激光焊锡技术在IGBT引脚模块焊接的应用

IGBT模块是由IGBT芯片（绝缘栅双极型晶体管）和FWD芯片（续流二极管芯片）通过特定的电路桥封装而成的模块化半导体产品。因其具备节能、安装维修方便、散热稳定等特点，按照其电压的高低，可以分为高压GBT模块、中压GBT模块以及低压GBT模块。其中激光焊锡加工后的低压GBT模块主要应用在消费电子领域，中压GBT模块应用在家电、新能源汽车领域；高压GBT模块应用在智能电网、风力发电等领域。

现有的IGBT模块封装焊接结构主要采用两种方式：一种是将绝缘衬板焊接在基板上封装成IGBT模块，再通过硅脂与散热器配合安装的方式，它以IGBT模块为单元进行功率等级的选配，具备通用性强、可拆装互换、驱动设计简单等特点，其降低了对应用开发水平的要求，但存在如下问题：

1、绝缘衬板通过基板安装于散热器上，使得绝缘衬板与散热器换热路径中多出部分热阻环节，即导致绝缘衬板至散热器热阻大，制约了绝缘衬板的散热效率，导致IGBT功率等级难以提升；

2、为保证大基板与散热器表面良好接触，大基板平面需进行拱度处理，基板制造复杂、成本高；

3、基板因热膨胀引发接触不良时，IGBT使用性能及IGBT模块的可靠性降低，增加了系统运行风险，且造成了IGBT不均流效应凸显；

4、绝缘衬板需要使用特定工装保证焊接效果，绝缘衬板焊接过程复杂；

5、受焊接均匀性、大基板平面拱度、并联绝缘衬板的电流均匀性影响，存在绝缘衬板焊接过程复杂、封装难度大、无法保证IGBT使用性能和长期运行可靠性等问题。

针对IGBT制作工艺上的难点，紫宸激光作为焊锡设备制造厂家，对比激光自动焊锡技术和烙铁自动焊锡技术，推出激光焊锡方案，激光焊锡技术在焊锡过程中，激光束可以精确到几毫米，焊锡精度高，且热量对周边区域影响少，无挤压的特点很适合IGBT焊锡。

激光焊锡机的优势：

（1）激光焊锡机同IGBT板没有直接接触、且焊接过程中无电机使用，可以避免静电释放和电机污染等问题。

（2）无焊锡耗材，如烙铁头的消耗，既节约了使用成本，也省去了烙铁头维护时间。

（3）可根据客户需求专门定制。

审核编辑 黄宇