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(kāi)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(kāi)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(lái)，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(lái)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(mén)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(wèn)題。

IGBT模塊中芯片產(chǎn)生的熱量是通過(guò)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(guò)IGBT模塊的熱設(shè)計(jì)，可以使熱量以一定速度通過(guò)各層材料，防止模塊的過(guò)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(guò)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(wú)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(guò)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(lái)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。