Aunque el defecto sea invisible, el fallo desde luego no lo es
Publicado a las 20 de julio de 2026 el Producción sostenible
Aunque el defecto sea invisible, el fallo desde luego no lo es
Inspección 3D por rayos X para inversores y módulos de potencia de vehículos eléctricos: cómo el VT-X850 de OMRON detecta los defectos invisibles
El mercado automovilístico mundial ha experimentado una transformación sin precedentes, impulsada por la aceleración de la electrificación en los últimos años. Los fabricantes de automóviles han realizado fuertes inversiones en vehículos eléctricos e híbridos. Esta transición ha traído consigo un nuevo reto industrial: garantizar el rendimiento óptimo de los componentes electrónicos que gobiernan la conversión y gestión de energía en estos vehículos.
En el corazón de esta revolución tecnológica se encuentran los sistemas de potencia: baterías de alta tensión, módulos IGBT, MOSFET, convertidores DC/CC y, sobre todo, los inversores, los auténticos centros neurálgicos del tren de propulsión eléctrico*.
Estos componentes son fundamentales para la gestión de la energía, la conversión de corriente y la protección del resto de componentes del vehículo. Su fiabilidad es esencial para garantizar la seguridad, el rendimiento y la durabilidad de los vehículos eléctricos. Sin embargo, estos sistemas de potencia plantean un reto específico a la industria del automóvil: su diseño cada vez más complejo, multicapa y compacto, combinado con las elevadas temperaturas y corrientes a las que están sometidos, dificulta la detección de defectos invisibles a simple vista.
Aquí es donde entran en juego los sistemas de inspección por rayos X, que ofrecen una solución de ensayos no destructivos (END) para inspeccionar el interior de los componentes, identificar defectos ocultos y garantizar la calidad de producción.
Los retos específicos de los inversores en la electrificación del automóvil
Los inversores en los vehículos eléctricos e híbridos desempeñan un papel fundamental: convierten la corriente continua (CC) de las baterías en corriente alterna (CA) para accionar el motor eléctrico.
Estos componentes deben cumplir requisitos de rendimiento muy exigentes:
- Resistencia térmica: los inversores deben soportar ciclos térmicos repetidos sin degradarse.
- Alta densidad de corriente: por los circuitos circulan corrientes elevadas, lo que exige un diseño de alta precisión.
- Durabilidad: la vida útil de estos componentes debe maximizarse sin comprometer el rendimiento.
- Seguridad: un fallo en un inversor puede provocar averías en el motor o, en el peor de los casos, poner en peligro la seguridad de los ocupantes del vehículo.
Uno de los principales retos a los que se enfrentan los fabricantes es la detección de defectos internos en componentes complejos, como las soldaduras de módulos de potencia y las delaminaciones del sustrato, que son invisibles mediante inspección óptica convencional. Para garantizar un rendimiento óptimo y evitar fallos prematuros, la inspección minuciosa en cada etapa de la fabricación es imprescindible.
Un factor clave para la competitividad europea
En Europa, un mercado automovilístico cada vez más competitivo, el dominio de la inspección de dispositivos de potencia se está convirtiendo en un factor diferenciador decisivo. La demanda de vehículos eléctricos crece con fuerza, pero los márgenes siguen siendo ajustados y las exigencias de calidad son más elevadas que nunca.
Las soluciones de inspección pueden ofrecer a los fabricantes europeos una ventaja competitiva significativa, al permitir la detección de defectos en una fase muy temprana del proceso de fabricación. Esta precisión contribuye a reducir las devoluciones de clientes, optimizar el rendimiento del producto y cumplir los estrictos requisitos de las certificaciones y auditorías de los fabricantes de automóviles.
Soluciones de inspección adaptadas a los retos de la electrificación del automóvil
OMRON es un actor global de referencia en tecnologías de automatización industrial y control de calidad, con más de 90 años de experiencia en sistemas de control y automatización. La empresa desarrolla soluciones de visión artificial, metrología automatizada e inspección por rayos X para sectores de alta exigencia como la electrónica, el automóvil, los semiconductores y la aeroespacial.
Los inversores, módulos IGBT, MOSFET y otros componentes de potencia se caracterizan por su complejidad interna. Incorporan múltiples capas de materiales, sustratos DCB (Direct Copper Bonding), semiconductores de alta sensibilidad y uniones de soldadura fuerte de gran envergadura. Los defectos que pueden presentar estos componentes no suelen ser visibles a simple vista y pueden ocasionar fallos graves si no se detectan a tiempo.
