双面冷却封装技术由于可显著降低芯片结温，是一种具有广阔发展前景的封装方法。然而，功率电子设备双面连接的可行性及之后的焊接接头可靠性问题成为双面冷却封装技术的难题。低温烧结纳米银作为一种绿色无污染的材料有烧结温度低，熔点高，导电性、导热性与机械可靠性好等诸多优良性能，现已逐渐受到功率电子封装业的重视，成为大功率电子封装的理想连接材料。因此，本文采用纳米银焊膏实现了IGBT功率电子器件的双面封装，并通过实验和理论分析对封装形式及可靠性做出了较为全面的探索研究。针对双面冷却封装形式，应用ANSYS有限元进行了温度分布与稳态热应力分布计算，结果显示与单面冷却封装形式相比，双面冷却封装形式可以有效降低芯片工作结温，但同时增加了芯片残余热应力。为了减小双面连接试样中的热应力，通过引入阶梯冷却方案提出了运用纳米银焊膏进行IGBT芯片双面连接的工艺流程。通过剪切实验研究分析，确立了流程中镀金IGBT芯片的等离子清洗工艺，经等离子清洗后，烧结纳米银与镀金IGBT芯片的连接强度得到显著提高。通过正交试验分析，研究了工艺流程中纳米银焊膏烧结热压阶段压力、温度和时间对双面连接IGBT试样烧结银层剪切强度的影响，得出了适用于双面连接镀金IGBT芯片的纳米银焊膏烧结工艺流程。应用提出的工艺流程，制备了纳米银焊膏双面连接IGBT试样。通过温度循环实验，剪切实验和微观形貌分析，对纳米银焊膏双面连接IGBT试样的热疲劳特性进行了分析。结果显示随着循环圈数的增加，双面连接IGBT试样中空洞百分比增大，试样剪切强度降低。同时观测到裂纹随热循环圈数增加的增长现象。应用ANSYS有限元模拟得到的结论与实验结果与现象相一致。为降低纳米银焊膏双面封装中IGBT芯片的热应力，提出了在芯片与上下基板间添加银缓冲层的方案。经ANSYS有限元分析得到添加银缓冲层的双面连接封装形式中芯片结温降低，残余热应力大幅降低。经温度循环试验和剪切实验得出，添加银缓冲层的双面连接IGBT试样剪切强度值增大，剪切强度随热循环下降速率减小。微观分析显示，添加银缓冲层后双面连接IGBT试样烧结银层的空洞百分比值与空洞百分比随热循环圈数增加速率均明显降低。ANSYS模拟分析结果与SAM扫描结果一致。多芯片组件纳米银焊膏双面连接封装形式ANSYS分析显示，添加银管的封装形式中芯片结温增加不大，应力降低明显，可靠性与可行性更高。