IGBT模塊
作為新型功率半導體器件的核心部件，IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，即絕緣柵雙極型晶體管）已廣泛應用于工業、4C（通信、計算機、消費電子、汽車電子）、航空航天、國防軍工等傳統產業領域，以及軌道交通、新能源、智能電網、新能源汽車等戰略性新興產業領域。
深圳市世椿智能裝備股份有限公司（簡稱世椿智能）接軌IGBT前沿技術需求，研發具有自身行業特色的三段式真空灌膠機SEC-S300-ZP，為客戶提供IGBT封裝解決方案。近日，記者走進世椿智能雙液灌膠產品線，深度挖掘其積極研發三段式真空灌膠機，全力打造IGBT行業設備解決方案的經驗做法，解謎世椿智能堅持雙液灌膠產品線技術創新發展的進階之路。
三段式真空灌膠機SEC-S300-ZP
借IGBT市場大發展的東風，迎接真空灌膠機的增長春天
IGBT是能源變換和傳輸的最核心器件，俗稱電力電子裝置的“CPU”，是目前最先進、應用最廣泛的第三代半導體器件，作為國家戰略新興產業，IGBT在涉及國家經濟安全、國防安全等領域占據重要地位。
新能源行業（電動汽車、風光儲能等）的快速發展，工控及家電行業的穩健增長，對IGBT模塊的需求增長已日趨旺盛，加上國家政策的有力支持，以及國產替代為行業發展的重點目標……這使得IGBT成為風口浪尖的拳頭產品，是全球技術競爭的核心之一。根據研究報告，預計2025年全球IGBT市場規模達954億元、2020-2025年CAGR為16%，我國 IGBT市場規模達458億元(48%全球市場占比)、2020-2025年CAGR達21%。
當IGBT模塊應用于高速列車、電動汽車、風力發電機、變頻空調中時，常要經受低溫、高溫、濕熱、振動、機械沖擊等環境因素的作用，因此IGBT模塊的封裝材料必須具有良好的環境適應性。IGBT模塊結構緊湊，灌膠孔小，內部縫隙狹窄，要保證膠水滲透到模塊內部，必須在真空環境下注膠。因此，需要真空灌膠機灌注。
IGBT模塊封裝流程主要包括絲網印刷，自動貼片，真空回流焊接，超聲波清洗，X-RAY缺陷檢測，自動鍵合，激光打標，殼體塑封，殼體灌膠與固化，封裝、端子成形，功能測試等，材料的制備工藝將決定材料的性能，使用性能優良的材料封裝，有助于提升模塊的質量和可靠性。硅凝膠作為一種特殊的電子灌封材料，是IGBT模塊灌封的首選材料。目前國內絕大多數IGBT模塊廠家采用傳統硅膠灌封方式。
隨著國內客戶在新能源車用電網電力風電方面（1200V以上領域）對IGBT模塊要求越來越高，代表當今世界尖端IGBT模組技術的國外某些新能源汽車企業已逐步采用高耐熱、低熱膨脹、低收縮性液態環氧來代替硅膠灌封，國內已有電力方面IGBT模組大公司在進行環氧灌封技術試驗。
灌封硅凝膠/環氧灌封膠，可實現IGBT模塊灌膠固化核心工藝環節的升級與自動化，可有效增強IGBT模塊整體性和絕緣耐壓能力，提升模塊防潮和抗污能力，提高模塊的可靠性，延長其使用壽命。但是IGBT模塊在灌封的過程中易出現氣泡，會直接影響防水、防潮功能。氣泡出現的地方，受到外力影響較大，較易開裂或者脫落等。
使用世椿智能自主設計研發的真空灌膠機，在真空環境下進行注膠，可有效的解決灌膠后產生的大量氣泡、潛藏在膠水內部的少量氣泡，讓硅凝膠能夠更容易滲入產品間隙，保證產品的品質。公司在掌握活塞計量閥、雙液計量閥、真空泵及活塞泵等核心零部件的研發應用技術背景下，為客戶提供各種膠水的整體系統灌膠設備，可提供各類膠水的備料系統、計量系統、混合系統的整體解決方案及真空灌膠工藝。世椿智能雙液灌膠產品線，善于結合膠水材料的不同特性，IGBT的結構及產能，為客戶提供量身定制的最完整的一站式灌膠設備和服務。
自主研發，三段式真空灌膠機進階之路
IGBT的高端化以及對產品制程要求日漸嚴格，促使客戶對灌膠工藝提出更高的要求。為進一步提高產能，滿足IGBT新工藝對裝備更高的要求，滿足日益增長的市場和工業生產需求，世椿智能雙液灌膠產品線研發團隊早在2021年就開始對三段式真空灌膠機進行技術研發和攻關，歷經市場調研，對比評審，產品更迭，多方嘗試，不斷的反復驗證，最終三段式真空灌膠機SEC-S300-ZP應運而生。
