JP2017173175A - Power module substrate ultrasonic inspection device and power module substrate ultrasonic inspection method - Google Patents

Power module substrate ultrasonic inspection device and power module substrate ultrasonic inspection method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power module substrate ultrasonic inspection device with which it is possible to efficiently conduct ultrasonic inspection of a substrate for power modules and conduct ultrasonic inspection of even a substrate for power modules that is warped with high accuracy.SOLUTION: The power module substrate ultrasonic inspection device comprises: first distance detection means 65 having a first ultrasonic probe 61 arranged facing a circuit layer and a second ultrasonic probe 62 arranged facing a metal layer, for detecting the distance between the first ultrasonic probe 61 and a first bonding interface; a second distance detection means 66 for detecting the distance between the second ultrasonic probe 62 and a second bonding interface; and a distance adjustment mechanism for bringing closer or apart each of the first ultrasonic probe 61, a substrate 10 for power modules, and the second ultrasonic probe 62 so that the distance between the first ultrasonic probe 61 and the first bonding interface and the distance between the second ultrasonic probe 62 and the second bonding interface are constant.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この発明は、セラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面に形成された回路層と、前記セラミックス基板の他方の面に形成された金属層と、を備えたパワーモジュール用基板において、回路層とセラミックス基板との接合界面及び金属層とセラミックス基板との接合界面の検査を行うパワーモジュール用基板の超音波検査装置、及び、パワーモジュール用基板の超音波検査方法に関するものである。   The present invention provides a power module substrate comprising a ceramic substrate, a circuit layer formed on one surface of the ceramic substrate, and a metal layer formed on the other surface of the ceramic substrate. The present invention relates to an ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate for inspecting a bonding interface with a ceramic substrate and a bonding interface between a metal layer and a ceramic substrate, and an ultrasonic inspection method for the power module substrate.

ＬＥＤやパワーモジュール等の半導体装置においては、導電材料からなる回路層の上に半導体素子が接合された構造とされている。
風力発電、電気自動車、ハイブリッド自動車等を制御するために用いられる大電力制御用のパワー半導体素子においては、発熱量が多いことから、これを搭載する基板としては、例えばＡｌＮ（窒化アルミ）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）などからなるセラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面に導電性の優れた金属板を接合して形成した回路層と、を備えたパワーモジュール用基板が、従来から広く用いられている。また、パワージュール用基板としては、セラミックス基板の他方の面に金属板を接合して金属層を形成したものが提供されている。 A semiconductor device such as an LED or a power module has a structure in which a semiconductor element is bonded on a circuit layer made of a conductive material.
In power semiconductor elements for large power control used to control wind power generation, electric vehicles, hybrid vehicles, etc., the amount of heat generated is large. Therefore, for example, AlN (aluminum nitride), Al A ceramic substrate made of 2 O 3 (alumina), Si 3 N 4 (silicon nitride), and the like, and a circuit layer formed by bonding a metal plate having excellent conductivity to one surface of the ceramic substrate. Conventionally, power module substrates have been widely used. Further, as a power joule substrate, a substrate in which a metal layer is formed by bonding a metal plate to the other surface of a ceramic substrate is provided.

回路層及び金属層を構成する金属としては、一般的にアルミニウム又はアルミニウム合金、あるいは、銅又は銅合金が用いられている。
例えば、特許文献１、２には、セラミックス基板の一方の面及び他方の面に、銅板がＤＢＣ法、あるいは、活性金属ろう付け法によって接合されることによって回路層及び金属層が形成されたパワーモジュール用基板が提案されている。
また、特許文献３には、セラミックス基板の一方の面及び他方の面にアルミニウム板が接合されることによって回路層及び金属層が形成されたパワーモジュール用基板が提案されている。
さらに、特許文献４には、セラミックス基板の一方の面に銅板が接合されることにより回路層が形成され、セラミックス基板の他方の面にアルミニウム板が接合されることにより金属層が形成されたパワーモジュール用基板が提案されている。 Generally, aluminum or an aluminum alloy, or copper or a copper alloy is used as a metal constituting the circuit layer and the metal layer.
For example, in Patent Documents 1 and 2, a power in which a circuit layer and a metal layer are formed by bonding a copper plate to one surface and the other surface of a ceramic substrate by a DBC method or an active metal brazing method. Module boards have been proposed.
Patent Document 3 proposes a power module substrate in which a circuit layer and a metal layer are formed by bonding an aluminum plate to one surface and the other surface of a ceramic substrate.
Further, Patent Document 4 discloses a power in which a circuit layer is formed by bonding a copper plate to one surface of a ceramic substrate, and a metal layer is formed by bonding an aluminum plate to the other surface of the ceramic substrate. Module boards have been proposed.

ここで、上述のパワーモジュール用基板においては、セラミックス基板と回路層との接合界面、及び、セラミックス基板と金属層との接合界面のボイドを、例えば特許文献５，６に示すような超音波検査装置を用いて検査する必要がある。特に、半導体素子等が搭載される領域やワイヤーボンディングされる領域においては、パワーモジュール用基板の厚さ方向にボイドが少ないことが求められる。   Here, in the above-described power module substrate, ultrasonic inspection as shown in, for example, Patent Documents 5 and 6 shows voids in the bonding interface between the ceramic substrate and the circuit layer and the bonding interface between the ceramic substrate and the metal layer. It is necessary to inspect with the equipment. In particular, in a region where a semiconductor element or the like is mounted or a region where wire bonding is performed, it is required that there are few voids in the thickness direction of the power module substrate.

特開平０４−１６２７５６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-162756 特許第３２１１８５６号公報Japanese Patent No. 3211856 特許第３１７１２３４号公報Japanese Patent No. 3171234 特開２０１３−２２９５７９号公報JP 2013-229579 A 特開２０１４−０１３１９４号公報JP 2014-013194 A 特開平０５−２６４２５６号公報JP 05-264256 A

ところで上述のパワーモジュール用基板を超音波検査する場合には、回路層を超音波プローブに対して対向配置して、回路層とセラミックス基板との接合界面を、必要な領域を走査し、走査領域を画像化・検査した後、金属層を超音波プローブに対して対向配置して、金属層とセラミックス基板との接合界面を同様に検査しており、検査に時間を要していた。
また、上述のパワーモジュール用基板においては、回路層と金属層との厚さが異なる場合や、特許文献４のように回路層と金属層とが異なる材質で構成されている場合には、パワーモジュール用基板に反りが形成されることがある。また、パワーモジュール用基板に局所的な形状変化が生じる場合がある。このようなパワーモジュール用基板に対して超音波検査を行った場合、超音波プローブの焦点が合わなくなり、接合界面の超音波検査を精度良く行うことができないおそれがあった。 By the way, when ultrasonically inspecting the above-mentioned power module substrate, the circuit layer is disposed opposite to the ultrasonic probe, the necessary interface of the circuit layer and the ceramic substrate is scanned, and the scanning region is scanned. After imaging and inspecting, the metal layer was placed opposite to the ultrasonic probe, and the joint interface between the metal layer and the ceramic substrate was inspected in the same manner, and it took time for the inspection.
In the power module substrate described above, when the circuit layer and the metal layer have different thicknesses or when the circuit layer and the metal layer are made of different materials as in Patent Document 4, the power Warpage may occur in the module substrate. In addition, a local shape change may occur in the power module substrate. When ultrasonic inspection is performed on such a power module substrate, the ultrasonic probe may not be focused, and ultrasonic inspection of the bonding interface may not be performed with high accuracy.

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、パワーモジュール用基板の超音波検査を効率良く行うことができるとともに、反りや局所的な形状変化等が生じたパワーモジュール用基板であっても、精度良く超音波検査を行うことが可能なパワーモジュール用基板の超音波検査装置、及び、このパワーモジュール用基板の超音波検査装置を用いたパワーモジュール用基板の超音波検査方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is capable of efficiently performing ultrasonic inspection of a power module substrate, and is a power module substrate in which warpage, local shape change, or the like has occurred. An ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate capable of performing ultrasonic inspection with high accuracy, and an ultrasonic inspection method for a power module substrate using the ultrasonic inspection apparatus for the power module substrate. The purpose is to provide.

