4月27日，記者從中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所獲悉，由中科院高能物理研究所濟(jì)南研究部（濟(jì)南中科核技術(shù)研究院）自主研發(fā)的全自動(dòng)IGBT缺陷X射線(xiàn)三維檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)正式亮相。該設(shè)備基于X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)，并將人工智能（AI）算法引入檢測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)不合格產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別及分揀。這個(gè)重大成果實(shí)現(xiàn)了IGBT模塊的全自動(dòng)在線(xiàn)無(wú)損檢測(cè)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋存儲(chǔ)，有效解決了雙層焊料疊加及散熱柱導(dǎo)致X射線(xiàn)2D檢測(cè)不準(zhǔn)確的難點(diǎn)，大大提高檢測(cè)效率，保障了IGBT模塊的產(chǎn)品品質(zhì)。
功率半導(dǎo)體需要做“CT”
IGBT（絕緣柵雙極晶體管）是一種功率半導(dǎo)體器件，俗稱(chēng)電力電子裝置的“心臟”，在高鐵、新能源汽車(chē)、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。“作為一種功率模塊，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，需要及時(shí)散掉。IGBT模塊中通常存在兩個(gè)焊料層，焊料層的氣孔會(huì)嚴(yán)重影響散熱的效率，可能導(dǎo)致重大安全事故，因此需要對(duì)氣孔率嚴(yán)格控制?！敝锌圃焊吣芪锢硌芯克毖芯繂T、銳影檢測(cè)科技（濟(jì)南）有限公司總經(jīng)理劉寶東博士介紹，IGBT模塊具有兩個(gè)焊料層，普通的二維X光成像會(huì)將兩層混在一起，無(wú)法區(qū)分。此外，有些大功率的模塊帶有散熱柱，會(huì)嚴(yán)重影響氣孔檢測(cè)的準(zhǔn)確率。
“目前常用的檢測(cè)手段是超聲檢測(cè)，但非常容易受散熱柱的干擾，導(dǎo)致檢測(cè)偏差。另外，超聲檢測(cè)要將模塊浸入到水中，需要隔離水的工裝，還需要人工操作，檢測(cè)過(guò)程復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)檢測(cè)，效率比較低?！眲殩|說(shuō)，考慮到國(guó)內(nèi)IGBT制造企業(yè)面臨的檢測(cè)難題以及IGBT行業(yè)快速發(fā)展的需求，銳影檢測(cè)決定利用在大尺寸板狀物三維層析成像領(lǐng)域多年的技術(shù)積累突破這一難題。
從科學(xué)儀器到商業(yè)化產(chǎn)品
與商業(yè)化產(chǎn)品不同，在國(guó)家課題資助下研發(fā)的科研儀器設(shè)備往往各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)非常先進(jìn)，但設(shè)備穩(wěn)定性、成熟度、易用性仍有待提高?！巴ㄟ^(guò)縱向課題的研究，我們積累了經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵技術(shù)，而銳影檢測(cè)的成立為我們將這些經(jīng)驗(yàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化為成熟的產(chǎn)品提供了很好的平臺(tái)?！眲殩|介紹，全自動(dòng)IGBT缺陷X射線(xiàn)三維檢測(cè)設(shè)備的成功研發(fā)，離不開(kāi)研發(fā)團(tuán)隊(duì)10余年來(lái)在大尺寸板狀物三維層析成像領(lǐng)域的技術(shù)積累。
“2006年左右我們就研發(fā)了一批面向國(guó)家重大需求的工業(yè)CT。后來(lái)在國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)的資助下，我們研發(fā)了專(zhuān)用于板狀古生物化石的X射線(xiàn)三維層析成像儀器，可以稱(chēng)為1.0版本，為古生物學(xué)家提供了新的觀(guān)測(cè)工具。此后，我們針對(duì)集成電路先進(jìn)封裝的檢測(cè)需求，研發(fā)了分辨率更高、更成熟的2.0版本儀器。在此過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，并積累了豐富的工程化經(jīng)驗(yàn)。全自動(dòng)IGBT缺陷X射線(xiàn)三維檢測(cè)設(shè)備的成功研發(fā)離不開(kāi)這些前期的積累?！眲殩|說(shuō)。
值得一提的是，在打通為國(guó)所需轉(zhuǎn)到為民所需的“最后一公里”上，中科院高能所也探索出了一條新路，即科研院所負(fù)責(zé)技術(shù)和人才輸出，由濟(jì)南研究部（濟(jì)南中科核技術(shù)研究院）負(fù)責(zé)樣機(jī)的工程化開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品中試，而像銳影檢測(cè)這樣，由中科院高能所與濟(jì)南起步區(qū)合作孵化的科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，也就自然而然承擔(dān)起了產(chǎn)業(yè)化的工作。
“需求是產(chǎn)品研發(fā)的重要驅(qū)動(dòng)力，正是用戶(hù)的積極參與和試用，才大大加快了國(guó)產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和迭代速度。有了上下游企業(yè)的共同參與，從‘1’到‘100’的路我們也會(huì)走得越來(lái)越順暢?！眲殩|說(shuō)。 （經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者 佘惠敏）
引自經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)新聞客戶(hù)端2023.4.27版 原地址：https://proapi.jingjiribao.cn/detail.html?id=454364
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