在功率模塊的封裝過程中，灌膠是關(guān)鍵步驟之一，可提供必要的電氣絕緣，增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度，并改善熱管理性能。有機(jī)硅凝膠和環(huán)氧灌封膠是IGBT模塊常用的灌封材料，主流的大功率IGBT模塊通常選用二者配合使用。然而，傳統(tǒng)的灌膠方法在常壓環(huán)境下進(jìn)行，往往難以完全排除膠水中的空氣，從而導(dǎo)致氣泡的生成。這些氣泡會削弱灌膠層的絕緣性能，直接影響模塊防水、防潮功能，且氣泡部分易受外力影響而產(chǎn)生裂紋或脫落。使用真空灌膠機(jī)在真空環(huán)境下進(jìn)行注膠，可有效解決氣泡問題。
真空灌膠機(jī)在高負(fù)壓的環(huán)境下操作，能有效地從膠水中抽出空氣和其他揮發(fā)性成分，顯著降低或消除氣泡的生成。當(dāng)前，真空灌膠機(jī)已成為IGBT封裝的標(biāo)準(zhǔn)配置，不僅確保灌封膠能均勻分布于IGBT模塊內(nèi)部，而且達(dá)到最佳的保護(hù)效果和絕緣性能。
圖源：高凱精密
真空灌膠機(jī)通常采用單一真空室來完成整個灌膠過程，包括預(yù)抽真空、注膠和保壓等關(guān)鍵步驟。具體操作中，將雙組份膠水按照預(yù)先設(shè)定好的比例和出膠重量，自動配比后自動混合均勻，在已預(yù)先抽成真空的環(huán)境中均勻地灌注到每個產(chǎn)品中，可實現(xiàn)高精度注膠以及快速量產(chǎn)。
不過，只有單一真空室的真空灌膠機(jī)設(shè)備，在生產(chǎn)效率和灌膠精度方面還有進(jìn)一步提升的空間。
三段式真空灌膠機(jī)的設(shè)計引入了三個獨(dú)立的真空室，各自承擔(dān)不同的封裝階段，這種劃分極大地提高了灌膠過程的效率和質(zhì)量。
圖源：世椿智能
1.多階段真空處理：通過分別設(shè)置三個真空室，可以在不同階段獨(dú)立地調(diào)節(jié)和優(yōu)化真空度，從而更精確地控制整個灌膠過程。例如，第一個真空室用于預(yù)抽真空，準(zhǔn)備膠水和組件；第二個真空室進(jìn)行實際的膠水注入；第三個真空室則用于最終的保壓和固化，確保膠水在固化過程中無氣泡產(chǎn)生。
2.提高生產(chǎn)效率：獨(dú)立的真空室設(shè)計允許同時處理多個模塊，每個真空室都可以獨(dú)立操作，減少了產(chǎn)品在生產(chǎn)線上的等待時間。這種設(shè)置顯著提高了生產(chǎn)線的吞吐量和灌膠的整體速度。
3.精確的膠水控制和高精度灌膠：采用高精度的計量系統(tǒng)和動態(tài)混合技術(shù)，確保膠水在注入前均勻混合，同時減少了多余的管道連接，這有助于提高灌膠精度并確保膠水比例的準(zhǔn)確性。
4.高度自動化和定制能力：現(xiàn)代三段式真空灌膠機(jī)通常配備高級控制系統(tǒng)和自動化功能，如自動輸送軌道調(diào)整、視覺系統(tǒng)以及其他傳感器，這些都有助于提高操作精度和生產(chǎn)的靈活性。
5.提升產(chǎn)品質(zhì)量：通過精細(xì)控制每個灌膠階段的環(huán)境條件，三段式真空灌膠機(jī)能夠確保每個IGBT模塊都達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的封裝質(zhì)量，增強(qiáng)了產(chǎn)品的整體可靠性和性能。
目前，世椿智能、緯迪、欣音達(dá)、和利時等設(shè)備生產(chǎn)商都已推出三段式真空灌膠機(jī)等產(chǎn)品，不僅為IGBT模塊提供了更高效、更精確的封裝解決方案，也推動了整個電力電子行業(yè)封裝技術(shù)的進(jìn)步，有助于滿足對高可靠性和長期穩(wěn)定性有極高要求的應(yīng)用場景，如新能源汽車、可再生能源系統(tǒng)和高性能工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域的需求。
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