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明のパワーモジュール用基板の超音波検査装置は、セラミックス基板とこのセラミックス基板の一方の面に形成された回路層と前記セラミックス基板の他方の面に形成された金属層とを備えたパワーモジュール用基板の超音波検査を行うパワーモジュール用基板の超音波検査装置であって、前記パワーモジュール用基板の前記回路層に対向配置された第１の超音波プローブと、前記パワーモジュール用基板の前記金属層に対向配置された第２の超音波プローブとを有し、前記第１の超音波プローブから超音波を発振し、前記回路層と前記セラミックス基板との間の第１の接合界面からの反射波の強度から、前記第１の接合界面のボイドを検出するとともに、前記第２の超音波プローブから超音波を発振し、前記金属層と前記セラミックス基板との間の第２の接合界面からの反射波の強度から、前記第２の接合界面のボイドを検出する構成とされており、前記第１の超音波プローブから発振した超音波の前記第１の接合界面からの反射波の到達時間から、前記第１の超音波プローブと前記第１の接合界面との距離を検出する第１距離検出手段と、前記第２の超音波プローブから発振した超音波の前記第２の接合界面からの反射波の到達時間から、前記第２の超音波プローブと前記第２の接合界面との距離を検出する第２距離検出手段と、前記第１の超音波プローブと前記第１の接合界面との距離及び前記第２の超音波プローブと前記第２の接合界面との距離が、それぞれ一定になるように、前記第１の超音波プローブ、前記パワーモジュール用基板、前記第２の超音波プローブをそれぞれ近接離間させる距離調整機構と、を備えていることを特徴としている。   In order to solve such problems and achieve the object, an ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate according to the present invention includes a ceramic substrate, a circuit layer formed on one surface of the ceramic substrate, and the ceramics. An ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate that performs ultrasonic inspection of a power module substrate including a metal layer formed on the other surface of the substrate, and is disposed opposite to the circuit layer of the power module substrate The first ultrasonic probe, and a second ultrasonic probe disposed opposite to the metal layer of the power module substrate, oscillates ultrasonic waves from the first ultrasonic probe, and A void at the first bonding interface is detected from the intensity of the reflected wave from the first bonding interface between the circuit layer and the ceramic substrate, and the second ultrasonic process is performed. The ultrasonic wave is oscillated from the metal plate, and the void of the second bonding interface is detected from the intensity of the reflected wave from the second bonding interface between the metal layer and the ceramic substrate, The first distance for detecting the distance between the first ultrasonic probe and the first bonding interface from the arrival time of the reflected wave from the first bonding interface of the ultrasonic wave oscillated from the first ultrasonic probe. The distance between the second ultrasonic probe and the second bonding interface is determined from the arrival time of the reflected wave from the second bonding interface of the ultrasonic wave oscillated from the detection means and the second ultrasonic probe. The distance between the second distance detecting means to be detected, the distance between the first ultrasonic probe and the first bonding interface, and the distance between the second ultrasonic probe and the second bonding interface are constant. So that the first ultrasonic probe, front The power module substrate is characterized by comprising a distance adjusting mechanism for closer spacing, respectively the second ultrasonic probe.

この構成のパワーモジュール用基板の超音波検査装置によれば、前記パワーモジュール用基板の前記回路層に対向配置された第１の超音波プローブと、前記パワーモジュール用基板の前記金属層に対向配置された第２の超音波プローブとを有しているので、前記回路層と前記セラミックス基板との間の第１の接合界面のボイド、及び、前記金属層と前記セラミックス基板との間の第２の接合界面のボイドの検出を一度に行うことができ、超音波検査を効率良く行うことができる。   According to the ultrasonic inspection apparatus for the power module substrate having this configuration, the first ultrasonic probe disposed to face the circuit layer of the power module substrate and the metal layer of the power module substrate to face each other. Since the second ultrasonic probe is provided, the void at the first bonding interface between the circuit layer and the ceramic substrate and the second between the metal layer and the ceramic substrate are provided. It is possible to detect voids at the bonding interface at a time, and to perform ultrasonic inspection efficiently.

また、前記第１の超音波プローブから発振した超音波の前記第１の接合界面からの反射波の到達時間から、前記第１の超音波プローブと前記第１の接合界面との距離を検出する第１距離検出手段と、前記第２の超音波プローブから発振した超音波の前記第２の接合界面からの反射波の到達時間から、前記第２の超音波プローブと前記第２の接合界面との距離を検出する第２距離検出手段と、前記第１の超音波プローブと前記第１の接合界面との距離及び前記第２の超音波プローブと前記第２の接合界面との距離が、それぞれ一定になるように、前記第１の超音波プローブ、前記パワーモジュール用基板、前記第２の超音波プローブをそれぞれ近接離間させる距離調整機構と、を備えているので、パワーモジュール用基板に反りが生じていた場合や局所的な形状変化があった場合でも、第１の超音波プローブと第１の接合界面との距離、及び、第２の超音波プローブと第２の接合界面との距離を一定に保つことができ、超音波検査を精度良く行うことができる。   Further, the distance between the first ultrasonic probe and the first bonding interface is detected from the arrival time of the reflected wave from the first bonding interface of the ultrasonic wave oscillated from the first ultrasonic probe. From the arrival time of the reflected wave from the second joint interface of the first distance detection means and the ultrasonic wave oscillated from the second ultrasonic probe, the second ultrasonic probe and the second joint interface A distance between the first ultrasonic probe and the first bonding interface, and a distance between the second ultrasonic probe and the second bonding interface, respectively. Since the first ultrasonic probe, the power module substrate, and the distance adjusting mechanism that moves the second ultrasonic probe close to and away from each other so as to be constant, the power module substrate is warped. When it occurred Even when there is a local shape change, the distance between the first ultrasonic probe and the first bonding interface and the distance between the second ultrasonic probe and the second bonding interface are kept constant. Therefore, ultrasonic inspection can be performed with high accuracy.

ここで、本発明のパワーモジュール用基板の超音波検査装置においては、前記第１距離検出手段は、前記第１の超音波プローブから発振した超音波の前記回路層表面からの反射波の到達時間と、前記超音波の前記第１の接合界面からの反射波の到達時間と、前記回路層内における前記超音波の伝達速度と、から、前記第１の超音波プローブと前記第１の接合界面との距離を検出することが好ましい。
この構成のパワーモジュール用基板の超音波検査装置によれば、前記第１の超音波プローブから発振した超音波の前記回路層表面からの反射波の到達時間と、前記超音波の前記第１の接合界面からの反射波の到達時間とから、回路層の厚さを検出することができる。そして、この回路層内における前記超音波の伝達速度を考慮することで、前記第１の超音波プローブと前記第１の接合界面との距離を精度良く検出することができる。 Here, in the ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate according to the present invention, the first distance detection means is the arrival time of the reflected wave from the circuit layer surface of the ultrasonic wave oscillated from the first ultrasonic probe. And the arrival time of the reflected wave from the first bonding interface of the ultrasonic wave and the transmission speed of the ultrasonic wave in the circuit layer, the first ultrasonic probe and the first bonding interface It is preferable to detect the distance.
According to the ultrasonic inspection apparatus for the power module substrate having this configuration, the arrival time of the reflected wave from the surface of the circuit layer of the ultrasonic wave oscillated from the first ultrasonic probe, and the first wave of the ultrasonic wave The thickness of the circuit layer can be detected from the arrival time of the reflected wave from the bonding interface. Then, the distance between the first ultrasonic probe and the first bonding interface can be accurately detected by considering the transmission speed of the ultrasonic wave in the circuit layer.

また、本発明のパワーモジュール用基板の超音波検査装置においては、前記第２距離検出手段は、前記第２の超音波プローブから発振した超音波の前記金属層表面からの反射波の到達時間と、前記超音波の前記第２の接合界面からの反射波の到達時間と、前記金属層内における前記超音波の伝達速度と、から、前記第２の超音波プローブと前記第２の接合界面との距離を検出することが好ましい。
この構成のパワーモジュール用基板の超音波検査装置によれば、前記第２の超音波プローブから発振した超音波の前記金属層表面からの反射波の到達時間と、前記超音波の前記第２の接合界面からの反射波の到達時間とから、金属層の厚さを検出することができる。そして、この金属層内における前記超音波の伝達速度を考慮することで、前記第２の超音波プローブと前記第２の接合界面との距離を精度良く検出することができる。 Moreover, in the ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate according to the present invention, the second distance detecting means includes an arrival time of the reflected wave from the surface of the metal layer of the ultrasonic wave oscillated from the second ultrasonic probe. From the arrival time of the reflected wave from the second bonding interface of the ultrasonic wave and the transmission speed of the ultrasonic wave in the metal layer, the second ultrasonic probe and the second bonding interface It is preferable to detect the distance.
According to the ultrasonic inspection apparatus for the power module substrate having this configuration, the arrival time of the reflected wave from the surface of the metal layer of the ultrasonic wave oscillated from the second ultrasonic probe, and the second wave of the ultrasonic wave The thickness of the metal layer can be detected from the arrival time of the reflected wave from the bonding interface. And the distance between the second ultrasonic probe and the second bonding interface can be accurately detected by considering the transmission speed of the ultrasonic wave in the metal layer.

さらに、本発明のパワーモジュール用基板の超音波検査装置においては、前記第１の超音波プローブ及び前記第２の超音波プローブを用いて、前記セラミックス基板内部のボイドを検出することが好ましい。
この構成のパワーモジュール用基板の超音波検査装置によれば、第１の接合界面及び第２の接合界面に加えてセラミックス基板内部のボイドを検出することができ、パワーモジュール用基板の厚さ方向におけるボイドの有無を精度良く評価することができる。また、上述のように、第１の接合界面及び第２の接合界面の位置が検出されているので、セラミックス基板内のボイドを精度良く検出することができる。 Furthermore, in the ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate of the present invention, it is preferable to detect voids inside the ceramic substrate using the first ultrasonic probe and the second ultrasonic probe.
According to the ultrasonic inspection apparatus for the power module substrate having this configuration, the voids inside the ceramic substrate can be detected in addition to the first bonding interface and the second bonding interface, and the thickness direction of the power module substrate can be detected. It is possible to accurately evaluate the presence or absence of voids. In addition, as described above, since the positions of the first bonding interface and the second bonding interface are detected, the voids in the ceramic substrate can be detected with high accuracy.

