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IGBT 半导体功率模块视觉检测设备案例

这款IGBT半导体功率模块视觉检测设备,可对两种不同尺寸(\(152×62×20.8mm\)和\(237×235×27mm\))的模块开展全面检测。能完成模块六个面的瑕疵、Pin针高度及位置度、异色等多维度检测,检测流程细致规范,针对长边、顶面、短边、底面等不同部位,采用面阵相机或线扫相机,结合不同拍照、扫描次数来精准检测。同时,设备充分考虑实际限制与风险,虽因缺少部分实验条件存在一定局限性,但仍为IGBT模块外观质量检测提供了有效方案,助力保障模块外观质量。

解决方案
Solution

一、检测需求

 

     对 IGBT 半导体功率模块(以下简称模块)开展多维度外观检测,具体包括:
  1. 模块六个面的瑕疵检测,涵盖划痕、凹坑等各类表面缺陷。
  2. Pin 针高度及位置度检测,确保 Pin 针在安装和电气连接方面的精准性。
  3. 异色检测,排查模块表面是否存在颜色异常区域。
  4. 检测节拍(CT)要求:单个模块检测时间需控制在 20 秒以内。

二、检测对象规格

  1. 检测的模块有两种规格,尺寸分别为

三、检测对象规格

  1. 人工判别与筛选:先由人工对模块图像进行判别,筛选出能清晰反映模块外观特征的优质图片,作为后续检测的基础素材。
  2. 图像集分类:将获取的优质图片按照模块规格(如上述两种尺寸)、检测面(长面、顶面、短面、底面等)进行清晰分类,方便后续针对性检测。
  3. 图像标注:对分类好的图像进行准确标注,标记出瑕疵、Pin 针等关键部位的位置和特征,为视觉检测算法提供准确的参考依据。

检测维度全面

可对 IGBT 半导体功率模块六个面进行瑕疵检测,还能检测 Pin 针高度、位置度以及模块是否存在异色情况,全方位覆盖外观质量关键要素,保障模块外观质量检测无死角。

适配多种规格

能适配两种不同尺寸(152×62×20.8mm和237×235×27mm)的 IGBT 半导体功率模块,通过不同的拍照、扫描次数等方式,满足不同规格产品的检测需求,提升设备的通用性。

检测流程细致规范

针对模块的长边、顶面、短边、底面等不同部位,分别制定了详细且具针对性的检测操作,如长边检测中不同系列模块拍照次数不同,顶面和底面检测采用线扫相机且根据系列确定扫描次数等,确保每个部位都能得到精准检测。

充分考虑实际限制与风险

明确指出因缺少实验器件、充足样品以及异色样品,当前方案存在局限性,同时提示线扫相机对点状划痕有漏检风险,让使用者能清晰知晓方案的适用情况与潜在问题,为实际应用中的优化调整提供参考。

应用效果
Application effect

视觉检测流程

(一)长边检测

  1. E 系列模块:两个侧面采用面阵相机取图检测,每侧至少拍照 7 次。由于两侧位置与中间宽度差异较大,景深无法兼顾,相机在靠近或离开两侧区域时,需相应地拉开或靠近,以补偿宽度差值,保证图像清晰。
  2. S 系列模块:共计需要拍照 12 次,通过多次拍摄全面覆盖长边区域,确保检测无遗漏。

(二)顶面检测

采用线扫相机检测,线扫视野宽度为 70mm。E 系列产品仅需扫描 1 次即可覆盖顶面;S 系列产品因尺寸较大,需扫描 4 次,以完整获取顶面的外观信息。

(三)短边检测

  1. E 系列模块:两个侧面使用面阵相机取图检测,每侧至少拍照 7 次。同样因为两侧与中间宽度相差大、景深不兼容,相机在检测这部分时需通过靠近或拉开来适配宽度差值。
  2. S 系列模块:共计需要拍照 12 次,充分采集短边区域的图像数据。

总结说明

  1. Pin 针检测方式:Pin 针高度通过侧面相机取图计算得出,Pin 针垂直度则借助顶面线扫取图进行检测。
  2. 检测干扰与应对:侧边检测与顶面、底面检测之间可能存在光源干扰,为保证检测准确性,建议分开进行这几部分的检测。
  3. 检测用时预估:CT 时间以 S 系列计算,底面扫描 4 次(每次约 2 秒,共 8 秒),顶面扫描 4 次(每次约 2 秒,共 8 秒),长边拍照 12 次(每次约 0.25 秒,共 3 秒),短边拍照 12 次(每次约 0.25 秒,共 3 秒),整体检测用时预计约为秒;E 系列用时约为秒。不过,实际用时还需进一步通过测试验证。
  4. 方案局限性与风险:因缺少实验器件及充足样品,当前方案仅提供检测流程作为参考,检测效果以实际硬件测试效果为准。
    • 由于缺少异色样品,目前无法评估异色检测是否可行。
    • 由于线扫相机的特性,点状的划痕存在漏检的可能。
案例视频
Case video

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