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場效應管組成的復合全控型電壓驅(qū)動式功率半導體器件。其具有高輸入阻抗，低導通壓降，高速開關特性和低導通狀態(tài)損耗等特點，非常適合高電壓和高電流的光伏逆變器、儲能裝置和新能源汽車等電力電子應用。

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

由于IGBT模塊內(nèi)部為多層結(jié)構(gòu)集成數(shù)個電子元器件，涉及材料、微電子、焊接等多個學科中數(shù)百種工藝。技術門檻高，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模塊的熱設計，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，受限制于實際制造工藝、材料、技術等因素，IGBT芯片與散熱銅基板間的各層材料界面會存在各種類型的間隙型缺陷，如空洞、分層、虛焊等，對IGBT模塊內(nèi)的散熱、正常運行能力有著相當大的影響。上述缺陷會形成的空隙，就算微小，也會逐漸在后續(xù)使用中逐步擴大，將運行時產(chǎn)生的大量熱量反射回芯片電路上，從而導致模塊過熱而失效。

同時IGBT模塊間歇工作時經(jīng)歷的周期性高低溫循環(huán)，會對模塊內(nèi)部各層施加周期性熱應力，造成間隙性缺陷的產(chǎn)生。這些缺陷會在IGBT模塊的散熱通道中形成一個個有效的熱反射面，如果缺陷較多或較密集，就會把大量的熱量反射回芯片，導致IGBT芯片結(jié)溫升高，直接縮短模塊的工作壽命甚至會導致其熱疲勞失效。

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

超聲波掃描顯微鏡檢測，也就是俗稱的超聲SAT檢測技術，也稱為水浸式超聲波斷層掃描成像技術，是一種對分層等面積型缺陷相當敏感的無損檢測手段，在IGBT質(zhì)量檢測領域的實踐中得到了不錯的評價。主要用于檢測工件內(nèi)部的空洞、裂紋、分層，焊接不良等缺陷，可以檢測出工件內(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)合界面會發(fā)生反射，所以一旦存在分層等缺陷，就會產(chǎn)生有明顯區(qū)別的回波，在計算機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。

超聲掃描檢測技術是利用不同材料聲阻抗的差異來確定缺陷的大小和位置，具有探測深度大、定位準確、檢測靈敏度高、成本低、使用方便、檢測速度快（只需要2～8 min）、不損傷樣品等優(yōu)勢，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，因此對元器件的缺陷探測及可靠性評估有著重要的意義。并且高頻超聲波對面積型缺陷極為敏感，檢測精度高，可以對工件內(nèi)部對缺陷做定性定量分析，和X-ray設備形成充分互補。

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