中科院高能所自主研發(fā)的IGBT缺陷X射線三維檢測設(shè)備正式亮相

　　【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】4月26日，由中科院高能物理研究所濟(jì)南研究部(濟(jì)南中科核技術(shù)研究院)自主研發(fā)的全自動(dòng)IGBT缺陷X射線三維檢測設(shè)備正式亮相功率半導(dǎo)體行業(yè)聯(lián)盟第八屆國際學(xué)術(shù)論壇。該設(shè)備依托X射線計(jì)算機(jī)層析成像(CL)技術(shù)和先進(jìn)的缺陷智能檢測軟件算法，為IGBT模塊封測提供了全新的無損檢測解決方案。
 

　　智能、在線、三維
 

　　功率半導(dǎo)體做上了“CT”
 

　　該設(shè)備基于X射線計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)，并將人工智能(AI)算法引入檢測系統(tǒng)，可對(duì)不合格產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別及分揀。實(shí)現(xiàn)了IGBT模塊的全自動(dòng)在線無損檢測，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋存儲(chǔ)，有效解決了雙層焊料疊加、及散熱柱導(dǎo)致X射線2D檢測不準(zhǔn)確的難點(diǎn)，大大提高檢測效率，保障了IGBT模塊的產(chǎn)品品質(zhì)。
 

　　IGBT(絕緣柵雙極晶體管)是一種功率半導(dǎo)體器件，俗稱電力電子裝置的“心臟”，作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在高鐵、新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。“作為一種功率模塊，在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，需要及時(shí)散掉。IGBT模塊中通常存在兩個(gè)焊料層，焊料層的氣孔會(huì)嚴(yán)重影響散熱的效率，可能導(dǎo)致重大安全事故，因此需要對(duì)氣孔率嚴(yán)格控制。”中科院高能物理研究所副研究員、銳影檢測科技(濟(jì)南)有限公司總經(jīng)理劉寶東博士介紹，IGBT模塊具有兩個(gè)焊料層，普通的二維X光成像會(huì)將兩層混在一起，無法區(qū)分。此外，有些大功率的模塊帶有散熱柱，會(huì)嚴(yán)重影響氣孔檢測的準(zhǔn)確率。
 

　　“目前常用的檢測手段是超聲檢測，但非常容易受散熱柱的干擾，導(dǎo)致檢測偏差。另外，超聲檢測要將模塊浸入到水中，需要隔離水的工裝，還需要人工操作，檢測過程復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)在線檢測，效率比較低。”劉寶東說，考慮到國內(nèi)IGBT制造企業(yè)面臨的檢測難題以及IGBT行業(yè)的快速發(fā)展的需求，銳影檢測決定利用在大尺寸板狀物三維層析成像領(lǐng)域多年的技術(shù)積累突破這一難題。
 

　　十年磨劍破壁
 

　　加速1到100“最后一公里”
 

　　與商業(yè)化產(chǎn)品不同，在國家課題資助下研發(fā)的科研儀器設(shè)備往往各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)非常先進(jìn)，但設(shè)備穩(wěn)定性、成熟度、易用性仍有待提高，與市場上銷售的產(chǎn)品還有一定差距。“通過縱向課題的研究，我們積累了經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵技術(shù)，而銳影檢測的成立為我們將這些經(jīng)驗(yàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化為成熟的產(chǎn)品提供了很好的平臺(tái)。“劉寶東介紹，全自動(dòng)IGBT缺陷X射線三維檢測設(shè)備的成功研發(fā)，正離不開研發(fā)團(tuán)隊(duì)10余年在大尺寸板狀物三維層析成像領(lǐng)域的技術(shù)積累。
 

　　“2006年左右我們就研發(fā)了一批面向國家重大需求的工業(yè)CT。后來在國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)的資助下，我們研發(fā)了專用于板狀古生物化石的X射線三維層析成像儀器，可以稱為1.0版本，為古生物學(xué)家提供了新的觀測工具。此后，我們針對(duì)集成電路先進(jìn)封裝的檢測需求，研發(fā)了分辨率更高、更成熟的2.0版本儀器。在此過程中，研究團(tuán)隊(duì)突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，并積累了豐富的工程化經(jīng)驗(yàn)。全自動(dòng)IGBT缺陷X射線三維檢測設(shè)備的成功研發(fā)離不開這些前期的積累。”劉寶東說。
 

　　值得一提的是，在打通為國所需轉(zhuǎn)到為民所需的“最后一公里”上，中科院高能所也探索出了一條新路，即科研院所負(fù)責(zé)技術(shù)和人才輸出，由濟(jì)南研究部(濟(jì)南中科核技術(shù)研究院)負(fù)責(zé)樣機(jī)的工程化開發(fā)和產(chǎn)品中試，而像銳影檢測這樣，由中科院高能所與濟(jì)南起步區(qū)合作孵化的科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，也就自然而然承擔(dān)起了產(chǎn)業(yè)化的工作。
 

　　“需求是產(chǎn)品研發(fā)的重要驅(qū)動(dòng)力，正是用戶的積極參與和試用，才大大的加快了國產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和迭代速度。有了上下游企業(yè)的共同參與，從‘1’到‘100’的路我們也會(huì)走的越來越順暢。”劉寶東說。
 

全自動(dòng)IGBT缺陷X射線三維檢測設(shè)備
 

科研人員正在調(diào)試設(shè)備