盘点国内10家功率模块封装测试自动化产线供应商 |
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盘点国内10家功率模块封装测试自动化产线供应商
功率半导体是电力电子设备转换能源的核心元件，随着新能源汽车、充电桩、光伏储能等市场的快速发展，电力电子设备正向着高功率、多集成、小型化发展。以IGBT和SiC MOS为代表的功率半导体模块也变得更加集成化和小型化，对设计的紧凑性和封装技术提出了更高要求。 在功率模块的生产过程中，自动化设备及流程至关重要，确保产品的质量和可靠性。封装作为生产中的一大难点，面临封装效率低和良品率低的问题。封装过程中，设备自动化程度不高、器件容易氧化、温度均匀性和洁净度难以有效控制，这些因素导致封装模块的一致性降低、成本居高不下。
为了解决这些问题，自动化功率模块封装测试智能工厂应运而生，能够实现功率模块的批量化生产、智能制造及柔性制造。当前应用广泛的功率模块主要是IGBT模块和SiC MOS模块，二者的封装工艺流程大体相似，但在封装材料上有所不同，因此在工艺上也有一些差别。
由于SiC材料的宽禁带特性带来的优异特性，在相同功率等级下，SiC基模块较Si基模块（如IGBT）体积大幅减小，因此SiC模块对散热的要求更高。这也衍生出了多种封装新技术，如双面散热技术、氮化硅基材的AMB基板、银烧结（铜烧结技术）、Cu clip和新型热管理技术等。其中，AMB基板和银烧结技术已在IGBT模块中得到部分验证。IGBT模块也在不断朝着小型化、集成化、薄型化的方向发展，出现了如PressFit技术、压接式封装等新技术。然而，这些新技术的发展也为相关设备带来了挑战。 
图 PressFit引脚 来源 wolfspeed
生产完成后，为了保证功率模块产品的可靠性，通常会进行一系列测试，功率模块的测试包含性能与可靠性测试，其中性能测试可以分为用于导通损耗评估的静态测试与用于开关损耗评估的动态测试。一般IGBT模块生产线自动测试产线包含动、静态测试主机；模块抓取；模块分类；绝缘耐压测试；高温测试；带载测试；拱度测量；全尺寸测量等。为了确保生产节拍、测试一致性和设备可靠性，生产线的自动测试工作站需要满足更高、更综合的要求。 一个全面的自动化和信息化功率模块封装测试工厂还需要实现信息化需求，包括MES制造执行系统、WMS设备管理系统、EAP集成调度系统、APS高级排产系统、派发系统等，并与ERP企业资源规划软件、主数据系统、EDA电子设计自动化工具、SPC统计过程控制等系统无缝对接。
下面，本文将盘点10家国内在功率模块封装测试自动化产线领域具有代表性的供应商（排名不分先后），了解企业功率模块封装测试自动化产线具体情况。欢迎加群（文末有IGBT与SiC产线所需设备附件表格，仅供参考） 1. 长园科技 CYG
官网：https://www.cyg.com/ 长园科技集团股份有限公司（长园集团，600525.SH）创立于1986年，2002年在上海证券交易所上市，是专业从事工业与电力系统智能化数字化的研发、制造与服务的科技型产业集团，产业领域涵盖数字能源电力、新能源、电力新材料、安全科技、测试及自动化五大方向，服务于全球80个国家和地区千行百业的优质客户，是国家电网、南方电网等世界500强企业的长期合作伙伴。 长园半导体设备（珠海）有限公司是长园集团旗下子公司，属于智能装备产业板块。产品主要分为半导体封装设备、功率器件IGBT设备、AR/VR设备、SiP封装设备、其他自动化设备等；为半导体IC、功率器件IGBT、AR/VR、光通信、光电等产业提供标准智能制造平台及软、硬件解决方案。
珠海长园提供IGBT自动化组装线，适用于ECONO系列、HPD封装，主要包含DBC贴装、真空回流焊、定位框拆焊、超声波清洗、X-Ray、外壳组装（包括点胶，激光打标，铆压或锁螺丝）常温老化柜，键合串线，人工镜检，清洁、真空灌胶、高温固化炉、封壳下料等工序。 2. 轩田科技SHARETEK
