Đảm bảo sự kiểm soát đồng nhất đường hàn giữa chất nền và tấm đế trong các thiết bị IGBT: Phần I

Một số bài viết tiếp theo dưới đây do các đồng nghiệp của tôi là Karthik Vijay, Giám đốc Kỹ thuật khu vực châu Âu của Indium Corporation, và Liam Mills của TT Electronics Power and Hybrid thực hiện. Họ đã thực hiện một số công việc thú vị bằng cách sử dụng InFORM® để tạo ra các mối hàn đáng tin cậy hơn với chi phí thấp hơn so với các kỹ thuật truyền thống.

– Tim Jensen

Khi độ dày của lớp hàn giữa chất nền vàtấm đế của mô-đun IGBT không đồng đều, ứng suất sẽ tập trung tại các^đoạnmỏng^hơn¹. Ứng suất này có thể gây ra hiện tượng bong tróc và hỏng hóc sớm trong suốt thời gian hoạt động của mô-đun.

Chìa khóa để ngăn chặn hiện tượng bong lớp này là đảm bảo độ dày đường hàn đồng đều, điều này thường được thực hiện bằng cách nối và cắt các sợi dây hàn sao cho phù hợp với độ dày đường hàn yêu cầu tại các góc của chất nền/tấm đế. Sau đó, tiến hành hàn thông thường.

Vấn đề của phương pháp này là có những chi phí phát sinh liên quan đến các công đoạn gia công bổ sung như hàn dây, cắt gọt và loại bỏ chân hàn dây. Tôi và đồng nghiệp Liam muốn tìm hiểu xem liệu có cách nào để tiết kiệm thời gian và chi phí bằng cách điều chỉnh quy trình hay không.

Phần II và III của loạt bài này sẽ đi sâu vào một nghiên cứu hợp tác thực tiễn, trong đó TT Electronics Power and Hybrid đã tìm cách loại bỏ các bước xử lý bổ sung này. Trong nghiên cứu này, TT Electronics Power and Hybrid đã chuẩn bị các mẫu thử nghiệm bằng cách sử dụng InFORMS^®, sau đó được đánh giá tại cơ sở thử nghiệm nội bộ TT Electronics Semelab , như một kỹ thuật thay thế nhằm duy trì độ dày đường hàn đồng nhất. InFORMS^® là các sản phẩm hàn tiền chế mang tính cách mạng với lớp lưới kim loại đan xen được nhúng bên trong.

Hai kỹ thuật sản xuất đã được thử nghiệm cho một ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ với các yêu cầu về độ tin cậy trong chu trình nhiệt là -55/+150°C, 1.500 chu kỳ thụ động. Sự hỏng hóc được định nghĩa là hiện tượng bong tróc chiếm hơn 50% diện tích chất nền/tấm đế và độ dày lớp liên kết mong muốn là 200 µm.

Hãy theo dõi các phần II và III để xem hiệu suất^{của InFORMS®} so với phương pháp hàn dây cắt ngắn.

Tốt nhất,

Karthik Vijay, Indium Corporation, Vương quốc Anh, [email protected] và

Liam Mills, TT Electronics Power and Hybrid, Vương quốc Anh, [email protected]

Tài liệu tham khảo

1. K. Hayashi & G. Izuta, “Nâng cao tuổi thọ mỏi của các mối hàn bằng cách kiểm soát độ dày của chất hàn thông qua kỹ thuật điểm hàn dạng dây,” ECTC 2002, www.cpmt.org/proceedings/