一种IGBT组件的焊接方法、装置及其产成品与流程

xiaoxiao2026-09-10  2


本技术涉及igbt焊接,具体涉及一种igbt组件的焊接方法、装置及其产成品。


背景技术:

1、igbt(绝缘栅双极晶体管/insulate-gate bipolar transistor)综合了电力晶体管(giant transistor—gtr)和电力场效应晶体管(power mosfet)的优点,具有良好的特性。随着电气时代的不断发展,适配于小电流、小电压的mos管以及适配于大电流的三极管,无法满足大电压、大电流高速开关的应用场景,例如电动汽车、家电、工业控制系统、光伏、轨道交通等。此时,结合两者优势的igbt应运而生,其具有驱动功率小、开关速度快饱和压降低而容量大的优点。

2、现有技术中igbt组件的焊接多采用锡膏配合甲酸真空回流炉的方式进行焊接;但是这种焊接方式,一方面锡膏焊接易产生锡珠、焊接质量不高;另一方面,在使用锡片焊接igbt组件时,igbt和陶瓷片或陶瓷片与散热板之间贴合过于紧密,不易于甲酸的浸润还原,导致拒焊、焊接强度不高、空洞率大等技术问题。而igbt的焊接又与其他晶体管不同,由于其性能的需求,对焊接处金属纯度以及空洞率有较严格的要求。综合这些因素,现有技术中igbt组件的焊接良品率不高。


技术实现思路

1、本技术针对现有技术中锡膏配合甲酸/或真空回流炉焊接的igbt组件空洞率高、焊接处溢锡多等缺点,提供了一种igbt组件的焊接方法、装置及其产成品,至少具有焊接强度高、空洞率低、焊接处金属纯度高的优点。

2、第一方面

3、本技术提供了一种igbt组件的焊接方法,包括以下步骤:s1、在散热板上涂抹锡膏或放置第一焊片,并贴陶瓷片;s2、过甲酸回流炉,焊接所述陶瓷片;s3、至少设置一处点锡膏于所述陶瓷片,并将第二焊片放置于所述点锡膏;s4、将igbt放置于所述第二焊片,过甲酸回流炉,焊接所述igbt,形成igbt组件。

4、具体的,本技术的主要构思之一在于通过焊片和焊接顺序的设计,提供一种igbt组件高良品率的igbt组件的焊接方法。其中,所述散热板包括水冷、风冷等任一种板体。在所述步骤s1中锡膏为高温锡膏,熔点≥205℃。。所述陶瓷片包括dbc铜覆板。所述第一焊片、第二焊片为锡片。值得说明的是,本技术不同于现有技术中先焊接所述igbt和陶瓷片形成半成品,再采用导热泥将半成品粘合于散热板,形成igbt组件的做法,而是提供了一种双面焊接的方式。所述散热片与陶瓷片之间通过锡膏或第一焊片焊接,相较于传统的导热泥具有导热性能好、igbt利用率高的优点。此外,在所述igbt与陶瓷片的焊接过程中,先在所述陶瓷片上设置点锡膏,然后放置第二焊片,从而能够有效增大第二焊片与所述陶瓷片之间的间隙,从而使得甲酸可充分的对所述陶瓷片进行浸润还原,提高两者的焊接强度以及陶瓷片的金属纯度,进而达到降低空洞率、提高焊接质量的目的。

5、此外,所述陶瓷片、igbt均包括定位治具,用于其放置涂抹锡膏、第一焊片、点锡膏以及第二焊片时的定位。

6、进一步的,包括步骤s5:s5、所述igbt组件包括温传针和/或温传电阻,涂抹锡膏于所述陶瓷片,放置所述温传针和/或温传电阻,过甲酸回流炉。

7、进一步的,所述点锡膏为熔点≥205℃的高温锡膏。

8、具体的,所述点锡膏与步骤s1和步骤s5中锡膏的成分一致,其熔点均大于205℃,用于降低焊接成本。进而,本技术的点锡膏可在甲酸还原温度150℃-200℃时不熔融,对锡片进行临时支撑,利于甲酸对所述陶瓷片的浸润还原,提高陶瓷片的金属纯度、降低焊接的空洞率,提升焊接强度。

