IGBT模塊
作為新型功率半導(dǎo)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(yīng)用于工業(yè)、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(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，以及軌道交通、新能源、智能電網(wǎng)、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)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(shù)需求，研發(fā)具有自身行業(yè)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(chǎn)品線，深度挖掘其積極研發(fā)三段式真空灌膠機，全力打造IGBT行業(yè)設(shè)備解決方案的經(jīng)驗做法，解謎世椿智能堅持雙液灌膠產(chǎn)品線技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的進階之路。
三段式真空灌膠機SEC-S300-ZP
借IGBT市場大發(fā)展的東風(fēng)，迎接真空灌膠機的增長春天
IGBT是能源變換和傳輸?shù)淖詈诵钠骷?，俗稱電力電子裝置的“CPU”，是目前最先進、應(yīng)用最廣泛的第三代半導(dǎo)體器件，作為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，IGBT在涉及國家經(jīng)濟安全、國防安全等領(lǐng)域占據(jù)重要地位。
新能源行業(yè)（電動汽車、風(fēng)光儲能等）的快速發(fā)展，工控及家電行業(yè)的穩(wěn)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(chǎn)替代為行業(yè)發(fā)展的重點目標……這使得IGBT成為風(fēng)口浪尖的拳頭產(chǎn)品，是全球技術(shù)競爭的核心之一。根據(jù)研究報告，預(yù)計2025年全球IGBT市場規(guī)模達954億元、2020-2025年CAGR為16%，我國 IGBT市場規(guī)模達458億元(48%全球市場占比)、2020-2025年CAGR達21%。
當IGBT模塊應(yīng)用于高速列車、電動汽車、風(fēng)力發(fā)電機、變頻空調(diào)中時，常要經(jīng)受低溫、高溫、濕熱、振動、機械沖擊等環(huán)境因素的作用，因此IGBT模塊的封裝材料必須具有良好的環(huán)境適應(yīng)性。IGBT模塊結(jié)構(gòu)緊湊，灌膠孔小，內(nèi)部縫隙狹窄，要保證膠水滲透到模塊內(nèi)部，必須在真空環(huán)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(wǎng)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(yōu)良的材料封裝，有助于提升模塊的質(zhì)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(nèi)絕大多數(shù)IGBT模塊廠家采用傳統(tǒng)硅膠灌封方式。
隨著國內(nèi)客戶在新能源車用電網(wǎng)電力風(fēng)電方面（1200V以上領(lǐng)域）對IGBT模塊要求越來越高，代表當今世界尖端IGBT模組技術(shù)的國外某些新能源汽車企業(yè)已逐步采用高耐熱、低熱膨脹、低收縮性液態(tài)環(huán)氧來代替硅膠灌封，國內(nèi)已有電力方面IGBT模組大公司在進行環(huán)氧灌封技術(shù)試驗。
灌封硅凝膠/環(huán)氧灌封膠，可實現(xiàn)IGBT模塊灌膠固化核心工藝環(huán)節(jié)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(xiàn)氣泡，會直接影響防水、防潮功能。氣泡出現(xiàn)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(shè)計研發(fā)的真空灌膠機，在真空環(huán)境下進行注膠，可有效的解決灌膠后產(chǎn)生的大量氣泡、潛藏在膠水內(nèi)部的少量氣泡，讓硅凝膠能夠更容易滲入產(chǎn)品間隙，保證產(chǎn)品的品質(zhì)。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(fā)應(yīng)用技術(shù)背景下，為客戶提供各種膠水的整體系統(tǒng)灌膠設(shè)備，可提供各類膠水的備料系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、混合系統(tǒng)的整體解決方案及真空灌膠工藝。世椿智能雙液灌膠產(chǎn)品線，善于結(jié)合膠水材料的不同特性，IGBT的結(jié)構(gòu)及產(chǎn)能，為客戶提供量身定制的最完整的一站式灌膠設(shè)備和服務(wù)。
自主研發(fā)，三段式真空灌膠機進階之路
