IGBT如何测出内部空洞、分层等间隙类缺陷？超声扫描显微镜SAT检测方案

       IGBT模块作为大功率高效高速场合所使用的开关元器件，现在不仅仅在新能源汽车中担任“大脑”的角色，也在高铁、电机中也负责着“变频调速”的核心功能。因此，它的质量问题直接决定了后续产品的使用效果！

IGBT模块的制作工艺相当复杂

       由于工艺、材料、技术等原因产生的分层、空隙、虚焊等间隙类缺陷，对IGBT模块内的散热、正常运行能力有着相当大的影响。上述缺陷会形成的空隙，就算微小，也会逐渐在后续使用中逐步扩大，将运行时产生的大量热量反射回芯片电路上，从而导致模块过热而失效。

IGBT模块散热不畅原因如图所示

       那么如何消灭这些“危险”的空洞缝隙，得到高质量IGBT模块呢？就必然需要先彻底地了解它们，才能进行后续对工艺的改善。

       IGBT模组检测通常使用金相剖开手段或X-ray等检测手段检测。IGBT模块单价以及检测成本较高，破坏性判断有无空洞的代价较大；X-ray无法检测出IGBT内部具有多层结构的键合分层，空洞，有焊料但未粘结的复杂缺陷，而这些缺陷却又往往是造成散热不畅的“主谋”。

IGBT模块各层结合处易产生分层，虚焊等缺陷

       超声波扫描显微镜，也就是俗称的超扫SAT，作为一种对分层等面积型缺陷相当敏感的无损检测手段，在IGBT质量检测领域的实践中得到了不错的评价。

       那么超声扫描显微镜的运行原理是什么呢？Hiwave国产超扫SAT又有什么独特的优势呢？接下来将一一解答。

       超声波扫描显微镜的原理可以一句话概括，就是通过超声波探头的换能器将超声波以脉冲的方式传送到样品内部。而由于超声波在不同材料结合界面会发生反射，所以一旦存在分层等缺陷，就会产生有明显区别的回波。而在计算机的辨别和图像化处理后，最终生成IGBT模组内部的扫描成像图。

       而它可生成的二维图像也比超声无损探伤设备的波形图更简单更直观，也便于分析缺陷类型和计算缺陷的占比率（如下图所示）。

左为直观二维图，右为自动计算的缺陷面积

       Hiwave超声扫描显微镜优势

       ①多种模式相辅相成：兼备4大扫描模式，分别是A扫描波形图、B扫描纵切图、C扫描二维图、T扫描透射图。

       ②断层扫描让缺陷无处可逃：可提供一次多层扫功能（最多50层），可得工件内部每层单独成像。

       ③高分辨率让微米空洞都找到：可出具的工件扫描图像可达微米级的高分辨率。

       ④缺陷统计辅助后续数据计算：可对缺陷定性定量分析，工件所需。

       ⑤多个功能符合工厂要求：可接入MES系统、同批次产品支持大数据模块化质量分析、同类型产品一件校准处方。

       ⑥售后一条龙服务：短周期完成交付，2小时远程响应，48小时专人现场。

       Hiwave超声扫描显微镜检测实际案例

       对于IGBT模组的内部质量检测，Hiwave所提供的一次多层扫功能不仅能为工厂检测环节提高实际效率，还能辅助工艺工程师更快地确定产品失效原因和缺陷类型。

该案例使用S600机型检测

       较薄芯片，电子元器件等封装内部质量也可以使用Hiwave超声设备进行多层质量检测。