Para hacer frente a estos retos, OMRON ha desarrollado el VT-X850, sobre la base de su plataforma VT-X750, diseñada inicialmente para PCB de alta densidad y componentes de montaje superficial (SMD).
El VT-X850 de OMRON es un sistema de inspección 3D por rayos X de alta resolución. Mediante tomografía computarizada (TC), reconstruye imágenes tridimensionales detalladas de la estructura interna de los componentes, lo que permite detectar defectos invisibles con los métodos de inspección óptica convencionales. El VT-X850 amplía las capacidades del VT-X750 para responder a las exigencias específicas de la inspección de dispositivos de potencia, ofreciendo inspección 3D por rayos X de alta resolución que permite observar cada capa de los componentes sin dañarlos.
El VT-X850 ofrece un análisis en profundidad de los componentes y detecta:
- Cavidades internas bajo chips IGBT o MOSFET
- Defectos de soldadura (soldaduras frías, burbujas de aire, contaminación)
- Despegamientos del sustrato o microgrietas invisibles
- Problemas de alineación en estructuras multicapa
Los ensayos no destructivos por rayos X son esenciales para garantizar que estos componentes puedan soportar los elevados esfuerzos térmicos y eléctricos a los que están sometidos durante su uso en vehículos eléctricos. El VT-X850 garantiza una detección avanzada de defectos en las primeras etapas de producción.
Un caso real: resultados tangibles para un fabricante global de vehículos eléctricos
Uno de los mayores fabricantes mundiales en el ámbito de la electrificación del automóvil, especializado en el diseño y la fabricación de inversores para vehículos eléctricos, integró el VT-X850 de OMRON en sus líneas de producción para inspeccionar los módulos de potencia más complejos.
Los retos a los que se enfrentaba este cliente eran múltiples:
- Tasas de detección insuficientes para determinados fallos internos complejos en módulos de potencia.
- Variabilidad del proceso en los modelos de inversores más avanzados, que no podían inspeccionarse satisfactoriamente con las tecnologías existentes.
- Necesidad de reducir los DPPM (defectos por millón de unidades) sin comprometer las cadencias de producción.
Tras una rigurosa fase de evaluación, el fabricante optó por integrar el VT-X850 en sus líneas de producción más críticas, dedicadas a los componentes de alta tecnología utilizados en los vehículos eléctricos de próxima generación.
Los resultados fueron notables:
- Mejora significativa de la tasa de detección de defectos internos, incluidos defectos de soldadura y despegamientos bajo chip.
- Reducción de las devoluciones por calidad gracias a la detección temprana de defectos invisibles, que evita fallos prematuros en los módulos.
- Optimización del proceso de producción mediante una mayor trazabilidad y un control de calidad más preciso, lo que ha permitido estabilizar los parámetros de producción.
- Mayor confianza del cliente, ya que el rendimiento de estos módulos ha superado las expectativas en cuanto a durabilidad y seguridad.
Conclusión
La electrificación de la industria del automóvil y las crecientes exigencias sobre la electrónica de potencia, incluidos los inversores, están impulsando soluciones de inspección cada vez más sofisticadas. El VT X850 de OMRON se posiciona como una herramienta esencial para garantizar la calidad y la fiabilidad de los componentes de electrónica de potencia en los vehículos eléctricos.
Para más información, visite OMRON Inspection Systems
*El tren de propulsión eléctrico engloba todos los componentes responsables de generar y transmitir la tracción en un vehículo eléctrico. Los módulos IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) son interruptores de semiconductores que controlan con precisión corrientes eléctricas de alta potencia. Los MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) realizan una función de conmutación similar, generalmente a frecuencias más altas y rangos de potencia inferiores. Los convertidores DC/CC regulan los niveles de tensión entre las distintas partes del sistema eléctrico; por ejemplo, reducen la tensión de la batería de alta tensión para alimentar los sistemas de 12 V del vehículo. Los inversores convierten la corriente continua (CC) almacenada en la batería en la corriente alterna (CA) necesaria para accionar el motor eléctrico, y son el componente central que determina el rendimiento y la eficiencia energética del vehículo.
