X射线检测车规级功率半导体缺陷的优势

车规级功率半导体是指适用于汽车电子元件的规格标准的芯片,小到胎压监测系统TMPS、摄像头,大到整车控制器、自动驾驶域控制器,均包含车规级功率半导体。功率半导体是电力电子装置实现电能转换、电路控制的核心器件,主要用于变频、整流、变压、功率缩放、功率调节等场景,汽车功率半导体主要运用在汽车动力控制系统、照明系统、燃油喷射、底盘安全等系统当中,新能源汽车需要大量功率半导体来实现车辆频繁的电压变换需求。目前新能源汽车搭载的功率半导体主要以IGBT、MOSFET为主。

业界普遍的认为电子元件规格标准的高低顺序是军工 > 汽车 > 工业 > 消费电子。与我们熟悉的消费类芯片:手机芯片、电脑芯片、电视芯片相比,车规级芯片虽然不需要非常先进的制程工艺,但对于性能指标、使用寿命、可靠性、安全性、质量一致性的要求极高,具有准入门槛高、研发周期长、资金投入大的特点。

针对车规级功率半导体的X射线无损检测设备,能够帮助汽车半导体研发过程中进行可行性分析,帮助改善生产工艺,进一步提升验证的效率。

X射线检测车规级功率半导体缺陷的优势

IGBT模块整体结构示意图

X射线检测车规级功率半导体缺陷的优势

IGBT模块分层结构示意图

当下X射线检验、超声波检测、工业内窥镜被认为是汽车品控领域的三种常见技术,这三种检测手段各有千秋,例如X射线检测可以实现在检测过程中看到产品内部缺陷的形状、大小、位置等,而且还可以保存图像下来以供后期复查使用,特别是检测汽车电子类的产品,可以实现快速检测,如果有需要产线全检,还可以全检的方式进行作业。

作为电子电力设备核心部件的IGBT模块具有节能、安装保护便利、散热稳定的特色,是能量转换和传输的中心设备。作为国家战略性新兴产业,已广泛使用于轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车和新能源设备中。由于IGBT通常用于高压和高功率使用,因而其发生的问题既昂贵又危险。

如何在封装过程中实现IGBT模块的检测,从而降低生产成本,提高产品质量,避免使用有缺陷的IGBT模块,造成重大损失,已成为业界亟待解决的问题。

X射线半导体检测作为车规级功率半导体封测中的一环,起到了保驾护航的作用。

X射线能够对IGBT进行无损检测三维成像,射线能够穿透IGBT模块的散热片来完成检测,经过穿透射线的衰减从而观察出图像的局部差异。

X射线检测设备可在线自动检测IGBT模块。能够在不破坏产品外观的前提下,对大批量的功率半导体进行在线100%全检,假如任何结构反常(例如气孔或未粘合)会搅扰散热途径,则可能会因过热而失效。

X射线检测的优势在于检测结果直观,经过算法处理能清晰展示IGBT内部缺陷,软件自动识别判定更是提高了X射线检测的准确率,降低了人工的误判率。X射线检测设备采用X射线透射原理对IGBT模块进行检测,不需要额外成本,检测快速准确。

原文始发于微信公众号(芯赛思半导体):X射线检测车规级功率半导体缺陷的优势

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