作为新型功率半导体器件的核心部件，IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极型晶体管）已广泛应用于工业、4C（通信、计算机、消费电子、汽车电子）、航空航天、国防军工等传统产业领域，以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。
深圳市世椿智能装备股份有限公司（简称世椿智能）接轨IGBT前沿技术需求，研发具有自身行业特色的三段式真空灌胶机SEC-S300-ZP，为客户提供IGBT封装解决方案。近日，记者走进世椿智能双液灌胶产品线，深度挖掘其积极研发三段式真空灌胶机，全力打造IGBT行业设备解决方案的经验做法，解谜世椿智能坚持双液灌胶产品线技术创新发展的进阶之路。
三段式真空灌胶机SEC-S300-ZP
借IGBT市场大发展的东风，迎接真空灌胶机的增长春天
IGBT是能源变换和传输的最核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，是目前最先进、应用最广泛的第三代半导体器件，作为国家战略新兴产业，IGBT在涉及国家经济安全、国防安全等领域占据重要地位。
新能源行业（电动汽车、风光储能等）的快速发展，工控及家电行业的稳健增长，对IGBT模块的需求增长已日趋旺盛，加上国家政策的有力支持，以及国产替代为行业发展的重点目标……这使得IGBT成为风口浪尖的拳头产品，是全球技术竞争的核心之一。根据研究报告，预计2025年全球IGBT市场规模达954亿元、2020-2025年CAGR为16%，我国 IGBT市场规模达458亿元(48%全球市场占比)、2020-2025年CAGR达21%。
当IGBT模块应用于高速列车、电动汽车、风力发电机、变频空调中时，常要经受低温、高温、湿热、振动、机械冲击等环境因素的作用，因此IGBT模块的封装材料必须具有良好的环境适应性。IGBT模块结构紧凑，灌胶孔小，内部缝隙狭窄，要保证胶水渗透到模块内部，必须在真空环境下注胶。因此，需要真空灌胶机灌注。
IGBT模块封装流程主要包括丝网印刷，自动贴片，真空回流焊接，超声波清洗，X-RAY缺陷检测，自动键合，激光打标，壳体塑封，壳体灌胶与固化，封装、端子成形，功能测试等，材料的制备工艺将决定材料的性能，使用性能优良的材料封装，有助于提升模块的质量和可靠性。硅凝胶作为一种特殊的电子灌封材料，是IGBT模块灌封的首选材料。目前国内绝大多数IGBT模块厂家采用传统硅胶灌封方式。
随着国内客户在新能源车用电网电力风电方面（1200V以上领域）对IGBT模块要求越来越高，代表当今世界尖端IGBT模组技术的国外某些新能源汽车企业已逐步采用高耐热、低热膨胀、低收缩性液态环氧来代替硅胶灌封，国内已有电力方面IGBT模组大公司在进行环氧灌封技术试验。
灌封硅凝胶/环氧灌封胶，可实现IGBT模块灌胶固化核心工艺环节的升级与自动化，可有效增强IGBT模块整体性和绝缘耐压能力，提升模块防潮和抗污能力，提高模块的可靠性，延长其使用寿命。但是IGBT模块在灌封的过程中易出现气泡，会直接影响防水、防潮功能。气泡出现的地方，受到外力影响较大，较易开裂或者脱落等。
使用世椿智能自主设计研发的真空灌胶机，在真空环境下进行注胶，可有效的解决灌胶后产生的大量气泡、潜藏在胶水内部的少量气泡，让硅凝胶能够更容易渗入产品间隙，保证产品的品质。公司在掌握活塞计量阀、双液计量阀、真空泵及活塞泵等核心零部件的研发应用技术背景下，为客户提供各种胶水的整体系统灌胶设备，可提供各类胶水的备料系统、计量系统、混合系统的整体解决方案及真空灌胶工艺。世椿智能双液灌胶产品线，善于结合胶水材料的不同特性，IGBT的结构及产能，为客户提供量身定制的最完整的一站式灌胶设备和服务。
自主研发，三段式真空灌胶机进阶之路
IGBT的高端化以及对产品制程要求日渐严格，促使客户对灌胶工艺提出更高的要求。为进一步提高产能，满足IGBT新工艺对装备更高的要求，满足日益增长的市场和工业生产需求，世椿智能双液灌胶产品线研发团队早在2021年就开始对三段式真空灌胶机进行技术研发和攻关，历经市场调研，对比评审，产品更迭，多方尝试，不断的反复验证，最终三段式真空灌胶机SEC-S300-ZP应运而生。
