作者:倪思洁 来源:中国科学报 发布时间:2023/4/27 16:36:04
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功率半导体封装测试再添“利器”

 

4月26日,由中科院高能物理研究所济南研究部(济南中科核技术研究院)自主研发的全自动IGBT缺陷X射线三维检测设备,在功率半导体行业联盟第八届国际学术论坛上亮相。该设备依托X射线计算机层析成像(CL)技术和先进的缺陷智能检测软件算法,为IGBT模块封测提供了全新的无损检测解决方案。

IGBT(绝缘栅双极晶体管)是一种功率半导体器件,俗称电力电子装置的“心脏”,作为国家战略性新兴产业,在高铁、新能源汽车、轨道交通、智能电网、航空航天等领域应用极广。

中科院高能物理研究所副研究员刘宝东介绍,目前,对IGBT检测的常用手段是超声检测,但非常容易受散热柱的干扰,导致检测偏差。另外,超声检测要将模块浸入到水中,需要隔离水的工装,还需要人工操作,检测过程复杂,难以实现在线检测,效率比较低。与此同时,IGBT模块具有两个焊料层,用普通的二维X光成像,会将两层混在一起,无法区分,而且有些大功率的模块带有散热柱,会严重影响气孔检测的准确率。

刘宝东介绍,该设备基于X射线计算机层析成像技术,并将人工智能(AI)算法引入检测系统,可对不合格产品进行自动识别及分拣。实现了IGBT模块的全自动在线无损检测,数据实时反馈存储,有效解决了双层焊料叠加、及散热柱导致X射线2D检测不准确的难点。

“设备研发成功历时十余年。”刘宝东说,“2006年左右我们就研发了一批面向国家重大需求的工业CT。后来在国家重大科学仪器设备开发专项的资助下,我们研发了专用于板状古生物化石的X射线三维层析成像仪器,可以称为1.0版本,为古生物学家提供了新的观测工具。此后,我们针对集成电路先进封装的检测需求,研发了分辨率更高、更成熟的2.0版本仪器。这些都是全自动IGBT缺陷X射线三维检测设备的研发奠定了基础。”

全自动IGBT缺陷X射线三维检测设备。中科院高能物理研究所供图

 
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