官网：https://www.sharetek.com.cn/ 上海轩田智能科技股份有限公司成立于2007年，是软硬件结合智能制造整体解决方案供应商，可提供“新一代”智能工厂全栈式解决方案、自主研发智能装备矩阵（包括全自动预烧结设备、高精度高速贴片机、KGD测试分选设备、真空回流焊炉、超声无损检测系统、EFEM半导体设备前端模块、挑片机、自动凸轮插针机、自动模块贴片设备等）和自研的自主可控工业软件产品（包括MES、EAP、WMS、IoT、大数据应用等）。 轩田科技聚焦半导体、微组装/电装/总装、汽车电子/3C电子、工业软件、仓储物流等领域，特别是在功率半导体和微组装/电装/总装行业，已为世界500强企业及其他众多头部企业提供数字化变革的整体解决方案。客户主要有中车集团、比亚迪、中芯国际、中芯集成、华润微电子、上汽英飞凌、国电南瑞、中国电科、航天科技等众多行业标杆企业。
轩田科技为中车时代设计了全自动车规级IGBT模块封装测试智能工厂，实现了端到端的全自动生产能力，包括产线及单元的布局、非标及标准设备的连接、物流仓储系统和信息化系统的规划和落地；进一步打造了智能生产，实现产品批量化产出，实现规模化、柔性化生产，以及生产过程自动化、数字化和智能化，显著降低出错率，提高产品合格率，缩短生产周期，满足客户年产能预期。 3. 盛吉盛 SGS
官网：https://www.sgssemi.com/ 盛吉盛（Semiconductor Global Solutions,SGS）成立于2018年3月，是中芯国际牵头，联合芯空间、芯鑫租赁等股东共同发起成立的半导体设备和关键零部件研发、生产和服务企业，致力于推进半导体设备和关键零部件国产化，已经构建形成设备研发及生产、关键零部件与服务以及设备升级优化等三大业务板块。
盛吉盛智能装备(江苏)有限公司专注于功率模块封装测试设备，目前产品包含 SiC/Si 划片机、贴片机、SLT分选机、功率模块自动化整线及配套自动化设备，在半导体设备及功率模块整线解决方案领域有丰富的项目交付经验。盛吉盛可提供IGBT灌封模块自动封装线，包括固定架组装、真空灌胶/固化、贴盖锁螺丝等工序。 4. 科瑞尔 KERUIER
官网：http://www.czkeruier.com/ 常州科瑞尔科技有限公司成立于2014年，是一家集研发、制造、销售、服务于一体的科技创新型企业。主营业务包含IGBT和SiC模块封装测试设备制造及整线集成，AGV智能物料输送系统及MES系统整合，视觉检测设备，设备升级改造、设备定制开发等服务，面向半导体、光伏、新能源汽车、消费电子等精密制造领域，以领先技术推动行业的数字化、智能化发展。 科瑞尔始终坚持“以客户需求为导向”的经营理念，在满足客户需求的同时，保持技术水平的领先性，并与多家工业半导体行业头部企业合作，共同研发工业半导体封装设备，先后打造了第一条国产化工业级IGBT封装线，第一条国产化储能级IGBT封装线，第一条国产化车规级IGBT封装线,，第一条国产化SiC封装线。
目前科瑞尔已拥有5套自研核心设备，4套量测设备以及相关整线集成配套能力。经过近十年的行业深耕和积累，科瑞尔为众多行业标杆企业打造了更先进的数字化、智能化产线，从单一的自动化设备厂商成为全产线自动化整体解决方案服务商。 7月5日，常州科瑞尔科技有限公司将赞助并出席第三届功率半导体IGBT/SiC产业论坛，进行展台展示，敬请期待！ 5. 和利时 HOLS
官网：https://www.holsauto.com/ 和利时（苏州）自控技术有限公司（HOLS）成立于2011年，是一家专业的智能制造解决方案提供商，主要围绕电动汽车、半导体、医疗、工业等提供自动化解决方案，目前共设立标准产品、非标及测试三个事业部，其中非标事业部主要是围绕产品装配拧紧、自动化上下料、激光焊接、压装、插针等各类产品非标产线的设计开发。
