真空焊接前言介绍

对电子产品而言，真空焊接的主要优势是为了去除焊点里面可挥发性的物质，并且相应的减少了产品焊点的空洞。这一目的也是为了提升产品质量的可靠性，以及更高的电流密度，例如电源模块在运用中由此产生的更大的功率损耗，一些模块已经达到每平方厘米200瓦以上的功率损耗水平。空洞对散热有很大的阻碍作用，因此在电力应用中不受欢迎。

空洞是由于气体的释放而产生的气泡，例如，焊剂残留物和产品在高温中的化学反应。在工艺开发过程中获得的经验表明，焊料在熔融状态下环境压力低于50mbar足以显著减少空洞的数量。

对于底部端子器件（BTC）,MOSFET和LED器件在真空焊接过程中去除气泡是非常简单的.在一些客户产品当中，真空压力值在20mbar就可以完全将空洞去除,请看以下图片：

（1） Soldering with vacuum, Void: <1%

（2） Soldering without vacuum, Void: >20%

 

双面水冷IGBT

双面水冷IGBT是目前新能源汽车发展的需要，主要为了解决车载逆变器功率密度的问题。基本结构如下图所示，相比现有IGBT模块，DCB构成了第二条散热通道在模块顶部面，这是用于改善模块的散热效果.

Fig 1

 

Fig 2

作为双面水冷模块，其塑封材料不同温度下的机械一致性首先需要保证。22℃和150℃的模块表面平整度较好，同时防潮性能也比较优异。增加了模块顶部的散热通道后，散热效果剋提升70%，需要注意的是，热阻值随表面影响较大，要达到最佳的热阻.

双面水冷IGBT真空焊接

正如我们知道的，焊接难免会存在空洞缺陷由于助焊剂在加热过程中形成的气态水。双面水冷IGBT模块的焊接面积更是可达50mm*50mm, 这是一个大面积焊接工艺。

（5）Chip

  

焊接空洞会影响模块的散热性能，并且功率损耗。为了减少双面水冷IGBT模块在焊接过程中产生的空洞缺陷，真空条件下焊接明显有助于去除空洞。请参考以下测试结果:

（7）X-Ray Inspection Soldering without & With Vacuum

从以往的测试结果来看，IGBT在焊接过程中，真空负压值不同空洞结果也不同。

从上述测试结果数据来看，对于双面水冷IGBT模块焊接而言，在低真空负压值的条件下焊料里的气泡更有助于逃脱出来。最终空洞可以做到1%以下在真空条件20mbar的条件下，而在氮气回流焊过程中空洞率高于30%。那么，真空焊接是最好的选择对于双面水冷IGBT。

供图：（锐德热力设备有限公司）

 

锐德公司简介

锐德专注于电子和光伏行业热力系统解决方案，是电子装配领域最先进、最具成本效益制造和创新技术的领导者。作为全球知名的设备制造商，产品覆盖回流、气相及真空焊接系统、干燥和防护层喷涂系统、功能测试系统、太阳能电池金属化设备以及各类定制系统，业务遍及各个成熟市场及主要成长型市场，作为一个拥有30年行业经验的合作伙伴，我们能够实施创新的生产解决方案，制定新的工艺标准。