华为功率模组逆袭背后的技术突破,郎丰群博士揭秘从"跟跑"到"领跑"的焊接工艺创新之路

2025-09-29 09:03:27 8262次浏览

  

功率模组作为设备的"心脏",在电能转换过程中扮演着关键角色。八年前,我国在这一领域尚处于技术追赶阶段,如今已实现从"引进吸收"到"自主创新"的跨越式发展。华为数字能源模组焊接工艺专家郎丰群博士,正是这一技术突破的核心推动者与重要贡献者。

凭借在功率模组技术领域的深厚积累,郎丰群博士带领团队开创性地完成了数字能源功率模组从"0到1"的技术突破:建立了工业级模组封装焊接技术平台,为大规模量产奠定工艺基础;开发了车载MCU双面冷却IGBT模组焊接工艺,突破车规级高可靠性技术壁垒;构建了车载单面冷却碳化硅模组制造工艺平台,为第三代半导体规模化应用铺平道路。

在本次专访中,郎丰群博士分享了功率模组技术从"跟跑"到"领跑"的历程,以及如何平衡量产规模与极致可靠性的经验,揭示了工匠精神在技术创新中的重要作用。

1. 焊接工程师:产品大厦的"基石建造者"

谈及选择功率模组焊接工艺领域的初衷,郎丰群博士回忆道:"20年前在海外从事功率模组研发时,我深刻认识到焊接工艺的重要性。功率模组需要在高压、大电流、高频环境下稳定运行,而焊接质量直接决定了其导电、导热及抗应力性能。"

焊接工艺的复杂性远超想象。郎博士解释道:"焊接点需要同时承受振动应力、热应力及高温氧化的多重作用,任何环节的失效都可能导致模组故障。从材料学角度看,金属间化合物厚度必须控制在微米级,焊片厚度偏差超过10微米就可能造成批量虚焊。"正是这些挑战,让焊接成为融合材料、热力、机械等多学科的系统性难题。

郎博士将焊接工程师比作"产品大厦的泥瓦匠":"看似基础的工作,却决定着整个系统的稳定性。"他选择华为的契机源于博士期间对华为技术突破的关注,以及与国际会议上结识的华为工程师的深入交流。"华为对技术研发的专注与我的职业理想高度契合,加上国内新能源产业爆发带来的机遇,让我毫不犹豫地加入了华为。"

2. 追求卓越:打造更先进、更可靠的能源模组

2016年,面对光伏逆变器 多样化发展的需求,华为数字能源决定成立模组研发部门。郎博士回忆道:"当时业界普遍采用硅凝胶灌封模组,但在高湿环境下容易吸潮,影响可靠性。我们选择了差异化路线,采用'塑封料+高强度结构'方案,这种'水泥包钢筋'的设计具有抗潮、耐高温、抗冲击等优势。"

首代产品研发面临两大挑战:低空洞率高可靠性焊接技术和大面积塑封技术开发。郎博士形象地比喻:"焊接就像给芯片'铺路',空洞就像路上的障碍物,会导致热量堆积。我们通过优化焊料和工艺,最终实现了散热畅通无阻。"

塑封技术同样充满挑战:"就像给精密部件穿'铠甲',材料太硬会开裂,太软扛不住高温。"团队通过反复试验,最终找到了完美平衡点。在EMS厂技术攻关期间,团队还解决了端 子焊接不良问题,郎博士感慨:"真正的技术突破往往来自一线,只有深入现场才能精准发现问题。"

3. 技术攻坚:步步为营,多路径并行

在从"跟跑"到"领跑"的过程中,散热性能成为关键突破点。郎博士解释道:"传统导热硅脂会随使用时间性能劣化。我们创新性地将模组直接焊接在散热器上,焊料导 热率比硅脂高一个数量级,大幅提升了散热效率和产品寿命。"

这项技术的核心挑战在于大面积焊接的高可靠性和低空洞率。郎博士回忆攻关过程:"我们与高校合作开发了界面应力缓和技术,经过上百次实验,最终将空洞率降至业界领先水平。技术攻关需要'结硬寨,打呆仗',必须步步为营,多路径并行。"

4. 质量至上:细节决定成败

在量产过程中,一次良率波动让郎博士印象深刻:"通过手感发现了焊片混料问题,这提醒我们质量管控必须建立系统化防线。"他强调:"光伏设备安装在极端环境中,质量不是'重要'而是'唯一'。我们的储能设备能做到'起火不蔓延',正是对质量极致追求的体现。"

面对2019年的外部环境变化,郎博士表示:"我们多年积累的技术平台和根技术发挥了关键作用,实现了从'备胎'到'主力'的转变。现在我们的发货量已达千万级,这得益于公司的前瞻布局和团队的持续努力。"

5. 未来展望:创新驱动发展

谈及未来发展,郎博士指出:"功率模组正向高密度、高温方向发展,我们正在开发高导热焊接、烧结等新技术,并探索AI在焊接质量控制中的应用。"

对于年轻工程师,郎博士建议:"保持对细节的较真、对质量的敬畏、对研发的坚持。要深入一线解 决问题,同时通过学术交流 开拓视野。将严谨刻进骨子里,才能在这个领域走得更远。"

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