传统功率模块端子 pin 针与控制线路板连接是以焊接方式。Press-Fit 俗称“鱼眼端子”,是焊接安装的替代解决方案,是将 IGBT 模块上的控制管脚和负载电流管脚接入 PCB(印刷电路板)的一种可选方法,可满足对更高耐用性、耐高温、符合 RoHS 规范等要求,简单易操作。

Press-Fit 技术在 IGBT 模块中的应用

图  Press-Fit 技术 PCB与引脚的横截面,来源:赛米控丹佛斯
Press-Fit 压接技术采用特殊的引脚去将PCB安装到模块上,通过定义合适的PCB孔径(略小于引脚宽度),并控制压接的力矩和行程,经过特殊设计的引脚在压接过程中发生变形之后固定于PCB的电镀孔内。压入过程会令引脚产生塑形变形,从而确保了低欧姆电阻的紧密连接。因此,只需要很小的压入力度便可以有较高夹持力。这种连接能够满足汽车等级的振动等机械性能,能满足高温度条件下(例如 125℃)的汽车电子工作环境温度设计标准。
Press-Fit 技术在 IGBT 模块中的应用
图 Press-Fit 技术在IGBT模块中的应用,来源:英飞凌
Press-Fit 确保了简单快速的模块与PCB安装,消除了焊接工艺,减少装配时间和成本,满足无铅化焊接安装要求。安装PCB驱动板的同时,电气接触同一步建立。电路板和模块可以很容易地拆开,所以这种无焊接压接维护简单。如有故障出现,部分零件仍然可以重用, 而不需全部弃掉。虽然 Press-Fit 技术非常特殊,但PCB并不需要满足任何特别的需求。
表 西门子企业标准 SN 29500-5 /2004-06 版第 5 部分显示不同连接技术的故障率

Press-Fit 技术在 IGBT 模块中的应用

目前对于更出色耐用性、耐高温、无铅以及简单易操作的要求在持续增长。 作为市场上的一项先进技术,相比手工焊接及其他类型连接而言,Press-Fit 能将可靠性提高 100 倍,装配过程简单,因而省时省钱,过程可靠,保证了系统的可维修性,提高模块的装配效率和可靠性。
图   Press-Fit 在IGBT模块的应用,来源:英飞凌
Press-Fit 技术连接既用作控制连接又可用于当今电流承载能力快速增长的PCB的功率连接。中等功率模块只把它用作辅助信号引脚,而小功率模块也会使用多个引脚并联作主功率连接。在电动汽车领域,连接的高可靠性可确保模块大规模量产,因此该技术也应用于电动汽车领域。

原文始发于微信公众号(艾邦半导体网):Press-Fit 技术在 IGBT 模块中的应用

作者 li, meiyong