在功率模塊的封裝過程中，灌膠是關鍵步驟之一，可提供必要的電氣絕緣，增強機械強度，并改善熱管理性能。有機硅凝膠和環(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)境下進行，往往難以完全排除膠水中的空氣，從而導致氣泡的生成。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生裂紋或脫落。使用真空灌膠機在真空環(huán)境下進行注膠，可有效解決氣泡問題。
真空灌膠機在高負壓的環(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。當前，真空灌膠機已成為IGBT封裝的標準配置，不僅確保灌封膠能均勻分布于IGBT模塊內部，而且達到最佳的保護效果和絕緣性能。
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真空灌膠機通常采用單一真空室來完成整個灌膠過程，包括預抽真空、注膠和保壓等關鍵步驟。具體操作中，將雙組份膠水按照預先設定好的比例和出膠重量，自動配比后自動混合均勻，在已預先抽成真空的環(huán)境中均勻地灌注到每個產品中，可實現(xiàn)高精度注膠以及快速量產。
不過，只有單一真空室的真空灌膠機設備，在生產效率和灌膠精度方面還有進一步提升的空間。
三段式真空灌膠機的設計引入了三個獨立的真空室，各自承擔不同的封裝階段，這種劃分極大地提高了灌膠過程的效率和質量。
圖源：世椿智能
1.多階段真空處理：通過分別設置三個真空室，可以在不同階段獨立地調節(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抽真空，準備膠水和組件；第二個真空室進行實際的膠水注入；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生。
2.提高生產效率：獨立的真空室設計允許同時處理多個模塊，每個真空室都可以獨立操作，減少了產品在生產線上的等待時間。這種設置顯著提高了生產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，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確性。
4.高度自動化和定制能力：現(xiàn)代三段式真空灌膠機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的靈活性。
5.提升產品質量：通過精細控制每個灌膠階段的環(huán)境條件，三段式真空灌膠機能夠確保每個IGBT模塊都達到高標準的封裝質量，增強了產品的整體可靠性和性能。
目前，世椿智能、緯迪、欣音達、和利時等設備生產商都已推出三段式真空灌膠機等產品，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)封裝技術的進步，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)應用等領域的需求。
原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦半導體網）：三段式真空灌膠機實現(xiàn)IGBT產能增效