IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)即絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT雙極型三極管和絕緣柵型MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件。其具有高輸入阻抗，低導(dǎo)通壓降，高速開關(guān)特性和低導(dǎo)通狀態(tài)損耗等特點(diǎn)，非常適合高電壓和高電流的光伏逆變器、儲(chǔ)能裝置和新能源汽車等電力電子應(yīng)用。

IGBT模塊作為大功率高效高速場(chǎng)合所使用的開關(guān)元器件，現(xiàn)在不僅僅在新能源汽車中擔(dān)任“大腦”的角色，也在高鐵、電機(jī)中也負(fù)責(zé)著“變頻調(diào)速”的核心功能。近年來，隨著新能源電動(dòng)汽車、風(fēng)能/光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，功率器件相關(guān)的需求也出現(xiàn)巨大的增長(zhǎng)，作為功率器件的“老大哥”IGBT模塊隨之迎來了井噴式增長(zhǎng)。

由于IGBT模塊內(nèi)部為多層結(jié)構(gòu)集成數(shù)個(gè)電子元器件，涉及材料、微電子、焊接等多個(gè)學(xué)科中數(shù)百種工藝。技術(shù)門檻高，研發(fā)投入大，如何保證IGBT內(nèi)部封裝質(zhì)量是廠家們較為關(guān)心的問題。

IGBT模塊中芯片產(chǎn)生的熱量是通過芯片焊接層、陶瓷基板、焊接層、散熱銅基板向周圍環(huán)境排放，組成散熱通道的各層材料都有各自不同的熱阻，理想情況下，通過IGBT模塊的熱設(shè)計(jì)，可以使熱量以一定速度通過各層材料，防止模塊的過熱失效。然而，受限制于實(shí)際制造工藝、材料、技術(shù)等因素，IGBT芯片與散熱銅基板間的各層材料界面會(huì)存在各種類型的間隙型缺陷，如空洞、分層、虛焊等，對(duì)IGBT模塊內(nèi)的散熱、正常運(yùn)行能力有著相當(dāng)大的影響。上述缺陷會(huì)形成的空隙，就算微小，也會(huì)逐漸在后續(xù)使用中逐步擴(kuò)大，將運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的大量熱量反射回芯片電路上，從而導(dǎo)致模塊過熱而失效。

同時(shí)IGBT模塊間歇工作時(shí)經(jīng)歷的周期性高低溫循環(huán)，會(huì)對(duì)模塊內(nèi)部各層施加周期性熱應(yīng)力，造成間隙性缺陷的產(chǎn)生。這些缺陷會(huì)在IGBT模塊的散熱通道中形成一個(gè)個(gè)有效的熱反射面，如果缺陷較多或較密集，就會(huì)把大量的熱量反射回芯片，導(dǎo)致IGBT芯片結(jié)溫升高，直接縮短模塊的工作壽命甚至?xí)?dǎo)致其熱疲勞失效。

因此消滅這些“危險(xiǎn)”的空洞縫隙，保證IGBT模塊的可靠性，從而得到高質(zhì)量模塊顯得至關(guān)重要。

超聲波掃描顯微鏡檢測(cè)，也就是俗稱的超聲SAT檢測(cè)技術(shù)，也稱為水浸式超聲波斷層掃描成像技術(shù)，是一種對(duì)分層等面積型缺陷相當(dāng)敏感的無損檢測(cè)手段，在IGBT質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域的實(shí)踐中得到了不錯(cuò)的評(píng)價(jià)。主要用于檢測(cè)工件內(nèi)部的空洞、裂紋、分層，焊接不良等缺陷，可以檢測(cè)出工件內(nèi)部缺陷處界面的二維圖像，類似給工件做“B超”。

超聲波掃描顯微鏡的原理就是通過超聲波探頭的換能器將超聲波以脈沖的方式傳送到樣品內(nèi)部，而由于超聲波在不同材料結(jié)合界面會(huì)發(fā)生反射，所以一旦存在分層等缺陷，就會(huì)產(chǎn)生有明顯區(qū)別的回波，在計(jì)算機(jī)的辨別和圖像化處理后，最終生成IGBT模組內(nèi)部的掃描成像圖。

超聲掃描檢測(cè)技術(shù)是利用不同材料聲阻抗的差異來確定缺陷的大小和位置，具有探測(cè)深度大、定位準(zhǔn)確、檢測(cè)靈敏度高、成本低、使用方便、檢測(cè)速度快（只需要2～8 min）、不損傷樣品等優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)樣品內(nèi)部任意部位各種缺陷（如空洞、分層、虛焊等）的有效探測(cè)，因此對(duì)元器件的缺陷探測(cè)及可靠性評(píng)估有著重要的意義。并且高頻超聲波對(duì)面積型缺陷極為敏感，檢測(cè)精度高，可以對(duì)工件內(nèi)部對(duì)缺陷做定性定量分析，和X-ray設(shè)備形成充分互補(bǔ)。

目前超聲掃描檢測(cè)技術(shù)已廣泛應(yīng)用在集成電路、片式多層瓷介電容器（MLCC）等領(lǐng)域的批量測(cè)試中。隨著技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用需要，超聲檢測(cè)技術(shù)正朝著高精度、高分辨率、數(shù)字化、圖像化、自動(dòng)化、智能化方向不斷發(fā)展。