כל מי שהיה בתעשיית האלקטרוניקה לרכב יודע שמודול ה-IGBT הוא רכיב הליבה השולט בתפוקת הזרם בזמן האצה של כלי רכב חשמליים ובכניסת הזרם במהלך משוב אנרגית בלימה. אז מה זה IGBT? IGBT הוא הקיצור של Insulated Gate Bipolar Transistor, שהוא התקן מוליכים-למחצה מונעי מתח מורכב בשליטה מלאה המורכב מ-BJT (טרנזיסטור דו-קוטבי) ו-MOS (טרנזיסטור אפקט שדה של שער מבודד). יש לו את היתרונות הן של עכבת הכניסה הגבוהה של MOSFET והן של מפל המתח הנמוך במצב של GTR. הוא מתאים מאוד לשימוש במערכות ממירים עם מתח DC של 600V ומעלה, כגון מנועי AC, ממירים, ספקי כוח מיתוג, מעגלי תאורה, כונני גרירה ותחומים נוספים. הנושא של פרק זה הוא רק כדי להסביר את היישום של הלחמת לייזר במודולי IGBT אלקטרוניים לרכב.
אלקטרוניקה לרכב הלחמת לייזר IGBT
מודול IGBT הוא מוצר מוליכים למחצה מודולרי הנוצר על ידי IGBT (שבב טרנזיסטור דו-קוטבי של שער מבודד) ו-FWD (שבב דיודה חופשית) דרך חבילת גשר מעגלים ספציפית; מודול ה-IGBT הארוז משמש ישירות בממירים, אל-פסק UPS וציוד אחר; למודול IGBT יש מאפיינים של חיסכון באנרגיה, התקנה ותחזוקה קלה, פיזור חום יציב וכו'; רוב המוצרים הנמכרים בשוק הם מוצרים מודולריים כאלה, וה-IGBT מתייחס בדרך כלל למודולי IGBT; עם התקדמות המושגים של חיסכון באנרגיה והגנת הסביבה, מוצרים כאלה יהפכו יותר ויותר נפוצים בשוק.
לפני שמודול ה-IGBT נארז במעטפת, שבב ה-IGBT ושבב הדיודה מרותכים תחילה למצע ה-DBC דרך חלקי ריתוך, ולאחר מכן מחברים את ה-DBC עם השבב המרותך, ולאחר מכן מתבצע הריתוך המשני. בתהליך זה מנקים תחילה את תת-היחידה המרותכת כדי למנוע את התחמצנות של תת-היחידה, ולאחר מכן מרותכים את תת-היחידה, האלקטרודה, חתיכת הריתוך וטבעת הריתוך לבסיס פיזור החום של אלומיניום סיליקון קרביד באמצעות ציוד.
ריתוך לייזר מודול IGBT
ניתוח של גורמים המשפיעים על שיעור ריקון IGBT בתהליך ריתוך משני
1. הלחמה
נכון לעכשיו, החומרים של יריעות הלחמה וטבעות הלחמה בשימוש מכילים Sn, Pb ו-Ag, אין שטף, ומובטח שההלחמה לא תתחמצן לפני הריתוך.
2. טמפרטורת ריתוך
במהלך תהליך הריתוך, ה-IGBT שיש לרתך מוטען על מגש, ומערכת הגרירה המנועית משמשת כדי לגרום לו לפעול באזור החימום, אזור הקירור, אזור החזקת לחץ הוואקום וכו' בתורו. במהלך תהליך הריתוך ניתן לבחור את טמפרטורת הריתוך המתאימה בהתאם לטמפרטורת נקודת ההיתוך של ההלחמה, וטמפרטורת הריתוך נקבעת לחלוטין לפי מסמכי התהליך הסטנדרטיים.