また、本発明のパワーモジュール用基板の超音波検査装置においては、前記第１の超音波プローブと前記第２の超音波プローブとが水平方向に対向して配置されていることが好ましい。
この構成のパワーモジュール用基板の超音波検査装置によれば、パワーモジュール用基板を立てた状態で支持して超音波検査することができ、前記第１の超音波プローブ、前記パワーモジュール用基板、前記第２の超音波プローブをそれぞれ近接離間させることが容易となり、超音波検査を精度良く行うことができる。 In the ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate according to the present invention, it is preferable that the first ultrasonic probe and the second ultrasonic probe are arranged to face each other in the horizontal direction.
According to the ultrasonic inspection apparatus for the power module substrate having this configuration, the power module substrate can be supported in an upright state for ultrasonic inspection, and the first ultrasonic probe, the power module substrate, The second ultrasonic probes can be easily moved closer to and away from each other, and ultrasonic inspection can be performed with high accuracy.

本発明の別の態様のパワーモジュール用基板の超音波検査装置は、セラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面に形成された回路層と、前記セラミックス基板の他方の面に形成された金属層と、を備えたパワーモジュール用基板の超音波検査装置であって、前記パワーモジュール用基板の前記回路層又は金属層に対向配置された超音波プローブを有し、前記超音波プローブによって、前記回路層と前記セラミックス基板との間の第１の接合界面からの反射波、前記金属層と前記セラミックス基板との間の第２の接合界面からの反射波、前記超音波プローブ側の表面からの反射波、前記超音波プローブとは反対側の表面からの反射波、セラミックス基板内部のボイドからの反射波、をそれぞれ検出可能とされており、前記第１の接合界面又は前記第２の接合界面のうち前記超音波プローブ側に位置する接合界面からの反射波の到達時間から、前記超音波プローブと前記第１の接合界面又は前記第２の接合界面のうち前記超音波プローブ側に位置する接合界面との距離を検出する距離検出手段と、前記距離検出手段によって検出された距離に応じて、前記超音波プローブと前記パワーモジュール用基板とを近接離間させる距離調整機構と、を備えていることを特徴としている。   An ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate according to another aspect of the present invention includes a ceramic substrate, a circuit layer formed on one surface of the ceramic substrate, and a metal layer formed on the other surface of the ceramic substrate. An ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate, comprising: an ultrasonic probe disposed opposite to the circuit layer or the metal layer of the power module substrate, wherein the circuit is provided by the ultrasonic probe. Reflected wave from the first bonding interface between the layer and the ceramic substrate, reflected wave from the second bonding interface between the metal layer and the ceramic substrate, reflection from the surface on the ultrasonic probe side A wave, a reflected wave from the surface opposite to the ultrasonic probe, and a reflected wave from a void inside the ceramic substrate can be detected, respectively. From the arrival time of the reflected wave from the bonding interface located on the ultrasonic probe side of the surface or the second bonding interface, the ultrasonic probe and the first bonding interface or the second bonding interface A distance detection unit that detects a distance from the bonding interface located on the ultrasonic probe side, and a distance adjustment that moves the ultrasonic probe and the power module substrate closer to each other according to the distance detected by the distance detection unit. And a mechanism.

この構成のパワーモジュール用基板の超音波検査装置によれば、一つの超音波プローブを、回路層側又は金属層側のいずれかに配置することで、前記回路層と前記セラミックス基板との間の第１の接合界面のボイド、及び、前記金属層と前記セラミックス基板との間の第２の接合界面のボイドの検出を一度に行うことができ、超音波検査を効率良く行うことができる。
また、前記パワーモジュール用基板と前記超音波プローブとの間の距離を検出する距離検出手段と、前記距離検出手段によって検出された距離に応じて、前記超音波プローブと前記パワーモジュール用基板とを近接離間させる距離調整機構と、を備えているので、パワーモジュール用基板に反りや局所的な形状変化があった場合でも、超音波検査を精度良く行うことができる。
さらに、一つの超音波プローブで検査可能であることから、パワーモジュール用基板を水平に配置した状態で検査を行うことができ、取り扱いが容易となる。 According to the ultrasonic inspection apparatus for the power module substrate having this configuration, one ultrasonic probe is disposed on either the circuit layer side or the metal layer side, so that the gap between the circuit layer and the ceramic substrate is set. Detection of voids in the first bonding interface and voids in the second bonding interface between the metal layer and the ceramic substrate can be performed at a time, and ultrasonic inspection can be performed efficiently.
Further, distance detecting means for detecting a distance between the power module substrate and the ultrasonic probe, and the ultrasonic probe and the power module substrate according to the distance detected by the distance detecting means. And a distance adjusting mechanism for making the proximity and separation of each other, so that ultrasonic inspection can be performed with high accuracy even when the power module substrate is warped or has a local shape change.
Furthermore, since the inspection can be performed with one ultrasonic probe, the inspection can be performed in a state where the power module substrate is horizontally disposed, and the handling becomes easy.

ここで、本発明のパワーモジュール用基板の超音波検査装置においては、前記距離検出手段は、前記超音波プローブ側の表面からの反射波と、前記第１の接合界面又は前記第２の接合界面のうち前記超音波プローブ側に位置する接合界面からの反射波の到達時間と、前記回路層又は前記金属層のうち前記超音波プローブ側に位置する層内における音速と、から、前記パワーモジュール用基板と前記超音波プローブとの間の距離を検出することが好ましい。
この構成のパワーモジュール用基板の超音波検査装置によれば、前記超音波プローブ側の表面からの反射波と、前記第１の接合界面又は前記第２の接合界面のうち前記超音波プローブ側に位置する接合界面からの反射波の到達時間とから、前記回路層又は前記金属層のうち前記超音波プローブ側に位置する層の厚さを検出することができる。そして、この前記回路層又は前記金属層のうち前記超音波プローブ側に位置する層内における前記超音波の伝達速度を考慮することで、前記超音波プローブと前記第１の接合界面又は前記第２の接合界面のうち前記超音波プローブ側に位置する接合界面との距離を精度良く検出することができる。 Here, in the ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate according to the present invention, the distance detecting means includes a reflected wave from the surface on the ultrasonic probe side, the first bonding interface or the second bonding interface. The arrival time of the reflected wave from the bonding interface located on the ultrasonic probe side, and the sound velocity in the layer located on the ultrasonic probe side of the circuit layer or the metal layer, for the power module It is preferable to detect the distance between the substrate and the ultrasonic probe.
According to the ultrasonic inspection apparatus for the power module substrate having this configuration, the reflected wave from the surface on the ultrasonic probe side and the ultrasonic probe side of the first bonding interface or the second bonding interface. From the arrival time of the reflected wave from the located bonding interface, the thickness of the layer located on the ultrasonic probe side of the circuit layer or the metal layer can be detected. Then, by considering the transmission speed of the ultrasonic wave in the layer located on the ultrasonic probe side in the circuit layer or the metal layer, the ultrasonic probe and the first bonding interface or the second It is possible to accurately detect the distance from the bonding interface located on the ultrasonic probe side.

本発明のパワーモジュール用基板の超音波検査方法は、セラミックス基板とこのセラミックス基板の一方の面に形成された回路層と前記セラミックス基板の他方の面に形成された金属層とを備えたパワーモジュール用基板の超音波検査を行うパワーモジュール用基板の超音波検査方法であって、上述のパワーモジュール用基板の超音波検査装置によって、前記回路層と前記セラミックス基板との間の第１の接合界面のボイドを検出するとともに、前記金属層と前記セラミックス基板との間の第２の接合界面のボイドを検出することを特徴としている。   An ultrasonic inspection method for a power module substrate of the present invention includes a ceramic substrate, a circuit layer formed on one surface of the ceramic substrate, and a metal layer formed on the other surface of the ceramic substrate. A method for ultrasonic inspection of a power module substrate for performing ultrasonic inspection of a power substrate, wherein the first bonding interface between the circuit layer and the ceramic substrate is performed by the ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate. And detecting a void at the second bonding interface between the metal layer and the ceramic substrate.

この構成のパワーモジュール用基板の超音波検査方法によれば、前記回路層と前記セラミックス基板との間の第１の接合界面のボイド、及び、前記金属層と前記セラミックス基板との間の第２の接合界面のボイドの検出を一度に行うことができ、超音波検査を効率良く行うことができる。
また、パワーモジュール用基板に反りが生じていた場合や局所的な形状変化があった場合であっても、超音波検査を精度良く行うことができる。 According to the ultrasonic inspection method for the power module substrate having this configuration, the void at the first bonding interface between the circuit layer and the ceramic substrate, and the second between the metal layer and the ceramic substrate. It is possible to detect voids at the bonding interface at a time, and to perform ultrasonic inspection efficiently.
Further, even when the power module substrate is warped or has a local shape change, ultrasonic inspection can be performed with high accuracy.

