华为功率模组技术如何实现从跟跑到领跑的逆袭,焊接工艺创新与质量管控揭秘

2025-09-29 09:31:40 7339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举足轻重的作用。八年前,我国在该领域还处于技术追赶阶段,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,正是推动这一技术革新的关键人物之一。

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多项技术突破:建立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;开发车载MCU双面冷却IGBT模组焊接工艺,攻克车规级高可靠性技术难关;构建车载单面冷却碳化硅模组制造工艺平台,推动第三代半导体产业化应用。

在专访中,郎丰群博士分享了功率模组技术从"跟跑"到"领跑"的发展历程,以及他对技术研发和质量管控的独到见解。

1. 焊接工艺:产品可靠性的基石

郎博士表示,焊接工艺是功率模组最核心的技术之一。功率模组需要在高压、大电流、高频环境下稳定运行,而焊接质量直接关系到导电性能、散热能力和抗应力水平。焊接过程中需要精确控制金属间化合物厚度,任何细微偏差都可能导致批量质量问题。

谈到加入华为的初衷,郎博士回忆道:"在海外求学期间,华为持续的技术突破给我留下深刻印象。当时国内功率模组产业刚起步,新能源行业迎来爆发期,这既是机遇也是挑战。我希望能为中国功率模组技术的发展贡献力量。"

2. 创新突破:差异化技术路线

2016年,面对光伏逆变器多样化发展的需求,华为决定自主研发功率模组。当时业界普遍采用硅凝胶灌封工艺,但存在易吸潮、可靠性差等问题。团队创新性地采用"塑封料+高强度结构"方案,既提升了产品可靠性,又改善了散热性能。

在首代产品研发过程中,团队攻克了两大技术难题:低空洞率高可靠性焊接技术和大面积塑封技术。郎博士形象地比喻:"焊接就像给芯片'铺路',塑封则是为精密部件打造'铠甲'。"通过反复试验和工艺优化,最终成功开发出业界首款大功率塑封模组。

3. 技术攻坚:多路径并行突破

随着功率密度提升,传统散热方式面临挑战。团队创新性地将模组直接焊接在散热器上,显著提升了散热效率。但大面积焊接面临可靠性和空洞率两大技术挑战。

郎博士带领团队采取多路径并行的策略:一方面与高校合作开发界面应力缓和技术,另一方面通过材料优化和工艺改进降低焊接空洞率。经过上百次实验,最终将核心区域空洞率控制在3% 以下,达到业界领先水平。

4. 质量管控:从细节做起

郎博士特别强调质量的重要性:"在极端应用场景下,质量不是'重要',而是'唯 一'。"他分享了一个典型案例:在量产前夕,通过手感发现焊片厚度异常,及时避免了批量质量问题。

"真正的质量管控不能依赖个人经验,必须建立完善的防错机制。"郎博士指出,"我们通过物理防错、流程固化和人员培训,构建了全方位的质量保障体系。"

5. 未来展望:技术创新永无止境

谈及未来发展,郎博士表示将持续推进新材料、新工艺研发,包括高导热焊接技术、烧结技术等。同时积极探索AI技术在焊接质量控制中的应用,提升检测效率和准确性。

对于年轻工程师,郎博士建议:"要保持对技术的热爱,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,将创新思维与实际应用相结合。"

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