿元,受益于新能源汽车和工业领域的需求大幅增加,中国IGBT市场规模将持续增长,到2025年,中国IGBT市场规模将达到522亿元,复合增长率达19.11%,市场前景广阔。

IGBT模块的功率导电端子需要承载数百安培的大电流,对电导率和热导率有较高的要求,而汽车中的IGBT还要承受一定的振动和冲击力,对机械强度要求高,故IGBT导电端子的焊接技术工艺要求十分高。

一个IGBT模块通常需要经过贴片、焊接、等离子清洗、X光检测、键合、灌胶固化、成型、测试、打标共9道工艺后才能投放到市场。,对于车规级的IGBT模块,单块IGBT模块上的端子一般几个到几十个不等,IGBT焊接设备焊接单块IGBT模块一般在90秒左右,单台设备每年满产产能可达9.6万套。

其中焊接工艺中焊接质量直接影响功率模块的可靠性及使用寿命。传统的锡焊工艺虽然工艺简单,操作简便,但存在易氧化,焊接强度低,可靠性差等缺点。

超声波焊接是一种很适合IGBT导电端子焊接的工艺,由于超声波焊接采用高频超声能量使金属原子在两种材料界面间相互扩散,最终形成一种高强度键合界,工艺简单快捷、接触电阻低、键合强度较高,更好的满足了IGBT导电端子对低电阻、高强度的要求。随着超声波焊接技术的不断发展,IGBT领域的应用不断加深。

超声波焊接运用在功率半导体领域时,主要用于多个铜端子和DBC基板覆铜层之间的焊接,对焊接模式的控制和自动化系统设计都有很高要求,属于多技术融合的焊接站。由于功率半导体焊接端子小、基板易碎,其对焊接要求更加精细,焊接需严格控制焊接力、振幅、变形量、能量等参数以保证焊接的一致性,精确控制力和位移,需要集成有较多的传感器用于检测和模式控制。此外,焊接设备上还需要运动控制,通过视觉定位、伺服控制等模块来完成同一块功率半导体上多个点位的焊接需求,因此对自动化设计能力也存在较高要求。

下面介绍上海骄成超声波技术股份有限公司两款IGBT超声波焊接设备

1、IGBT端子超声波焊机

型号:IG-H6000 ABC

IGBT超声波焊接设备介绍

产品介绍

全新一代IGBT功率模块端子超声波焊接机,全伺服运动控制、视觉定位、可配置全自动上下料系统、除尘系统等, 实时精确控制力和位移,多种焊接模式,配置过程焊接监控,保证焊接质量。

应用对象:IGBT/Sic/功率模块等铜端子超声焊接

超声波焊接优势

具备高强度和高可靠性,低电阻,不需要焊料,而且不存在线性膨胀系数差,可获得较高的可靠性。

2:Pin针超声波焊机

型号:IG-P800-ABC

 

工艺优势:

可以取代锡焊工艺, 自动上针、自动定位、自动焊接;

焊接强度高、可靠性高 电阻小、热传导效率高  免清洗等优势

应用对象:

可焊接一体针、针座、鱼眼针

可焊接在DBC板、模块

关于上海骄成

上海骄成超声波技术股份有限公司(股票名称“骄成超声”,股票代码688392,以下简称“公司”)成立于2007年,主要从事以超声波技术为核心产品的研发、设计、生产与销售,致力于成为超声波技术及其行业应用的领航者。

原文始发于微信公众号(艾邦半导体网):IGBT超声波焊接设备介绍

作者 li, meiyong