“簡而言之,我們的工作就是給精密器件拍‘CT’?!睂τ谌绾胃攀鲎约哼@么多年的科研與創業經歷,濟南中科核技術研究院項目經理、銳影檢測科技(濟南)有限公司總經理劉寶東這樣說道。
作為一名專業從事X射線計算機斷層成像(CT)理論與應用研究的學者,劉寶東在美國深造期間,被當地技術設備的領先程度所觸動,從此堅定了回國創業打破國外壟斷的決心。回國之后,他帶領團隊先后完成了多項X射線無損檢測技術設備研發,2021年,因第三屆創新創業大賽,劉寶東的項目與濟南結緣,落地銳影檢測科技(濟南)有限公司,技術成果轉化駛入“快車道”。
對于公司未來發展,劉寶東表示,“我們公司的愿景就是打破國外壟斷,填補國內多領域空白,希望發展成能夠代表國內最高水平的X射線精密無損檢測行業的標桿企業?!?/p>
所謂“無損檢測”,即借助現代技術和設備,在不損害或影響試件使用性能的前提下,觀測試件內部組織狀態及缺陷類型、性質、形狀等等,相當于人類的眼睛的延伸。
劉寶東是這個領域的佼佼者,他一直致力于X射線精密無損檢測設備的關鍵技術研發和整機工程化開發工作,最擅長的就是給精密器件做“CT”,并為解決中國半導體芯片封測難題和工業4.0提質增效做出積極貢獻。
科研的成果自然離不開理論的學習,2001年,剛步入大學的劉寶東所學的是信息計算科學專業;到2008年讀博時,他選擇從理科轉向工科,學習儀器科學與技術專業,從此與無損檢測技術、設備的關系愈發緊密。
2011年,劉寶東赴美留學深造。作為一名留美博士后和科技型中小企業負責人,在美國的有關無損檢測的見聞讓他感受到了強烈的危機感、緊迫感,同時也堅定了他必須回國創業的信心和決心。2013年,歸來的劉寶東留在了中國科學院高能物理研究所核技術應用研究中心,開展各類CT設備的研發工作。
“X射線無損檢測設備在國際上比較通用,但目前國內所用的X射線無損檢測設備大部分為國外進口,設備維修和安全難以保障?!睂Υ耍兄嗄杲涷灪图夹g積累的劉寶東,積極尋求X射線無損檢測成果轉eq43hj2ll4xWDAR7/tEgPKvtnCIr17oP+4x3qPOMGmQ=化輸出落地的路徑。
“高分辨X射線三維檢測技術能以微米級的成像精度直觀、定量地測量芯片內部的三維結構和缺陷,可彌補光學檢測技術無法檢測三維封裝的不足,是當前半導體、集成電路、工業精密部件、電子、汽車以及地質、考古等領域應用最為廣泛的前沿技術,但長期以來,無論是技術還是設備,都受到國外的壟斷?!眲殩|介紹道。
為了打破國外壟斷,劉寶東帶領研發團隊在國家重大科學儀器設備開發專項的支持下研發了用于集成電路先進封裝檢測的具有自主知識產權的X射線三維成像系列儀器,技術指標達到國際先進水平,實現了同類儀器的國產化突破。
帶著具有自主知識產權的“集成電路三維X射線檢測儀”項目,2020年,劉寶東參加了第三屆創新創業大賽,并獲得二等獎,他本人也因此入選濟南市“海右計劃”產業領軍人才。
2021年,依托獲獎項目,中國科學院高能物理研究所與濟南市合作共建的濟南中科核技術研究院在濟南起步區成立了首家產業化公司——銳影檢測科技(濟南)有限公司,專注于X射線無損檢測領域的需求。
“在公司成立過程中,我們在資金、政策、服務等方面得到了濟南給予的大力支持,公司因此得以迅速起步?!眲殩|說,作為濟南中科核技術研究院成功孵化的第一家科技型公司,銳影檢測科技(濟南)有限公司已具備從低能到高能、從顯微到大型整機的完整工業CT設備系列定制化生產能力和技術服務能力。
以今年4月份面世的國際首臺IGBT缺陷X射線智能檢測儀為例,該設備主要的工作對象是一種名為“絕緣柵雙極型晶體管”的特殊集成電路器件。該器件是能源變換與傳輸的核心器件,俗稱電力電子裝置的“心臟”,在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣,但IGBT作為一種大功率模塊,芯片工作時會產生大量的熱量,需要及時散發掉。焊料層的氣孔會嚴重影響散熱的效率,可能導致重大安全事故,因此需要對氣孔率嚴格控制。
“目前,常用的檢測手段是超聲檢測,但非常容易受散熱柱的干擾,導致檢測偏差。同時,超聲檢測要將模塊浸入到水中,需要隔離水的工裝,還需要人工操作,檢測過程復雜,難以實現在線檢測,效率較低。此外,普通的二維X光成像會將IGBT模塊兩個焊料層混在一起,無法區分,并且有些大功率模塊帶有散熱柱,會嚴重影響氣孔檢測的準確率?!睘榇?,劉寶東主持研發了國際首臺IGBT缺陷X射線智能檢測儀,可對復雜結構IGBT模塊焊接層進行焊接缺陷檢測。
“就像我們查體時做CT,能夠全面透視人體,幫助準確診斷。無損精密檢測設備是給工業設備做CT,準確查找產品缺陷,保證產品質量?!眲殩|介紹,在研發過程中,產品解決了大視野快速成像、自動上下料、缺陷自動識別等關鍵問題。技術指標達到國際領先水平,檢測效果優于超聲及二維X光檢測,尤其為帶散熱柱的IGBT模塊芯片下焊接層的氣孔檢測提供了唯一有效的無損檢測手段。目前,儀器已在國內IGBT生產的龍頭企業應用。
在中國科學院高能物理研究所核技術應用中心多年的科研經歷以及銳影檢測創業經驗讓劉寶東明白,要想填補國內空白、實現國際領先,必須痛下決心,瞄準產業前沿最迫切的需求,把技術優勢轉化為產業發展優勢。
2023年4月,有“中國電子生產制造行業風向標”之稱的2023年慕尼黑上海電子生產設備展在上海新國際博覽中心開幕,銳影檢測科技(濟南)有限公司應邀參展,多款X射線精密無損檢測設備和在線自動檢測解決方案亮相本次慕展,全維度展示和分享了在工業檢測領域的新理念新產品,賦能功率半導體、集成電路、電子設備產品等客戶全價值鏈提升。
展會現場,銳影檢測科技吸引了各界領導及專業人士的駐足咨詢,并獲得高度認可,進行了深入的商務洽談,共謀合作。
如今,新一輪科技革命和產業變革突飛猛進,學科交叉融合不斷發展,科學研究范式發生深刻變革,科學技術和經濟社會發展加速滲透融合。對于如何加快科技自立自強步伐,解決“卡脖子”問題,劉寶東認為,要去解決一些其他企業解決不了的問題,研究哪一行就要把哪一行做到國際先進水平。同時,科研工作不能“束之高閣”,最終要落到“有用”上去。
