什么是IGBT？IGBT模塊封裝的痛點與難點

來源：艾邦半導體網

IGBT是新型功率半導體器件中的主流器件，已廣泛應用于多個產業領域。IGBT模塊中所涉及的焊接材料大多精密復雜且易損壞，制造商在IGBT模塊焊接裝配過程中正面臨著重重挑戰。

本期，我們將結合實際焊接應用場景，一起來探索必能信IGBT模塊整體焊接解決方案是如何幫助制造商突破困局、應對IGBT模塊封裝焊接難題，并助力行業發展。

什么是IGBT？

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）是由 BJT（雙極結型晶體三極管）和 MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型-電壓驅動式-功率半導體器件；而IGBT模塊則是由IGBT與FWD（續流二極管芯片）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品，具有節能、安裝維修方便、散熱穩定等特點。

IGBT是電力電子裝置的“CPU”，是能源轉換與傳輸的核心器件，采用IGBT進行功率變換，能夠提高用電效率和質量，具有高效節能和綠色環保的特點，是解決能源短缺問題和降低碳排放的關鍵支撐技術。目前，IGBT不僅廣泛應用于工業、4C（通信、計算機、消費電子、汽車電子）、軍工航天、家用電器等傳統產業領域，還廣泛應用于軌道交通（如動車、地鐵、輕軌）、新能源（如新能源汽車、風力發電）、智能電網等戰略性新興產業領域。

IGBT模塊封裝的痛點與難點

IGBT模塊的封裝工藝來主要分為焊接式封裝及壓接式封裝。其中，高壓IGBT模塊一般以標準焊接式封裝為主。然而，制造商在IGBT模塊的焊接封裝以及生產流程中，常常面臨著復雜的挑戰：

在將金屬連接器焊接至IGBT模塊的基板的過程中，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壞或損壞

IGBT 模塊有很多焊接點，要求焊接位置精確、準確

焊接、材料處理、索引、高速生產監控等方面缺乏整體解決方案

必能信IGBT模塊整體焊接解決方案

助力實現可靠、穩定以及可持續的生產

作為焊接裝配領域的領先企業，必能信以IGBT模塊整體焊接解決方案破局，并推出自動化系統工作站。必能信以超聲波金屬焊接工藝作為技術核心，憑借其低熱、潔凈、高效等優點，幫助制造商優化焊接制造流程，同時盡量減小振動幅度，可有效避免破壞材料、保證產品質量并降低廢品率。通過完整的自動化系統工作站，必能信創新地將焊接、材料處理、索引和監控等功能一體化，并取得可靠、穩定和可持續的焊接效果和生產結果。

其中，在IGBT模塊封裝中，針對銅引腳和Pin針兩種金屬部件的實際焊接應用場景， 必能信通過其IGBT模塊超聲波焊接機和IGBT工作站，幫助制造商在IGBT 模塊封裝過程中應對復雜挑戰、點對點突破應用技術難題。

01IGBT模塊超聲波焊接機

在銅引腳的實際焊接應用場景中，當制造商在需要將銅引腳焊接至覆銅的陶瓷板上時，由于陶瓷基板較為脆薄，較高強度的焊接容易造成陶瓷基板的破裂。必能信IGBT模塊超聲波焊接機能在保證高強度焊接的同時避免陶瓷基板破裂，同時做到焊面完全結合、無空洞。

IGBT模塊超聲波焊接機

操作窗口尺寸550x480mm，保證最大操作空間

人機界面方便操作及數據查閱

高清掃描，使用維護簡易

自動定位、焊接、檢測

分階振幅功能在實現焊接強度的同時保證陶瓷基板不破裂

02IGBT工作站

在Pin針的實際焊接應用場景中，當制造商需要將Pin針焊接到覆銅陶瓷板上時，由于Pin針材料體積較小，需要精確的索引以實現準確的焊接定位，另外，焊接能量的均勻分布對于打造牢固的焊接效果也至關重要。

然而，現有的錫焊工藝難以精確控制焊接深度 ，即使將現有的錫焊工藝優化到極限狀態也還存在約5%的不良率，不良表現主要為針座焊盤局部虛焊；另外，傳統的工藝制造流程并不具備自動化產線集成和數據傳輸能力。

必能信IGBT工作站采用特殊的超聲波扭矩焊技術，將Pin針焊接到覆銅陶瓷板上，對陶瓷基板的損傷較小，其焊接深度精確且穩定，同時自動化集成度高，可有效提高產品質量良品率，幫助客戶極大地降低成本。

審核編輯：湯梓紅