华为功率模组技术如何实现从跟随到引领的逆袭,郎丰群博士揭秘焊接工艺突破与量产可靠性双赢之道

2025-09-28 11:54:17 5447次浏览

  

功率模组作为电子设备的"心脏",承担着电能转换的关键职能。八年前,我国在这一领域还处于技术追赶阶段,如今已成功实现从"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,正是这一技术飞跃的重要推动者和贡献者。

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了数字能源功率模组从无到有的技术突破: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。

在本次访谈中,郎丰群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极致可靠性的双重挑战。

1. 焊接工艺:产品大厦的基石

郎博士回忆道:"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核心地位。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、导热和抗应力性能。"

焊接工艺的复杂性远超想象:既要应对振动应力、热应力和高温氧化的多重挑战,又要精确控制金属间化合物厚度。焊料与基材的微小偏差都可能导致批量质量问题。正是这些挑战,让郎博士选择了这一融合材料、热力、机械等多学科的系统性难题。

谈及加入华为的初衷,郎博士表示:"在海外求学期间,华为持续的技术突破就给我留下深刻印象。当时国内功率模组产业刚起步,新能源市场迎来爆发期,这既是机遇也是责任。我希望能为中国功率模组的技术突破贡献力量。"

2. 创新突破:从跟随到引领

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。郎博士带领团队放弃传统硅凝胶灌封方案,创新采用"塑封料+高强度结构"设计,显著提升了产品的耐候性和可靠性。

首款产品的研发充满挑战:既要开发低空洞率高可靠性的芯片焊接技术,又要攻克大面积塑封工艺难题。团队通过反复试验,最终筛选出专用焊料,优化焊接工艺,成功解决了散热问题。在塑封工艺上,经过无数次材料配比和参数调整,终于打造出既坚固又可靠的"防护铠甲"。

量产过程中,团队还面临芯片焊接与端子焊接的双重挑战。通过与EMS工厂的紧密合作,经过两个月的不懈努力,最终攻克了工艺匹配难题。这些突破为后续工业塑封模组的系列化开发奠定了坚实基础。

3. 技术攻坚:步步为营的突破

在从跟随到引领的过程中,团队重 点解决了散热性能这一核心问题。传统导热硅脂方案存在热性能劣化问题,团队创新性地采用模组与散热器直接焊接的方案,大幅提升了散热效率和产品寿命。

这一创新面临两大 挑战:大面积焊接的高可靠性和低空洞率。团队采取多路径并行的策略,从材料、表面处理到结构调整全面优化。通过与高校合作开发界面应力缓和技术,经过上百次实验,最终将空洞率降至业界领先水平。

郎博士深有感触地说:"技术攻关就像'结硬寨,打呆仗',需要脚踏实地,多管齐下。当团队遇到瓶颈时,保持信心尤为重要。"

4. 质量至上:细节决定成败

在量产准备阶段,一次良率波动让团队陷入困境。郎博士凭借丰富的经验,敏锐地发现焊片混料问题。"几十微米的差异很难通过仪器检测,但长期的一线经验让我能够感知这种细微差别。"他解释道。

这次经历让团队深刻认识到:可靠的量产不能仅依赖个人经验,必须建立完善的防错机制和流程规范。特别是在光伏逆变器等严苛应用场景中,质量不是"重要"而是"唯一"的考量。

面对2019年的外部环境变化,团队多年积累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,我们不仅实现了技术领先,更将发货规模提升至千万级别。"

5. 未来展望:创新永不止步

展望未来,郎博士指出功率模组正向高密度、高温方向发展。团队正在新材料、新工艺领域持续投入,开发高导热焊接、烧结等前沿技术,并积极探索AI在质量控制中的应用。

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。既要扎根一线解决实 际问题,也要通过学术交流开拓视野。将严谨刻进骨子里,才能真正推动技术进步。"

在数字能源快速发展的今天,功率模组技术的持续创新,正为中国新能源产业注入强劲动力。正如郎博士所言:"创新带来新希望,执着铸就真品质。"

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