华为功率模组技术逆袭之路:从跟随到引领的自主创新历程,专访郎丰群博士揭秘焊接工艺突破与量产可靠性管控

2025-09-29 11:46:13 5070次浏览

  

功率模组作为电子设备的核心部件,在电能转换过程中发挥着关键作用。八年前,我国在该领域还处于技术追赶阶段,如今已成功实现从技术引进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重要推动者。

凭借深厚的专业积累,郎博士带领团队攻克了多项技术难关:建立工业级模组封装焊接技术平台,为大规模生产奠定工艺基础;开发车载MCU双面冷却IGBT模组焊接工艺,突 破车规级高可靠性要求;构建车载单面冷却碳化硅模组制造工艺,推动第三代半导体产业化应用。

在本次访谈中,郎博士分享了功率模组技术从跟随到引领的发展历程,以及如何平衡量产规模与产品可靠性的实践经验。

1. 焊接工艺:产品可靠性的基石

问:您是如何进入功率模组焊接工艺领域的?

郎丰群: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。作为电能转换的核心部件,功率模组需要在高压、大电流等严苛条件下稳定工作,而焊接质量直接影响其导电、导热和抗应力性能。

焊接工艺的复杂性常常被低估。以高压端子焊接为例,需要同时应对振动应力、热应力和高温氧化的多重挑战。从材料学角度看,焊料与基材形成的金属间化合物厚度必须精确控制在微米级。这些因素使焊接成为融合多学科知识的系统工程。

选择这个领域,既是基于我的材料学专业背景,也是出于个人兴趣。焊接工程师就像建筑中的"泥瓦匠",看似基础却决定着整体结构的稳固性。

与华为的结缘始于博士期间。当时华为不断取得的技术突破给我留下深刻印象。通过与国际会议上结识的华为工程师交流,我更加认同这家企业对技术研发的专注。2016年,面对国内新能源产业蓬勃发展的机遇,我决定加入华为,为中国功率模组技术的发展贡献力量。

2. 创新突破:从跟随到引领

问:华为数字能源模组的自主创新之路是如何开启的?

郎丰群:2016年,随着光伏逆变器产品多样化发展,市场上现有功率模组已无法满足需求。为此,华为数字能源决定成立模组研发部门,专注芯片和模组核心技术研发。

当时行业普遍采用硅凝胶灌封工艺,但存在易吸潮等问题。经过深入研究,我们创新性地采用"塑封料+高强度结构"方案,这种设计具有抗潮、耐高温、机械强度高等优势。

问:首款产品的研发过程中遇到哪些挑战?

郎丰群:开发业界首款大功率塑封 模组面临两大技术难题:低空洞率高可靠性焊接技术和大面积塑封技术。

焊接质量直接影响散热性能。通过反复试验,我们开发出专用焊料和优化工艺,成功解决空洞问题。塑封工艺方面,我们像调配秘方一样反复调试材料参数,最终实现既坚固又可靠的封装效果。

在量产准备阶段,我们还发现并解决了端子焊接 不良的问题。这段经历让我深刻体会到:技术突破往往来自一线实践,需要专家深入现场发现问题,并与合作伙伴协同攻关。

3. 技术攻坚:系统化解决方案

问:在实现技术领先的过程中,团队做了哪些关键突破?

郎丰群:针对传统散热方式的局限性,我们创新性地将模组直接焊接在散热器上。这种方案的热传导效率比传统方式高一个数量级,同时大幅延长了产品寿命。

实现这一突破需要解决两大技术挑战:大面积焊接的高可靠性和低空洞率。我们采取多路径并行的策略,从材料、工艺、结构等多个维度进行优化。

通过产学研合作,我们开发出界面应力缓和技术,并经过上百次实验,最终将焊接空洞率降至行业领先水平。这些突破为后续产品开发奠定了坚实基础。

4. 质量管控:从研发到量产的挑战

问:在量产过程中有哪些印象深刻的质量管控经验?

郎丰群:一次良率波动事件让我记忆犹新。在排查过程中,我凭借经验发现焊片厚度存在细微差异。经过测量确认后,我们立即停线整改,完善了物料管理和流程控制。

这次经历告诉我们:可靠的量产不能仅依赖个人经验,必须建立系统的防错机制。在严苛的应用环境下,质量不是"重要"而是"唯一"的标准。

5. 未来展望:技术创新永无 止境

问:如何看待功率模组焊接工艺的未来发展?

郎丰群:我们将持续推进新材料、新工艺研发,包括高导热焊接技术、烧结技术等。同时积极引入AI技术,提升工艺控制水平。

问:对年轻工程师的建议?

郎丰群:建议年轻工程师保持对技术的热情,注重细节把控,深入一线实践。同时要开拓视野,积极参与 行业交流,将理论与实践相结合。

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