9、进一步的,所述点锡膏的熔点小于igbt可接受的最高炉温,可有效避免高温下所述igbt的塑封分层失效。

10、进一步的,步骤s4包括:s41、将所述甲酸回流炉的温度提升至150℃-200℃,并维持预设时间;s42、提升所述甲酸回流炉的温度至235℃-245℃。

11、具体的,本技术通过步骤s41使甲酸充分对所述陶瓷片浸润还原,然后通过步骤s42对所述点锡膏和第二焊片熔融,完成焊接。

12、进一步的,235℃-245℃的取值区间可基于igbt可接受的最高炉温进行调整。

13、进一步的,步骤s41包括:s411、在所述预设时间的持续区间,甲酸气体通入压力为300mbar-800mbar,持续时间为60s-120s。

14、具体的,甲酸的流速在所述预设时间内呈现抛物线性,用于使甲酸与所述陶瓷片充分的浸润还原。

15、在一些实施例,所述第一焊片和/或第二焊片的四角弯折,并朝向所述陶瓷片和/或所述igbt。

16、具体的,通过所述第一焊片和第二焊片的弯折操作,可有效提升甲酸的浸润时间,降低焊接的空洞率。

17、进一步的,在步骤s1所述散热板放置第一焊片后,设置点锡膏,再贴陶瓷片,用于提升所述陶瓷片的双面焊接的焊接质量。

18、在一些实施例,所述点锡膏为点状,设置于所述第二焊片的放置范围内。

19、进一步的,所述第二焊片朝向所述陶瓷片的方向内折,形成折弯区,所述折弯区设置于所述点锡膏之间。

20、第二方面

21、本技术提供了一种igbt组件的焊接装置,用于实现如第一方面任一实施例提供的所述一种igbt组件的焊接方法,包括:甲酸回流炉:用于提供真空甲酸回流焊;定位治具:用于在过所述甲酸回流炉之间,定位所述陶瓷片和igbt;组装设备:用于放置所述锡膏、点锡膏、第一焊片、第二焊片、陶瓷片、igbt、温传针和温传组件。

22、具体的,本技术提供的装置可用于陶瓷片、igbt的手动、半自动和全自动操作,用于本技术提供的所述igbt组件的焊接。

23、第三方面

24、本技术提供了一种igbt组件的产成品,使用了如第一方面任一实施例提供的所述一种igbt组件的焊接方法,从而使本技术提供的igbt组件具有导热效果好、焊接强度高、空洞率低等优点。

25、综上所述,本技术提供了一种igbt组件的焊接方法、装置及其产成品,至少具有以下优点:

26、1、本技术所述散热片与陶瓷片之间通过锡膏或第一焊片焊接,相较于传统的导热泥具有导热性能好、igbt利用率高的优点。此外,在所述igbt与陶瓷片的焊接过程中,先在所述陶瓷片上设置点锡膏,然后放置第二焊片,从而能够有效增大第二焊片与所述陶瓷片之间的间隙,从而使得甲酸可充分的对所述陶瓷片进行浸润还原,提高两者的焊接强度以及陶瓷片的金属纯度,进而达到降低空洞率、提高焊接质量的目的;

27、2、所述点锡膏与步骤s1和步骤s5中锡膏的成分存在差异,所述点锡膏与步骤s1和步骤s5中锡膏的成分一致,其熔点均大于205℃,用于降低焊接成本。进而,本技术的点锡膏可在甲酸还原温度150℃-200℃时不熔融,对锡片进行临时支撑,利于甲酸对所述陶瓷片的浸润还原,提高陶瓷片的金属纯度、降低焊接的空洞率,提升焊接强度;

28、3、通过所述第一焊片和第二焊片的弯折操作,可有效提升甲酸的浸润时间,降低焊接的空洞率。


技术特征:

1.一种igbt组件的焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述一种igbt组件的焊接方法,其特征在于,包括步骤s5:

3.如权利要求1或2所述一种igbt组件的焊接方法,其特征在于,所述点锡膏(2)为熔点≥205℃的高温锡膏。

4.如权利要求3所述一种igbt组件的焊接方法,其特征在于,步骤s4包括:

5.如权利要求4所述一种igbt组件的焊接方法,其特征在于,步骤s41包括:

6.如权利要求3所述一种igbt组件的焊接方法,其特征在于,所述第一焊片(3)和/或第二焊片(5)的四角弯折,并朝向所述陶瓷片(4)和/或所述igbt(6)。

7.如权利要求3所述一种igbt组件的焊接方法,其特征在于,所述点锡膏(2)为点状,设置于所述第二焊片(5)的放置范围内。

8.如权利要求7所述一种igbt组件的焊接方法,其特征在于,所述第二焊片(5)朝向所述陶瓷片(4)的方向内折,形成折弯区,所述折弯区设置于所述点锡膏(2)之间。

9.一种igbt组件的焊接装置,用于实现如权利要求1-8任一项所述一种igbt组件的焊接方法,其特征在于,包括:

10.一种igbt组件的产成品,其特征在于,使用了如权利要求1-8任一项所述一种igbt组件的焊接方法。


技术总结
本申请具体涉及一种IGBT组件的焊接方法、装置及其产成品,所述焊接方法包括以下步骤:S1、放置散热板并涂抹锡膏或放置第一焊片,将陶瓷片放置于所述第一焊片;S2、过甲酸回流炉,焊接所述陶瓷片;S3、至少设置一处点锡膏于所述陶瓷片,并将第二焊片放置于所述点锡膏;S4、将IGBT放置于所述第二焊片,过甲酸回流炉,焊接所述IGBT,形成IGBT组件。本申请在所述IGBT与陶瓷片的焊接过程中,先在所述陶瓷片上设置点锡膏,然后放置第二焊片,从而能够有效增大第二焊片与所述陶瓷片之间的间隙,从而使得甲酸可充分的对所述陶瓷片进行浸润还原,提高两者的焊接强度以及陶瓷片的金属纯度,进而达到降低空洞率、提高焊接质量的目的。

技术研发人员:曹连鹏,管博,殷浩,任平志
受保护的技术使用者:格至达智能科技(江苏)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
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