激光恒溫錫焊應(yīng)用于電動汽車IGBT功率模塊案例

眾所周知，IGBT芯片也被稱作絕緣柵雙極型晶體管，是一種被廣泛應(yīng)用的功率半導(dǎo)體，像我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫募译?、出行搭乘的汽車、飛機(jī)、高鐵等，其中都有IGBT芯片的身影，它也被稱為是電力電子行業(yè)的CPU。

而IGBT芯片最主要的作用還是體現(xiàn)在新能源領(lǐng)域中，它是新能源汽車必不可少的組成部分，這么一個小小的芯片就占據(jù)了整輛車成本的5%,與動力電池電芯一起被稱為是雙芯。

電動汽車項目中主電控單元中的IGBT功率模塊錫焊焊接實(shí)際案例，其制造裝配工藝是先將IGBT功率模塊和接插件裝入鑄鋁的殼體內(nèi)并固定，再前工序SMT完成后電路板裝配到鑄鋁的殼體內(nèi)并將IGBT功率模塊和接插件引腳從電路板引腳孔中穿出(圖17、18),將整個工件放入軌道生產(chǎn)線定位后進(jìn)行錫焊焊接，然后經(jīng)過檢測和三防處理，再裝上其他外圍部件完成。由于電動汽車的電控回路是采用高電壓，所以焊接可靠性問題更加突出。

功率驅(qū)動IGBT模塊部件基板大部分器件采用SMT工藝完成，而功率驅(qū)動模塊元件屬后插元件，且不能再過回流爐、而且IGBT引出腳多、耐熱性較差。而且電路板必須焊接面向上，由于結(jié)構(gòu)原因要焊點(diǎn)加熱速度要快，快速完成焊接，否則會損壞器件。工藝規(guī)定必須Cycle Time:3Sec內(nèi)完成一個焊點(diǎn)，經(jīng)過客戶全面評估選用了雙X雙Y雙工位點(diǎn)錫膏送絲焊接機(jī)設(shè)備，使用固高八軸控制卡控制平臺，將 Y1、Y2 作為兩個工位，在兩個工位上放置產(chǎn)品進(jìn)行加工，在 X1 軸上安裝焊接頭、送絲機(jī)構(gòu)(可選)，在 X2 軸上安裝點(diǎn)錫頭、定位相機(jī)、測高傳感器(可選)。

奧萊光電雙X雙Y雙工位點(diǎn)錫膏送絲焊接機(jī)優(yōu)勢：

1、非接觸式焊接：在焊接時僅被焊區(qū)域局部加熱，其它區(qū)域不承受熱效應(yīng);

2、精度高：光斑可以達(dá)到微米級別，加工時間可以通過程序控制;

3、工作空間要求?。杭?xì)小的激光束可取代烙鐵頭，在加工件表面有其它干涉物時，也可同樣進(jìn)行精密加工;

4、視覺視覺定位點(diǎn)錫，焊接CCD同軸監(jiān)控;焊錫操作簡單，激光頭維護(hù)方便;

5、激光錫焊的光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)于傳統(tǒng)的烙鐵加熱方式，單點(diǎn)焊接時間短，融錫快，無炸錫，殘留少。

6、激光加工恒溫控制，激光加工點(diǎn)實(shí)時溫度監(jiān)控。內(nèi)部閉環(huán)反饋，焊接光斑可調(diào)節(jié)，更好的適應(yīng)不同焊點(diǎn)尺寸需求。