IGBT功率模块是以太阳能、风能等可再生新能源为代表的分布式发电系统中必不可少的功率器件,IGBT模块能否可靠稳定地工作影响着整个电力系统的可靠运行,因此,必须确保及提高其可靠性。在长时间的循环开关工作中,IGBT模块不断受到温度、应力冲击,过大的热应力就会造成材料疲劳,严重时就会产生过热应力失效,进而危害整个系统的稳定运行。因此探究IGBT模块的热应力分布与其寿命的关联性对于提高器件可靠性具有重大意义。论文的主要工作如下:IGBT模块的失效主要包括过电应力失效、过机械应力失效、过热应力失效。而长期的循环热应力冲击会造成IGBT模块封装材料疲劳,从而产生焊料层剥离、键合引线脱落等过热应力失效。为了分析IGBT模块的温度分布,搭建了IGBT模块温度测试系统,该系统实现了对壳温、结温的在线监测和同步采集。并建立了IGBT模块散热系统的三维有限元仿真模型,得到了IGBT模块的温度分布,将仿真壳温、结温数据与实测数据进行对比,验证了该有限元仿真模型的有效性。为了探究热应力分布对模块可靠寿命的影响,对IGBT模块散热系统进行了热应力仿真分析,研究了焊料层的厚度、空洞率、以及空洞位置对模块结温及其热应力的影响,为IGBT模块封装的优化设计提供了理论依据。同时,建立了包括键合引线在内的IGBT模块三维传热有限元模型,得到了不同键合引线脱落百分比时键合引线结构的温度分布和应力分布,并分析了不同键合引线脱落百分比与模块可靠寿命的关联性。