天准 VMC 柱式影像仪 新能源汽车 IGBT 模块精密测量方案

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是重要的功率半导体器件，广泛应用于新能源汽车电驱系统。IGBT 模块通常由功率芯片、续流二极管、绝缘基板、功率端子及封装结构等组成，其关键尺寸精度直接关系到模块的装配质量、散热性能与长期运行可靠性。

随着新能源汽车电驱系统向高功率密度、小型化方向发展，IGBT 模块的结构设计与制造精度要求不断提高。如何在避免损伤精密工件的同时，高效、稳定地完成多种关键尺寸测量，成为生产质量管控中的重要挑战。

IGBT 模块测量痛点：关键尺寸多，精密检测要求高

IGBT 模块包含功率端子、陶瓷基板、封装结构及 Pin-Fin 针翅等多类特征，对尺寸精度、位置精度及检测效率提出较高要求。直流正负极功率端子的孔径与位置度、三相交流铜 Tab 端子位置度、模块外形尺寸与孔中心距，以及 Pin-Fin 针翅阵列位置度，均是关键管控项目。相关尺寸偏差可能导致端子连接与整机装配异常、散热性能下降等，影响模块的装配质量与运行可靠性。

【功率模块示意图】

在实际检测中，企业主要面临以下挑战：

工件易损，接触检测存在风险：IGBT 模块的陶瓷基板较为脆弱，精密引脚也容易受不当接触影响。采用传统卡尺、高度规等工具进检测时，可能造成基板破损、工件划伤。测量一致性难保障，关键尺寸管控压力大：IGBT模块对测量精度和重复性有较高要求。人工测量难以稳定管控微小尺寸偏差，增加批量质检风险。测量项目多，难以兼顾效率：面对多种尺寸和密集排列的精密特征，人工逐点测量、记录耗时较长，难以兼顾量产节拍与多尺寸检测需求。数据记录与追溯要求高，质量管理面临挑战：缺乏标准化测量数据记录、过程分析及追溯机制，不利于企业满足新能源汽车供应链对质量管理和数据追溯的要求。

解决方案：基于天准 VMC 影像测量仪的非接触检测

针对 IGBT 模块的关键尺寸检测需求，天准科技采用 VMC 柱式影像测量仪，结合光学成像、程控光源与 Vispec 测量软件，实现针翅阵列、端子孔位及相关轮廓尺寸的影像测量。

1. 选型与配置建议

设备型号：VMC柱式影像仪镜头配置：建议配置自动变倍镜头，可放大207倍，搭配高分辨率彩色工业 CCD 相机，获取清晰工件图像。光源配置：配置落射光源及白色 LED 6 环 8 区环形光源，可根据被测特征调节光照条件；白色 LED 光源可选配程控升降功能，以优化成像效果。 

2. 核心测量策略

以针翅阵列位置度及相关轮廓尺寸测量为例，可基于 Vispec 软件按下述步骤完成测量：

· 工件定位与坐标系建立：通过样图匹配功能识别工件，建立工件坐标系，实现工件精准定位，为后续测量提供统一基准。

· 特征提取与尺寸测量：软件自动拾取待测几何元素，并通过程控调节光源亮度优化成像效果。针对不同特征采用相应的测量方式：

· 针翅阵列位置度：采用椭圆基元拟合针翅轮廓，提取针翅中心位置，计算阵列位置度。轮廓尺寸：根据被测特征切换相应的成像方式，提取轮廓特征并完成尺寸测量。

· 测量报告输出：测量完成后实时输出 Excel 数据报表，并支持 Word、PDF 等格式。

方案价值：兼顾测量精度、检测效率与质量追溯

非接触测量，减少工件损伤风险 通过光学成像获取工件特征，减少测量过程中对IGBT模块陶瓷基板、精密引脚等部位的直接接触，降低工件受损风险。微米级精密测量，覆盖多类关键尺寸 针对引脚间距、端子孔位、塑封轮廓及溢胶尺寸等测量需求，实现关键几何特征的精准提取与尺寸评价。批量自动测量，提升检测效率 通过测量程序自动提取几何特征并批量执行测量，减少人工逐点定位、测量与记录的工作量。测量数据可追溯，支持数字化质量管理 支持自动生成测量报告，数据可用于质量记录与分析，并结合相应的软件功能及系统配置，对接 SPC 制程分析与 MES 数据追溯，助力企业完善质量管控流程，更好地满足IATF 16949 汽车行业质量管理体系的相关要求。 

如需了解更多新能源汽车行业高精度测量解决方案，欢迎联系天准科技。