一文了解必能信IGBT模块整体焊接解决方案

IGBT是新型功率半导体器件中的主流器件,已广泛应用于多个产业领域。IGBT模块中所涉及的焊接材料大多精密复杂且易损坏,制造商在IGBT模块焊接装配过程中正面临着重重挑战。

 

本期,我们将结合实际焊接应用场景,一起来探索必能信IGBT模块整体焊接解决方案是如何帮助制造商突破困局、应对IGBT模块封装焊接难题,并助力行业发展。

一文了解必能信IGBT模块整体焊接解决方案
什么是IGBT?

 

 

 

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)是由 BJT(双极结型晶体三极管)和 MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件;而IGBT模块则是由IGBT与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品,具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。

IGBT是电力电子装置的“CPU”,是能源转换与传输的核心器件,采用IGBT进行功率变换,能够提高用电效率和质量,具有高效节能和绿色环保的特点,是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。目前,IGBT不仅广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、军工航天、家用电器等传统产业领域,还广泛应用于轨道交通(如动车、地铁、轻轨)、新能源(如新能源汽车、风力发电)、智能电网等战略性新兴产业领域。

IGBT模块封装的痛点与难点

 

 

IGBT模块的封装工艺来主要分为焊接式封装及压接式封装。其中,高压IGBT模块一般以标准焊接式封装为主。然而,制造商在IGBT模块的焊接封装以及生产流程中,常常面临着复杂的挑战:

在将金属连接器焊接至IGBT模块的基板的过程中,由于基板材料通常又薄又脆(如陶瓷基板),很容易造成基板材料的破坏或损坏

IGBT 模块有很多焊接点,要求焊接位置精确、准确

焊接、材料处理、索引、高速生产监控等方面缺乏整体解决方案

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必能信IGBT模块整体焊接解决方案

助力实现可靠、稳定以及可持续的生产    

作为焊接装配领域的领先企业,必能信以IGBT模块整体焊接解决方案破局,并推出自动化系统工作站。必能信以超声波金属焊接工艺作为技术核心,凭借其低热、洁净、高效等优点,帮助制造商优化焊接制造流程,同时尽量减小振动幅度,可有效避免破坏材料、保证产品质量并降低废品率。通过完整的自动化系统工作站,必能信创新地将焊接、材料处理、索引和监控等功能一体化,并取得可靠、稳定和可持续的焊接效果和生产结果。

 

其中,在IGBT模块封装中,针对铜引脚Pin针两种金属部件的实际焊接应用场景, 必能信通过其IGBT模块超声波焊接机IGBT工作站,帮助制造商在IGBT 模块封装过程中应对复杂挑战、点对点突破应用技术难题。

 

01

IGBT模块超声波焊接机

 

 

铜引脚的实际焊接应用场景中,当制造商在需要将铜引脚焊接至覆铜的陶瓷板上时,由于陶瓷基板较为脆薄,较高强度的焊接容易造成陶瓷基板的破裂。必能信IGBT模块超声波焊接机能在保证高强度焊接的同时避免陶瓷基板破裂,同时做到焊面完全结合、无空洞。

一文了解必能信IGBT模块整体焊接解决方案

IGBT模块超声波焊接机

操作窗口尺寸550x480mm,保证最大操作空间

人机界面方便操作及数据查阅

高清扫描,使用维护简易

自动定位、焊接、检测

分阶振幅功能在实现焊接强度的同时保证陶瓷基板不破裂

02

IGBT工作站

 

 

Pin针的实际焊接应用场景中,当制造商需要将Pin针焊接到覆铜陶瓷板上时,由于Pin针材料体积较小,需要精确的索引以实现准确的焊接定位,另外,焊接能量的均匀分布对于打造牢固的焊接效果也至关重要。

然而,现有的锡焊工艺难以精确控制焊接深度 ,即使将现有的锡焊工艺优化到极限状态也还存在约5%的不良率,不良表现主要为针座焊盘局部虚焊;另外,传统的工艺制造流程并不具备自动化产线集成和数据传输能力。

