Každý, kdo byl v automobilovém elektronickém průmyslu, ví, že modul IGBT je základní komponentou, která řídí proudový výstup při akceleraci elektrických vozidel a proudový vstup při zpětné vazbě brzdné energie. Co je tedy IGBT? IGBT je zkratka Insulated Gate Bipolar Transistor, což je kompozitní plně řízené napěťově řízené výkonové polovodičové zařízení složené z BJT (bipolární tranzistor) a MOS (tranzistor s izolovaným hradlovým polem). Má výhody jak vysoké vstupní impedance MOSFET, tak nízkého poklesu napětí GTR v zapnutém stavu. Je velmi vhodný pro použití v měničových systémech se stejnosměrným napětím 600V nebo vyšším, jako jsou střídavé motory, invertory, spínané zdroje, osvětlovací obvody, trakční pohony a další obory. Tématem této kapitoly je pouze vysvětlení aplikace laserového pájení v automobilových elektronických IGBT modulech.
Automobilová elektronika IGBT laserové pájení
Modul IGBT je modulární polovodičový produkt tvořený IGBT (čip bipolárního tranzistoru s izolovaným hradlem) a FWD (čip s volnoběžnou diodou) prostřednictvím specifického můstku obvodu; přibalený IGBT modul se přímo používá v invertorech, nepřerušitelných zdrojích napájení UPS a dalších zařízeních; IGBT modul má vlastnosti úspory energie, snadná instalace a údržba, stabilní odvod tepla atd.; většina produktů prodávaných na trhu jsou takové modulární produkty a IGBT obecně označuje IGBT moduly; s pokrokem v konceptech úspory energie a ochrany životního prostředí budou takové produkty na trhu stále běžnější.
Před zabalením IGBT modulu do pouzdra se nejprve IGBT čip a diodový čip přivaří k DBC substrátu přes svařovací kusy a poté se DBC s navařeným čipem slepí a poté se provede sekundární svařování. V tomto procesu je svařená dílčí jednotka nejprve vyčištěna, aby se zabránilo oxidaci dílčí jednotky, a poté jsou dílčí jednotka, elektroda, svařovací kus a svařovací kroužek přivařeny k základně rozptylující teplo z karbidu křemíku hliníku přes zařízení.
IGBT modul laserové svařování
Analýza faktorů ovlivňujících pórovitost IGBT v sekundárním svařovacím procesu
1. Pájka
V současné době používané materiály pájecích plechů a pájecích kroužků obsahují Sn, Pb a Ag, nedochází k žádnému tavidlu a je zajištěno, že pájka před svařováním nezoxiduje.
2. Teplota svařování
Během svařovacího procesu je IGBT, který má být svařován, vložen na tác a systém brzdění motoru se používá k tomu, aby se pohyboval v zóně ohřevu, ochlazovací zóně, zóně udržování vakuového tlaku atd. Během procesu svařování lze zvolit vhodnou teplotu svařování podle teploty bodu tání pájky a teplota svařování je nastavena zcela podle standardních procesních dokumentů.
