IGBT功率封装散热界面质量超声SAM分析

前言：在新能源汽车成本构成中，占据最多就是动力电池，其次就是我们今天要讲述的IGBT。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件，在半导体产业中分为四种类型：集成电路、分立器件、传感器和光电子，而IGBT属于分立器件，大量用于制造新能源汽车板块，将直流电与交流电相互转化，被称之为电子装置中的“最强大脑”。

从某数据了解，新能源汽车使用IGBT占市场31％。可以将新能源汽车行驶时，直流电改成交流电，提高车辆行驶速度；又可以在充电时交流电改成直流电，提高充电效率。当然IGBT特殊功能，也离不开它的复杂结构。

IGBT内部主要包含三个部件，散热基板、DBC陶瓷覆铜板、硅芯片，其内部主要利用超声引线和焊料相连接，为了将芯片、内部端子及DBC连接在一块，保证硅芯片和散热器之间的电气绝缘能力和良好的导热能力。其中内部连接及焊接质量对电流传输能力产生影响，焊料不均匀，在加热时容易形成焊接不良，出现空隙，夹杂，裂纹等缺陷。在面对高速，高性能，稳压的产品质量要求，这些问题不能出现，否则，出现短路造成故障问题发生。因此，利用超声扫描显微镜，对IGBT界面焊接处进行超声无损检测。

IGBT钎焊超声C扫描焊接空隙，夹杂缺陷

铜层与陶瓷基板超声C扫描界面空隙缺陷

超声扫描显微镜SAM，是一种声学显微镜，可以实现C模式扫描，逐层扫描。具备很高的无损检测能力，可以通过无损方式获得二维图像，即：超声C-Scan图像，这种超声检测设备，不仅可以检测IGBT界面焊接质量，还可以对内部陶瓷基板气密性进行检测、半导体芯片封装进行检测。

封装扫描

注:红色位置为界面贴合不良，以二维图像显示，可以明显看出内部缺陷分布情况。

超声扫描显微镜

超声扫描显微镜是一套适用于微电子领域、金属纯净度检测、DBC基板、IGBT模块、超硬金刚石、碳纤维增强塑料、水冷板工件的成像系统，利用高频超声（0.5-100MHZ）和高精度运动机构（5μm）对精密、微小外观的工件进行检测，可以检测出暗裂、微小裂纹、夹杂等缺陷问题，以图像的方式展示，并且最终可以实现被检材料的超声多样化。