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如何對IGBT內(nèi)部缺陷進行x-ray檢測？

發(fā)布時間：2020-10-28 08:48:38

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極晶體管）是由BJT（雙極晶體管）和MOS（絕緣柵場效應(yīng)晶體管）組成的復(fù)合完全受控電壓驅(qū)動功率半導(dǎo)體器件，具有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。

IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維護方便、散熱穩(wěn)定的特點。市場上出售的大多數(shù)模塊化產(chǎn)品都是此類產(chǎn)品。一般來說，IGBT也指IGBT模塊。 IGBT是能量轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備，俗稱電力電子設(shè)備。作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，已廣泛應(yīng)用于軌道交通，智能電網(wǎng)，航空航天，電動汽車和新能源設(shè)備中，并隨著節(jié)能環(huán)保概念共同發(fā)展，這樣的產(chǎn)品在市場上將會越來越被看到。

如果在將IGBT芯片連接至其散熱器的焊料中存在一組三個小空隙，并且這些空隙彼此靠近，則將防止熱量迅速從器件下方區(qū)域散發(fā)。隨著時間的流逝，間隙上方的區(qū)域可能會過熱，并且芯片可能會發(fā)生電氣故障，從而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

由于IGBT通常用于高壓和高功率應(yīng)用，因此其發(fā)生的故障既昂貴又危險。在IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷有機會發(fā)生故障之前找到它們是有意義的。

從制造工藝的角度來看，IGBT與普通半導(dǎo)體產(chǎn)品相同。產(chǎn)業(yè)鏈包括設(shè)計，制造，封裝和測試。國內(nèi)企業(yè)在IGBT領(lǐng)域工藝基礎(chǔ)薄弱且產(chǎn)業(yè)化起步較晚，在設(shè)計、測試以及封裝等核心技術(shù)方面還積累不夠。X射線可以對IGBT進行無損檢測成像，射線能夠穿透IGBT模塊的散熱片來實現(xiàn)有效檢測，通過穿透射線的衰減從而觀察出圖像的局部差異。

X射線檢測設(shè)備能夠大批量檢測IGBT（絕緣柵雙極晶體管）模塊。IGBT是混合動力汽車中最常見的，但它也可用于傳統(tǒng)汽車的啟動電動機。 IGBT會散發(fā)大量熱量。如果任何結(jié)構(gòu)異常（例如空隙或未粘合）會干擾散熱路徑，則可能會因過熱而失效。

IGBT中最常見的缺陷是氣隙和鍵合喪失，X射線成像能夠成功探測焊料中的空隙。其他常見的缺陷包括陶瓷筏的翹曲或傾斜（兩者都會改變熱流并使芯片破裂）以及芯片下方焊料中的孔隙率?？梢栽诜庋b之前或之后通過X射線成像檢查IGBT模塊。如果在封裝前對它們進行了成像檢測，則有問題的部件可以再次維修。

IGBT內(nèi)部無損檢測

X射線檢測的最大優(yōu)勢在于檢測結(jié)果直觀，通過圖像展現(xiàn)IGBT內(nèi)部的缺陷，軟件自動識別判定更是提高了X射線檢測的準確率，降低了人工的誤判率，在IGBT生產(chǎn)制造過程中既保證了產(chǎn)品質(zhì)量又在研發(fā)設(shè)計階段提供了可靠的改進依據(jù)。

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