和利时为车规级IGBT提供整套解决方案，主要围绕：组框、键合、DBC分选及真空回流、真空灌胶、在线固化炉、盒盖组装、插针、测试及外观检查等。其IGBT全自动产线使用产品包括HPD、Easy、Econo各种类型模块，工序包括：自动上料拆料-组框胶真空固化-产品冷却-平面检测产品绑码-产品清洁-真空灌胶-自动盒盖等。 2023年8月17日，和利时车规级IGBT模块生产线顺利预验收。 6. 福和大自动化 FHD
官网：http://fuheda.com/ 深圳市福和大自动化有限公司（FHD）前身是深圳市福和达自动化有限公司，是一家专门从事光电平板显示领域自动化设备研发、设计、生产、销售于一体的责任有限公司，已与华南理工大学、成都电子科技大学，清华大学深圳研究院合作等名校建立长期合作机制。
福和大自动化IGBT工业模块自动组装线，主要包含DBC贴装、回流焊、定位框拆卸、清洗、X-Ray、工业模块自动装线、外壳点胶、常温老化柜、键合及清洁、真空灌胶、高温固化炉封壳下料等工序。 7. 博众半导体 BOZHON
官网：https://www.bozemi.com/ 苏州博众半导体有限公司成立于2022年，是一家面向全球的半导体设备研发制造商，致力于成为中国半导体行业领导者，通过微米级，亚微米级，纳米级技术研发和产品创新，推动半导体先进制程发展和产业升级，提供尖端产品。凭借二十余年的技术积累，博众半导体为客户提供领先且稳定的先进工艺及检测设备。
博众半导体提供功率半导体数字工厂整线解决方案，将产线自动化、数字化相结合，使用了大量先进的信息化手段，实现在数据流在各个管理系统之间的无缝对接，完成分选、贴片、侧框组装、键线、灌胶固化、测试等工艺流程。 8. 沃镭智能 WOLEI TECHNOLOGIES
官网：http://www.wolei-tech.com/ 杭州沃镭智能科技股份有限公司是国内领先的汽车电子智能测试整体解决方案供应商，致力于为中国智能电动汽车与半导体产业提供智能化、数字化的高端装备。沃镭智能围绕智能网联汽车电子电控、智能驾驶核心系统、车规级功率半导体等细分市场，以核心检测技术构筑壁垒，融合智能产线、工业软件系统，构建数字化智能工厂实施全链条、全要素体系。
沃镭智能提供工业级IGBT封装测试整线自动化集成，实现对功率器件Easy、Econo等产品从封装到测试整条产线的自动化生产。整条产线根据生产工艺采用分段式布局，提高各段产线的设备使用效率；产线整体采用模块化设计，各工位可单独移进或移除，方便产品的工艺、节拍等的变更；产线可通过更换工装兼容不同的产品；产线支持SECS/GEM、SMEMA通讯接口等协议。 9. 瀚川智能 HARMOTRONICS
官网：https://www.harmontronics.com/ 苏州瀚川智能科技股份有限公司（股票代码：688022）成立于2007年，是一家专业的智能制造解决方案提供商，2019年在科创板上市。瀚川智能聚焦汽车电动化、智能化领域，为汽车、新能源等领域用户提供自动化装备、核心零部件和工业软件整体解决方案及服务。 瀚川智能自2019年突破性地切入车用功率半导体IGBT模块的自动化生产装备领域，已成功拿下海外半导体装备订单。2020年7月瀚川智能在互动平台上表示，公司目前第一条线项目进展良好，并且已经与客户对接了第二条IGBT模块自动化生产线的订单。 10. 科威尔 Kewell
官网：https://www.kewell.com.cn/ 科威尔技术股份有限公司（KEWELL TECHNOLOGY CO.,LTD.）（股票代码：688551）是一家以测试电源为基础产品，为多行业提供测试系统及智能制造设备的综合性测试装备公司，目前主要产品线有测试电源、氢能测试及智能制造装备、功率半导体测试及智能制造装备等，产品主要应用于新能源发电、电动车辆、氢能、功率半导体等工业领域。
