01

陶瓷覆铜板分层

IGBT模块的可靠性隐患

IGBT陶瓷覆铜板是IGBT芯片的关键承载与连接基板，位于芯片与散热器之间，如同IGBT芯片的“地基”与“高速公路”，既需确保电流与信号的顺畅传输，又需将工作中产生的热量迅速导出，同时还必须具备优异的绝缘性与结构强度。

然而，陶瓷本身属于脆性材料，硬度高但抗拉与抗剪切强度低，对应力集中极为敏感。当前Pin针焊接主要采用超声波焊接工艺，其原理是利用高频振动使金属接触面摩擦生热，破坏氧化层后在固态下实现冶金结合。

高速相机下的Pin针焊接

在该工艺过程中，易因材料热膨胀系数不匹配引发热应力，同时接触式焊接方式也会引入机械应力，从而导致陶瓷基板断裂或覆铜层与陶瓷分层。此外，超声波的高频振动可能加剧材料疲劳，在热循环工况下进一步加速焊点失效。

分层是IGBT模块陶瓷覆铜板加工中必须避免的关键问题。一旦发生分层，将直接影响模块性能，严重时甚至导致整个电机控制器功率模块损坏，影响车辆运行安全：

散热性能下降：分层会在基板内部形成热阻层，阻碍芯片向散热器的传热效果，导致高功率运行状况下芯片过热，影响模块稳定性与使用寿命。

电气性能受阻：分层可能影响其电绝缘性能，导致电击穿风险增加，甚至在极端情况下造成短路，危及整个IGBT模块乃至系统的安全运行。

机械强度减弱：分层会削弱陶瓷覆铜板的整体的结构强度，使得基板在振动或冲击环境下更易发生物理损坏。

热疲劳寿命缩短：在温度循环变化的应用中，分层的基板难以有效分散热应力，可能导致更频繁的热机械疲劳，缩短模块的使用寿命。

在实际生产中，分层问题还会导致质量控制难度加大、产线良率下降、检测成本上升等一系列现实挑战，对规模化量产造成显著影响。

因此，确保陶瓷覆铜板的结构完整性与焊接质量，对保障IGBT模块的可靠运行与量产效率至关重要。在Pin针焊接过程中，制造商必须严格管控工艺参数，从根本上预防分层现象的发生。

02

激光焊接PIN针

从根源杜绝分层缺陷

聚焦pin针焊接环节中的加工问题，华工激光首次将激光技术引入PIN针焊接制造领域，打造IGBT模块焊接整体方案，推出全球首台陶瓷覆铜板+PIN针激光焊接自动化智能装备，不仅从激光原理层面直接根绝分层的可能性，更通过全流程精密焊接、三重检测实现严格质量管控，实现产品零缺陷出厂。

陶瓷覆铜板+PIN针

激光焊接自动化智能装备

集成自动控制、焊中检测、视觉检测、大数据 等多项核心技术，实现PIN针裁切、上料、焊接、检测一站式生产

性能突破，质效飞升

零接触

从根源断绝分层 

非接触激光焊接，从根源避免机械应力

聚焦光斑小，热影响区极小，熔深精度±0.2mm

三重质检

全流程质量把控 

焊前、焊中、焊后三重实时监控

从原料到成品全程质检，良率 ≥99.99%

一站集成

切装焊检全自动 

从原料到成品一站加工

优化工序，产线效率提升，流程自动化100%

全程追溯

全生命周期可追溯 

完整质量档案为工艺优化提供数据支撑

检测数据实时上传MES，质量全程可追溯100%

华工激光深耕汽车电子加工领域，致力推动激光同行业应用场景深度融合，为客户提供汽车电子领域“激光+自动化”完整解决方案，与更多全球领先的科技企业携手同行，共同推动电动汽车技术迈向新的高峰。

关于华工激光

华工激光是中国激光工业化应用的开创者、引领者，全球激光加工解决方案权威提供商。我们全面布局激光智能装备、量测与自动化产线、智慧工厂建设，为智能制造提供整体解决方案。

我们深刻把握制造业发展趋势，从精密微纳激光装备到超高功率激光装备，为您提供包括全功率系列的 激光切割 装备、 激光焊接 装备、 激光清洗 装备、 激光标记 装备、 激光热处理 装备、 激光3D打印 装备、 激光打孔 装备、 检测 装备、激光器及各类配套器件、 激光加工 专用装备等产品及 解决方案。