华为功率模组技术如何实现从跟跑到领跑,揭秘郎丰群博士团队焊接工艺创新与量产突破

2025-09-29 01:22:40 8226次浏览

  

功率模组作为电子设备的"动力心脏",在电能转换过程中扮演着关键角色。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核心人物之一。

凭借深厚的专业积累,郎丰群博士带领团队开创了数字能源功率模组从无到有的技术突破: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技术壁垒;构建车载单面冷却碳化硅模组制造工艺,为第三代半导体产业化应用铺平道路。

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

郎丰群博士回忆道:"20年前在海外从事功率模组研发时,就深刻认识到焊接工艺的关键性。功率模组需要在高压、大电流环境下稳定工  作,焊接质量直接影响其导电、导热和抗应力性能。"

焊接工艺的复杂性不容小觑。端子焊接点需同时承受机械振动、热循环应力和高温氧化等多重考验。从材料学角度看,金属间化合物厚度需精确控制在微米级,任何细微偏差都可能导致批量质量问题。正是这些挑战,让焊接成为融合多学科知识的系统工程。

谈及加入华为的初衷,郎博士表示:"当时国内功率模组产业刚起步,新能源行业迎来爆发期。华为对技术研发的专注与我的职业追求高度契合,这是个难得的机遇。"

2. 创新突破:从跟随到引领

2016年,面对光伏逆变器多样化需求,华为决定自主开发功率模组。当时行业普遍采用硅凝胶灌封工艺,但存在易吸潮、可靠性差等缺陷。团队另辟蹊径,创新采用"塑封料+高强度结构"方案,显著提升了产品耐候性和机械强度。

首代产品研发面临两大挑战:低空洞率高可靠性焊接技术开发和大面积塑封工艺突破。郎博士形象地比喻:"焊接就像给芯片'铺路',既要牢固又要导热;塑封则像给精密部件穿'铠甲',需要精确把控材料特性。"

在EMS工厂技术攻关期间,团队同时面临芯片焊接空洞和端子焊接不良的双重挑战。通过组建联合攻关组,经过两个月日夜奋战,最终锁定工艺参数与定位精度的匹配问题,成功实现技术突破。

3. 技术攻坚:系统化解决方案

随着功率密度提升,传统散热方式面临瓶颈。团队创新提出将模组直接焊接在散热器上的方案,通过材料、工艺、结构的协同优化,解决了大面积焊接的高可靠性和低空洞率难题。

郎博士回忆道:"当  时采用多路径并行策略,既与高校合作开发界面应力缓和技术,又通过上百次实验优化焊料配方。最终形成的解决方案申请了多项核心专利。"

在解决边缘空洞问题时,团队曾屡屡受挫。郎博士鼓励团队:"感觉到没路的时候,往往就是新路的开始。"经过两个月持续攻关,最终将空洞率降至行业领先水平。

4. 质量至上:细节决定成败</strong>

在量产准备阶段,一次良率波动暴露出焊片混料问题。郎博士凭借丰富经验,通过触感发现了数十微米的厚度差异。他总结道:"可靠的量产不能仅依赖经验,必须建立完善的防错机制。"

面对2019年的外部环境变化,自主研发的技术平台发挥了关键作用。郎博士表示:"过去的艰难付出都是值得的,现在我们的发货量已达千万级,技术和规模都处于行业前列。"

谈及技术专家的特质,郎博士强调:"要扎根一线,产线的问题不会写在文献里。只有深入实践, 才能抓住关键细节。"对于质量管控,他指出:"在极端应用场景下,质量不是'重要'而是'唯一',是每个细节的精准堆砌。"

5. 未来展望:持续创新突破

展望未来,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。同时引入AI技术提升工艺控制水平。

对于年轻工程师,他建议:"保持对细节的较真和对质量的敬畏,将研发视为乐趣,同时积极参与行业交流开拓视野。"郎博士最后强调:"时代在变,但工程师对技术的执着追求永远不会改变。"

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