因?yàn)閷I(yè)
所以領(lǐng)先
芯片與DBC(覆銅陶瓷基板) 的焊接,是大功率、高可靠電子模塊(如電動汽車的IGBT模塊)制造中的核心技術(shù)。這項(xiàng)工藝的難點(diǎn)在于確保芯片產(chǎn)生的巨大熱量能通過DBC高效導(dǎo)出,并承受住劇烈的溫度變化。

下面的表格對比了三種主流的焊接工藝,核心目標(biāo)都是最大限度地降低焊接層的“空洞率”,因?yàn)榭斩磿?yán)重阻礙散熱并影響長期可靠性。
| 工藝類型 | 核心原理 | 關(guān)鍵優(yōu)勢 | 主要挑戰(zhàn) | 典型應(yīng)用場景 |
| 真空回流焊接 | 在真空環(huán)境中進(jìn)行回流焊,利用真空抽取助焊劑揮發(fā)氣體和空氣 | 空洞率極低(可<1%),焊接質(zhì)量高,可靠性好 | 設(shè)備昂貴,工藝控制復(fù)雜(需精確控制真空度、時間等) | 高可靠性要求的IPM/IGBT模塊、航空航天電子 |
| 熱風(fēng)回流焊接 | 在空氣或氮?dú)獗Wo(hù)環(huán)境下,利用熱風(fēng)加熱完成焊接 | 工藝成熟,設(shè)備普及,成本相對較低 | 空洞率控制難度高于真空焊接,需優(yōu)化焊盤與鋼網(wǎng)設(shè)計 | 消費(fèi)電子電源模塊、工業(yè)驅(qū)動、光伏逆變器(對成本較敏感) |
| 新型連接技術(shù) (如燒結(jié)銀) | 采用銀漿或銀焊膏,通過低溫加壓燒結(jié)形成連接 | 導(dǎo)熱/導(dǎo)電性極佳,工作溫度高,連接強(qiáng)度大 | 材料成本高,工藝(壓力、溫度)要求嚴(yán)格,可能需圖形化沉積 | 第三代半導(dǎo)體(SiC, GaN)模塊、超高功率密度模塊、聚光太陽能電池 |
成功的焊接工藝離不開以下幾個關(guān)鍵點(diǎn)的控制:
空洞率控制:這是衡量焊接質(zhì)量的核心指標(biāo)。除了采用真空焊接,優(yōu)化助焊劑潤濕時間、錫膏印刷的鋼網(wǎng)設(shè)計(如增加排氣通道)也能有效降低空洞率。
界面與材料匹配:DBC板銅層可進(jìn)行表面處理(如氧化、鍍鎳),以改善與焊料的結(jié)合力。同時,選擇熱膨脹系數(shù)與芯片、陶瓷更匹配的焊料(如高鉛焊料、燒結(jié)銀),能減少熱應(yīng)力。
應(yīng)力與翹曲管理:DBC板本身通過特殊冷卻工藝控制翹曲。在焊接時,控制好升降溫曲線,避免過快導(dǎo)致的溫度不均,對防止芯片開裂和焊層失效至關(guān)重要。

DBC焊接工藝的特性,決定了它在以下高要求領(lǐng)域不可替代:
新能源汽車與軌道交通:這是最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。用于電機(jī)驅(qū)動器的IGBT和SiC功率模塊,必須通過可靠的DBC焊接將熱量高效傳遞至散熱器,并承受車輛行駛中的劇烈振動與溫度循環(huán)。
工業(yè)控制與能源:在光伏逆變器、風(fēng)電變流器、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動中,功率模塊需要7x24小時連續(xù)運(yùn)行。DBC優(yōu)異的絕緣性、導(dǎo)熱性和長期可靠性滿足了這些要求。
航空航天與軍事:該領(lǐng)域?qū)﹄娮釉O(shè)備的極端環(huán)境適應(yīng)性和超高可靠性有嚴(yán)苛要求。DBC寬溫域(-55°C至850°C)的工作能力和穩(wěn)定的性能,使其成為機(jī)載、艦載電源系統(tǒng)的關(guān)鍵材料。
高端照明與激光器:大功率LED和激光二極管會產(chǎn)生集中熱源,需要DBC這樣的高導(dǎo)熱基板進(jìn)行快速散熱,以保障光輸出效率和使用壽命。
芯片與DBC的焊接是功率電子邁向高功率密度、高可靠性的基石。目前,真空回流焊是保證最低空洞率的主流高可靠工藝,而燒結(jié)銀等新型技術(shù)則為更嚴(yán)苛的未來應(yīng)用提供了方向。
DBC焊接焊盤殘留物清洗-合明科技錫膏助焊劑清洗劑介紹:
水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學(xué)遷移,形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等,這些污染物會導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。
這么多污染物,到底哪些才是最備受關(guān)注的呢?助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo),從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效,因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。
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主營產(chǎn)品包括:集成電路與先進(jìn)封裝清洗材料、電子焊接助焊劑、電子環(huán)保清洗設(shè)備、電子輔料等。
半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用節(jié)點(diǎn):FlipChip ;2D/2.5D/3D堆疊集成;COB綁定前清洗;晶圓級封裝;高密度SIP焊后清洗;功率電子清洗。