随着电力电子技术的快速发展，对功率器件的容量和封装密度的要求不断提高。如果器件工作时产生的热量不能及时地释放出去，就会引起器件的结温升高，导致其性能参数劣化，最终使器件失效。因此，研究功率器件封装结构的热特性及其可靠性非常重要。　　本文利用ANSYS有限元仿真软件，从芯片的金属化电极、封装结构到外加散热器，分别研究了集成门极换流晶闸管(IGCT)的电极形变、热机械应力及其温度分布等热特性和可靠性问题。并根据模拟分析结果，提出了相应的改进措施。主要研究内容如下:　　第一，根据GCT器件的结构特点，利用ANSYS软件分析了多层金属化阳极结构的热机械应力，讨论了阴极条数目和形状对分立的金属化门-阴极结构热形变的影响。结果表明，Al/Ti/Ni/Ag四层金属化电极应力最小，适合作为GCT器件的阳极;适当增加阴极条数，或将矩形阴极条改为梯形，可以有效地降低金属化门-阴极的热形变。　　第二，分析了单芯片压接式和焊接式两种封装结构的特点。利用ANSYS软件模拟了焊接式和压接式两种封装结构的热特性。相比较而言，采用压接式封装结构，虽然GCT器件的最高温度升高了1.41℃，但其热机械应力下降了18％，而且芯片上的高应力区域明显减少。最后，给出了改善压接式GCT散热效果的措施。　　第三，研究了多个GCT芯片串接封装结构的热特性。结果表明，对于四芯片串接式结构，采用传统的风冷散热器，器件最高温度高达219.77℃，已不能满足散热要求。引入新型的嵌入式热管散热器后，可使器件最高温度降到96.785℃，不仅可以达到很好的散热效果，而且在散热器的体积和成本方面，比其他水冷散热器和普通热管散热器有明显优势。　　第四，研究了集成化IGCT多芯片封装结构的热特性。结果表明，将驱动电路的MOSFET芯片与GCT芯片封装在一起，器件最高温度为86.316℃，温度低于安全工作温度(125℃)。从散热角度考虑，说明这种集成化的封装形式是完全可行的。　　本文的研究结果对大功率器封装结构的热设计具有一定的指导作用和参考价值。