科威尔可提供IGBT动静态测试自动化产线方案，包括上料区、动态测试机、静态测试机、下料区等，形成一体化的IGBT自动化动静态测试解决方案，满足厂家批量化生产的测试要求。MX300D、MX300S系列产品可以外置测试区与自动化产线完美融合。 附表1. IGBT整线所需设备（仅供参考） 序号 工段 设备名称 1 Die bond+Wire Bond 自动线—VI （一次回流） DBC上料设备 2 Die bond （3台） 3 回流炉（供） 4 DBC下料设备 5 X-RAY检测（供） 6 缓存机 7 镜检机 8 DBC贴基板 自动线—VI （二次回流） DBC贴基板设备（含植pin） 9 回流炉（供） 10 基板拆焊+下料设备 11 基板+侧框组装 自动线—VI 键合载具上料机 12 框架上料&打标&点胶机 13 镜检机 14 键合载具下料机 15 真空灌胶+固化炉+封 盖 自动线—VI 载具上料机 16 模块清洁机 17 真空灌胶机 18 高温固化机 19 冷却缓存设备 20 检验平台 21 自动封盖设备 22 键合载具下料机 23 贴片机 贴附晶圆芯片机 24 前工艺辅助 切割机（激光切割sic）新机 25
激光切割sic 26
印刷锡膏 27
烧结银：全自动真空焊接系统 （国产） 28
烧结银真空焊接系统 29 清洁设备 超声波水洗（针对印刷锡膏工艺） 30
plasma等离子清洗 31 键合方式：主工艺设备 铝/铜线键合 32 产品流程追溯标记 激光打标 33 测试类设备 功能测试（静态测试） 34
功能测试（动态测试） 35
空洞缺陷检测（超扫） 36
推拉力测试 37 特殊类产品使用 端子成型 38 实验室用 显微镜 附表2. SiC模块产线所需设备（仅供参考）序号 设备名称 1 锡膏印刷机（2台） 2 分选机（2台） 3 贴片机（3台） 4 真空焊接机 5 在线超声清洗机 6 甲酸真空焊接炉（2台） 7 全自动银烧结机 8 X-ray 9 插针机（2台） 10 全自动端子机（2台） 11 点胶划胶机（2台） 12 固化烘箱（8台） 13 灌胶机（2台） 14 测试机（4台） 15 测量显微镜 16 推拉力机 17 自动光学检验设备 18 铝线焊线机（6台） 19 高倍显微镜 20 超声扫描仪
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推荐活动： 第三届功率半导体 IGBT/SiC 产业论坛（苏州·7月5日） 01 会议议题序号 拟定议题 拟邀请 1 碳化硅模块赋能电驱系统的低碳化 赛米控丹佛斯 中国区产品市场部负责人 叶常生2 功率模块的设计创新及应用 扬杰电子 牛利刚3 车规级IGBT的技术挑战与解决方案 翠展微 研发副总 吴瑞4 基于不同基材的散热片表面处理解决方案麦德美乐思 5 烧结工艺的自动化与智能化（初拟）恒力装备 6 数字李生精益设计对IGBT芯片封装和器件结构-散热-热机研发设计中应用 上海及瑞工业设计 总经理 王苓7 面向未来的功率半导体材料研究(初定) 哈尔滨工业大学 教授 刘洋8 聚砺烧结银技术助力大功率模块工作环境及使用寿命(初定) 聚砺新材料9 超声波焊接技术在功率模块封装的应用优势 拟邀请超声波焊接企业10 新能源领域对功率器件的挑战及应对解决方案 拟邀请光伏功率器件专家11 高性能塑料封装材料的热稳定性研究 拟邀请封装材料企业12 碳化硅单晶生长技术的浅析与展望 拟邀请SiC供应商13 大尺寸晶圆精密研磨抛光技术难点突破 拟邀请碳化硅研磨抛光企业14 功率模块封装过程中的清洗技术 拟邀请清洗材料/设备企业15 高可靠功率半导体封装陶瓷衬板技术 拟邀请陶瓷衬板企业16 全自动化模块封装测试智能工厂 拟邀请自动化企业17 新一代功率半导体器件的可靠性挑战 拟邀请测试技术专家18 功率半导体器件在高温高压环境下的性能与适应性 拟邀请检测设备企业更多相关议题征集中，演讲及赞助请联系张小姐：13418617872 （同微信）
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