绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）模块以其大容量、高电压等级、低功率损耗等优点被广泛应用于新能源发电、电动汽车、船舶制造、航空航天等领域。受到生产和封装技术、散热条件以及工作环境等条件的限制,IGBT芯片产生的热量会导致模块结温过高,进而老化甚至失效。焊料层被认为是IGBT模块封装结构中最脆弱的部位之一,其空洞和裂纹等老化状态会影响模块的散热性能,使得结温升高。因此,温度是影响IGBT模块健康状态,表征其老化情况的重要参数,准确预测IGBT模块的结温对于其寿命评估和其所在电力电子系统的可靠性提高具有重要意义。基于此,本文对IGBT模块结温的获取方法以及焊料层老化产生的影响进行研究,具体内容如下:首先,针对传统热网络模型提取结温时忽略了硅胶和外壳的影响而导致结温提取存在误差的问题,本文建立了IGBT模块的双向Cauer模型,更加符合实际模块的物理结构。本文提出的模型可以得到更精确的暂态结温,适用于切换周期小的模块,并且验证了传统热网络模型计算稳态结温的可行性。通过有限元仿真结果和实验数据,证明双向Cauer模型计算结果的正确性。其次,为研究硅胶和外壳对老化模块温度的影响,建立了考虑裂纹损伤的双向有限元分析模型,并与传统模型对比。由于硅胶和外壳对热量的集中作用,使裂纹损伤对IGBT芯片温度的影响减小,对二极管芯片温度的影响增大。最后,通过有限元分析,研究硅胶和外壳对出现空洞损伤的IGBT模块热流分布规律的影响。提出了一种考虑空洞影响的双向Cauer模型,解决了当芯片焊料层出现空洞后,传统热网络模型的参数较难确定以及结温计算不准确的问题。