さらに、本件発明では、超音波検査装置によって表面波を検出していることから、超音波プローブと回路層または金属層との距離を計測していることなる。また、超音波プローブとパワーモジュール用基板の位置関係も制御しているので、これらのデータを走査している各点について、その位置と距離を把握することができる。よって、パワーモジュール用基板の反り（回路層／金属層パターンを含む）の３Ｄデータが取得できる。これを画像化すれば、反りの３Ｄマップを作成することが可能となる。   Furthermore, in the present invention, since the surface wave is detected by the ultrasonic inspection apparatus, the distance between the ultrasonic probe and the circuit layer or the metal layer is measured. Further, since the positional relationship between the ultrasonic probe and the power module substrate is also controlled, the position and distance of each point scanning these data can be grasped. Therefore, 3D data of the warpage (including the circuit layer / metal layer pattern) of the power module substrate can be acquired. If this is imaged, it is possible to create a warped 3D map.

本発明によれば、パワーモジュール用基板の超音波検査を効率良く行うことができるとともに、反りや局所的な形状変化等が生じたパワーモジュール用基板であっても、精度良く超音波検査を行うことが可能なパワーモジュール用基板の超音波検査装置、及び、このパワーモジュール用基板の超音波検査装置を用いたパワーモジュール用基板の超音波検査方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to efficiently perform ultrasonic inspection of a power module substrate, and to perform ultrasonic inspection with high accuracy even for a power module substrate in which warpage or local shape change has occurred. It is possible to provide an ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate, and an ultrasonic inspection method for a power module substrate using the ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate.

本発明の実施形態において検査対象となるパワーモジュール用基板の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the board | substrate for power modules used as the test object in embodiment of this invention. パワーモジュール用基板を製造する際に用いられる加圧装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the pressurization apparatus used when manufacturing the board | substrate for power modules. 本発明の実施形態であるパワーモジュール用基板の超音波検査装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the ultrasonic inspection apparatus of the board | substrate for power modules which is embodiment of this invention. パワーモジュール用基板の超音波検査装置の第１距離検出部において、回路層表面と接合界面（第１の接合界面）からの反射波を検出する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which detects the reflected wave from a circuit layer surface and a joining interface (1st joining interface) in the 1st distance detection part of the ultrasonic inspection apparatus of the board | substrate for power modules.

以下に、本発明の実施形態であるパワーモジュール用基板の超音波検査装置及びパワーモジュール用基板の超音波検査方法について添付した図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態において検査対象となるパワーモジュール用基板の一例について、図１を用いて説明する。 Hereinafter, an ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate and an ultrasonic inspection method for a power module substrate according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, an example of a power module substrate to be inspected in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図１に示すパワーモジュール用基板１０は、セラミックス基板１１と、このセラミックス基板１１の一方の面（図１において上面）に形成された回路層１２と、セラミックス基板１１の他方の面（図１において下面）に形成された金属層１３と、を備えている。   A power module substrate 10 shown in FIG. 1 includes a ceramic substrate 11, a circuit layer 12 formed on one surface of the ceramic substrate 11 (upper surface in FIG. 1), and the other surface of the ceramic substrate 11 (in FIG. 1). And a metal layer 13 formed on the lower surface.

セラミックス基板１１は、回路層１２と金属層１３との間の電気的接続を防止するものであって、例えば、絶縁性の高いＡｌＮ（窒化アルミ）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等で構成されている。本実施形態では、放熱性の優れたＡｌＮ（窒化アルミ）の焼結体で構成されている。また、セラミックス基板１１の厚さは、０．２〜１．５ｍｍの範囲内に設定されており、本実施形態では、０．６３５ｍｍに設定されている。 The ceramic substrate 11 prevents electrical connection between the circuit layer 12 and the metal layer 13. For example, AlN (aluminum nitride), Si 3 N 4 (silicon nitride), Al 2 having a high insulating property is used. O 3 is composed of (alumina) or the like. In this embodiment, it is comprised with the sintered compact of AlN (aluminum nitride) excellent in heat dissipation. In addition, the thickness of the ceramic substrate 11 is set within a range of 0.2 to 1.5 mm, and in this embodiment is set to 0.635 mm.

回路層１２は、セラミックス基板１１の一方の面（図１において上面）に、金属板が接合されることにより形成されている。この回路層１２の厚みは、０．０１ｍｍ以上６．０ｍｍ以下とされている。この金属板としては、純アルミニウムやアルミニウム合金、純銅や銅合金等を用いることができる。本実施形態においては、無酸素銅の圧延板からなる銅板がセラミックス基板１１に接合されることにより形成されており、回路層１２の厚みは０．３ｍｍに設定されている。なお、この回路層１２には、回路パターンが形成されており、その一方の面（図１において上面）が、半導体素子が搭載される搭載面とされている。   The circuit layer 12 is formed by joining a metal plate to one surface (the upper surface in FIG. 1) of the ceramic substrate 11. The thickness of the circuit layer 12 is 0.01 mm or more and 6.0 mm or less. As this metal plate, pure aluminum, an aluminum alloy, pure copper, a copper alloy, or the like can be used. In the present embodiment, a copper plate made of an oxygen-free copper rolled plate is formed by bonding to the ceramic substrate 11, and the thickness of the circuit layer 12 is set to 0.3 mm. A circuit pattern is formed on the circuit layer 12, and one surface (the upper surface in FIG. 1) is a mounting surface on which a semiconductor element is mounted.

金属層１３は、セラミックス基板１１の他方の面（図１において下面）に、金属板が接合されることにより形成されている。この金属板としては、純アルミニウムやアルミニウム合金、純銅や銅合金等を用いることができる。この金属層１３の厚みは、０．０１ｍｍ以上６．０ｍｍ以下とされている。本実施形態においては、金属層１３は、純度が９９．９９％以上のアルミニウム（いわゆる４Ｎアルミニウム）の圧延板からなる厚さ０．６ｍｍのアルミニウム板がセラミックス基板１１に接合されることにより形成されている。   The metal layer 13 is formed by bonding a metal plate to the other surface (the lower surface in FIG. 1) of the ceramic substrate 11. As this metal plate, pure aluminum, an aluminum alloy, pure copper, a copper alloy, or the like can be used. The thickness of the metal layer 13 is set to 0.01 mm or more and 6.0 mm or less. In the present embodiment, the metal layer 13 is formed by bonding an aluminum plate having a thickness of 0.6 mm made of a rolled plate of aluminum (so-called 4N aluminum) having a purity of 99.99% or more to the ceramic substrate 11. ing.

このパワーモジュール用基板１０は、以下のようにして製造される。
まず、セラミックス基板１１の一方の面に回路層１２となる銅板が接合材（例えば、Ａｇ−Ｔｉ系の活性ろう材等）を介して積層され、積層方向に加圧した状態で加熱されて接合される。
次に、セラミックス基板１１の他方の面に金属層１３となるアルミニウム板が接合材（例えば、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材等）を介して積層され、例えば図２に示す加圧装置４０によって積層方向に加圧した状態で加熱されることで接合される。 The power module substrate 10 is manufactured as follows.
First, a copper plate to be the circuit layer 12 is laminated on one surface of the ceramic substrate 11 via a bonding material (for example, an Ag—Ti-based active brazing material) and is heated and bonded in a state of being pressurized in the lamination direction. Is done.
Next, an aluminum plate to be the metal layer 13 is laminated on the other surface of the ceramic substrate 11 via a bonding material (for example, an Al—Si brazing material or the like). For example, the pressing direction shown in FIG. It is joined by being heated in a pressurized state.

ここで、図２に示す加圧装置４０は、ベース板４１と、このベース板４１の上面の四隅に垂直に取り付けられたガイドポスト４２と、これらガイドポスト４２の上端部に配置された固定板４３と、ベース板４１と固定板４３との間で上下移動自在にガイドポスト４２に支持された押圧板４４と、固定板４３と押圧板４４との間に設けられて押圧板４４を下方に付勢するばね等の付勢手段４５と、固定板４３を上下させる調整ネジ４６と、を備えている。
固定板４３及び押圧板４４は、ベース板４１に対して平行に配置されており、ベース板４１と押圧板４４との間に、カーボンシート４７を介して、銅板が接合されたセラミックス基板とアルミニウム板との積層体が配置される。そして、調整ネジ４６の位置を調節することによって固定板４３を上下させて、付勢手段４５により押圧板４４を押し込んで、積層体が加圧される構造とされている。 Here, the pressing device 40 shown in FIG. 2 includes a base plate 41, guide posts 42 that are vertically attached to the four corners of the upper surface of the base plate 41, and fixed plates that are disposed at the upper ends of the guide posts 42. 43, a pressing plate 44 supported by the guide post 42 so as to be movable up and down between the base plate 41 and the fixing plate 43, and a pressing plate 44 provided between the fixing plate 43 and the pressing plate 44. An urging means 45 such as an urging spring and an adjustment screw 46 for moving the fixing plate 43 up and down are provided.
The fixing plate 43 and the pressing plate 44 are arranged in parallel to the base plate 41, and a ceramic substrate and aluminum in which a copper plate is bonded via a carbon sheet 47 between the base plate 41 and the pressing plate 44. A laminate with a plate is placed. Then, the fixing plate 43 is moved up and down by adjusting the position of the adjusting screw 46, and the pressing plate 44 is pushed in by the urging means 45, whereby the laminated body is pressed.