“從科研到市場,銳影檢測科技(濟南)有限公司要借助中國科學院高能物理研究所建設和運行大科學裝置積累的技術和人才優勢,同時依托于濟南中科核技術研究院科技成果轉化平臺,為推動中國半導體產業高質量發展發揮積極作用。”劉寶東表示,未來公司將以科技驅動創新,瞄準需求、服務社會,搶占核技術應用產業制高點,為濟南起步區創建檢驗檢測高技術服務業集聚區提供更多新動能,打造國內最高水平的X射線精密無損檢測行業標桿。
As a professional dedicated to the research of X-ray Computed Tomography (CT) theory and applications, Liu Baodong, during his advanced studies in the United States, was profoundly impressed by the superior level of technological advancement and equipment available there. This experience solidified his resolve to return home and embark on an entrepreneurial journey aimed at breaking the foreign monopoly in this field.
To break the foreign monopoly, Liu Baodong led the research and development team, supported by the National Special Project for the Development of Key Scientific Instruments and Equipment, to develop a series of X-ray three-dimensional imaging instruments with independent intellectual property rights for advanced packaging inspection of integrated circuits. The technical specifications of these instruments have reached international advanced levels, achieving a significant breakthrough in the localization of such equipment.
With the ‘Integrated Circuit Three-Dimensional X-ray Detector’ project, which holds independent intellectual property rights, Liu Baodong participated in the Third Innovation and Entrepreneurship Contest in 2020, where he won the Second Prize. He was also selected as an industry-leading talent under Jinan City’s ‘Haiyou Plan’.
Today, a new round of scientific and technological revolution and industrial transformation is progressing rapidly. The interdisciplinary fusion of fields continues to evolve, and the paradigms of scientific research are undergoing profound changes. Science and technology are increasingly integrating with economic and social development. Regarding how to accelerate the pace of scientific and technological independence and self-improvement, and address the “bottleneck” issues, Liu Baodong believes that it is essential to tackle problems that other companies cannot solve and to ensure that every field of research reaches international advanced standards. Moreover, scientific research must not remain theoretical but should ultimately prove practical and applicable. Liu Baodong stated that in the future, the company will drive innovation through science and technology, targeting societal needs, and aim to secure the pinnacle of the nuclear technology application industry. This will provide more new momentum for the establishment of a high-tech service cluster for testing and inspection in Jinan’s emerging district, striving to set the benchmark for the highest level of precision non-destructive X-ray testing within the domestic industry.