绝缘栅双极晶体管(IGB T)自1982年诞生以来,在逆变器、变频器、电力传动、轨道交通等领域得到了广泛的应用,是当今成长最快的一种混合型功率电力电子器件,并一度被认为是电力电子行业最具潜力的功率器件,被喻为电力电子行业的“CPU”。IGBT不但具有功率MOSFET的开关速率快和电压控制的优点,而且还有双极型晶体管载流密度大、导通电压低的优点。由于IGBT长期工作在高频的开关状态,加上芯片集成度和电流密度不断增大,直接导致具大的功率损耗,其大部分转化为热量致使IGBT温度不断升高,而半导体元件对温度相当敏感,高温可能导致器件功能异常,很可能会因为温度过高烧坏芯片,所以IGBT模块散热条件的优良程度,将在很大程度上影响其运行的安全性和使用寿命。本文将研究最新的微流道散热技术,即热封装技术,在IGBT模块的基板内设计微流道,可以极大的提高电力电子器件的散热性能,精简散热器设计甚至略去散热器,降低散热过程的能耗。通过对平行流道和交错流道的多次设计仿真,提出来一种适合于IGBT热封装的新型流道,交错式梯形微流道,增大了换热面积降低了温度梯度,充分利用冷却工质入口处低热阻,及热流逐渐衰减的特点,合理利用材料节约能源。交错结构有助于增加冷媒扰动,从而间接增大了对流换热系数,冷媒在交错的地方汇合,内部相互热传导使得整个横向上的温度梯度降低,很大程度上弥补了单排平行流道温度梯度大的缺点。然后通过ANSYS的FLUENT模块模拟流、固耦合传热的情况,更直观的反映散热情况。接着在Isight5.0平台上搭建Pro/Engine建模与FLUENT流体仿真的多学科优化模型,通过优化算法自动寻优,设计得到最优的结构参数,主要是获得微流道的尺寸参数,理论与实践表明,微小流道对于大功率IGBT模块散热具有较好的应用前景,本文针对微流道的设计、仿真、优化及实验四部分进行研究,最后设计出了具有高效散热性能的交错微流道结构。