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新能源汽車IGBT 模塊,選擇性波峰焊如何實現精度控制?

2025-04-03 責任編輯:邁威 453

在新能源汽車的電驅系統中,IGBT 模塊堪稱 “電力心臟”。作為將直流電轉換為交流電的核心器件,其性能直接影響車輛的能效與可靠性。而銅基板與多引腳的精密焊接,正是保障 IGBT 模塊穩定性的關鍵工藝。

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一、IGBT 模塊的結構挑戰:

IGBT 模塊由芯片、覆銅陶瓷襯底、銅基板及散熱器等多層結構組成,需通過焊接實現電連接與熱傳導。銅基板因其高導熱性成為首選,但銅的高熔點(1083℃)與熱膨脹系數差異,導致焊接時易產生應力集中與虛焊風險。此外,多引腳設計(如柵極、集電極、發射極)對焊接精度提出嚴苛要求 ——0.1mm 的偏差即可引發信號干擾或局部過熱,直接影響模塊壽命。

傳統焊接技術如手工焊或波峰焊難以兼顧效率與精度。手工焊依賴人工經驗,一致性差;普通波峰焊需整板浸入錫液,易造成元件熱損傷且無法局部優化參數。因此,選擇性波峰焊成為解決銅基板與多引腳焊接難題的最優方案。

 

二、選擇性波峰焊的技術突破:毫米級精度的三大核心

選擇性波峰焊通過 “精準定位 + 動態參數控制”,實現焊點級別的精細化操作,其核心技術包括:

1. 視覺定位與路徑規劃

Mark 點識別系統:通過高速攝像頭捕捉 PCB 上的基準點,結合 Gerber 文件生成焊接坐標,確保焊槍以 ±0.05mm 的精度對準目標引腳。

動態路徑補償:針對多引腳密集區域,算法自動優化焊接順序與移動軌跡,減少機械振動對精度的影響。

2. 參數定制化控制

獨立參數調節:每個焊點的助焊劑噴涂量、焊接時間、波峰高度可單獨設定。例如,銅基板區域需增加助焊劑用量以增強潤濕性,而熱敏元件附近則降低熱輸入。

熱風回流預熱:采用雙層熱風預熱技術,將 PCB 溫度梯度控制在 ±5℃范圍內,避免因熱沖擊導致的銅基板翹曲。

3. 實時監控與反饋

CCD 影像全程追蹤:焊接過程中同步采集焊點形態數據,實時分析錫量、浸潤角度等參數,超差時自動觸發警報。

閉環溫度控制:通過紅外傳感器動態調整焊


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