必能信IGBT工作站采用特殊的超声波扭矩焊技术,将Pin针焊接到覆铜陶瓷板上,对陶瓷基板的损伤较小,其焊接深度精确且稳定,同时自动化集成度高,可有效提高产品质量良品率,帮助客户极大地降低成本。

 

必能信深耕焊接装配领域多年,致力于凭借卓越的IGBT模块整体焊接解决方案,帮助制造商应对IGBT 模块焊接封装过程中的种种难题,改善生产流程,助力合作伙伴在激烈的市场竞争中保持优势地位,引领行业发展。

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推荐活动:【邀请函】第二届功率半导体IGBT/SiC产业论坛(11月8日·深圳)

第二届功率半导体IGBT/SiC产业论坛
The 2nd IGBT/SiC Power Semiconductor Devices Industry Forum
11月8日
深圳观澜格兰云天大酒店
地址:深圳市龙华区 观澜大道环观南路
 
主办单位:艾邦智造

媒体支持:艾邦半导体网、锂电产业通、艾邦陶瓷展、智能汽车俱乐部、光伏产业通、艾邦储能与充电、艾邦氢科技网

01

会议议题

序号

议题

单位

1

电动汽车主驱功率模块的开发与应用

智新半导体 主任工程师 王民

2

先进IGBT的设计、可靠性及FA研究

上海陆芯电子 市场技术总监 曾祥幼

3

基本半导体B2M第二代碳化硅MOSFET在新能源市场的应用

基本半导体 业务总监 杨同礼

4

面向光伏与储能应用的功率半导体解决方案

林众电子 市场总监 冯航

5

电动汽车用高密度沟槽栅IGBT芯片技术

瑞迪微电子 CTO 温世达

6

大功率半导体常见工艺问题与应用失效,解决方案及经验分享

南粤精工 总经理 李嵘峰

7

PressFit技术在IGBT模块中的应用

徕木电子 技术总监 王昆

8

碳化硅生长技术浅析与展望

重投天科半导体 技术副总 郭钰博士

9

SiC芯片贴片用铜浆的技术进展

中南大学 副教授 李明钢

10

功率器件封装材料创新与应用

晨日科技 总经理 钱雪行

11

高可靠功率半导体陶瓷基板技术

陶陶新材 执行副总 戴高环

12

新型功率器件可靠性测试研究

泰克科技 市场开发总监 孙川

13

创新封装车规级SiC功率模块

赛晶半导体 市场兼技术支持总监 马先奎

14

大功率半导体器件先进封装技术及其应用(暂定)

索力德普半导体 董事长/总经理 屈志军博士

15

GENESTAR™高电压部件的应用提案

可乐丽  技术经理  徐圣俊

更多议题征集中,演讲及赞助请联系张小姐:13418617872 (同微信)

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02

赞助及支持企业

上海徕木电子股份有限公司

深圳市鑫典金光电科技有限公司
东莞市陶陶新材料科技有限公司
深圳市晨日科技股份有限公司
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北京东方中科集成科技股份有限公司
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广东华芯半导体技术有限公司
深圳市重投天科半导体有限公司
比亚迪半导体股份有限公司
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上海陆芯电子科技有限公司
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智新半导体有限公司
广东南粤精工精密组件有限公司
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广州柏励司研磨介质有限公司
东莞市合道电子科技有限公司
合肥恒力装备有限公司
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可乐丽贸易(上海)有限公司

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先进封装设备类似前道晶圆制造设备,供应商受益先进封测产业增长。随着先进封装的发展,Bumping(凸块)、Flip(倒装) 、TSV 和 RDL(重布线)等新的连接形式所需要用到的设备也越先进。以长球凸点为例,主要的工艺流程为预清洗、UBM、淀积、光刻、焊料 电镀、去胶、刻蚀、清洗、检测等,因此所需要的设备包括清洗机、PVD 设备、光刻机、 刻蚀机、电镀设备、清洗机等,材料需要包括光刻胶、显影剂、刻蚀液、清洗液等。为促进行业发展,互通有无,欢迎芯片设计、晶圆制造、装备、材料等产业链上下游加入艾邦半导体先进封装产业链交流群。

作者 808, ab