传统商用单面散热双向开关功率模块内产生的热量仅能沿一个方向散出,且键合引线会引起寄生电感和失效风险的进一步增加,为了突破这些局限,双面散热结构开始应用于双向开关功率模块。然而,双面散热结构通常将大量热膨胀系数（CTE）不同的材料叠加在一起,当温度变化时,CTE不匹配导致的热应力严重威胁着功率模块的可靠性,针对这一问题,本文开展了双面散热双向开关功率模块的高可靠封装研究。首先,本文揭示了除热失配外,缓冲层中的热量集中同样是限制双面散热双向开关功率模块可靠性提升的关键因素。其次,本文在优化材料的基础上提出了使用桥式缓冲层替代传统柱状缓冲层的方法。一方面,桥式缓冲层能提供更多的散热路径,从而有效缓解缓冲层处的热量集中;另一方面,由于连接面积的增加,桥式缓冲层中与芯片相连部分的刚度得以增强,降低了缓冲层与芯片在受热时膨胀量的差异,从而减小了两者之间的连接层所受的热应力。数值模拟的结果表明,在相同功率损耗和散热条件下,相较于传统柱状缓冲层,使用桥式缓冲层能使功率芯片的最大结温降低～10%、连接层中的最大热应力降低～30%、累计等效塑性应变降低～41%;在相同结温变化下,连接层中的最大热应力降低了～22%,累计等效塑性应变降低了～17.4%。随后,本文开展了双面散热双向开关功率模块的制造工艺研究,并在此基础上研制了使用桥式缓冲层和柱状缓冲层的双面散热双向开关功率模块,静态I-V曲线数据结果表明,本文提出的封装制作工艺不会造成功率芯片的预损伤。最后,本文推导得出了局部热阻的计算公式,并以所研制的双面散热双向开关功率模块的局部热阻变化为失效判据开展了功率循环老化试验。研究结果表明,在恒ΔTj-IGBT-1模式下,使用桥式缓冲层的双面散热双向开关功率模块的寿命提升了～21%;在恒加热电流模式下,使用桥式缓冲层能够使Tj-IGBT-1降低～12℃,模块寿命得以延长2倍以上。综上,本文提出的双面散热双向开关功率模块的高可靠封装方法可以有效缓解缓冲层中的热量集中,降低连接层所受的热应力,并大幅提高所研制功率模块的可靠性。