上述のような加圧装置４０によって加圧した状態で加熱して形成されたパワーモジュール用基板１０においては、冷却の過程において、セラミックス基板１１の一方の面に形成された回路層１２（銅板）と金属層１３（アルミニウム板）との熱膨張係数の差から、熱応力が作用し、加圧装置４０による圧力を除去した際に、図１に示すように、パワーモジュール用基板１０に反りが生じることになる。   In the power module substrate 10 formed by heating in a state pressurized by the pressure device 40 as described above, the circuit layer 12 (copper plate) formed on one surface of the ceramic substrate 11 during the cooling process. 1 and the metal layer 13 (aluminum plate), when the thermal stress acts and the pressure applied by the pressurizing device 40 is removed, the power module substrate 10 warps as shown in FIG. Will occur.

本実施形態であるパワーモジュール用基板の超音波検査装置５０及びパワーモジュール用基板の超音波検査方法は、上述のように、パワーモジュール用基板１０において、回路層１２とセラミックス基板１１との間の第１の接合界面３１、及び、金属層１３とセラミックス基板１１との間の第２の接合界面３２におけるボイド（ボイド率及びボイド径）を検査するものである。   As described above, the power module substrate ultrasonic inspection apparatus 50 and the power module substrate ultrasonic inspection method according to the present embodiment are arranged between the circuit layer 12 and the ceramic substrate 11 in the power module substrate 10. The voids (void ratio and void diameter) at the first bonding interface 31 and the second bonding interface 32 between the metal layer 13 and the ceramic substrate 11 are inspected.

本実施形態であるパワーモジュール用基板の超音波検査装置５０について、図３を用いて説明する。
このパワーモジュール用基板の超音波検査装置５０は、パワーモジュール用基板１０を保持する基板保持部５６と、基板保持部５６に保持されたパワーモジュール用基板１０の回路層１２に対向配置された第１の超音波プローブ６１と、金属層１３に対向配置された第２の超音波プローブ６２と、を備えている。 A power module substrate ultrasonic inspection apparatus 50 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The power module substrate ultrasonic inspection apparatus 50 includes a substrate holding unit 56 that holds the power module substrate 10 and a circuit layer 12 of the power module substrate 10 that is held by the substrate holding unit 56. 1 ultrasonic probe 61 and a second ultrasonic probe 62 arranged to face the metal layer 13.

基板保持部５６は、図３に示すように、パワーモジュール用基板１０を立てた状態で保持する構成とされており、パワーモジュール用基板１０の一端（図３において下端）を保持する下側保持部５７と、パワーモジュール用基板１０の他端（図３において上端）を保持する上側保持部５８と、を備えている。
図３に示すように、下側保持部５７は、下部レール５１に沿って移動可能とされ、上側保持部５８は、上部レール５２に沿って移動可能とされており、これら下側保持部５７と上側保持部５８とが連動して移動することで、パワーモジュール用基板１０が垂直に立てた状態で移動される構成とされている。 As shown in FIG. 3, the substrate holding unit 56 is configured to hold the power module substrate 10 in an upright state, and holds the lower end of the power module substrate 10 (lower end in FIG. 3). Part 57 and an upper holding part 58 for holding the other end (the upper end in FIG. 3) of the power module substrate 10.
As shown in FIG. 3, the lower holding part 57 is movable along the lower rail 51, and the upper holding part 58 is movable along the upper rail 52, and these lower holding parts 57. And the upper holding portion 58 are moved in conjunction with each other so that the power module substrate 10 is moved in a vertical state.

ここで、回路層１２に対向配置された第１の超音波プローブ６１と、金属層１３に対向配置された第２の超音波プローブ６２は、図３に示すように、水平方向に対向して配置されている。
第１の超音波プローブ６１は、図３に示すように、上下に延在する第１支持バー６３に支持されており、第２の超音波プローブ６２は、図３に示すように、上下に延在する第２支持バー６４に支持されている。
これら第１の超音波プローブ６１及び第２の超音波プローブ６２は、第１支持バー６３及び第２支持バー６４に沿って上下動可能な構成とされている。 Here, the first ultrasonic probe 61 disposed opposite to the circuit layer 12 and the second ultrasonic probe 62 disposed opposite to the metal layer 13 are opposed to each other in the horizontal direction as shown in FIG. Has been placed.
As shown in FIG. 3, the first ultrasonic probe 61 is supported by a first support bar 63 extending vertically, and the second ultrasonic probe 62 is vertically moved as shown in FIG. It is supported by the extended second support bar 64.
The first ultrasonic probe 61 and the second ultrasonic probe 62 are configured to be movable up and down along the first support bar 63 and the second support bar 64.

また、これら第１支持バー６３及び第２支持バー６４は、それぞれその下端が下部レール６７、６８に保持され、上端部がそれぞれ上部レール６９、７０に保持され、指示バー６３、６４と垂直な方向への動作が可能な構成となっており、これらにより基板面内の走査が可能となっている。また、図３に示すように、下部レール６７，６８はその下端が下部レール５１に保持され、上部レール６９、７０が上部レール５２に保持されており、下部レール５１及び上部レール５２に沿って移動可能とされている。これにより、第１支持バー６３及び第２支持バー６４に支持された第１の超音波プローブ６１及び第２の超音波プローブ６２も、下部レール５１及び上部レール５２に沿って移動される構成とされている。   Further, the lower ends of the first support bar 63 and the second support bar 64 are respectively held by the lower rails 67 and 68, and the upper end portions are respectively held by the upper rails 69 and 70, and are perpendicular to the instruction bars 63 and 64. It is configured to be able to operate in a direction, and these enable scanning within the substrate surface. Further, as shown in FIG. 3, the lower rails 67 and 68 have lower ends held by the lower rail 51, and upper rails 69 and 70 are held by the upper rail 52, along the lower rail 51 and the upper rail 52. It can be moved. Accordingly, the first ultrasonic probe 61 and the second ultrasonic probe 62 supported by the first support bar 63 and the second support bar 64 are also moved along the lower rail 51 and the upper rail 52. Has been.

このように、本実施形態であるパワーモジュール用基板の超音波検査装置５０は、パワーモジュール用基板１０を保持する基板保持部５６（下側保持部５７及び上側保持部５８）、第１の超音波プローブ６１及び第２の超音波プローブ６２を支持する第１支持バー６３及び第２支持バー６４が、それぞれ下部レール５１及び上部レール５２に沿って移動可能とされており、パワーモジュール用基板１０、第１の超音波プローブ６１及び第２の超音波プローブ６２が近接離間される距離調整機構を有している。   As described above, the ultrasonic inspection apparatus 50 for the power module substrate according to the present embodiment includes the substrate holding unit 56 (the lower holding unit 57 and the upper holding unit 58) that holds the power module substrate 10, and the first superstructure. The first support bar 63 and the second support bar 64 that support the acoustic probe 61 and the second ultrasonic probe 62 are movable along the lower rail 51 and the upper rail 52, respectively. The first ultrasonic probe 61 and the second ultrasonic probe 62 have a distance adjusting mechanism for approaching and separating.

また、第１の超音波プローブ６１及び第２の超音波プローブ６２においては、第１の超音波プローブ６１から発振した超音波の第１の接合界面３１からの反射波の到達時間から、第１の超音波プローブ６１と第１の接合界面３１との距離を検出する第１距離検出部６５と、第２の超音波プローブ６２から発振した超音波の第２の接合界面３２からの反射波の到達時間から、第２の超音波プローブ６２と第２の接合界面３２との距離を検出する第２距離検出部６６と、を備えている。   Further, in the first ultrasonic probe 61 and the second ultrasonic probe 62, the first ultrasonic probe 61 and the second ultrasonic probe 62 calculate the first wave from the arrival time of the reflected wave from the first bonding interface 31 of the ultrasonic wave oscillated from the first ultrasonic probe 61. The first distance detector 65 for detecting the distance between the ultrasonic probe 61 and the first bonding interface 31 and the reflected wave from the second bonding interface 32 of the ultrasonic wave oscillated from the second ultrasonic probe 62. And a second distance detecting unit 66 for detecting a distance between the second ultrasonic probe 62 and the second bonding interface 32 from the arrival time.