IGBT的高端化以及對產(chǎn)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(chǎn)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(yè)生產(chǎn)需求，世椿智能雙液灌膠產(chǎn)品線研發(fā)團隊早在2021年就開始對三段式真空灌膠機進行技術(shù)研發(fā)和攻關(guān)，歷經(jīng)市場調(diào)研，對比評審，產(chǎn)品更迭，多方嘗試，不斷的反復(fù)驗證，最終三段式真空灌膠機SEC-S300-ZP應(yīng)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(fā)，其為連體式設(shè)計，設(shè)備占地面積較大，實施不方便，這成為其進一步發(fā)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(fā)，設(shè)計實現(xiàn)最高質(zhì)量等級的IGBT模塊高效率灌封生產(chǎn)。該設(shè)備體積小，可分體，使用先進的控制系統(tǒng)，具有高精度、高效率、高品質(zhì)、高兼容、低成本、智能化、可擴展、易維護等多種優(yōu)勢，并應(yīng)用于某客戶的三段式真空灌膠線，逐步在IGBT領(lǐng)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(chǎn)品線研發(fā)團隊為擁有10年以上灌膠行業(yè)經(jīng)驗的技術(shù)團隊，由產(chǎn)品經(jīng)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(chǎn)時的成功率；可根據(jù)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(tǒng)……在三段式真空灌膠機SEC-S300-ZP的開發(fā)生產(chǎn)過程中，由于該設(shè)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(tǒng)，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(chǎn)品線研發(fā)團隊持續(xù)探索，集合供應(yīng)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(yè)智能裝備整體解決方案提供商和服務(wù)商，以其領(lǐng)先技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)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(jù)客戶需求搭配固化爐、線體等，實現(xiàn)全自動的智能生產(chǎn)。其不僅能夠滿足客戶的生產(chǎn)需求，還能提供完善的售后服務(wù)，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(nèi)超過10家以上頭部半導(dǎo)體、電力電子、新能源汽車等企業(yè)提供IGBT模塊灌封設(shè)備，并由單段式、三段式等真空灌膠機設(shè)備供應(yīng)商向整體解決方案提供商邁進，其核心技術(shù)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(yè)領(lǐng)先水平，助力國內(nèi)IGBT技術(shù)升級。
面向前沿技術(shù)——世椿智能IGBT行業(yè)設(shè)備解決方案
源浚者流長，根深者葉茂！憑借過硬的技術(shù)水準，世椿智能結(jié)合灌封材料特性、灌封產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)能，以核心技術(shù)為品質(zhì)支撐，重新定義供料、計量、真空封裝等IGBT行業(yè)設(shè)備解決方案。三段式真空灌膠機具有以下六大技術(shù)優(yōu)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(huán)境注膠，全負壓環(huán)境供膠，滿足IGBT行業(yè)功率模塊的生產(chǎn)要求，解決產(chǎn)品抽真空等待時間，減少產(chǎn)品生產(chǎn)CT，提高產(chǎn)能效率(兩邊小真空箱可以預(yù)抽真空及泄壓，主真空箱一直保持著真空狀態(tài)，大大縮短CT)；
二是控制系統(tǒng)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(xiàn)三維精確的運動；可選配自動調(diào)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(diào)，保證產(chǎn)品無氣泡；
四是計量采用高精度活塞閥，直連靜態(tài)混合管，產(chǎn)品在真空箱內(nèi)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(xiàn)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(jiān)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(tǒng)在真空環(huán)境下，能應(yīng)對各種復(fù)雜的膠水應(yīng)用場景；
六是獨有的工業(yè)設(shè)計，外觀大方，結(jié)構(gòu)緊湊，正版windows系統(tǒng)，整機穩(wěn)定，操作界面友好，可選配IGBT行業(yè)通訊協(xié)議SECS/GEM自動化通訊，其次為ModBus；連接MES&EAP系統(tǒng)。
世椿智能自主研發(fā)三段式真空灌膠機，不僅是其流體應(yīng)用技術(shù)突破的象征，更是國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)智造發(fā)展的標志。面向前沿技術(shù)，世椿智能持續(xù)深耕IGBT大市場，加速IGBT新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)的創(chuàng)新和應(yīng)用，緊跟時代發(fā)展的腳步。
未來，雙液灌膠產(chǎn)品線研發(fā)團隊將根據(jù)三段式真空灌膠機的應(yīng)用，收集各客戶處實際的灌膠精度、三軸負載等數(shù)據(jù)，評估其軟件、系統(tǒng)、功能等是否達到設(shè)計研發(fā)的預(yù)期，并進一步升級，持續(xù)推出高精度、高效率、高品質(zhì)、智能化的灌封應(yīng)用設(shè)備，賦能行業(yè)發(fā)展……