2021年，世椿智能开始第一代三段式真空灌胶机SEC-400ZP的开发，其为连体式设计，设备占地面积较大，实施不方便，这成为其进一步发展的较大障碍；
2022年，世椿智能进行第二代三段式真空灌胶机SEC-S300-ZP的开发，设计实现最高质量等级的IGBT模块高效率灌封生产。该设备体积小，可分体，使用先进的控制系统，具有高精度、高效率、高品质、高兼容、低成本、智能化、可扩展、易维护等多种优势，并应用于某客户的三段式真空灌胶线，逐步在IGBT领域得到广泛使用……
三段式真空灌胶机SEC-S300-ZP
世椿智能双液灌胶产品线研发团队为拥有10年以上灌胶行业经验的技术团队，由产品经理肖大强带队，其提供前期的灌胶工艺分析，确保灌胶批量生产时的成功率；可根据不同客户的特殊要求，量身定制专属的灌胶方案；为微量型点胶项目提供可靠的高精度计量配比系统……在三段式真空灌胶机SEC-S300-ZP的开发生产过程中，由于该设备的真空箱密封方式、门的密封方式等改动很大，体积也变得比较小，并使用高精度、高配比的供胶计量灌胶系统，且在三轴的模式下减少了计量的管道，提高计量的精度，双液灌胶产品线研发团队持续探索，集合供应商资源，通过改密封、改软件等方式，解决了密封、线体对接、真空电机选型等问题。
世椿智能作为一家值得信赖的工业智能装备整体解决方案提供商和服务商，以其领先技术和优质的服务得到了众多客户的认可。世椿智能真空灌胶机种类众多，涵括离线式真空灌胶机、在线式真空灌胶机、三段式真空灌胶机等，还可以根据客户需求搭配固化炉、线体等，实现全自动的智能生产。其不仅能够满足客户的生产需求，还能提供完善的售后服务，让用户在使用过程中更加放心和安心。
目前，世椿智能已向国内超过10家以上头部半导体、电力电子、新能源汽车等企业提供IGBT模块灌封设备，并由单段式、三段式等真空灌胶机设备供应商向整体解决方案提供商迈进，其核心技术自主可控，价格、性能、包装、易用性、保障性、可获得性、生命周期成本、社会接受程度等指标均达到行业领先水平，助力国内IGBT技术升级。
面向前沿技术——世椿智能IGBT行业设备解决方案
源浚者流长，根深者叶茂！凭借过硬的技术水准，世椿智能结合灌封材料特性、灌封产品结构及其产能，以核心技术为品质支撑，重新定义供料、计量、真空封装等IGBT行业设备解决方案。三段式真空灌胶机具有以下六大技术优势：
一是三个在线式独立真空箱，采用高强度精密航空铝板拼接而成，全负压环境注胶，全负压环境供胶，满足IGBT行业功率模块的生产要求，解决产品抽真空等待时间，减少产品生产CT，提高产能效率(两边小真空箱可以预抽真空及泄压，主真空箱一直保持着真空状态，大大缩短CT)；
二是控制系统采用工控机+世椿运动控制卡集成先进算法，配合高精密底部移动三轴机械手，实现三维精确的运动；可选配自动调宽输送轨道、MARK点拍照相机、电子秤自动点检等功能；
三是三个德国进口真空泵分别给三个真空箱抽真空，抽速快，噪音低，真空箱密封性高，真空度自主可调，保证产品无气泡；
四是计量采用高精度活塞阀，直连静态混合管，产品在真空箱内运动，活塞阀固定不动，无多余管道连接，通过控制伺服马达实现定量出胶，出胶精度高，比例精度高；
五是具备真空上料、真空脱泡、压力监测、液位实时显示等功能，可选配加热、搅拌、回流等功能，具备料桶负压供料功能，保证整个灌胶系统在真空环境下，能应对各种复杂的胶水应用场景；
六是独有的工业设计，外观大方，结构紧凑，正版windows系统，整机稳定，操作界面友好，可选配IGBT行业通讯协议SECS/GEM自动化通讯，其次为ModBus；连接MES&EAP系统。
世椿智能自主研发三段式真空灌胶机，不仅是其流体应用技术突破的象征，更是国内IGBT产业智造发展的标志。面向前沿技术，世椿智能持续深耕IGBT大市场，加速IGBT新技术、新产业、新业态的创新和应用，紧跟时代发展的脚步。
未来，双液灌胶产品线研发团队将根据三段式真空灌胶机的应用，收集各客户处实际的灌胶精度、三轴负载等数据，评估其软件、系统、功能等是否达到设计研发的预期，并进一步升级，持续推出高精度、高效率、高品质、智能化的灌封应用设备，赋能行业发展……（文/文彩平）