第１距離検出部６５は、第１の超音波プローブ６１から発振した超音波の回路層１２表面からの反射波の到達時間と、第１の接合界面３１からの反射波の到達時間と、回路層１２内における超音波の伝達速度と、から、第１の超音波プローブ６１と第１の接合界面３１との距離を検出する構成とされている。
ここで、図４に示すように、回路層１２の一部に金属板１４が積層されて、回路層１２の厚さが局所的に異なる場合においては、上述のように、第１の超音波プローブ６１から発振した超音波の回路層１２表面からの反射波の到達時間と第１の接合界面３１からの反射波の到達時間との差から、回路層１２（金属板１４を含む）の厚さを検出することができる。そして、回路層１２を構成する材料に基づいて回路層１２内の音速を考慮することで、回路層１２の厚さが異なる場合であっても、第１の超音波プローブ６１と第１の接合界面３１との距離を検出することが可能となる。この金属板１４としては、純アルミニウムやアルミニウム合金、純銅や銅合金等を用いることができ、厚さは０．１ｍｍ〜２．０ｍｍとすることができる。 The first distance detector 65 includes an arrival time of the reflected wave from the surface of the circuit layer 12 of the ultrasonic wave oscillated from the first ultrasonic probe 61, an arrival time of the reflected wave from the first bonding interface 31, and a circuit. The distance between the first ultrasonic probe 61 and the first bonding interface 31 is detected from the transmission speed of the ultrasonic waves in the layer 12.
Here, as shown in FIG. 4, when the metal plate 14 is laminated on a part of the circuit layer 12 and the thickness of the circuit layer 12 is locally different, as described above, the first ultrasonic wave is used. From the difference between the arrival time of the reflected wave from the surface of the circuit layer 12 of the ultrasonic wave oscillated from the probe 61 and the arrival time of the reflected wave from the first bonding interface 31, the thickness of the circuit layer 12 (including the metal plate 14). Can be detected. And even if the thickness of the circuit layer 12 differs by considering the speed of sound in the circuit layer 12 based on the material constituting the circuit layer 12, the first ultrasonic probe 61 and the first bonding are used. It becomes possible to detect the distance from the interface 31. As the metal plate 14, pure aluminum, an aluminum alloy, pure copper, a copper alloy, or the like can be used, and the thickness can be 0.1 mm to 2.0 mm.

なお、本実施形態においては、第２距離検出部６６においても、上述の第１距離検出部６５と同様に、第２の超音波プローブ６２から発振した超音波の金属層１３表面からの反射波の到達時間と、第２の接合界面３２からの反射波の到達時間と、金属層１３内における音速と、から、第２の超音波プローブ６２と第２の接合界面３２との距離を検出する構成とされている。   In the present embodiment, in the second distance detector 66 as well, the reflected wave of the ultrasonic wave oscillated from the second ultrasonic probe 62 from the surface of the metal layer 13 is the same as the first distance detector 65 described above. The distance between the second ultrasonic probe 62 and the second bonding interface 32 is detected from the arrival time of the reflected wave, the arrival time of the reflected wave from the second bonding interface 32, and the speed of sound in the metal layer 13. It is configured.

そして、本実施形態であるパワーモジュール用基板の超音波検査装置５０においては、第１距離検出部６５で検出された第１の超音波プローブ６１と第１の接合界面３１との距離、及び、第２距離検出部６６で検出された第２の超音波プローブ６２と第２の接合界面３２との距離が、それぞれ一定になるように、パワーモジュール用基板１０、第１の超音波プローブ６１及び第２の超音波プローブ６２を近接離間させながら、超音波検査を行う構成とされている。
また、本実施形態においては、第１の超音波プローブ６１及び第２の超音波プローブ６２を用いて、セラミックス基板１１内部のボイドも検出する構成とされている。 In the ultrasonic inspection apparatus 50 for the power module substrate according to the present embodiment, the distance between the first ultrasonic probe 61 and the first bonding interface 31 detected by the first distance detector 65, and The power module substrate 10, the first ultrasonic probe 61, and the second ultrasonic probe 62 detected by the second distance detection unit 66 and the second bonding interface 32 are made constant so that the distance between them is constant. The ultrasonic inspection is performed while the second ultrasonic probe 62 is closely spaced.
In this embodiment, the first ultrasonic probe 61 and the second ultrasonic probe 62 are used to detect voids in the ceramic substrate 11.

以上のような構成とされた本実施形態に係るパワーモジュール用基板の超音波検査装置５０及びパワーモジュール用基板の超音波方法によれば、パワーモジュール用基板１０の回路層１２に対向配置された第１の超音波プローブ６１と、パワーモジュール用基板１０の金属層１３に対向配置された第２の超音波プローブ６２とを有しているので、回路層１２とセラミックス基板１１との間の第１の接合界面３１のボイド、及び、金属層１３とセラミックス基板１１との間の第２の接合界面３２のボイドの検出を一度に行うことができ、超音波検査を効率良く行うことができる。   According to the ultrasonic inspection apparatus 50 for a power module substrate and the ultrasonic method for a power module substrate according to the present embodiment configured as described above, the power module substrate 10 is disposed to face the circuit layer 12 of the power module substrate 10. Since the first ultrasonic probe 61 and the second ultrasonic probe 62 disposed opposite to the metal layer 13 of the power module substrate 10 are provided, the first ultrasonic probe 61 between the circuit layer 12 and the ceramic substrate 11 is provided. It is possible to detect a void in one bonding interface 31 and a void in the second bonding interface 32 between the metal layer 13 and the ceramic substrate 11 at a time, and an ultrasonic inspection can be performed efficiently.

また、第１の超音波プローブ６１と第１の接合界面３１との距離を検出する第１距離検出部６５と、第２の超音波プローブ６２と第２の接合界面３２との距離を検出する第２距離検出部６６と、を備えており、第１距離検出部６５で検出された第１の超音波プローブ６１と第１の接合界面３１との距離、及び、第２距離検出部６６で検出された第２の超音波プローブ６２と第２の接合界面３２との距離が、それぞれ一定になるように、パワーモジュール用基板１０、第１の超音波プローブ６１及び第２の超音波プローブ６２を近接離間させながら、超音波検査を行う構成とされているので、図１に示すように、パワーモジュール用基板１０に反りが生じていた場合や局所的な形状変化があった場合であっても、第１の超音波プローブ６１と第１の接合界面３１との距離、及び、第２の超音波プローブ６２と第２の接合界面３２との距離を一定に保つことができ、超音波検査を精度良く行うことができる。   Further, the first distance detection unit 65 that detects the distance between the first ultrasonic probe 61 and the first bonding interface 31 and the distance between the second ultrasonic probe 62 and the second bonding interface 32 are detected. A distance between the first ultrasonic probe 61 and the first bonding interface 31 detected by the first distance detector 65, and a second distance detector 66. The power module substrate 10, the first ultrasonic probe 61, and the second ultrasonic probe 62 are set so that the detected distances between the second ultrasonic probe 62 and the second bonding interface 32 are constant. 1 is a configuration in which ultrasonic inspection is carried out while keeping them close to each other, as shown in FIG. 1, when the power module substrate 10 is warped or when there is a local shape change. The first ultrasonic probe 61 and the first The distance between the joint interface 31, and the second ultrasonic probe 62 can keep the distance between the second bonding interface 32 constant, it is possible to perform ultrasonic inspection with high accuracy.

また、本実施形態においては、第１距離検出部６５は、第１の超音波プローブ６１から発振した超音波の回路層１２表面からの反射波の到達時間と、第１の接合界面３１からの反射波の到達時間と、回路層１２内における超音波の伝達速度と、から、第１の超音波プローブ６１と第１の接合界面３１との距離を検出する構成とされているので、図４に示すように、回路層１２の一部に金属板が積層されて、回路層１２の厚さが局所的に異なる場合においても、第１の超音波プローブ６１と第１の接合界面３１との距離を精度良く検出して、第１の超音波プローブ６１と第１の接合界面３１との距離を一定に保つことができ、超音波検査を精度良く行うことができる。   Further, in the present embodiment, the first distance detection unit 65 includes the arrival time of the reflected wave from the surface of the circuit layer 12 of the ultrasonic wave oscillated from the first ultrasonic probe 61 and the first bonding interface 31. Since the distance between the first ultrasonic probe 61 and the first bonding interface 31 is detected from the arrival time of the reflected wave and the transmission speed of the ultrasonic wave in the circuit layer 12, FIG. As shown in FIG. 5, even when a metal plate is laminated on a part of the circuit layer 12 and the thickness of the circuit layer 12 is locally different, the first ultrasonic probe 61 and the first bonding interface 31 By detecting the distance with high accuracy, the distance between the first ultrasonic probe 61 and the first bonding interface 31 can be kept constant, and ultrasonic inspection can be performed with high accuracy.

同様に、第２距離検出部６６においても、上述の第１距離検出部６５と同様に、第２の超音波プローブ６２から発振した超音波の金属層１３表面からの反射波の到達時間と、第２の接合界面３２からの反射波の到達時間と、金属層１３内における超音波の伝達速度と、から、第２の超音波プローブ６２と第２の接合界面３２との距離を検出する構成とされているので、金属層１３の厚さが局所的に異なる場合においても、第２の超音波プローブ６２と第２の接合界面３２との距離を精度良く検出して、第２の超音波プローブ６２と第２の接合界面３２との距離を一定に保つことができ、超音波検査を精度良く行うことができる。   Similarly, in the second distance detection unit 66, similarly to the first distance detection unit 65 described above, the arrival time of the reflected wave from the surface of the metal layer 13 of the ultrasonic wave oscillated from the second ultrasonic probe 62, Configuration in which the distance between the second ultrasonic probe 62 and the second bonding interface 32 is detected from the arrival time of the reflected wave from the second bonding interface 32 and the ultrasonic wave transmission speed in the metal layer 13. Therefore, even when the thickness of the metal layer 13 is locally different, the distance between the second ultrasonic probe 62 and the second bonding interface 32 is accurately detected, and the second ultrasonic wave is detected. The distance between the probe 62 and the second bonding interface 32 can be kept constant, and ultrasonic inspection can be performed with high accuracy.

