新型功率器件焊接空洞的探析及解决方案
2021-02-07深圳市唯特偶新材料股份有限公司李维俊段佐芳
电子世界 2021年2期
深圳市唯特偶新材料股份有限公司 李维俊 段佐芳
深圳职业技术学院 林 峰 赵 宁
深圳瑞欧光技术有限公司 刘乐华
深圳大学 张培新 王艳宜
微电子焊料是电子产品组装过程中不可或缺的重要组成部分,它能够将器件的各部分有效地连接在一起。随着5G时代的到来,电子技术向着高功率、高密度和集成化的方向发展,对于大功率器件的封装如IGBT、MOS、大功率LED等,也相应地对焊接材料提出了更高的、更全面的可靠性需求。
1 几类功率器件封装的现状
IGBT,一种功率半导体,它是能源转换与传输的核心器件,是电力装备的CPU。采用IGBT进行功率转换,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,其应用领域有工业领域(如变频器/逆变器),家用电器领域(如变频空调、洗衣机等),轨道交通领域(如动车、轻轨、地铁等),新能源领域(如新能源汽车、风力发电),医学领域(如医疗稳压电源),军工航天领域(如飞机、舰艇),可以说,当代社会IGBT无处不在。

图1 IGBT焊接结构图
整个IGBT模块中,最重要问题之一就是散热,因此迫切需要良好的热管理方案,比如DBC陶瓷覆铜板,其材料涉及氧化铝、氮化硅等,还有更多的新型材料在开发中,这些材料都是为了更好地服务于模块的热传导和电传导性能,所以焊接材料显得尤为关键。IGBT组装分一次焊接和二次焊接,一次焊接主要是焊接芯片,这部分焊接主要是建立电流通路和散热通路,对空洞率要求最高;二次焊接主要是针对DBC底板,这部分焊接主要起散热的作用,IGBT模块组装结构如图1所示。……
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