IGBT模块为什么要用激光锡焊

IGBT模块是一种模块化的半导体产品，广泛的应用于消费电子领域，所以IGBT模块的焊接需求非常大。而越来越多的厂商选择使用激光锡焊的方式焊接IGBT模块。松盛光电来给大家介绍激光锡焊的优势，IGBT模块选择用激光焊锡的原因。

IGBT 简介

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件。它具有高输入阻抗、低导通压降、高开关速度等诸多优点，广泛应用于电机控制、电源、新能源汽车等众多领域。由于 IGBT 在这些高性能电子设备中起着关键作用，所以其焊接质量要求极高。

激光焊接 IGBT 的优势

高精度：激光焊接能够提供高度聚焦的能量，光斑尺寸可以精确控制。在 IGBT 焊接中，可以实现对微小焊接区域的精准加热，比如 IGBT 芯片与基板之间的连接，能够精确地控制焊接熔深和熔宽，确保连接的可靠性和电气性能。

低热影响区：与传统焊接方法相比，激光焊接对周围材料的热影响较小。对于 IGBT 这种对温度敏感的器件来说，这一点尤为重要。因为过多的热量可能会损坏 IGBT 内部的半导体结构，影响其电学性能。激光焊接可以将热量集中在焊接区域，减少对芯片和其他封装材料的热损伤。

高速度：激光焊接速度快，可以在短时间内完成焊接过程。这对于大规模生产 IGBT 模块来说，可以提高生产效率。例如，在自动化生产线中，快速的激光焊接能够满足高效生产的需求。

激光焊接 IGBT 的关键技术要点

能量控制：

需要精确控制激光能量，因为 IGBT 芯片和基板材料的热物理性质不同。如果能量过高，可能会导致芯片过热损坏;能量过低，则无法实现良好的材料熔合。例如，在焊接 IGBT 芯片与陶瓷基板时，要根据陶瓷的熔点和芯片的耐热极限来调整激光功率。

对于脉冲激光焊接，脉冲宽度和频率也需要优化。合适的脉冲宽度可以保证在不损坏芯片的情况下，使材料充分熔化，而脉冲频率则影响焊接的速度和质量。

光斑控制：

光斑尺寸要与焊接区域相匹配。对于 IGBT 芯片的引脚焊接等小区域焊接，需要较小的光斑尺寸以提高能量密度。同时，光斑的形状也可以根据焊接接头的形状进行调整，如线性光斑可用于长条形焊接接头。

焦点位置的控制也很关键。由于 IGBT 的封装结构可能比较复杂，正确的焦点位置可以确保激光能量准确地作用在焊接界面上。例如，在焊接 IGBT 模块内部的多层结构时，需要将焦点调整到不同材料的交界处，以获得最佳的熔合效果。

材料兼容性和表面处理：

IGBT 涉及多种材料，如金属(铜、铝等)、陶瓷等。不同材料对激光的吸收和反射特性不同，需要考虑材料之间的兼容性。例如，在焊接金属与陶瓷时，可能需要在陶瓷表面制备特殊的金属化涂层，以提高激光焊接的可操作性。

材料表面的清洁和预处理非常重要。表面的油污、氧化层等杂质会影响激光焊接效果。在焊接前，需要采用适当的清洗方法(如化学清洗、等离子清洗等)去除杂质，以确保材料表面的洁净，提高激光能量的吸收效率。