さらに、本実施形態においては、第１の超音波プローブ６１及び第２の超音波プローブ６２を用いて、セラミックス基板１１内部のボイドを検出する構成とされているので、ＡｌＮの焼結体からなるセラミックス基板１１内部に存在するボイドを検出することで、パワーモジュール用基板１０の厚さ方向におけるボイドの有無を精度良く評価することができる。
また、本実施形態では、第１の接合界面３１と第２の接合界面３２とを検出することが可能であることから、セラミックス基板１１内部のボイドの有無を精度良く検出することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the first ultrasonic probe 61 and the second ultrasonic probe 62 are used to detect voids inside the ceramic substrate 11, and therefore, an AlN sintered body is used. By detecting voids present in the ceramic substrate 11, the presence or absence of voids in the thickness direction of the power module substrate 10 can be accurately evaluated.
Moreover, in this embodiment, since it is possible to detect the 1st joining interface 31 and the 2nd joining interface 32, the presence or absence of the void inside the ceramic substrate 11 can be detected accurately.

さらに、本実施形態においては、回路層１２に対向配置された第１の超音波プローブ６１と、金属層１３に対向配置された第２の超音波プローブ６２は、図３に示すように、水平方向に対向して配置されており、これら第１の超音波プローブ６１と第２の超音波プローブ６２との間に、垂直に立てた状態で保持されたパワーモジュール用基板１０が配置される構成とされているので、簡単な構造で、第１の超音波プローブ６１、パワーモジュール用基板１０、第２の超音波プローブ６２をそれぞれ近接離間するように移動させることが可能となる。   Furthermore, in the present embodiment, the first ultrasonic probe 61 arranged to face the circuit layer 12 and the second ultrasonic probe 62 arranged to face the metal layer 13 are horizontally arranged as shown in FIG. A configuration in which the power module substrate 10 held in a vertically standing state is arranged between the first ultrasonic probe 61 and the second ultrasonic probe 62, which are arranged to face each other. Therefore, the first ultrasonic probe 61, the power module substrate 10, and the second ultrasonic probe 62 can be moved close to and away from each other with a simple structure.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、回路層を銅板で構成するとともに金属層をアルミニウム板で構成したパワーモジュール用基板を検査対象として説明したが、これに限定されることはなく、その他の金属で構成されたものであってもよい。回路層と金属層とが同種金属で構成された場合であっても、その厚さが異なる場合には、パワーモジュール用基板に反りが発生することから、本発明のパワーモジュール用基板の超音波検査装置を用いることが好ましい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which does not deviate from the technical idea of the invention.
For example, in the present embodiment, the power module substrate in which the circuit layer is made of a copper plate and the metal layer is made of an aluminum plate has been described as an inspection target. However, the present invention is not limited to this, and is made of other metals. It may be. Even when the circuit layer and the metal layer are made of the same kind of metal, if the thickness is different, the power module substrate is warped, so the ultrasonic wave of the power module substrate of the present invention is used. It is preferable to use an inspection device.

また、本実施形態においては、下部レール及び上部レールに沿って、基板保持部（下側保持部及び上側保持部）、第１の超音波プローブ及び第２の超音波プローブを支持する第１支持バー及び第２支持バーが移動することで、第１の超音波プローブ、パワーモジュール用基板、第２の超音波プローブをそれぞれ近接離間させる構造として説明したが、これに限定されることはなく、第１の超音波プローブ、パワーモジュール用基板、第２の超音波プローブをそれぞれ近接離間させることができれば、その移動機構は既存の技術を適宜選択して使用してもよい。   In the present embodiment, the first support that supports the substrate holding part (the lower holding part and the upper holding part), the first ultrasonic probe, and the second ultrasonic probe along the lower rail and the upper rail. It has been described as a structure in which the first ultrasonic probe, the power module substrate, and the second ultrasonic probe are moved closer to and away from each other by moving the bar and the second support bar, but the present invention is not limited thereto. As long as the first ultrasonic probe, the power module substrate, and the second ultrasonic probe can be brought close to and away from each other, an existing technique may be appropriately selected and used as the moving mechanism.

さらに、パワーモジュール用基板に対し、超音波プローブは片側だけとし、各接合層からの超音波反射波およびプローブ側の基板表面からの超音波反射波、プローブの反対側の基板表面からの超音波反射、セラミック内のボイドからの超音波反射、の各層全ての反射波を検出できるよう設定可能とし、パワーモジュール用基板と超音波プローブの距離を近接離間させる超音波プローブの移動機構を基板と垂直方向にも設けることで、パワーモジュール用基板の積層構造の各層の音速を考慮し、超音波プローブ側の回路層の表面からの超音波反射波および第一の接合界面からの超音波反射波からの到達時間から、パワーモジュール用基板の反り、局所的に厚さが異なる場合にも対応可能な同様な効率的な超音波検査が可能となる。この配置の場合はパワーモジュール用基板を水平にし、超音波プローブを鉛直方向にする配置が容易に可能となる。ただし、基板に対して片側のみの超音波プローブの配置では、検出する層が超音波プローブから遠い層になるほど、検出すべきボイドのサイズについては誤差が大きくなることに留意する必要がある。   Furthermore, with respect to the power module substrate, the ultrasonic probe is only on one side, the ultrasonic wave reflected from each bonding layer, the ultrasonic wave reflected from the substrate surface on the probe side, and the ultrasonic wave from the substrate surface on the opposite side of the probe. Reflection and reflection of ultrasonic waves from voids in the ceramic can be set to detect all reflected waves, and the moving mechanism of the ultrasonic probe that makes the distance between the power module substrate and the ultrasonic probe close to each other is perpendicular to the substrate Considering the speed of sound of each layer of the power module substrate stack structure, the ultrasonic reflected wave from the surface of the circuit layer on the ultrasonic probe side and the ultrasonic reflected wave from the first bonding interface are also provided. Therefore, it is possible to perform the same efficient ultrasonic inspection that can cope with the warp of the power module substrate and the locally different thickness. In this arrangement, it is possible to easily arrange the power module substrate horizontally and the ultrasonic probe vertically. However, in the arrangement of the ultrasonic probe on only one side with respect to the substrate, it should be noted that as the layer to be detected becomes a layer farther from the ultrasonic probe, the error in the size of the void to be detected increases.

また、超音波検査装置によって表面波を検出しており、超音波プローブと回路層または金属層との距離を計測することができる。さらに、超音波プローブとパワーモジュール用基板の位置関係も制御しているので、これらのデータを走査している各点について、その位置と距離を把握することができる。よって、パワーモジュール用基板の反り（回路層／金属層パターンを含む）の３Ｄデータが取得できる。これを画像化すれば、反りの３Ｄマップを作成することが可能となる。   Further, the surface wave is detected by the ultrasonic inspection apparatus, and the distance between the ultrasonic probe and the circuit layer or the metal layer can be measured. Furthermore, since the positional relationship between the ultrasonic probe and the power module substrate is also controlled, the position and distance of each point scanning these data can be grasped. Therefore, 3D data of the warpage (including the circuit layer / metal layer pattern) of the power module substrate can be acquired. If this is imaged, it is possible to create a warped 3D map.

また、本実施形態では、ＡｌＮからなるセラミックス基板を用いたものとして説明したが、これに限定されることはなく、Ｓｉ３Ｎ４やＡｌ２Ｏ３等からなるセラミックス基板を用いてもよい。
さらに、アルミニウム板とセラミックス基板とをろう付けにて接合するものとして説明したが、これに限定されることはなく、過渡液相接合法（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、鋳造法等を適用してもよい。
また、銅板とセラミックス基板とを活性ろう材を用いて接合するものとして説明したが、これに限定されることはなく、直接接合法（ＤＢＣ法）、鋳造法等を適用してもよい。
さらに、回路層の一部に更に金属材１４を積層接合する基板についても、上記同様の接合法に加え、固相拡散接合による接合方法を適用してもよい。 Further, in the present embodiment has been described as using a ceramic substrate made of AlN, it is not limited thereto, it may be used a ceramic substrate made of Si 3 N 4 or Al 2 O 3, or the like.
Furthermore, although it demonstrated as what joins an aluminum plate and a ceramic substrate by brazing, it is not limited to this, Even if it applies a transient liquid phase bonding method (Transient Liquid Phase Bonding), a casting method, etc. Good.
Moreover, although demonstrated as what joins a copper plate and a ceramic substrate using an active brazing material, it is not limited to this, You may apply the direct joining method (DBC method), the casting method, etc.
Further, a bonding method using solid phase diffusion bonding may be applied to a substrate on which a metal material 14 is further laminated and bonded to a part of a circuit layer, in addition to the bonding method similar to the above.

