激光錫焊工藝在電動汽車SiC MOSFET模塊的應用

電動汽車SiC MOSFET模塊的激光焊接應用

MOSFET模塊作為新能源電動汽車的重要技術，其結構有諸多的電子元器件與芯片組成，而激光焊接技術在前端電子行業的應用十分活躍。在相同功率等級下，這款SiC模塊采用激光焊接將SiC MOSFET、輸入母排和輸出三相銅進行連接，封裝尺寸也明顯小于硅模塊，并且開關損耗降低75%。

對于MOSFET器件，這個顛覆性技術創新周期是開發和掌握新基礎材料的結果。與基于純硅的MOSFET比較，基于碳化硅(SiC)的MOSFET的性能更勝一籌。作為一個重要的快速發展的應用領域，電動汽車和混動汽車(EV/HEV)的發展受益于MOSFET技術進步，反過來又推到了MOSFET的研發制造活動。

不管消費者是如何想的，這些滿載電池的汽車不只是一個大型電池組連接數個牽引電機那樣簡單(混動汽車還有一個小型汽油發動機給電池充電)，而是需要大量電子模塊來驅動系統運行，執行特殊功能。幸運的是，SiC提供了一條通向更高能效以及提高相關性能的途徑。

與牽引逆變器常用的硅基IGBT相比，SiC MOSFET主要有以下優點：

? 開關損耗更低，在中小功率時，導通損耗更低;

? 沒有IGBT那樣的PN結電壓降;

? SiC器件具有堅固、快速的本征二極管，無需外部二極管;該本征二極管的恢復電荷極小，幾乎可以忽略不計;

? 工作溫度更高(200℃)，從而降低了冷卻要求和散熱要求，同時提高了可靠性;

? 在能效相同的條件下，開關頻率是IGBT的4倍，由于無源器件和外部元件少，重量、尺寸和成本更低。

SiC MOSFET模塊的激光焊接應用

MOSFET模塊作為新能源電動汽車的重要技術，其結構有諸多的電子元器件與芯片組成，而激光焊接技術在前端電子行業的應用十分活躍。例如，近日由中信證券研究部TMT和汽車團隊協同多家公司和機構對Model3標準續航版進行了完整的拆解的分析報告中提到。Model3所用的SiC型號為意法半導體的ST GK026.在相同功率等級下，這款SiC模塊采用激光焊接將SiC MOSFET、輸入母排和輸出三相銅進行連接，封裝尺寸也明顯小于硅模塊，并且開關損耗降低75%。采用SiC模塊替代IGBT模塊，其系統效率可以提高5%左右，芯片數量及總面積也均有所減少。如果仍采用Model X的IGBT，則需要54-60顆IGBT。

松盛光電全自動激光焊錫機集焊接位置精確控制、焊接過程自動化、焊錫量精確控制、焊點一致性好等諸多優點于一體。 專業焊接軟件，操作簡單，上手快; 功能模塊齊全，組合匹配靈活，自動化程度高，非接觸焊接，無機械應力損傷，熱效應小，焊接電子元件無壓力。 目前，該設備已大量應用于3C消費電子領域的制造業。

各種激光焊接方法的應用

隨著激光焊接技術的發展，單一的激光焊接技術已經不能滿足不同材料、不同結構的焊接需求，各種新型焊接方法的創新和研究應運而生。依靠新的激光焊接方法或多種方法的組合，有望解決當前激光焊接中遇到的問題。

如今，我國正處于多面發展的過程中，激光焊錫設備是加工工業、粉末冶金、汽車工業等制造業的重中之重。隨著世界經濟的緩慢復蘇和中國經濟的快速發展趨勢，對激光焊接設備的需求將逐漸增加。