超声扫描显微镜功率器件分层检测

近些年、我国科技领域得到了空前的发展，新能源汽车、轨道交通、军工、储能、光伏通信等领域更为发展强劲，引得国际社会瞩目的成绩，同时，更多的大功率电流电压环境中要用到功率器件。功率器件是进行能量转化与应用的器件，是电力电子技术发展的核心，功率器件内部质量可靠性愈发重要，这决定了整个应用系统的稳定性。

目前，功率器件封装中的分层问题受到广泛关注。超声扫描显微镜在功率器件分层检测以及功率模块封装焊接质量有着行业公认的检测优势及可靠性。今天我们就超声扫描成像技术在功率器件分层缺陷展开讨论。

功率器件失效分层原因分析

典型的功率器件有晶闸管（SCR）。场效应管（MOSFET）二极管、三极管等。多数功率器件封装为塑封工艺。塑料封装一般采用热固性由环氧树脂做基础酚醛树脂作为固化剂形成的塑封料作为封装材料。由于塑封料具有吸湿性和线性膨胀系数的差异。环氧树脂和金属引脚之间的热应力不同素，封装工艺等因素导致的失效仍然层出不穷。

超声波SAM检测功率器件分层

扫描超声显微检测是一种无损检测的手段，它利用超声波对微观物体的折射与反射信号处理进行检测成像。相比于其它的显微检测手段，其显著的特点是，超声波与被检测的物体间相互作用，超声波扫描显微检测因对样品没有损伤，不影响工件后续研发使用，可以直观观测到工件内部结合面的超声影像，对分层空洞等面积型缺陷检测灵敏，被广泛的应用于功率器件的生产，可靠性 评估，失效分析等领域。目前，超声波扫描显微检测技术不仅用于封装的检测，还广泛应用于功率模块焊接，键合等面积型分层、空洞气泡等缺陷检测。

超声扫描显微镜成像原理

超声波传播过程遵循折射，反射和衍射原理。超声波从一种介质传播到另一种介质时，在两种介质到分界面处，一部分能量反射原介质内，称为反射波；另一部分能量透过界面在另一种介质内传播，称透射波。在界面上声能（声压、声强）的分布和传播方向变化遵循一定的规律。通过对超声波透射波以及反射波信号进行计算机软件图像化处理，便可以得到器件内部结合层的完整超声强度图像，缺陷处诸如（裂纹、分层、空洞、气泡）等会出现异常波信号，在Hiwave超声扫描显微镜设备检测的，超声C扫描灰度图中体现为发亮异常区域。

从国产Hiwave超声扫描显微镜检测的功率模块以及单个功率器件中我们可以清洗发现其内部的分层空洞缺陷，这种超声SAM检测手段，极大的方便了功率器件的内部质量检测问题。

Hiwave公司研发的超声波扫描显微镜SAT/SAM，利用超声波扫描成像技术，可对功率器件及功率模块封装内部结合面精准超声成像、直观反应藏在工件内部缺陷的各种类型缺陷。检测效率快、对焦扫描多个深度位置，独立成像，与CT检测类似，超声检测效率更高，逐层检测每层钎着率、腐蚀面积、微小空洞、裂纹、虚焊、夹杂、分层、鼓包等缺陷。 

1、可兼容1~230MHz的超声探头，搭载高端直线电机、定位精度0.5um，1000mm/s的扫描速度为企业提供更快的检测效率。

2、具备A（点扫描）、B（纵向扫描）、C（横向扫描）、多层扫描、Tray-托盘扫描，厚度测量等系列扫描模式。

3、具备定量测分析功能，以图像方式直观显示被测件内部缺陷的位置、形状和大小，并进行缺陷的尺寸和面积统计，自动计算缺陷占所测量面积的百分比；具备缺陷尺寸标识；厚度与测距等功能。

4、具备图像着色功能，可根据相位翻转自动着色；可根据灰度等级手动着色；可根据厚度变化，自动着色。

5、适用于单个器件的快速扫描分析，也可批量放置样品同步进行缺陷识别，快速筛选出不合格品。