Jeder, der in der Automobilelektronikbranche tätig ist, weiß, dass das IGBT-Modul die Kernkomponente ist, die den Stromausgang während der Beschleunigung von Elektrofahrzeugen und den Stromeingang während der Bremsenergierückführung steuert. Was also ist ein IGBT? IGBT ist die Abkürzung für Insulated Gate Bipolar Transistor (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), ein zusammengesetztes, vollständig gesteuertes, spannungsgesteuertes Leistungshalbleiterbauelement, das aus BJT (Bipolartransistor) und MOS (Insulated Gate Field Effect Transistor) besteht. Es hat die Vorteile sowohl der hohen Eingangsimpedanz eines MOSFET als auch des geringen Durchlassspannungsabfalls eines GTR. Es eignet sich sehr gut für den Einsatz in Umrichtersystemen mit einer Gleichspannung von 600 V oder mehr, wie z. B. Wechselstrommotoren, Wechselrichtern, Schaltnetzteilen, Beleuchtungsschaltungen, Traktionsantrieben und anderen Bereichen. Das Thema dieses Kapitels ist nur die Erläuterung der Anwendung des Laserlötens in elektronischen IGBT-Modulen für Kraftfahrzeuge.
Automobilelektronik IGBT Laserlöten
Ein IGBT-Modul ist ein modulares Halbleiterprodukt, das durch ein spezielles Schaltungsbrückenpaket aus IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor Chip) und FWD (Freewheel Diode Chip) gebildet wird. Das verpackte IGBT-Modul wird direkt in Wechselrichtern, unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV) und anderen Geräten verwendet. Das IGBT-Modul zeichnet sich durch Energieeinsparung, einfache Installation und Wartung sowie stabile Wärmeableitung aus. Die meisten auf dem Markt verkauften Produkte sind solche modularen Produkte, und der Begriff IGBT bezieht sich im Allgemeinen auf IGBT-Module. Mit der Weiterentwicklung von Energiespar- und Umweltschutzkonzepten werden solche Produkte auf dem Markt immer häufiger vorkommen.
Bevor das IGBT-Modul in die Hülle verpackt wird, werden der IGBT-Chip und der Diodenchip zunächst durch Schweißstücke mit dem DBC-Substrat verschweißt, dann wird der DBC mit dem verschweißten Chip verbunden und dann wird das Sekundärschweißen durchgeführt. Bei diesem Vorgang wird die geschweißte Untereinheit zunächst gereinigt, um zu verhindern, dass die Untereinheit oxidiert, und dann werden die Untereinheit, die Elektrode, das Schweißstück und der Schweißring durch Geräte mit der Wärmeableitungsbasis aus Aluminiumsiliziumkarbid verschweißt.
Laserschweißen von IGBT-Modulen
Analyse von Faktoren, die die IGBT-Voidrate im sekundären Schweißprozess beeinflussen
1. Löten
Die derzeit verwendeten Materialien für Lötplatten und Lötringe enthalten Sn, Pb und Ag, sind flussmittelfrei und es wird sichergestellt, dass das Lot vor dem Schweißen nicht oxidiert.
2. Schweißtemperatur
Während des Schweißvorgangs wird der zu schweißende IGBT auf ein Tablett geladen und mithilfe des Motorschleppsystems nacheinander durch die Heizzone, Kühlzone, Vakuumdruckhaltezone usw. bewegt. Während des Schweißvorgangs kann die geeignete Schweißtemperatur entsprechend der Schmelzpunkttemperatur des Lots ausgewählt werden, und die Schweißtemperatur wird vollständig gemäß den Standardprozessdokumenten eingestellt.
