半导体功率模块激光焊接技术方案
半导体功率模块激光焊接技术方案包括激光光源:环形光斑激光器、单模环激光器、单模激光器。扫描焊接头:外光路传输镜片、扫描振镜、F-theta场镜、焊接控制系统。可配焊接过程检测系统、同轴视觉、功率监控系统、位移传感器、激光测距系统等功能模块。
焊接抗高反系统设计:激光焊接过程中会有大量反光返回振镜内部,深熔焊反光量大约为10——20%,热导焊反光量高达80%以上。大量的反光返回振镜内部会导致器件发热,镜片发热会导致胶层软化,严重时会发生镜片脱落。抗高反振镜在设计上采用了更加牢固的振镜片粘接工艺和低吸收表面处理方式,最大限度的降低振镜对反射光的吸收率,减少发热提高系统稳定性。
焊接过程检测系统:配备过程检测系统可实时监控焊接过程中的激光反射信号、可见光信号以及红外信号,通过检测信号稳定性来监测焊接过程的稳定性,从而避免出现批量性的异常。
环模激光器抑制飞溅:焊接0.8mm以上铜排铜排时环模激光器特有的能量分布形式可以有效的抑制飞溅。【半导体功率模块激光焊接技术方案】
0.8-2mm铜排焊接 单模环模激光器优势:可以单独作为单模激光器使用,焊接0.8mm以下薄铜片,抑制薄铜排焊接飞溅,减小热输入。可以作为环模激光器使用,焊接1mm以上较厚铜排,抑制焊接过程飞溅,同时以较小的热输入了得到满足焊接需求的熔深,且外观成形好。
焊前铜排要求:保证焊接来料一致性(RFU<10),焊接材料表面无异物、油污、过度氧化等异常。保障方法:激光清洗。
IGBT功率半导体激光扫描焊接系统优势:
1. 通过调整光路配比和工艺参数可实现薄铜排焊接无飞溅(上层铜片<0.8mm);可实现厚铜排低飞溅焊接。
2. 配备功率监测模块可实时监测激光出光稳定性。
3. 配备焊接过程监测系统可在线监测每道焊缝焊接质量,避免因故障造成批量性不良。
4. 焊接熔深稳定高,熔深波动小于±0.1mm。
5. 可实现厚铜排IGBT焊接(2+4mm 3+3mm)。
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