2021年，世椿智能開始第一代三段式真空灌膠機SEC-400ZP的開發，其為連體式設計，設備占地面積較大，實施不方便，這成為其進一步發展的較大障礙；
2022年，世椿智能進行第二代三段式真空灌膠機SEC-S300-ZP的開發，設計實現最高質量等級的IGBT模塊高效率灌封生產。該設備體積小，可分體，使用先進的控制系統，具有高精度、高效率、高品質、高兼容、低成本、智能化、可擴展、易維護等多種優勢，并應用于某客戶的三段式真空灌膠線，逐步在IGBT領域得到廣泛使用……
三段式真空灌膠機SEC-S300-ZP
世椿智能雙液灌膠產品線研發團隊為擁有10年以上灌膠行業經驗的技術團隊，由產品經理肖大強帶隊，其提供前期的灌膠工藝分析，確保灌膠批量生產時的成功率；可根據不同客戶的特殊要求，量身定制專屬的灌膠方案；為微量型點膠項目提供可靠的高精度計量配比系統……在三段式真空灌膠機SEC-S300-ZP的開發生產過程中，由于該設備的真空箱密封方式、門的密封方式等改動很大，體積也變得比較小，并使用高精度、高配比的供膠計量灌膠系統，且在三軸的模式下減少了計量的管道，提高計量的精度，雙液灌膠產品線研發團隊持續探索，集合供應商資源，通過改密封、改軟件等方式，解決了密封、線體對接、真空電機選型等問題。
世椿智能作為一家值得信賴的工業智能裝備整體解決方案提供商和服務商，以其領先技術和優質的服務得到了眾多客戶的認可。世椿智能真空灌膠機種類眾多，涵括離線式真空灌膠機、在線式真空灌膠機、三段式真空灌膠機等，還可以根據客戶需求搭配固化爐、線體等，實現全自動的智能生產。其不僅能夠滿足客戶的生產需求，還能提供完善的售后服務，讓用戶在使用過程中更加放心和安心。
目前，世椿智能已向國內超過10家以上頭部半導體、電力電子、新能源汽車等企業提供IGBT模塊灌封設備，并由單段式、三段式等真空灌膠機設備供應商向整體解決方案提供商邁進，其核心技術自主可控，價格、性能、包裝、易用性、保障性、可獲得性、生命周期成本、社會接受程度等指標均達到行業領先水平，助力國內IGBT技術升級。
面向前沿技術——世椿智能IGBT行業設備解決方案
源浚者流長，根深者葉茂！憑借過硬的技術水準，世椿智能結合灌封材料特性、灌封產品結構及其產能，以核心技術為品質支撐，重新定義供料、計量、真空封裝等IGBT行業設備解決方案。三段式真空灌膠機具有以下六大技術優勢：
一是三個在線式獨立真空箱，采用高強度精密航空鋁板拼接而成，全負壓環境注膠，全負壓環境供膠，滿足IGBT行業功率模塊的生產要求，解決產品抽真空等待時間，減少產品生產CT，提高產能效率(兩邊小真空箱可以預抽真空及泄壓，主真空箱一直保持著真空狀態，大大縮短CT)；
二是控制系統采用工控機+世椿運動控制卡集成先進算法，配合高精密底部移動三軸機械手，實現三維精確的運動；可選配自動調寬輸送軌道、MARK點拍照相機、電子秤自動點檢等功能；
三是三個德國進口真空泵分別給三個真空箱抽真空，抽速快，噪音低，真空箱密封性高，真空度自主可調，保證產品無氣泡；
四是計量采用高精度活塞閥，直連靜態混合管，產品在真空箱內運動，活塞閥固定不動，無多余管道連接，通過控制伺服馬達實現定量出膠，出膠精度高，比例精度高；
五是具備真空上料、真空脫泡、壓力監測、液位實時顯示等功能，可選配加熱、攪拌、回流等功能，具備料桶負壓供料功能，保證整個灌膠系統在真空環境下，能應對各種復雜的膠水應用場景；
六是獨有的工業設計，外觀大方，結構緊湊，正版windows系統，整機穩定，操作界面友好，可選配IGBT行業通訊協議SECS/GEM自動化通訊，其次為ModBus；連接MES&EAP系統。
世椿智能自主研發三段式真空灌膠機，不僅是其流體應用技術突破的象征，更是國內IGBT產業智造發展的標志。面向前沿技術，世椿智能持續深耕IGBT大市場，加速IGBT新技術、新產業、新業態的創新和應用，緊跟時代發展的腳步。
未來，雙液灌膠產品線研發團隊將根據三段式真空灌膠機的應用，收集各客戶處實際的灌膠精度、三軸負載等數據，評估其軟件、系統、功能等是否達到設計研發的預期，并進一步升級，持續推出高精度、高效率、高品質、智能化的灌封應用設備，賦能行業發展……