１０ パワーモジュール用基板
１１ セラミックス基板
１２ 回路層
１３ 金属層
１４ 金属板
３１ 第１の接合界面
３２ 第２の接合界面
５０ パワーモジュール用基板の超音波検査装置
６１ 第１の超音波プローブ
６２ 第２の超音波プローブ
６５ 第１距離検出部（第１距離検出手段）
６６ 第２距離検出部（第２距離検出手段）
６７ 下部レール
６８ 下部レール
６９ 上部レール
７０ 上部レール DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power module board | substrate 11 Ceramic substrate 12 Circuit layer 13 Metal layer 14 Metal plate 31 1st joining interface 32 2nd joining interface 50 Ultrasonic inspection apparatus 61 of 1st power probe board | substrate 1st ultrasonic probe 62 2nd Ultrasonic probe 65 1st distance detection part (1st distance detection means)
66 2nd distance detection part (2nd distance detection means)
67 Lower rail 68 Lower rail 69 Upper rail 70 Upper rail

Claims (8)

セラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面に形成された回路層と、前記セラミックス基板の他方の面に形成された金属層と、を備えたパワーモジュール用基板の超音波検査装置であって、
前記パワーモジュール用基板の前記回路層に対向配置された第１の超音波プローブと、前記パワーモジュール用基板の前記金属層に対向配置された第２の超音波プローブとを有し、
前記第１の超音波プローブによって前記回路層と前記セラミックス基板との間の第１の接合界面のボイドを検出するとともに、前記第２の超音波プローブによって前記金属層と前記セラミックス基板との間の第２の接合界面のボイドを検出する構成とされており、
前記第１の超音波プローブから発振した超音波の前記第１の接合界面からの反射波の到達時間から、前記第１の超音波プローブと前記第１の接合界面との距離を検出する第１距離検出手段と、
前記第２の超音波プローブから発振した超音波の前記第２の接合界面からの反射波の到達時間から、前記第２の超音波プローブと前記第２の接合界面との距離を検出する第２距離検出手段と、
前記第１の超音波プローブと前記第１の接合界面との距離及び前記第２の超音波プローブと前記第２の接合界面との距離が、それぞれ一定になるように、前記第１の超音波プローブ、前記パワーモジュール用基板、前記第２の超音波プローブをそれぞれ近接離間させる距離調整機構と、
を備えていることを特徴とするパワーモジュール用基板の超音波検査装置。 An ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate comprising a ceramic substrate, a circuit layer formed on one surface of the ceramic substrate, and a metal layer formed on the other surface of the ceramic substrate,
A first ultrasonic probe disposed opposite to the circuit layer of the power module substrate; and a second ultrasonic probe disposed opposite to the metal layer of the power module substrate;
The first ultrasonic probe detects a void at the first bonding interface between the circuit layer and the ceramic substrate, and the second ultrasonic probe detects a void between the metal layer and the ceramic substrate. It is configured to detect voids in the second bonding interface,
First detecting the distance between the first ultrasonic probe and the first bonding interface from the arrival time of the reflected wave from the first bonding interface of the ultrasonic wave oscillated from the first ultrasonic probe. A distance detection means;
A second detecting the distance between the second ultrasonic probe and the second bonding interface from the arrival time of the reflected wave from the second bonding interface of the ultrasonic wave oscillated from the second ultrasonic probe. A distance detection means;
The first ultrasonic wave so that the distance between the first ultrasonic probe and the first bonding interface and the distance between the second ultrasonic probe and the second bonding interface are constant. A distance adjusting mechanism for approaching and separating the probe, the power module substrate, and the second ultrasonic probe;
An ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate, comprising: 前記第１距離検出手段は、前記第１の超音波プローブから発振した超音波の前記回路層表面からの反射波の到達時間と、前記第１の接合界面からの反射波の到達時間と、前記回路層内における音速と、から、前記第１の超音波プローブと前記第１の接合界面との距離を検出することを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール用基板の超音波検査装置。   The first distance detecting means includes an arrival time of reflected waves from the circuit layer surface of ultrasonic waves oscillated from the first ultrasonic probe, an arrival time of reflected waves from the first bonding interface, The ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate according to claim 1, wherein a distance between the first ultrasonic probe and the first bonding interface is detected from a sound velocity in the circuit layer. 前記第２距離検出手段は、前記第２の超音波プローブから発振した超音波の前記金属層表面からの反射波の到達時間と、前記第２の接合界面からの反射波の到達時間と、前記金属層内における音速と、から、前記第２の超音波プローブと前記第２の接合界面との距離を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパワーモジュール用基板の超音波検査装置。   The second distance detecting means includes an arrival time of the reflected wave from the metal layer surface of the ultrasonic wave oscillated from the second ultrasonic probe, an arrival time of the reflected wave from the second bonding interface, 3. The power module substrate according to claim 1, wherein a distance between the second ultrasonic probe and the second bonding interface is detected from a sound velocity in the metal layer. Sonographic equipment. 前記第１の超音波プローブ及び前記第２の超音波プローブを用いて、前記セラミックス基板内部のボイドを検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のパワーモジュール用基板の超音波検査装置。   4. The power module according to claim 1, wherein a void inside the ceramic substrate is detected using the first ultrasonic probe and the second ultrasonic probe. 5. Ultrasonic inspection equipment for industrial boards. 前記第１の超音波プローブと前記第２の超音波プローブとが水平方向に対向して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のパワーモジュール用基板の超音波検査装置。   5. The power module according to claim 1, wherein the first ultrasonic probe and the second ultrasonic probe are arranged to face each other in the horizontal direction. Substrate ultrasonic inspection equipment. セラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面に形成された回路層と、前記セラミックス基板の他方の面に形成された金属層と、を備えたパワーモジュール用基板の超音波検査装置であって、
前記パワーモジュール用基板の前記回路層又は金属層に対向配置された超音波プローブを有し、
前記超音波プローブによって、前記回路層と前記セラミックス基板との間の第１の接合界面からの反射波、前記金属層と前記セラミックス基板との間の第２の接合界面からの反射波、前記超音波プローブ側の表面からの反射波、前記超音波プローブとは反対側の表面からの反射波、セラミックス基板内部のボイドからの反射波、をそれぞれ検出可能とされており、
前記第１の接合界面又は前記第２の接合界面のうち前記超音波プローブ側に位置する接合界面からの反射波の到達時間から、前記超音波プローブと前記第１の接合界面又は前記第２の接合界面のうち前記超音波プローブ側に位置する接合界面との距離を検出する距離検出手段と、
前記距離検出手段によって検出された距離に応じて、前記超音波プローブと前記パワーモジュール用基板とを近接離間させる距離調整機構と、
を備えていることを特徴とするパワーモジュール用基板の超音波検査装置。 An ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate comprising a ceramic substrate, a circuit layer formed on one surface of the ceramic substrate, and a metal layer formed on the other surface of the ceramic substrate,
An ultrasonic probe disposed opposite to the circuit layer or metal layer of the power module substrate;
The ultrasonic probe reflects a reflected wave from a first bonding interface between the circuit layer and the ceramic substrate, a reflected wave from a second bonding interface between the metal layer and the ceramic substrate, The reflected wave from the surface on the acoustic probe side, the reflected wave from the surface opposite to the ultrasonic probe, and the reflected wave from the void inside the ceramic substrate can be detected, respectively.
From the arrival time of the reflected wave from the bonding interface located on the ultrasonic probe side of the first bonding interface or the second bonding interface, the ultrasonic probe and the first bonding interface or the second A distance detecting means for detecting a distance between the bonding interface and the bonding interface located on the ultrasonic probe side;
A distance adjusting mechanism for approaching and separating the ultrasonic probe and the power module substrate according to a distance detected by the distance detecting unit;
An ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate, comprising: 前記距離検出手段は、前記超音波プローブ側の表面からの反射波と、前記第１の接合界面又は前記第２の接合界面のうち前記超音波プローブ側に位置する接合界面からの反射波の到達時間と、前記回路層又は前記金属層のうち前記超音波プローブ側に位置する層内における音速と、から、前記パワーモジュール用基板と前記超音波プローブとの間の距離を検出することを特徴とする請求項６に記載のパワーモジュール用基板の超音波検査装置。   The distance detecting means receives a reflected wave from the surface on the ultrasonic probe side and a reflected wave from a bonding interface located on the ultrasonic probe side of the first bonding interface or the second bonding interface. Detecting a distance between the power module substrate and the ultrasonic probe from time and a sound velocity in a layer located on the ultrasonic probe side of the circuit layer or the metal layer. The ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate according to claim 6. セラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面に形成された回路層と、前記セラミックス基板の他方の面に形成された金属層と、を備えたパワーモジュール用基板の超音波検査方法であって、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のパワーモジュール用基板の超音波検査装置によって、前記回路層と前記セラミックス基板との間の第１の接合界面のボイドを検出するとともに、前記金属層と前記セラミックス基板との間の第２の接合界面のボイドを検出することを特徴とするパワーモジュール用基板の超音波検査方法。 An ultrasonic inspection method for a power module substrate comprising: a ceramic substrate; a circuit layer formed on one surface of the ceramic substrate; and a metal layer formed on the other surface of the ceramic substrate,
The ultrasonic inspection apparatus for a power module substrate according to any one of claims 1 to 7 detects a void at a first bonding interface between the circuit layer and the ceramic substrate, and An ultrasonic inspection method for a power module substrate, comprising detecting a void at a second bonding interface between a metal layer and the ceramic substrate.
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